公布日：2024.12.17
申请日：2024.06.12
分类号：B09B5/00(2006.01)I;B09B3/65(2022.01)I;B09B3/60(2022.01)I;B09B101/70(2022.01)N
摘要
本发明公开了原位产酶与微曝气潮汐式渗滤床处理餐厨垃圾固渣的方法，将餐厨垃圾经过湿热处理后分离的有机固渣，一部分与木屑和菌剂混合后，在一定通风条件下进行原位产酶，原位产酶后将底物用自来水浸泡，获得富含自产酶的浸泡液，产酶后的剩余底物进行后端处理；另一部分与木屑和活性污泥混合后用自产酶浸泡液进行潮汐式渗滤发酵(厌氧发酵)，同时辅以空气微曝气促进微生物活性，发酵后的剩余底物进行后端处理。本发明涉及餐厨垃圾处理技术领域。该原位产酶与微曝气潮汐式渗滤床处理餐厨垃圾固渣的方法，将餐厨垃圾固渣原位产酶与厌氧发酵工艺进行耦合，保障餐厨垃圾固渣处理量的同时，实现餐厨垃圾固渣的减量化与资源化利用，为餐厨垃圾固渣提供新的处理思路。
权利要求书
1.原位产酶与微曝气潮汐式渗滤床处理餐厨垃圾固渣的方法，其特征在于：利用餐厨垃圾经过湿热处理后分离的有机固渣作原料，通过原位产酶和潮汐式渗滤发酵耦合方法进行处理，具体步骤如下：S1、餐厨垃圾经过分拣、破碎、除杂后，浆液在100-130℃的高压灭菌罐中加热60-180min，浆液三相分离后，固渣分别进行原位产酶和潮汐式渗滤发酵；S2、原位产酶采用固渣、木屑与菌剂混合，并装入80-100目柱状尼龙袋中，25-55℃下发酵6d，并通过内部机械搅拌起到翻堆效果，以增加微生物活性；S3、原位产酶3d后，从发酵装置上部缓慢加入适量自来水，期间停止机械搅拌，浸泡后，打开排水口，通过下部滤板滴滤出残留水，继续原位产酶3d后，20%剩余底物充当下一次发酵接种物，其余剩余底物进行后端处理；S4、潮汐式渗滤发酵采用固渣、木屑与预热接种污泥混合，并装入80-100目柱状尼龙袋中，55℃下发酵6d，采用原位产酶产生的浸泡液从底部缓慢没过堆体，浸泡一段时间后，从底部排出至渗滤液储存罐，通过自来水浸泡提取酶，从而提高潮汐式渗滤床初始的水解效率，通过碳酸钠或碳酸氢钠调节渗滤液pH，未浸泡期间采用微曝气以增加微生物活性，加速固渣水解过程；每隔6-12h潮汐式浸泡一次，20%剩余底物充当下一次发酵接种物，其余剩余底物依旧进行后端处理，渗滤液用作UASB产甲烷，UASB出水用于原位产酶浸泡或直接排放。
2.根据权利要求1所述的原位产酶与微曝气潮汐式渗滤床处理餐厨垃圾固渣的方法，其特征在于：所述步骤S1餐厨垃圾为市政集中收集的高含固餐饮剩余物，不包括食品加工厂加工剩余物，固渣为经过100-130℃湿热处理，2000-3000rpm三相分离除油后的固相。
3.根据权利要求1所述的原位产酶与微曝气潮汐式渗滤床处理餐厨垃圾固渣的方法，其特征在于：所述步骤S2固渣中加入10-20%质量比木屑与1-10%质量比的菌剂，混合均匀，并装入80-100目柱状尼龙袋中，在0.5-1L/min空气的通风条件下，内部机械搅拌30-60rpm，外部包有隔热棉，减少热量损失。
4.根据权利要求3所述的原位产酶与微曝气潮汐式渗滤床处理餐厨垃圾固渣的方法，其特征在于：所述菌剂包括但不限于EM菌剂、枯草芽孢杆菌、泡盛曲霉、米曲霉和黑曲霉。
5.根据权利要求1所述的原位产酶与微曝气潮汐式渗滤床处理餐厨垃圾固渣的方法，其特征在于：所述步骤S3中下一批实验采用上一批实验20%剩余底物作为接种物，并添加与上一批实验等量的餐厨垃圾固渣、80%的木屑和50%的菌剂，重复操作。
6.根据权利要求1所述的原位产酶与微曝气潮汐式渗滤床处理餐厨垃圾固渣的方法，其特征在于：所述步骤S3原位产酶3d后，从装置顶部加入自来水，没过原位产酶体积≥80%，浸泡10-30min后，打开排水口，滴滤原位产酶中的残留水1-8h，底部滤板孔径≤1mm，期间通风与机械搅拌均关闭，滴滤后继续原位产酶3d降解剩余有机物。
