一种利用餐饮有机废物生产清洁能源甲烷的方法技术

本发明专利技术涉及一种连续流加式厌氧发酵法生产清洁能源的方法，特别是用来餐饮有机废物发酵制取甲烷的连续流加式厌氧发酵的方法。此种连续流加式厌氧发酵生产清洁能源的方法可广泛用于餐饮有机废物、秸秆、养殖场动物粪便以及其他有机废物的厌氧发酵制取清洁能源甲烷。本发明专利技术这种方法将收集的餐饮有机废物沥去部分水分，使其含水量≤８０％。然后将处理后的餐饮有机废物与驯化后的厌氧活性污泥按一定比例加入到反应器中，进行发酵。发酵过程中采用连续流加法向反应器内添加餐饮有机废物，每隔一定时间添加一次发酵原材料。添加时期为产气旺盛期。添加量为反应器容积的０．１％－１０％。整个过程中严格控制无氧状态使之利于厌氧微生物的生长。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种连续流加式厌氧发酵法生产清洁能源的方法，特别是用来餐饮有机废物发酵制取甲烷的连续流加式厌氧发酵的方法。此种连续流加式厌氧发酵生产清洁能 源的方法可广泛用于餐饮有机废物、秸秆、养殖场动物粪便以及其他有机废物的厌氧发酵 制取清洁能源甲烷。
技术介绍
餐饮有机废物主要是来自厨房和餐桌的剩余食物，是指除居民日常生活以外的食 品加工、饮食服务、单位供餐等活动中产生的食物残渣和废料，以淀粉、食物纤维、脂肪、蛋 白质等有机物为主，具有易腐败、发酵、发臭等特点。由于其含有大量有机物，通过科学处理 后有再生利用价值。但如果这些废物如果处理不当，不仅危害人们的身体健康，还严重污染 环境。餐饮有机废物含水率高达80 % 90 % ，泔脚中的渗沥水极易通过渗透作用污染地下 水，泔脚中富含的有机物在温度较高时，则很快会发酵而腐烂变质，产生出大肠杆菌等病原 微生物，直接危害人体健康。因此，对餐饮有机废物的处理具有能源与环境两方面重要意 义。我们必须高度重视其污染的严重性，采取积极措施，加大管理力度，全面开展餐饮垃圾 的污染治理和再生利用。 为了消除餐饮有机废物污染，化害为利，国内外研究开发了不少相关技术与产品。 目前常见的方法有l)机械粉碎排放法。该方法是将餐饮有机废物通过机械粉碎后，与水 混合排放到城市污水处理系统进行无害化处理，从而达到无害化的目的。此方法适用于餐 饮有机废物产量小的单位。2)焚烧处理法。对于霉变、严重变质和已被化学污染的餐饮有 机废物则应采用焚烧法进行处理。3)生物处理法。其原理是利用餐饮有机废物中含有的大 量有机物，对其进行破碎、脱水、发酵、软硬分离后，将餐饮有机废物转变成高热量的动物饲 料、工业用油、生物肥料等，变废为宝。目前我国生物处理技术已趋成熟，有多种类型的处理 技术在上海、北京、武汉、济南等城市推广应用。 由于餐饮有机废物具有的含水率高，有机物含量、油脂含量及盐分含量高，易腐烂 变质等特点，给餐饮有机废物的收集、转运和处理带来困难。同时，因其携带有大量致病 菌，也不便于直接饲喂动物。但是，餐饮有机废物含有丰富的营养元素，有其再次回收利用 的价值，所以其处理方式应以资源化为导向。美国大多以家庭为单位对餐饮有机废物和庭 院垃圾进行堆肥处理；日本则推行削减食品废弃物总量，尽可能循环利用并辅以堆肥处理； 韩国通常采用微生物菌种集中处理餐饮有机废物来制造饲料。目前国外采取的堆肥技术 主要有定期翻堆条垛式、通风静态垛式、被动通风条垛式、反应器式和蠕虫堆肥系统，例如 Berkely大学从1993年起用蠕虫发酵法处理餐厨垃圾。美国Georgia大学于1999年进行 了利用密封式容器处理餐饮有机废物的可行性研究。结合我国餐饮有机废物处理量大、土 地资源紧张、环境要求高、资金投入少的国情，以及厌氧发酵技术处理周期短，有机物分解 彻底，能有效杀灭病原微生物的特点，采用厌氧发酵法处理餐饮有机废物具有十分积极的 意义。 厌氧发酵技术是目前研究最为活跃的生物法处理固体有机废物、高COD有机废水 等的方法之一，具有浓度高、容积小、处理负荷高、污泥产量低、降解效率高、对有毒物质承 受能力强、稳定性好等特性，能广泛应用于各种厌氧发酵生产甲烷。目前许多已经取得许多 成果。如张平提出一种新的餐厨垃圾资源化循环利用新方法(申请号200610116478. 6)， 以达到高效、节能、低耗、环保的目的。餐厨垃圾资源化循环利用新方法，包括如下步骤(1) 将收集的餐厨垃圾沥去水分，使其含水量《70%，并磁选出金属杂物；(2)将处理后的餐厨 垃圾进行蒸煮灭菌干燥粉碎，使60%以上的水分汽化；(3)从汽化后的餐厨垃圾中提取液 态油脂，用于饲料用油脂原料或工业用由脂原料；(4)提取餐厨垃圾中的液态油脂后，继续 将餐厨垃圾中的固态物干燥和粉碎，制成饲料原料；(5)利用循环回收沥出的废液制作工 业用油脂原料和肥料；(6)利用废气回收热能培养生物菌，降温后的废气排放达到国家环 保标准；(7)采用回收技术回收洁净冷凝水用于生活用水和工业用水。