一种厨余垃圾资源化利用的方法技术

一种厨余垃圾资源化利用的方法，包括：厨余垃圾在温度28～35℃的条件下水解，直到VFA的浓度达到30～50g/L；水解后进行固液分离，得到的水解液灭菌后在温度25～35℃的条件下进行发酵，得到微生物油脂。厨余垃圾水解后的所得产物的10wt％～20wt％回流，与分拣破碎后的厨余垃圾混合均匀，再进行水解。水解后固液分离后的固体残余物和/或制备微生物油脂过程中产生的微生物固体残渣进行厌氧发酵，产生沼气；厌氧反应后的沼渣进行堆肥处理，得到有机肥料。不仅可解决厨余垃圾的污染问题，还可获得高值产品微生物油脂、甲烷和有机肥，实现了厨余垃圾的减量化、无害化与资源化。无害化与资源化。

【技术实现步骤摘要】
一种厨余垃圾资源化利用的方法


[0001]本专利技术涉及环保及可再生能源领域，特别是一种厨余垃圾资源化利用的系统与方法。

技术介绍

[0002]根据《北京市生活垃圾管理条例》，厨余垃圾是指家庭中产生的菜帮菜叶、瓜果皮核、剩菜剩饭、废弃食物等易腐蚀性垃圾。厨余垃圾含水率较高，有机质含量高，且含有大量果蔬垃圾等易水解酸化有机物，长期堆放容易腐烂发臭，滋生蚊蝇、病菌，影响生活环境和生命健康，因此厨余垃圾的有效处理至关重要。
[0003]目前餐厨垃圾处理工艺有填埋、焚烧、好氧堆肥、厌氧发酵、烘干作为饲料等几种，相比卫生填埋、焚烧及好氧堆肥带来的环境污染和能源浪费，厌氧发酵被认为是一种污染小、效益高的处理技术，已成为处理餐厨垃圾的主要方法。但是由于厨余垃圾相比餐厨垃圾，油脂和盐分含量更少，更易被微生物分解，易产生大量挥发性脂肪酸(VFA)并造成酸积累，可严重抑制产甲烷菌的活性。酸化问题是制约厨余垃圾厌氧发酵的关键因素。
[0004]有研究表明，产油微生物(如Y.lipolytica等)可以利用VFA作为碳源物质进行细胞增殖和代谢，合成微生物油脂，微生物油脂可以作为生产生物柴油的原料。利用厨余垃圾水解产生的VFA作为碳源生产微生物油脂不仅可以实现厨余垃圾的有效资源化，还可以极大程度地降低微生物油脂的生产成本，拓宽生物柴油的原料范围，缓解来自传统化石燃料紧缺、能源需求膨胀的压力。
[0005]基于上述背景，提出本专利技术。

