[发明专利]一种酶法提取餐厨固渣中碳源的方法

说明书

本发明公开了一种酶法提取餐厨固渣中碳源的方法，属于餐厨垃圾资源化利用技术领域。本发明所述的酶法提取餐厨固渣中碳源的方法，包括如下步骤：餐厨固渣→加水→糊化→调节pH→加入淀粉酶→水解→灭酶→离心分离→碳源提取液/水解固渣。本发明采用酶解法提取回收餐厨固渣中的淀粉等糖类物质，将固相中的淀粉等物质转化可溶于水的糖类，淀粉酶水解餐厨固渣获得的提取液主要由低聚糖和还原糖等小分子糖组成，能够作为污水处理厂生物脱氮的碳源。此外，淀粉酶催化水解餐厨固渣，使餐厨固渣的体积减少，在分离回收餐厨中有机质的同时，也使得餐厨垃圾减量化。

技术领域

本发明涉及一种酶法提取餐厨固渣中碳源的方法，属于餐厨垃圾资源化利用技术领域。

背景技术

我国餐厨垃圾产生量约占城市生活垃圾的37％～62％，增长速度和占生活垃圾的比例逐年增加，对生态系统和环境造成多方面的危害。餐厨垃圾经分拣、破碎、高温蒸煮制浆，再由三相分离机将其分离为粗油脂、餐厨浓浆和餐厨固渣。其中餐厨固渣含有丰富的碳水化合物，且基本不含油脂和盐分。一方面，其组成特征导致其极易发生腐烂，会对环境造成恶劣的影响。另一方面，餐厨固渣中含有丰富的有机质，有很高的资源回收和利用价值。在当今能源、资源紧缺的现状下，餐厨垃圾的回收利用可以有效缓解这些问题，并取得良好的经济效益。

目前，餐厨垃圾处理的主要技术有好氧生物降解、饲料化和高温堆肥、厌氧消化和制取生物柴油。这些处理技术都存在一些缺陷，其中厌氧发酵被认为是目前最有效的处理工艺，但也存在系统稳定性差、沼渣沼液难处理和产生有毒有害物质等问题。经过三相分离的餐厨固渣，目前主要是通过厌氧消化技术将丰富的有机质生物转化为沼气能源，但是由于餐厨固渣蛋白质含量高，经过厌氧处理后沼液中氨氮浓度很高，沼液脱氮技术难度大并、处理成本高并且会对环境产生严重的危害，已经成为餐厨垃圾处理过程中的一大难题。因此，迫切需要开辟餐厨垃圾处理和资源化的新途径。

发明内容

为了解决上述至少一个问题，本发明提供了餐厨垃圾资源化的一种新途径，可以直接分离回收餐厨中有机质并实现餐厨垃圾减量化。

本发明利用复合淀粉酶水解餐厨固渣获得提取液，分离回收固渣碳源。目前，生活污水中可利用碳源的不足严重制约了氮的有效去除，通常需要外加碳源来提高脱氮效率，但是，投加商用碳源增加了污水处理厂的运行成本。本发明获取的碳源提取液可用于城市污水处理厂作为生物脱氮所需的碳源，节省了污水处理厂的运行成本。

本发明的第一个目的是提供一种酶法提取餐厨固渣中碳源的方法，包括如下步骤：

(1)将餐厨固渣进行预处理，得到预处理之后的餐厨固渣；

(2)调节预处理之后的餐厨固渣的pH，得到处理后的餐厨固渣；

(3)将复合淀粉酶加入到步骤(2)处理后的餐厨固渣中，进行酶解反应，反应结束之后将复合淀粉酶灭活，得到混合物；其中所述的复合淀粉酶为中温α-淀粉酶与淀粉葡萄糖苷酶；

(4)将步骤(3)的混合物进行固液分离，得到上清液，即为复合淀粉酶酶解餐厨固渣的碳源提取液。

本发明的方法获得的碳源提取液主要为碳水化合物。

在本发明的一种实施方式中，步骤(2)所述调节pH为：用6mol/L的NaOH调节pH至5.0-7.0。

在本发明的一种实施方式中，步骤(2)所述调节pH为：用6mol/L的NaOH调节pH至6.0。

在本发明的一种实施方式中，步骤(3)所述的中温α-淀粉酶与淀粉葡萄糖苷酶的质量比为2-6：1。

在本发明的一种实施方式中，步骤(3)所述复合淀粉酶(中温α-淀粉酶与淀粉葡萄糖苷酶的总和)的添加量为0.4％-1％(E:S)，这里的％指的是复合淀粉酶与步骤(2)处理后的餐厨固渣干重的质量比。