餐厨垃圾厌氧消化快速启动和高效运行的方法技术

本发明专利技术提供了利用餐厨垃圾快速高效产沼气的方法。该方法以一种复合菌剂为接种物，辅以两相厌氧消化工艺对餐厨垃圾进行发酵产沼气。厌氧罐有机负荷最高可达8kgVS/m3•d，HRT可缩短至8-12d，容积产气率可达到4m3/m3•d。本发明专利技术的方法适合于各种产气规模，同时本发明专利技术的方法所需生产工艺简单，生产条件不苛刻，有巨大的市场应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及沼气的生产领域，具体涉及餐厨垃圾厌氧消化快速启动和高效运行的 方法。 技术背景 近年来，由于餐厨垃圾的产量越来越大，对环境造成了一定影响，如何对餐厨垃圾 进行高效处理成为研宄热点。特别的，考虑到能源因素，更需要能利用餐厨垃圾高效生产沼 气的方法。 对于餐厨垃圾的处理，已有不少研宄，其中，利用微生物菌剂处理餐厨垃圾受人注 目，如中国专利CN 103756941 A公布了一种微生物复合菌剂在降解餐厨垃圾上的应用，该 专利能高效的降解餐厨垃圾。 然而，利用微生物菌剂对餐厨垃圾进行处理来高效制备沼气，至今还未能实现理 想的效果。主要原因在于餐厨垃圾是一种成分较为复杂的原料，采用厌氧消化的方法处理 需要较好的微生物菌群协同作用方能达到最佳效果。现有的厌氧消化类微生物菌剂未见报 道。中国专利CN 103756941 A公布了一种用于餐厨垃圾厌氧发酵的复合菌剂，该菌剂利用 好氧发酵的方法制取有机肥，并不能用于生产沼气。中国专利CN 103215213A公布了一种 用于餐厨垃圾厌氧发酵的复合菌剂，该专利能提前产甲烷高峰期并提高产甲烷量；但该专 利用于餐厨垃圾中温单相厌氧发酵，而且发酵周期为30d。 在餐厨垃圾的产沼气方面，其原料性质决定了实现高效厌氧消化难度较高。正确 的工艺参数配置是必要的前提条件，但高效发酵体系的构建是餐厨垃圾高效利用的关键， 如果获得优良的微生物菌群是一大难点。然而，在这方面的研宄，目前几乎为空白。 本专利技术通过添加特定的微生物复合菌剂，构建高效发酵体系，配合正确的工艺条 件，能大幅缩短产沼气周期，实现对餐厨垃圾高效的利用。
技术实现思路
针对现有技术的缺点，本专利技术的目的是提供一种餐厨垃圾厌氧消化快速启动和高 效运行的方法，该方法包括如下步骤： 1)产沼气菌剂制备：所述菌剂包括如下菌种：17-19份亮黄梭状芽孢杆菌DSM19732、 120-130份嗜糖污水杆菌DSM22681、85-93份解蛋白粪热杆菌DSM5265、23-25份嗜热厌氧绳 菌DSM14523、16-18份速生栖热分枝菌DSM8682、11-13份岸栖高温杆菌DSM21630、127-141 份互营单胞菌DSM4212、470-520份热自养甲烷热杆菌DSM1053、190-210份嗜热甲烷八叠球 菌DSM1825、166-182份卢米尼马赛产甲烷球菌DSM25720、19-21份甲酸甲烷杆菌DSM3637 ; 每份菌种菌浓为1-4X108个/ml ;将上述菌种混合即得复合菌剂。 2)采用两相连续厌氧消化工艺。餐厨垃圾先进行分选，去除杂质后粉碎，然后进酸 化罐酸化，再将酸化后的餐厨垃圾料液加入厌氧发酵罐；酸化罐每天进出料各1次、厌氧罐 每天进出料1-3次。 3)将步骤1)所述菌剂作为接种物以30%的接种量(体积比）加入厌氧消化罐；以 步骤2)所述酸化罐的出料作为厌氧罐的进料启动厌氧发酵罐，进行发酵产气。 优选的，所述步骤2)中酸化罐为好氧发酵罐；发酵温度为35±2°C ;间歇曝气频率 为 10min/60min，曝气量为 13L/min*m2;pH 为 5. 0-7. 0 ;HRT 为 2-3d。 优选的，所述步骤3)中所述厌氧发酵罐采用CSTR工艺，其发酵温度为55±1°C。 优选的，所述步骤3)中厌氧发酵罐以0. 5kgVS/m3*d的有机负荷为启动负荷。启动后，根据发酵液中的VFA、氨氮、pH值等发酵参数来逐步提升负荷；通过调整 进料量(原料VS计）来调整发酵罐的HRT和有机负荷。 本专利技术之所以能利用餐厨垃圾快速高效的生产沼气，主要在于所用的复合菌剂可 以大幅缩短餐厨垃圾的厌氧消化时间。在利用本专利技术所提供的复合菌剂的基础上，可以利 用任何常规产沼气的工艺来实现利用餐厨垃圾快速高效生产沼气的技术效果。利用上述优 选发酵工艺，可以实现最佳的产气效果。 本专利技术的有益效果 本专利技术提供的方法处理餐厨垃圾，厌氧罐有机负荷最高可达8kgVS/m3*d，HRT可缩短至 8-12d，容积产气率可达到4m3/m3d，实现高效利用餐厨垃圾生产沼气； 本专利技术方法简单，设备要求不苛刻，易于大规模应用。【具体实施方式】 下面通过实施例对本专利技术进行具体描述，有必要在此指出的是以下实施例只是用 于对本专利技术进行进一步的说明，不能理解为对本专利技术保护范围的限制，该领域的技术熟练 人员根据上述