7.根据权利要求1所述的原位产酶与微曝气潮汐式渗滤床处理餐厨垃圾固渣的方法，其特征在于：所述步骤S4固渣中加入10-20%质量比的木屑和10-20%质量比的接种污泥，接种污泥经过75℃水浴15min，并在3000-4000r离心15min后，用离心后的底部沉淀物接种，并装入80-100目柱状尼龙袋中。
8.根据权利要求7所述的原位产酶与微曝气潮汐式渗滤床处理餐厨垃圾固渣的方法，其特征在于：所述步骤S4中固渣和原位产酶浸泡液质量比=1：（2.5-5），底部滤板孔径≤1mm，渗滤液完全没过堆体充分浸泡1-2h后排出到渗滤液储存罐，调节pH=6-8，温度控制在50-55℃，每12h进行10min空气微曝气操作，微曝气速率=2.5-4L空气/kg固渣，当渗滤液TCOD＞8000mg/L时，排出25%渗滤液用于UASB产甲烷，最后一天排出75%渗滤液用于UASB产甲烷，下一批实验采用上一批实验20%剩余底物作为接种物，添加与上一批实验等量的餐厨垃圾固渣、等量的离心预热厌氧污泥和80%的木屑，并将上一批实验剩余25%的渗滤液与原位产酶浸泡液混合后用于潮汐式浸泡操作，重复操作，UASB接种厌氧颗粒污泥，接种比为gTCOD酸化液：gVS颗粒污泥=0.5-1，UASB出水回流至原位产酶反应器用于堆体浸泡或直接排放至在线亚洲精品自拍,精品乱码一区二区三四区视频。
9.根据权利要求1所述的原位产酶与微曝气潮汐式渗滤床处理餐厨垃圾固渣的方法，其特征在于：原位产酶和厌氧发酵周期均为6d，首先进行3d原位产酶，获得富含自产酶的浸泡液，然后启动厌氧发酵，厌氧发酵的第3d，原位产酶进入下一批实验，而在厌氧发酵的第6d，用第二批原位产酶产生的浸泡液进行潮汐式浸泡操作，实现两者实验周期的不断重复。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了原位产酶与微曝气潮汐式渗滤床处理餐厨垃圾固渣的方法，将餐厨垃圾固渣进行资源化处理，提高了餐厨垃圾整体的资源化利用率。通过将餐厨垃圾固渣用于原位产酶处理，保证了餐厨垃圾固渣的处理量。同时，将原位产酶与厌氧发酵耦合，一方面餐厨垃圾固渣利用原位产酶产生的酶加速了厌氧发酵的效率，另一方面将原位产酶中的有机质引入厌氧发酵，增加了厌氧发酵中有机质的含量，有利于增加甲烷的产量，实现了餐厨垃圾固渣更高效的减量化、资源化和无害化处理。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：原位产酶与微曝气潮汐式渗滤床处理餐厨垃圾固渣的方法，利用餐厨垃圾经过湿热处理后分离的有机固渣作原料，通过原位产酶和厌氧发酵耦合方法进行处理，达到减量化与资源化的目的，具体步骤如下：
S1、餐厨垃圾经过分拣、破碎、除杂后，浆液在100-130℃的高压灭菌罐中加热60-180min，浆液三相分离后，固渣分别进行原位产酶和潮汐式渗滤发酵；
S2、原位产酶采用固渣、木屑与菌剂混合，并装入80-100目柱状尼龙袋中，25-55℃下发酵6d，并通过内部机械搅拌起到翻堆效果，以增加微生物活性；
S3、原位产酶3d后，从发酵装置上部缓慢加入适量自来水，期间停止机械搅拌，浸泡后，打开排水口，通过下部滤板滴滤出残留水。继续原位产酶3d后，20％剩余底物充当下一次发酵接种物，其余剩余底物进行后端处理；
S4、潮汐式渗滤发酵采用固渣、木屑与预热接种污泥混合，并装入80-100目柱状尼龙袋中，55℃下发酵6d，采用原位产酶产生的浸泡液从底部缓慢没过堆体，浸泡一段时间后，从底部排出至渗滤液储存罐，通过碳酸钠或碳酸氢钠调节渗滤液pH，未浸泡期间采用微曝气以增加微生物活性，加速固渣水解过程；20％剩余底物充当下一次发酵接种物，其余剩余底物依旧进行后端处理，渗滤液用作UASB产甲烷，UASB出水用于原位产酶浸泡或直接排放；
