[发明专利]一种连续干式厌氧发酵方法

说明书

技术领域

本发明涉及环保及能源利用技术领域，涉及连续干式厌氧发酵方法。

背景技术

固体废物若不能及时处理，往往会造成垃圾遍布、污水横流、蚊蝇孽生，散发臭味，成为各种病源微生物的孳生地，影响环境卫生和危害人休健康。当前，固体废物污染日益严重。

干式厌氧发酵又称为高固体厌氧消化，是指总固体含量大约在20％至40％的情况下，利用厌氧菌将其分解为CH₄、CO₂、H₂S等气体的发酵工艺，干式厌氧发酵过程极其复杂，需要多种微生物参与反应，并且要分步分段进行。在发酵过程中，不同的微生物相互影响、相互制约，形成复杂的生态系统。与湿式发酵相比，干发酵工艺主要具有节约用水，节约管理沼气池所需的工时，池容产气率较高等优点，但干式厌氧发酵技术由于微生物活性等影响，物质的降解效率较蚯蚓堆肥和高温好氧发酵要差，特别是纤维素、木质素类物质的降解效率和降解程度较低(参见[1]李想，赵立欣，韩捷等，农业废弃物资源化利用新方向——沼气干发酵技术[J]，中国沼气，2006，24(4)：23-27；[2]李东，马隆龙，袁振宏等，华南地区稻秸常温干式厌氧发酵试验研究[J]，农业工程学报，2006，22(12)：以及[3]Weiland P.，Anaerobic waste digestion in germany-status andrecent developments[J]，Biodegradation，2000，11(6)：415-421)。

因此，设计针对有机固体废弃物，尤其是生活垃圾中的有机成分、果蔬垃圾、畜禽粪便、秸秆等的无害化处理、资源化处理利用的干式厌氧发酵装置，开发成本低、操作方便的降解难降解物质、降低物料中的含水率的预处理技术、充分实现有机固体废弃物循环利用的技术，对于有机固体废弃物的无害化、减量化和资源化尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种连续及过程增温保温的中温干式厌氧发酵方法，在厌氧发酵过程中，不定期向发酵系统内投加新鲜有机固体废弃物，同时为了保证发酵仓内的物料平衡和长期运行，在投加物料的同时，需将已经发酵好的物料清理出，保证了有机固体废弃物的就地、及时连续快速处理，在发酵过程中，通过增温及保温措施，实现低温条件下厌氧发酵系统能够正常启动，从而解决分散式有机物料日常清理以及低温条件下厌氧发酵难以启动和维持的问题。

为实现上述目的，在一个实施方案中，本发明涉及一种连续及过程增温保温的中温干式厌氧发酵方法，所述处理方法包括以下步骤：

A)原料装填，向发酵用容器内投加有机固体废弃物；

B)启动发酵：封闭发酵用容器进行厌氧发酵；

C)进料：通过进料缓冲装置或系统将新鲜的有机固体废弃物添加到发酵用容器中；

D)出料：在进行步骤C的同时，通过出料缓冲装置或系统取出已经发酵好的物料；

E)连续运行：重复步骤C和D。

在一个实施方案中，其中在整个厌氧发酵中，通过燃烧加热、电加热或太阳能装置对发酵用容器进行加热。

在一个实施方案中，在所述进料步骤之后，通过使用设置在所述发酵用容器底部的支架改变所述发酵用容器的倾斜角度，倾斜度为-60°至60°，优选-30°至30°或，最优选-30°或30°，从而实现所述发酵用容器内的发酵物充分混合。

在一个实施方案中，在原料装填步骤中，装料量为发酵装置容积的70％至80％，优选75％至78％，最优选78％，装样料大于80％时，会降低反应器内物料的反应速率，装样料小于70％时处理成本会增加。

在一个实施方案中，在启动发酵步骤中，厌氧发酵时间为25到40天，优选28到35天，最优选35天，当发酵时间小于25天时，物料发酵不够完全，当时间长于40天时，是不经济的。

在一个实施方案中，在进料步骤中，添加量为连续式干式厌氧发酵装置容积的2％至3％，优选2.3％至2.6％，更优选2.4％至2.6％，最优选2.5％，当装样量高于3％时，会导致反应装置内物料的累积，降低物料降解效率，当装样量低于2％，会降低反应装置的处理能力，是不经济的。

在一个实施方案中，在出料步骤中，出料量为连续式干式厌氧发酵装置容积的0.8％至1.5％，优选1％至1.3％，更优选1.2％至1.3％，最优选1.2％，当取样量高于1.5％时，会导致物料降解不完全，当取样量低于0.8％，会导致反应装置内物料的累积，降低反应装置的处理能力，是不经济的。