技术实现思路

[0006]本专利技术的一个目的，将厨余垃圾经过处理，不仅可解决厨余垃圾的污染问题，还可获得高值产品微生物油脂、甲烷和有机肥，实现了厨余垃圾的减量化、无害化与资源化。
[0007]为实现本专利技术的目的，采用如下方法。
[0008]一种厨余垃圾资源化利用的方法，包括：厨余垃圾在温度28～35℃的条件下水解，直到VFA的浓度达到30～50g/L；水解后进行固液分离，得到的水解液灭菌后加入产油酵母在温度25～35℃的条件下进行发酵，得到微生物油脂。
[0009]上述的厨余垃圾处理过程中，水解后的水解液进行发酵制备出微生物油脂，且微生物油脂的含量可达到20％以上。
[0010]进一步的，水解后固液分离后的固体残余物和/或制备微生物油脂过程中产生的微生物固体残渣进行厌氧发酵，产生沼气；厌氧反应后的沼渣进行堆肥处理，得到有机肥料。
[0011]经过上述过程，不仅仅解决的厨余垃圾的污染问题，还制备出有使用价值的产品，实现了厨余垃圾的资源化利用，提高了物料利用率和经济效益。
附图说明
[0012]图1为本专利技术的一种厨余垃圾资源化利用的系统示意图。
具体实施方式
[0013]下面对本申请的厨余垃圾资源化利用的方法进一步详细叙述。并不限定本申请的保护范围，其保护范围以权利要求书界定。某些公开的具体细节对各个公开的实施方案提供全面理解。然而，相关领域的技术人员知道，不采用一个或多个这些具体的细节，而采用其他的材料等的情况也可实现实施方案。
[0014]除非上下文另有要求，在说明书以及权利要求书中，术语“包括”、“包含”应理解为开放式的、包括的含义，即为“包括，但不限于”。
[0015]本说明书中，使用“数值A～数值B”表示的数值范围是指包括端点数值A、B的范围。
[0016]本说明书中，使用“以上”或“以下”表示的数值范围是指包括本数的数值范围。
[0017]在说明书中所提及的“实施方案”、“一实施方案/优选的实施方案”、“另一实施方案/优选的实施方案”或“某些实施方案”等是指与所述实施方案相关的所描述的特定要素(例如：具体涉及的特征、结构或特性)包括在至少一个实施方案中。因此，“实施方案”、“一实施方案”、“另一实施方案”或“某些实施方案”没有必要均指相同的实施方案。且，具体的特征、结构或者特性可以在一种或多种实施方案中以任何的方式相结合。说明书中所揭示的各个特征，可以任何可提供相同、均等或相似目的的替代性特征取代。因此除有特别说明，所揭示的特征仅为均等或相似特征的一般性例子。
[0018]下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件或按照制造厂商所建议的条件。除非另外说明，否则所有的百分数、比率、比例、或份数按重量计。
[0019]定义：
[0020]“厨余垃圾”是厨余垃圾是指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，包括丢弃不用的菜叶、剩菜、剩饭、果皮、蛋壳、茶渣、骨头等，其主要来源为家庭厨房、餐厅、饭店、食堂、市场及其他与食品加工有关的行业。
[0021]“VFA”指挥发性脂肪酸，简称VFA，是脂肪酸的一种，一般是具有1～6个碳原子碳链的有机酸，包括乙酸、丙酸、异丁酸、戊酸、异戊酸、正丁酸等，它们的共同特点是具有很强的挥发性，故称挥发性脂肪酸。
[0022]“OD600”是某种溶液在600nm波长处的吸光值，利用细菌的吸光来测量细菌培养液的浓度。
[0023]“接种量”是指移入种子液的体积和接种后培养液体积的比例。“油脂含量”：表示单位干重的菌体所含有的油脂量。即g
‑
油脂/g
‑
干菌体，单位为百分比(％)。
[0024]厨余垃圾中组分譬如碳水化合物、蛋白质以及脂肪的含量均是基于厨余垃圾的固体物质而言。
[0025]“碳氮比”是指碳元素和氮元素的质量比。
[0026]除非另行定义，文中所使用的所有专业与科学用语与本领域熟练人员所熟悉的意义相同。此外，任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本申请方法中。文中所述的较佳实施方法与材料仅作示范之用。
[0027]第一方面，一种厨余垃圾资源化利用的方法，包括：厨余垃圾在温度28～35℃的条
件下水解，直到VFA的浓度达到30～50g/L；水解后进行固液分离，得到的水解液灭菌后加入产油酵母，在温度25～35℃的条件下进行发酵，得到微生物油脂。
[0028]在本申请中，使用的厨余垃圾中的碳氮比在15～35范围内，含固率约为15wt％～30wt％。
[0029]在一实施方式中，厨余垃圾在水解之前进行预处理，具体包括：将厨余垃圾中的无机物分拣去除，随后破碎处理至粒径小于5mm的待水解的厨余垃圾。
[0030]厨余垃圾中有机物质的组分包括：
[0031]厨余垃圾中有机物质的组分包括碳水化合物、蛋白质、脂肪，其中，脂肪含量低于10wt％，碳水化合物含量在70wt％以上；
[0032]优选的，碳水化合物中木质纤维素含量低于20wt％。
[0033]本申请的厨余垃圾在28～35℃、厌氧条件下水解后得到的水解液中VFA的含量达到30～50g/L，经灭菌处理后加入产油酵母进行发酵，可得到微生物油脂。该方法制备的产物中含有20％以上的微生物油脂。
[0034]所述的产油酵母包括但不限于解脂亚罗菌。其接种量为9～11％vv。
[0035]菌种液的OD600为1～1.5。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种厨余垃圾的处理方法，包括：厨余垃圾在温度28～35℃的条件下水解，直到VFA的浓度达到30～50g/L；水解后进行固液分离，得到的水解液灭菌后加入产油酵母，在温度25～35℃的条件下进行发酵，得到微生物油脂。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，使用的厨余垃圾中的碳氮比在15～35范围内，含固率约为15wt％～30wt％。3.根据权利要求1或2所述的处理方法，其特征在于，厨余垃圾中有机物质的组分包括碳水化合物、蛋白质、脂肪，其中，脂肪含量低于10wt％，碳水化合物含量在70wt％以上；优选的，碳水化合物中木质纤维素含量低于20wt％。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的处理方法，其特征在于，厨余垃圾水解后的所得产物的10wt％～20wt％回流，与分拣破碎后的厨余垃圾混合均匀，再进行水解。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的处理方法，其特征在于，得到的水解液灭菌后加入产油酵母，在温度25～35℃的条件下进行发酵5
‑
10天，制备含有微生物油脂的产物。6.根据权利要求1
‑
5任一项所述的处理方法，其特征在于，所述的产油酵母包括解脂亚罗菌；优选的，解脂亚罗菌的接种量为9～11％；...

【专利技术属性】
技术研发人员：李子富，包文君，王雪梅，程世昆，郑蕾，周晓琴，张玲玲，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：