本发明专利技术公开了一种提高餐厨油脂水解并促进其厌氧消化的方法，属于废水处理资源化利用、环保净化处理技术领域。本发明专利技术得到了脂肪酶水解餐厨油脂的最佳条件，并在此最佳条件下预处理含油餐厨废水，然后接入接种污泥，在厌氧环境中产甲烷。本发明专利技术提高了油脂水解效率和产甲烷效率，集可再生资源利用与污染治理于一体，具有重要的环境效益和较好的经济效益。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种提高餐厨油脂水解并促进其厌氧消化的方法，属于废水处理资源化利用、环保净化处理
技术介绍
随着我国社会经济的不断发展，我国餐饮业近10年来保持两位数的高速增长，根据国家统计局数据显示，2014年我国餐饮业收入超过2.7万亿元，占同年GDP总量的4.38％。餐饮业的快速发展为经济建设做出贡献的同时，也带来了一系列的环境问题，其中餐厨废水已经成为我国主要的污染源之一，其排放量约占城市生活污水排放量的3％。这些餐厨废水具有高盐分、高有机质浓度、极易腐败等特点，同时，由于食物烹饪过程中使用了大量的动植物油脂，所以餐厨废水中的油脂含量通常也较高。如果将其直接排入城市下水管道，油脂易在管道内壁凝结，引起堵塞；此外，根据餐厨废水的特性，厌氧消化处理的适用性及效果要优于好氧处理，但是油脂的水解速率远远低于碳水化合物和蛋白质，因此油脂会逐渐在厌氧系统内积累导致污泥上浮，并形成泡沫浮渣层，影响厌氧反应器的正常运行。同时油脂水解产生的长链脂肪酸(LCFAs)会吸附在微生物细胞膜表面阻碍传质过程，抑制微生物活性，进而影响处理效率和系统稳定性。为解决上述问题，通常在生物处理前采用预处理方法对大部分油脂进行针对性去除，传统的预处理方法有加压气浮法、化学混凝法、热水解和酸/碱处理等。加压气浮法具有产生的污泥量少、油水分离效率高等优点，但其处理耗时长且能耗高；化学混凝法能去除乳化油等，但是混凝剂的选取较为复杂并且污泥产生量大，处理成本较高；热水解需将基质置于高温高压下，其能耗较大；而酸预处理通常采用硫酸或盐酸，对厌氧体系初始pH值的影响较大；碱法预处理对后续的厌氧过程有较好的促进作用，但更小尺寸的油脂颗粒易悬浮于污泥表面，不利于微生物对油脂的直接利用。
技术实现思路
为了克服上述问题，本专利技术提供了一种处理含油餐厨废水的方法，通过对含油餐厨废水进行脂肪酶预处理，显著促进了餐厨废水的厌氧消化，提高了产甲烷速率和甲烷含量。本专利技术的第一个目的是提供一种提高含油餐厨废水厌氧发酵产甲烷的方法，是先对含油餐厨废水进行脂肪酶预处理，然后再进行厌氧消化处理。在本专利技术的一种实施方式中，所述脂肪酶为华根霉(Rhizopuschinensis)脂肪酶，购自江南大学生物工程学院，其特性为：外观为白色粉末状，适宜的温度和pH范围分别为30～45℃和7.5～9.0；最适温度和pH条件下的酶活约为12500U/mL，脂肪酶活力是指在一定温度和一定pH条件下，水解甘油三酯每分钟生成1μmol脂肪酸的酶量。在本专利技术的一种实施方式中，所述方法，是取含油餐厨废水，调节水油比为0.9(w/w)以上，按照占油含量0.30％～2.00％(w/w)的量添加脂肪酶，然后在35-50℃、pH范围为7.0～9.0的条件下进行预处理70～120h，然后再进行厌氧消化产甲烷。在本专利技术的一种实施方式中，所述含油餐厨废水中油含量为3％(w/w)或3％以下。在本专利技术的一种实施方式中，所述调节水油比的要求是：当餐厨废水水油比w/w低于0.9(w/w)时补加水，预处理结束后再进行厌氧消化产甲烷。在本专利技术的一种实施方式中，所述预处理，具体条件是：酶用量占油含量的1.15％(w/w)，水油比高于0.9(w/w)，pH为8.0，温度为42.5℃，处理时间为120h。在本专利技术的一种实施方式中，所述厌氧消化处理是接种污泥进行厌氧消化产甲烷。在本专利技术的一种实施方式中，所述接种污泥为含有能够利用污泥中的物质转化生产甲烷的微生物的污泥。在本专利技术的一种实施方式中，所述厌氧消化方式为37℃下序批式厌氧发酵产甲烷，厌氧发酵系统接种比(底物/微生物，F/M)为1.5，采用磷酸缓冲液调节体系初始pH值为7.4～7.6。