[发明专利]一种处理固体废弃物的水解反应器及其应用方法

说明书

本发明具体涉及一种水解反应器，通过对固体废弃物进行超高温处理产生特异性酶制剂，加速细胞的破碎溶出，加速厌氧消化。产酶区的待处置固体废弃物可由于高温作用产生酶，酶是固体废弃物内微生物的产物，不需要额外投加；产酶区的固体废弃物持续性产生酶制剂，不断供给厌氧消化使用；不同固体废弃物因其构成的差异产生的酶会有所不同，但某类固体废弃物产生的酶对该类物质更具有特异性和针对性，更有助于此类物质的厌氧消化。产酶、储酶、水解一体化，实现了酶制剂的持续产生和连续投加；利用该反应器的污泥消化工艺，可在3~15d内将污泥挥发性固体减量40%~60%；利用该反应器的餐厨垃圾消化工艺，可在3~15d内将餐厨垃圾挥发性固体减量40%~80%。反应器适应性强，污泥减量化效果好，且能够产生更多的甲烷，加速污泥或餐厨垃圾减量化过程，节省固体废弃物处置成本。

技术领域

本发明属于固体废弃物的资源化与减量化领域，具体涉及一种水解反应器，主要目的是通过对污泥、餐厨垃圾等固体废弃物进行超高温处理产生特异性酶制剂，加速细胞的破碎溶出和大分子有机物的水解，进而加速厌氧消化进程。

背景技术

生物法是目前最为经济有效的污水处理手段，但是在处理污水的过程中会产生大量的污泥。2016年，我国污泥产生量已经超过3000万吨。而且随着我国对污水处理的重视，污泥的产生量将持续增加。据估计，我国2020年污泥的产生量将达到6000-9000万吨。作为污水处理的副产物，污泥中包含大量的病原微生物及寄生虫卵，如果不经妥善处理直接排放，这些有害微生物会通过动物植物传染给人类从而造成严重的公共卫生问题。同时，污泥中含有大量的有机污染物，直接排放这些有机污染物会对地下水及土壤造成二次污染。未经处理的污泥易腐烂，有恶臭，将严重影响周围居民的正常生活。餐厨垃圾是居民在生活消费过程中形成的生活废物，也具体易腐烂变质，散发恶臭，传播细菌和病毒等特点。随着工业化、城镇化进程的加快，城市餐厨垃圾的产生量越来越大。餐厨垃圾处置不当会产生巨大的危害，比如影响城市市容和人居环境，传播疾病等。

厌氧消化是目前常用的污泥处理和餐厨垃圾处置技术。厌氧消化是在缺氧条件下，通过厌氧微生物的作用，将固体废弃物中的有机物逐渐降解转化为甲烷、二氧化碳和水等的过程。该技术的优点是可以将固体废弃物中部分有机物转化为甲烷，实现有机物回收利用。但由于厌氧消化过程中水解是反应的限制步骤，导致反应速率慢，反应周期长，投资成本较大，工艺管理也较为复杂。

本发明提供了一种反应器，利用微生物产生的酶制剂将细胞破碎，使有机质溶出，加速大分子有机物的分解，可以快速实现固体废弃物的减量化，节约处置成本。

发明内容

针对常规厌氧消化固体废弃物减量效率低，反应时间长的问题，结合上述背景技术，本发明提供了一种加速厌氧消化的反应器及其应用方法。

本发明技术方案如下：

所述的反应器包括三个部分，产酶区，储酶区和水解区。

所述的固体废弃物包括污泥或餐厨垃圾，所述餐厨垃圾指完成初步筛分和破碎后的餐厨垃圾。

反应器对污泥进行处置时，三个区域分别进行如下反应：

产酶区：放入少量待处置污泥，对其进行高温兼氧处理。每立方米污泥曝气量为0.05~0.2m³，在此过程中该区域内温度可自然升高至60~90℃，高温状态下，污泥产生特异性酶制剂，包括纤维素酶、淀粉酶、脂肪酶、蛋白酶、溶菌酶和木质素过氧化氢酶等。这些酶可以破坏细胞的细胞壁和细胞膜，加速细胞内有机物的溶出。该区域反应采用序批式，每个批次反应时间为3~18h，反应结束后将1/3~1/2的污泥排入储酶区备用。

储酶区：污泥在产酶区反应后进入储酶区暂存，之后这些包含特异性酶制剂的污泥通过输送泵连续进入水解区。