[发明专利]一种促进餐厨垃圾中辣椒素降解同时生产甲烷的方法

说明书

本发明提供了一种利用过氧化钙降解餐厨垃圾中辣椒素并促进餐厨垃圾与剩余污泥共消化生产甲烷的方法，属于固体废弃物资源化处理与处置领域。本发明过氧化钙预处理技术为主，辅以快速搅拌，最后进行餐厨垃圾与剩余污泥共消化生产甲烷，不仅促进了餐厨垃圾中辣椒素的降解，同时提高了污泥的可生化性，调节了厌氧消化系统的碳氮比，从而提高了共消化过程中的甲烷产量。实现了固体废弃物的减量化，无害化及资源化处理与处置。

技术领域

本发明涉及到固体资源化处理与处置领域，具体指一种利用过氧化钙降解餐厨垃圾中的辣椒素并促进餐厨垃圾与剩余污泥共消化产甲烷的方法。

背景技术

餐厨垃圾主要是指由家庭、商场、餐厅等机构产生的食品垃圾。据估计，中国每年的餐厨垃圾大约有8280万吨，并且每年还在不断增长。餐厨垃圾中含有大量可降解有机物，同时含水量高，如果处置不当，会产生臭味、有毒气体等污染物，引发一系列健康和环境问题。剩余污泥是污水生物处理的副产物，以含水率80％计，污泥年产量将突破3000万吨，预计2020年的污泥产量将达到6000-9000万吨。近年来，剩余污泥被用来进行厌氧消化，厌氧消化技术在实现污泥稳定化的同时还能产生可回收利用资源。但由于剩余污泥的碳氮比较低，不能达到厌氧消化所需要的最佳碳氮比。通常利用剩余污泥和餐厨垃圾混合共消化，平衡碳氮比，还能同时处理两种固体废物。

餐厨垃圾与一般的厌氧消化原料不同，它具有明显的地域特征，不同地域的餐厨垃圾，生化特性，同时管理处置方法也会有相应的改变。在我国的四川、湖南、云贵高原地区，人们喜食辣，餐厨垃圾中辣椒含量高，一般辣椒含量在500-1000mg/L之间。辣椒中的辣味成分主要是辣椒素类物质，是具有辛辣刺激性的香草胺合成衍生物。文献： HironoriTsuchiya.Biphasic membrane effects of capsaicin,an active component inCapsicum species[J].Journal of Ethnopharmacology,2001,75(2-3):295-299.文中研究称，辣椒素会改变细菌细胞膜的流动性，改变细胞膜的渗透压，从而影响细胞膜的功能，抑制细菌的生长及活性。文献：Yangyang Li,Yiying Jin,Jinhui Li,Hailong Li,ZhixinYu.Effect of pungency degree on mesophilic anaerobic digestion ofkitchen waste[J].Applied Energy,2016,181(1)： 171-178.文中研究称，高浓度的辣椒素会抑制厌氧消化产甲烷速率及甲烷产量。

目前，针对辣椒素对餐厨垃圾与剩余污泥共消化存在的问题，仍然没有提出控制的办法。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种经济高效，节能环保的解决措施，通过在餐厨垃圾中添加过氧化钙和接种污泥，使得餐厨垃圾中的辣椒素被降解成为低毒性的产物，同时提高污泥的可生化性，提高共消化过程中甲烷的产量。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方法包括以下步骤：

(1)将收集的餐厨垃圾进行分选和破碎处理，餐厨垃圾的粒径在1-10mm之间，控制总固体质量为80-100g/L；

(2)预处理：将破碎后的餐厨垃圾转移至预处理反应罐中；之后加入过氧化钙使得反应器中过氧化钙浓度在0.05-0.2mg/gVS；添加后立即进行搅拌，搅拌速率在120-200rpm，总停留时间为12-24h；