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CN112111533A - 一种基于单相湿式厌氧消化高效协同处置餐饮垃圾与家庭厨余垃圾的方法 - Google Patents

一种基于单相湿式厌氧消化高效协同处置餐饮垃圾与家庭厨余垃圾的方法 Download PDF

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CN112111533A
CN112111533A CN202011000612.2A CN202011000612A CN112111533A CN 112111533 A CN112111533 A CN 112111533A CN 202011000612 A CN202011000612 A CN 202011000612A CN 112111533 A CN112111533 A CN 112111533A
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CN
China
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anaerobic digestion
food waste
household kitchen
waste
reactor
Prior art date
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Application number
CN202011000612.2A
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English (en)
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罗博
杨菊平
唐军
龙山
何婧娴
胡超超
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Chongqing Environment & Sanitation Group Co ltd
Original Assignee
Chongqing Environment & Sanitation Group Co ltd
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Publication date
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Publication of CN112111533A publication Critical patent/CN112111533A/zh
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12PFERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P5/00Preparation of hydrocarbons or halogenated hydrocarbons
    • C12P5/02Preparation of hydrocarbons or halogenated hydrocarbons acyclic
    • C12P5/023Methane
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09BDISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
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Abstract

本发明公开一种基于单相湿式厌氧消化高效协同处置餐饮垃圾与家庭厨余垃圾的方法,包括对餐饮垃圾与家庭厨余垃圾的除杂制浆预处理,与单一餐饮垃圾厌氧消化相比,通过对餐饮垃圾和家庭厨余混合浆料在单相湿式CSTR厌氧消化反应器中的联合厌氧消化处理,发现物料混合能改善消化系统的营养物质配比,增强产甲烷菌活性,加快厌氧消化速率,使得联合厌氧消化系统具有足够的缓冲性能,抵抗工程进料过程中进料数据的波动对系统运行的冲击。本发明通过添加微量元素营养液有效的提升系统降解率和处理能力,既有效的提高产气性能,又可保证餐厨有机固体废弃物高负荷、高效、稳定消化运行。