技术实现思路
所做出的一些非本质的改进和调整，仍属于本专利技术的保护范围。 实施例1 实验采用两相厌氧消化工艺进行，具体步骤如下： 1)产沼气菌剂制备 所述菌剂包括如下菌种：17份亮黄梭状芽孢杆菌DSM19732、120份嗜糖污水杆菌 DSM22681、85份解蛋白粪热杆菌DSM5265、23份嗜热厌氧绳菌DSM14523、16份速生栖热分枝 菌DSM8682、11份岸栖高温杆菌DSM21630、127份互营单胞菌DSM4212、470份热自养甲烷热 杆菌DSM1053、190份嗜热甲烷八叠球菌DSM1825、166份卢米尼马赛产甲烷球菌DSM25720、 19份甲酸甲烷杆菌DSM3637。每份菌种菌浓为IX 108个/ml，将上述菌种混合。 2)酸化罐的构建 酸化罐体积6L，有效容积4L，35°C恒温发酵，发酵浓度（TS) 10%，pH值5. 5, HRT为2d ; 间歇曝气频率为10min/60min，曝气量为13L/min*m2;每天进/出料一次，出料作为厌氧罐 的进料。 3)厌氧罐的构建 厌氧罐体积20L，有效容积16L，55°C恒温发酵；加入4. 8L步骤1)所述的复合菌剂； 4)厌氧罐运行方案 以0. 5kgVS/m3*d的有机负荷为启动负荷，后期根据发酵液中的VFA、氨氮、pH值等发酵 参数来逐步提升负荷；通过调整进料量(原料VS计）来调整发酵罐的HRT和有机负荷。实 验共运行150d，考察稳定运行状态下的各种工艺参数。 实施例2 实验采用两相厌氧消化工艺进行，具体步骤如下： 1)产沼气菌剂制备 接种物所用菌剂由以下菌种制得：18份亮黄梭状芽孢杆菌DSM19732、125份嗜糖污水 杆菌DSM22681、89份解蛋白粪热杆菌DSM5265、24份嗜热厌氧绳菌DSM14523、17份速生栖 热分枝菌DSM8682、12份岸栖高温杆菌DSM21630、134份互营单胞菌DSM4212、494份热自 养甲烷热杆菌DSM1053、202份嗜热甲烷八叠球菌DSM1825、174份卢米尼马赛产甲烷球菌 DSM25720、20份甲酸甲烷杆菌DSM3637 ;其中，每份菌种含有3X 108个/mgl ;将上述菌种混 合。 2)酸化罐的构建 酸化罐体积6L，有效容积4L，33°C恒温发酵，发酵浓度（TS)10%，pH值5. 0, HRT为2. 5d ; 间歇曝气频率为10min/60min，曝气量为13L/min*m2;每天进/出料一次，出料作为厌氧罐 的进料。 3)厌氧罐的构建 厌氧罐体积20L，有效容积16L，54°C恒温发酵；加入4. 8L步骤1)所述的复合菌剂； 4)厌氧罐的运行 以0. 5kgVS/m3*d的有机负荷为启动负荷，后期根据发酵液中的VFA、氨氮、pH值等发酵 参数来逐步提升负荷；通过调整进料量(原料VS计）来调整发酵罐的H本文档来自技高网...

【技术保护点】
利用餐厨垃圾快速高效产沼气的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：1）产沼气菌剂制备：所述菌剂包括如下菌种：17‑19份亮黄梭状芽孢杆菌DSM19732、120‑130份嗜糖污水杆菌DSM22681、85‑93份解蛋白粪热杆菌DSM5265、23‑25份嗜热厌氧绳菌DSM14523、16‑18份速生栖热分枝菌DSM8682、11‑13份岸栖高温杆菌DSM21630、127‑141份互营单胞菌DSM4212、470‑520份热自养甲烷热杆菌DSM1053、190‑210份嗜热甲烷八叠球菌DSM1825、166‑182份卢米尼马赛产甲烷球菌DSM25720、19‑21份甲酸甲烷杆菌DSM3637；每份菌种菌浓为1‑4×108个/ml；将上述菌种混合即得复合菌剂；2）采用两相连续厌氧消化工艺：餐厨垃圾先进行分选，去除杂质后粉碎，然后进酸化罐酸化，再将酸化后的餐厨垃圾料液加入厌氧发酵罐；酸化罐每天进出料1次、厌氧发酵罐每天进出料1‑3次；3）将步骤1）所述菌剂作为接种物以体积比为30%的接种量加入厌氧消化罐；以步骤2）所述酸化罐的出料作为厌氧罐的进料启动厌氧发酵罐，进行发酵产气。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李强，尹小波，吴波，张敏，李政伟，邓雅月，王星，代莉蓉，周正，
申请(专利权)人：农业部沼气科学研究所，
类型：发明
国别省市：四川;51