在本专利技术的一种实施方式，所述含油餐厨废水的pH为3.5，悬浮固体浓度为15.8±0.43g/L，挥发性悬浮固体浓度为6.68±0.71g/L，淀粉含量为915.7±21.2mg/L，脂类浓度为4900±1300mg/L，粗蛋白为10000±200mg/L，COD为97500mg/L。本专利技术的第二个目的是提供一种含有餐厨废水的油脂处理方法，是采用脂肪酶进行水解。在本专利技术的一种实施方式中，所述脂肪酶为华根霉(Rhizopuschinensis)脂肪酶，来自江南大学生物工程学院，其特性为：外观为白色粉末状，适宜的温度和pH范围分别为30～45℃和7.5～9.0。在本专利技术的一种实施方式中，所述方法，是取含油餐厨废水，调节水油比为0.9(w/w)以上，按照占油含量0.30％～2.00％(w/w)的量添加脂肪酶，然后在35-50℃、pH范围为7.0～9.0的条件下进行处理70h-120h。在本专利技术的一种实施方式中，所述处理方法具体是：酶用量占油含量的1.15％(w/w)，水油比高于0.9(w/w)，pH为8.0，温度为42.5℃，处理时间为120h。本专利技术所解决的技术问题是提供一种脂肪酶预处理餐厨油脂并促进其厌氧消化的方法。本专利技术的有益效果：本专利技术采用脂肪酶预处理的方法解决了油脂在厌氧处理过程中水解限速的问题，同时脂肪酶预处理同时具有水解效率高和环境相容性好的优点，减少了油脂水解时间，促进了油脂的产甲烷过程；脂肪酶作用于油水界面，可将甘油三酯催化水解为LCFAs和甘油，而LCFAs在产乙酸菌(β-氧化)和产甲烷菌的作用下转变成甲烷，甘油在磷酸基活化、酶促反应及厌氧微生物的作用下转变成甲烷。采用本专利技术的方法处理含油餐厨废水，相比于不含油的餐厨废水组，其累积甲烷产量提高了55.10％。附图说明图1油脂水解实验装置；图2厌氧消化实验装置；图3反应体系单位COD甲烷日产量和甲烷累积产量的变化。具体实施方式实施例1：含油餐厨废水的处理在如图1所示的装置中，向锥形瓶中加入一定量的脂肪酶和磷酸缓冲液(0.05mol/L，以PO43-计)，振荡使酶分散均匀，40℃下使酶活化30min，然后快速加入一定量的餐厨油脂，保鲜膜封口，置于恒温振荡水浴中(150rpm)，反应开始。其中，反应系统中：调节水油比为0.9(w/w)，按照占油脂0.30％(w/w)的量添加脂肪酶，然后在50℃、pH范围为7.0的条件下进行预处理120h，然后再进行厌氧消化产甲烷。结果显示油脂水解率为87.76％，相比于不含油餐厨废水组和含油废水组(不加酶进行预处理)，本方法累积甲烷产量分别提高了52.2％、13％。实施例2：含油餐厨废水的处理采用与实施例1类似的方本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种提高含油餐厨废水厌氧消化产甲烷的方法，其特征在于，所述方法是先对含油餐厨废水进行脂肪酶预处理，然后再进行厌氧消化处理。
【技术特征摘要】
1.一种提高含油餐厨废水厌氧消化产甲烷的方法，其特征在于，所述方法是先对含
油餐厨废水进行脂肪酶预处理，然后再进行厌氧消化处理。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法是取含油餐厨废水，调节水
油比为0.9w/w以上，按照0.30％～2.00％w/w的量添加脂肪酶，然后在35-50℃、pH范围
为7.0～9.0的条件下进行预处理70h-120h，然后再进行厌氧消化产甲烷。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法预处理的具体条件是：酶用
量为油含量的1.15％w/w，水油比高于0.9，pH为8.0，温度为42.5℃，处理时间为120h。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述厌氧消化方式为37℃下序批式厌
氧发酵产甲烷。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述脂肪酶为华根霉(Rhizopus
ch...
【专利技术属性】
技术研发人员：缪恒锋，阮文权，曹蒙，赵明星，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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