马磊，王德汉，曾彩 明等在《中国沼气》2007,25(1)餐厨垃圾的干式厌氧消化处理技术初探中，介绍了餐厨 垃圾干式厌氧消化基本工艺，详细讨论了温度、TS、搅拌、接种物、碳氮比、有机负荷、pH值、 碱度和VFA以及盐分对干式厌氧消化的影响，并提出了餐厨垃圾干式厌氧消化工艺今后的 研究方向和开发前景。王星，王德汉，李俊飞，陆日明等在《中国沼气》2006,24(2)餐厨垃 圾的厌氧消化技术现状分析中结合国内外现阶段的研究成果，介绍了提高餐厨垃圾厌氧 消化产气量的研究，并结合近年来研究热点，对两级法厌氧消化工艺和整体一级法消化工 艺进行了初步的比较。同时，从生态、经济、能源的角度进行了餐厨垃圾厌氧消化工艺与好 氧堆肥工艺比较，对餐厨垃圾厌氧消化技术的规模化应用提出了今后的研究方向。吕凡， 何品晶，邵立明，李国建等在《同济大学学报》2003年2月第31巻第2期餐厨垃圾高温好 氧生物消化工艺控制条件优化中，为了探索处理餐厨垃圾的高效生物技术(目标减量率 80 % 90 % )，采用高温好氧消化工艺进行了小试规模实验.实验结果表明，控制反应在高 温条件下(55-65°C )可以达到最大减量率，满足高温运行的最佳参数范围pH = 6. 0-6. 8， 含水率=45%-55%，水淬碳氮比(w(C0D)/w(org.N)为19 : 1-22 : 1 ;运行控制措施为风量和物料投加比，泔脚与厨余的投加混合比范围为2 : i io : i(干基质量比)；工艺最大处理负荷为0. 10kg kg—1 d—1 (每日投加量/反应物料容量)。袁玉玉，曹先艳，牛冬杰， 赵由才等在《环境卫生工程》2006年12月第14巻第6期餐厨垃圾特性及处理技术中， 介绍了餐厨垃圾的特性，综述了餐饮有机废物粉碎直排法、填埋法以及生物处理方法蚯蚓 堆肥、提取生物降解性塑料、固态发酵、生物发酵制氢、好氧堆肥、厌氧发酵等。得出生物处 理法对环境的影响较小，且可以回收能源并产生对环境有益的二次产物，应用前景广阔。王 星，王德汉，徐菲，李晖等在《新能源及工艺》2005年6月餐厨垃圾厌氧消化的工艺比选研 究中，研究了餐饮有机废物两段法厌氧消化工艺与整体一段法的性能差异。两种工艺的累 积产气量几乎不存在差异，产气率分别达到135. 66L/kg VS和134. 56L/kg VS。两种工艺相 比， 一段法的产气周期短，但是产气的稳定性不佳，在整个消化过程中产气量波动明显，规 律性不明显。研究认为对于餐厨垃圾的厌氧消化，整体一段法的产气周期短.工艺运行简 单，应用到工业化生产上， 一段法具有明显优势。谢炜平，梁彦杰，何德文，邹原等在《环境卫 生工程》2008年4月第16巻第2期餐厨垃圾资源化技术现状及研究进展中，介绍了餐 厨垃圾的成分、特点，探讨了饲料化技术、堆肥化处理技术、生物厌氧发酵技术以及生物柴 油技术等餐厨垃圾的资源化技术，分析了餐厨垃圾资源化技术的现状和发展趋势。徐清艳，徐剑波等在《闽江学院学报》2007年4月第28巻第2期城市生活垃圾的厌氧消化处理 中，对我国城市生活垃圾产生的数量、特性及危害作了分析，表明针对目前我国城市生活垃本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用餐饮有机废物生产清洁能源的方法，其特征在于，包括以下步骤：　　（１）将收集的餐饮有机废物沥去部分水分，使其含水量≤８０％。　　（２）将处理后的餐饮有机废物与驯化后的厌氧活性污泥按一定比例加入到反应器中，进行连续发酵。初始餐饮有机废物添加量为反应器容量的１％－－１０％（添加量与反应器装满水的质量比），添加活性污泥的量为反应器容量的５％－－６０％（添加量与反应器装满水的质量比）。　　（３）发酵过程中采用流加法向反应器内添加餐饮有机废物，每隔一定时间添加一次发酵原材料。流加量为反应器容量的０．１％－１０％（添加量与反应器装满水的质量比）。　　（４）反应连续进行一段时间后，向反应器内添加少量驯化后的活性污泥，补充厌氧微生物衰亡的量。添加量为反应器容量的０．１－１０％（添加量与反应器装满水的质量比）。

【技术特征摘要】
一种利用餐饮有机废物生产清洁能源的方法，其特征在于，包括以下步骤(1)将收集的餐饮有机废物沥去部分水分，使其含水量≤80％。(2)将处理后的餐饮有机废物与驯化后的厌氧活性污泥按一定比例加入到反应器中，进行连续发酵。初始餐饮有机废物添加量为反应器容量的1％--10％(添加量与反应器装满水的质量比)，添加活性污泥的量为反应器容量的5％--60％(添加量与反应器装满水的质量比)。(3)发酵过程中采用流加法向反应器内添加餐饮有机废物，每隔一定时间添加一次发酵原材料。流加量为反应器容量的0.1％-10％(添加量与反应器装满水的质量比)。(4)反应连续进行一段时间后，向反应器内添加少量驯化后的活性污泥，补充厌氧微生物衰亡的量。添加量为反应器容量的0.1-10％(添加量与反应器装满水的质量比)。2. 根...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏海佳，孙新升，刘莎，谭天伟，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]