[发明专利]改善餐厨垃圾乙醇型两相厌氧消化系统性能的方法

说明书

本发明提供一种改善餐厨垃圾乙醇型两相厌氧消化系统性能的方法，属于固体废弃物资源化技术领域。该方法首先使用葡萄糖溶液活化酵母，然后将餐厨垃圾底物和酵母活化液以及回流的沼液共同加入至第一相形成产酸产醇相，第二相为产甲烷相，每天取第二相出料体积的2/5‑3/5回流至第一相，同时取与第二相出料体积相同的第一相的物料进入第二相，形成沼液回流的餐厨垃圾乙醇型两相半连续厌氧消化系统。本发明操作简单、易行，在甲烷相有机负荷2～5g‑VS·L^‑1·d^‑1时，相对于传统餐厨垃圾两相半连续厌氧消化系统可以提高甲烷产量29.0～83.4％，同时可将甲烷相有机负荷提升至6g‑VS·L^‑1·d^‑1而稳定运行，可有效提高餐厨垃圾资源化利用率。

技术领域

本发明涉及固体废弃物资源化技术领域，特别是指一种改善餐厨垃圾乙醇型两相厌氧消化系统性能的方法。

背景技术

餐厨垃圾是居民日常生活及食品加工、饮食服务、单位供餐等活动中产生的垃圾，包括丢弃的菜叶、剩菜、剩饭等，其主要来源为家庭厨房、餐厅、食堂、及其他与食品加工有关的行业，是城市生活垃圾的一部分。我国是餐厨垃圾产生的大国，我国许多发达城市每天产生生活垃圾量在3000t以上，其中餐厨垃圾约占50％甚至更高。餐厨垃圾的常规处理方法有粉碎直排法、填埋法、焚烧法等，但这些方法可能造成环境二次污染，增加处理成本。

厌氧消化是一种被广泛用于餐厨垃圾处理的技术，采用厌氧发酵技术处理餐厨垃圾，能够大批量处理餐厨垃圾，并能将其转化成甲烷、氢气等可再生能源，在经济上和环境上具有很大优势。但餐厨垃圾厌氧消化过程中容易发生酸累积，造成pH下降和系统稳定性失衡，对产甲烷古细菌的活性产生影响，通过两相分离技术可以达到对水解酸化和甲烷化最优反应条件的调控，提高各自反应器中微生物的活性，并提高整个反应系统的稳定性和处理效果。

本课题组在研究中发现，通过接种酵母菌构建以第一相为开放式产乙醇发酵为主同时又有底物自身的产酸细菌发酵为特征的产酸产醇相，并与后续的产甲烷相串联组成乙醇型两相厌氧消化系统(简称乙醇型两相)，与传统两相厌氧消化系统相比可以提高甲烷产率，保持甲烷相pH值及厌氧消化系统的稳定，有效减少第一相的水力停留时间。然而乙醇型两相厌氧消化系统仅仅在第一相引入酵母，随着半连续发酵的进行，水解产物的不断增加，第一相的pH值逐渐减低，抑制水解酸化菌的活性。鉴于此，本发明采用沼液回流的方式来调节水解酸化相的pH值，提高水解酸化效率，强化乙醇型水解酸化相的工艺条件。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种改善餐厨垃圾乙醇型两相厌氧消化系统性能的方法，该方法可调节水解酸化相的pH值，提高乙醇型两相厌氧消化系统的水解酸化效率、有机负荷及甲烷产率，强化该系统的工艺条件及系统稳定性，为实现餐厨垃圾厌氧消化处理高效稳定运行提供一定参考。

该方法首先使用葡萄糖溶液活化酵母，然后将餐厨垃圾底物和酵母活化液以及回流的沼液共同加入至第一相形成产酸产醇相，第二相为产甲烷相，每天取第二相出料体积的2/5-3/5回流至第一相，同时取与第二相出料体积相同的第一相的物料进入第二相，形成沼液回流的餐厨垃圾乙醇型两相半连续厌氧消化系统。

具体包括步骤如下：

(1)将干酵母在葡萄糖溶液中活化后得酵母活化液；

(2)餐厨垃圾使用前初步分拣粉碎，按照系统有机负荷的要求称取湿餐厨垃圾作为底物；

(3)餐厨垃圾底物和酵母活化液共同加入到第一相中，每天出料一次，后接种餐厨垃圾底物和酵母活化液，水力停留时间为2-5天；

(4)第二相接种厌氧消化污泥，每天出料一次，后将第一相的出料加入第二相，水力停留时间为15-30天；

(5)第二相的出料液经离心后的上清液作为回流所用沼液，回流的沼液与底物混合，在每天进料时加入到第一相中。