优选的，所述步骤S1餐厨垃圾为市政集中收集的高含固餐饮剩余物，不包括食品加工厂加工剩余物，固渣为经过100-130℃湿热处理，2000-3000rpm三相分离除油后的固相，TS≥20％。
优选的，所述步骤S2固渣中加入10-20％质量比木屑与1-10％质量比的菌剂，混合均匀，并装入80-100目柱状尼龙袋中，在0.5-1L/min空气的通风条件下，内部机械搅拌30-60rpm，外部包有隔热棉，减少热量损失。
优选的，所述菌剂包括但不限于EM菌剂、枯草芽孢杆菌、泡盛曲霉、米曲霉和黑曲霉。
优选的，所述步骤S3中下一批实验采用上一批实验20％剩余底物作为接种物，并添加与上一批实验等量的餐厨垃圾固渣、80％的木屑和50％的菌剂，重复操作，最终每批实验浸泡液的SCOD＝2400mg/L、TN＝175mg/L，固渣整体的VS去除率＝21.5％。
优选的，所述步骤S3原位产酶3d后，从装置顶部加入自来水，没过原位产酶体积≥80％，浸泡10-30min后，打开排水口，滴滤原位产酶中的残留水1-8h，底部滤板孔径≤1mm，期间通风与机械搅拌均关闭，滴滤后继续原位产酶3d降解剩余有机物，达到减量化的效果。
优选的，所述步骤S4固渣中加入10-20％质量比的木屑和10-20％质量比的接种污泥，接种污泥经过75℃水浴15min，并在3000-4000r离心15min后，用离心后的底部沉淀物接种，并装入80-100目柱状尼龙袋中。
优选的，所述步骤S4中固渣和原位产酶浸泡液质量比＝1：(2.5-5)，6-12h潮汐式浸泡一次，底部滤板孔径≤1mm，渗滤液完全没过堆体充分浸泡1-2h后排出到渗滤液储存罐，调节pH＝6-8，温度控制在50-55℃，每12h进行10min空气微曝气操作，微曝气速率＝2.5-4L空气/kg固渣，当渗滤液TCOD＞8000mg/L时，排出25％渗滤液用于UASB产甲烷，最后一天排出75％渗滤液用于UASB产甲烷。下一批实验采用上一批实验20％剩余底物作为接种物，添加与上一批实验等量的餐厨垃圾固渣、等量的离心预热厌氧污泥和80％的木屑，并将上一批实验剩余25％的渗滤液与原位产酶浸泡液混合后用于潮汐式浸泡操作，重复操作。UASB接种厌氧颗粒污泥，接种比为gTCOD酸化液：gVS颗粒污泥＝0.5-1，UASB出水回流至原位产酶反应器用于堆体浸泡或直接排放至在线亚洲精品自拍,精品乱码一区二区三四区视频。
优选的，原位产酶和厌氧发酵周期均为6d，首先进行3d原位产酶，获得富含自产酶的浸泡液，然后启动厌氧发酵。厌氧发酵的第3d，原位产酶进入下一批实验，而在厌氧发酵的第6d，用第二批原位产酶产生的浸泡液进行潮汐式浸泡操作，实现两者实验周期的不断重复。
(三)有益效果
本发明提供了原位产酶与微曝气潮汐式渗滤床处理餐厨垃圾固渣的方法。与现有技术相比具备以下有益效果：
(1)、该原位产酶与微曝气潮汐式渗滤床处理餐厨垃圾固渣的方法，通过利用餐厨垃圾固渣原位产酶快速产酶，并通过自来水浸泡提取酶，从而提高了潮汐式渗滤床初始的水解效率；微曝气则促进了微生物活性，加快了厌氧发酵水解产酸的过程；原位产酶和厌氧发酵剩余底物用于后端处理，以进一步分解有机质，实现了餐厨垃圾固渣减量化与资源化的耦合处理。此方法将废弃的餐厨垃圾固渣用于资源化利用，实现了变废为宝，提高了餐厨垃圾的资源化利用程度，将自产酶运用于潮汐式渗滤床，加速了餐厨垃圾固渣初期的水解效率，缩短了处理时间，提高了处理效率。
(2)、该原位产酶与微曝气潮汐式渗滤床处理餐厨垃圾固渣的方法，通过将微曝气用于潮汐式渗滤床，加快了固渣的水解效率，缩短了处理时间，提高了处理效率；将原位产酶与厌氧发酵耦合，利用好氧条件快速产酶，并将部分有机质提供给厌氧发酵，减少了有机质在原位产酶过程中的损耗，同时加速了厌氧发酵的过程。
（发明人：刘晓吉;李懿南;黄智;徐恒;王晓;封全武;王志华;王勇群;张莹莹;魏威;周阳;张干）
