[发明专利]餐厨垃圾厌氧消化快速启动和高效运行的方法

说明书

本发明提供了利用餐厨垃圾快速高效产沼气的方法。该方法以一种复合菌剂为接种物，辅以两相厌氧消化工艺对餐厨垃圾进行发酵产沼气。厌氧罐有机负荷最高可达8kgVS/m³•d，HRT可缩短至8‑12d，容积产气率可达到4m³/m³•d。本发明的方法适合于各种产气规模，同时本发明的方法所需生产工艺简单，生产条件不苛刻，有巨大的市场应用前景。

技术领域

本发明涉及沼气的生产领域，具体涉及餐厨垃圾厌氧消化快速启动和高效运行的方法。

技术背景

近年来，由于餐厨垃圾的产量越来越大，对环境造成了一定影响，如何对餐厨垃圾进行高效处理成为研究热点。特别的，考虑到能源因素，更需要能利用餐厨垃圾高效生产沼气的方法。

对于餐厨垃圾的处理，已有不少研究，其中，利用微生物菌剂处理餐厨垃圾受人注目，如中国专利CN 103756941 A公布了一种微生物复合菌剂在降解餐厨垃圾上的应用，该专利能高效的降解餐厨垃圾。

然而，利用微生物菌剂对餐厨垃圾进行处理来高效制备沼气，至今还未能实现理想的效果。主要原因在于餐厨垃圾是一种成分较为复杂的原料，采用厌氧消化的方法处理需要较好的微生物菌群协同作用方能达到最佳效果。现有的厌氧消化类微生物菌剂未见报道。中国专利CN 103756941 A公布了一种用于餐厨垃圾厌氧发酵的复合菌剂，该菌剂利用好氧发酵的方法制取有机肥，并不能用于生产沼气。中国专利CN 103215213A公布了一种用于餐厨垃圾厌氧发酵的复合菌剂，该专利能提前产甲烷高峰期并提高产甲烷量；但该专利用于餐厨垃圾中温单相厌氧发酵，而且发酵周期为30d。

在餐厨垃圾的产沼气方面，其原料性质决定了实现高效厌氧消化难度较高。正确的工艺参数配置是必要的前提条件，但高效发酵体系的构建是餐厨垃圾高效利用的关键，如果获得优良的微生物菌群是一大难点。然而，在这方面的研究，目前几乎为空白。

本发明通过添加特定的微生物复合菌剂，构建高效发酵体系，配合正确的工艺条件，能大幅缩短产沼气周期，实现对餐厨垃圾高效的利用。

发明内容

针对现有技术的缺点，本发明的目的是提供一种餐厨垃圾厌氧消化快速启动和高效运行的方法，该方法包括如下步骤：

1）产沼气菌剂制备：所述菌剂包括如下菌种：17-19份亮黄梭状芽孢杆菌DSM19732、120-130份嗜糖污水杆菌DSM22681、85-93份解蛋白粪热杆菌DSM5265、23-25份嗜热厌氧绳菌DSM14523、16-18份速生栖热分枝菌DSM8682、11-13份岸栖高温杆菌DSM21630、127-141份互营单胞菌DSM4212、470-520份热自养甲烷热杆菌DSM1053、190-210份嗜热甲烷八叠球菌DSM1825、166-182份卢米尼马赛产甲烷球菌DSM25720、19-21份甲酸甲烷杆菌DSM3637；每份菌种菌浓为1-4×10⁸个/ml；将上述菌种混合即得复合菌剂。

2）采用两相连续厌氧消化工艺。餐厨垃圾先进行分选，去除杂质后粉碎，然后进酸化罐酸化，再将酸化后的餐厨垃圾料液加入厌氧发酵罐；酸化罐每天进出料各1次、厌氧罐每天进出料1-3次。

3）将步骤1）所述菌剂作为接种物以30%的接种量（体积比）加入厌氧消化罐；以步骤2）所述酸化罐的出料作为厌氧罐的进料启动厌氧发酵罐，进行发酵产气。

优选的，所述步骤2）中酸化罐为好氧发酵罐；发酵温度为35±2˚C；间歇曝气频率为10min/60min，曝气量为13L/min•m²；pH为5.0-7.0；HRT为2-3d。

优选的，所述步骤3）中所述厌氧发酵罐采用CSTR工艺，其发酵温度为55±1℃。

优选的，所述步骤3）中厌氧发酵罐以0.5kgVS/m³•d的有机负荷为启动负荷。