Description

一种基于单相湿式厌氧消化高效协同处置餐饮垃圾与家庭厨 余垃圾的方法
技术领域
本发明属于有机固废处理处置领域,涉及一种餐饮垃圾和家庭厨余垃圾无害化、资源化处置方法,具体涉及一种基于单相湿式厌氧消化高效协同处置餐饮垃圾与家庭厨余垃圾的方法。
背景技术
国家经济的快速发展和居民生活水平的不断提高,推动各城市的城市化进入了快速发展阶段,但同时也使城市面临“垃圾围城”的境况,我国每年产生的厨余垃圾量在7000万吨以上,大量的厨余垃圾严重影响城市环境,不仅阻碍了城市化发展,而且危害人类健康。
餐饮垃圾和家庭厨余垃圾是厨余垃圾中的重要组成部分,占比超80%,餐饮垃圾主要是指饮食服务、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,有机组分以小粒径、小尺寸为主,少量大粒径物料;游离水高,有机组分以淀粉类、脂肪类和糖类等低分子量的组分为主;工艺废水产量较多,其主要来源为餐厅、饭店、食堂等餐饮有关的行业。家庭厨余垃圾,是指来自于家庭厨房的厨余垃圾,有机组分以较大尺寸、较大粒径为主,杂质以塑料为主;物料游离水较少,有机组分以纤维素、半纤维素等高分子量组分为主;工艺废水可生化性低,酸性强。目前居民往往将家庭产生的垃圾,包括厨余垃圾、干垃圾、湿垃圾等垃圾混合后丢进垃圾回收中心,因此家庭厨余垃圾内除了厨余垃圾外,还含有很多的像塑料袋、塑料饮料瓶以及金属灌装饮料瓶之类的垃圾。餐饮垃圾中有机物含量高,易降解,因此研究人员利用厌氧消化技术将餐饮垃圾转化成生物可燃气,发酵残渣作为有机肥料和土壤改良剂,既降低污染性和致病危害性,也实现了资源的有效回收利用。然而,餐饮垃圾组分复杂,油脂含量高,厌氧消化过程中极易在降解初期产生大量的挥发性脂肪酸,打破产酸菌和产甲烷菌之间的平衡,抑制甲烷生成,促使厌氧反应器运行崩溃。
针对易水解、酸化的餐饮垃圾,可采用两相厌氧消化工艺使得系统运行更加稳定,但是其工艺操作过程复杂,使用范围较狭窄。因此,期望提供一种合适的处置方法以处理组分复杂的餐厨有机固体废弃物,既期望能够有效的提高产气性能,又期望保证餐厨有机固体废弃物高负荷、高效、稳定消化运行。
发明内容
本发明旨在解决上述存在的至少部分技术问题,创新性地提出将餐饮垃圾和家庭厨余垃圾进行混合处理,并且采用单相湿式厌氧消化协同处置方法,通过餐饮垃圾和家庭厨余垃圾在单相湿式CSTR厌氧消化反应器中进行联合厌氧消化处理,意外地发现,既可以有效的提高产气性能,又可保证餐厨有机固体废弃物高负荷、高效、稳定消化运行。
本发明采用的技术方案如下:
一种基于单相湿式厌氧消化高效协同处置混合餐饮垃圾与家庭厨余垃圾的方法,包括如下步骤:(1)对餐饮垃圾和家庭厨余垃圾进行除杂、制浆预处理:剔除两种垃圾中的大尺寸垃圾,将两种垃圾制成粒径小于8mm的浆料;(2)向厌氧消化反应器内添加餐饮垃圾和家庭厨余垃圾浆料,两种垃圾浆料的添加重量之比为2:1~9:1;再向厌氧消化反应器内加水调节反应器内的含固率至8%,开启搅拌装置搅拌,搅拌速率设置为20-30rpm;(3)设置厌氧消化反应器稳定温度,启动加热程序,所述反应器设定的稳定消化温度为50-60℃;(4)向反应器内添加碱性物质,调控消化系统的PH值、总碱度(TAC)和挥发性脂肪酸与总碱度的比值;(5)保持反应器密闭,再次设定搅拌速率为20-30rmp,持续搅拌。
进一步,所述餐饮垃圾包括有机可降解物质85-95%,含杂率30%及以下,PH为7以下,含固率20-25%,挥发性固体15-20%,含油率3~5%;所述家庭厨余垃圾包括有机可降解物质60%及以上,含杂率50%以下,PH为6-8,含固率15-20%,挥发性固体10-15%,含油率3%及以下。
优选地,步骤(2)中,所述微量元素营养液包括:KCl:150mg/L,CaCl2·2H2O:150mg/L,NaH2PO4:150mg/L,NH4Cl:110mg/L,FeSO4·7H2O:7mg/L,CoCl2:0.71mg/L,ZnSO4·7H2O:0.15mg/L,H3BO3:0.6mg/L,NaMoO4·2H2O:0.025mg/L,CuSO4:0.027mg/L,NiSO4:0.04mg/L,H2O:1L。
优选地,步骤(2)中,所述厌氧消化反应器为单相湿式厌氧消化反应罐,反应器设计容积为56m3,实际有效容积50m3,径高比为0.9。
优选地,步骤(2)中,所述餐饮垃圾的添加量为330~450kg/d,家庭厨余垃圾的添加量为50-170kg/d。
优选地,厌氧消化反应器内的搅拌装置为直入式双层搅拌器,双层搅拌器包括设置在不同位置处的两个搅拌桨,所述搅拌桨安装位置分别为反应器底部向上1m和2.8m处,桨片长度1.5m。双层搅拌器使得厌氧消化反应器内搅拌速率更为均匀。
优选地,步骤(2)中,餐饮垃圾和家庭厨余垃圾浆料添加重量之比为4:1。本发明探索了两种垃圾在联合处置时的配比情况,发现餐饮垃圾和家庭厨余垃圾最佳配比为4:1,此配比下,厌氧消化速率最佳。
优选地,步骤(2)和步骤(5)中,所述搅拌速率均设置为25rpm。经本发明研究发现,搅拌速率的设置影响厌氧消化速率,当搅拌速度过低(低于20rmp),搅拌效果和湍流产生能力较差,造成中心区域底部的固相沉积,产气性能变差,而搅拌速度过高(超过30rmp时),反应器内水面产生水跃现象,造成能量损耗,一定程度上破坏了厌氧微生物的附着性和稳定性。经本发明实验发现,搅拌速率在25rpm时,既能实现浆料的充分水解产气,又可达到最低搅拌能耗和最佳搅拌效果。
优选地,步骤(3)中,所述反应器设定的稳定消化温度为55℃。反应罐内消化温度过高造成罐内酸化,消化过程集中在水解酸化阶段,甲烷产量严重下降,甚至杀死消化菌;而低温条件下,菌群代谢速度减慢,产气量随温度的降低而减少。
优选地,步骤(4)中,所述碱性物质为碳酸氢钠、碳酸钠、氢氧化钠和碳酸钾。
优选地,步骤(4)中,所述消化系统的PH在7.5-8之间,所述总碱度为6000-8000mg/L,所述挥发性脂肪酸与总碱度的比值为0.2-0.4。
综上所述,由于采用了上述技术方案,本发明的有益效果为:
(1)通过将餐饮垃圾和家庭厨余垃圾在单相湿式CSTR厌氧消化反应器中进行联合厌氧消化处理,既可以有效的提高产气性能,又可保证餐厨有机固体废弃物高负荷、高效、稳定消化运行。
(2)与单一餐饮垃圾厌氧消化相比,混合物料能改善消化系统的营养物质配比,增强产甲烷菌活性,加快厌氧消化速率。
(3)微量元素的添加,可显著的强化单相湿式厌氧消化系统的处理能力,提升系统的降解率。
(4)联合厌氧消化使得系统内部具有足够的缓冲性能,有效抵抗工程进料过程中进料数据的波动,保障系统高效稳定运行。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明,但并不因此而限制本发明,需要说明的是,在不相冲突的前提下,以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。下述实施例中涉及的操作方法,如无特别说明,均为常规方法;所采用的材料、设备等除特殊限定外均可以通过购买方式获得。
实施例1
(1)选取重庆地区餐饮垃圾(有机可降解物质92.3±5%,骨头2.8±1.5%,塑料3.1±2%,PH6.7~7.0,含固率22±2%,挥发性固体18±2%)和家庭厨余垃圾(厨余41.9±4%,纸制品25.8±2%,果皮20.5±2%、塑料11±1%,园林废弃物8.7±1%,纤维织物6.2±1%,PH7.1~8.0,含固率18±2%,挥发性固体12±2%)为原料,对餐饮垃圾和家庭厨余垃圾进行除杂制浆预处理,剔除原料中的大尺寸玻璃、石块塑料袋等,制成粒径小于8mm的浆料。
(2)以设计容积为56m3,实际有效容积50m3,径高比为0.9的单相湿式CSTR厌氧消化反应罐为反应器,向厌氧消化反应器添加餐饮垃圾和家庭厨余垃圾浆料,餐饮垃圾用量为450kg/d,家庭厨余垃圾添加量为50kg/d。
投加微量元素营养液0.4L/天,加水调节反应器内的物料的含固率为8%,设置直入式双层搅拌器的转速为20rpm,开启搅拌。
(3)设置单相湿式CSTR厌氧消化反应罐的温度为50℃,启动升温程序,待罐内温度升至目标温度停止加热,开始保温。
(4)向反应器内倒入碳酸氢钠粉末,调节混合物料的PH在7.5~8,总碱度在6000~8000mg/L,挥发性脂肪酸与总碱度的比值为0.2-0.4。
(5)保持反应器密闭,搅拌器以25rpm的转速持续搅拌。
上述厌氧反应器稳定运行14天后,调节餐饮垃圾与家庭厨余垃圾的进料量,餐饮垃圾进料量为400kg/d,家庭厨余垃圾添加量为100kg/d,保持反应罐温度和搅拌速度不变,稳定运行。再次运行14天后,调节餐饮垃圾与家庭厨余垃圾的进料量,餐饮垃圾进料量为350kg/d,家庭厨余垃圾添加量为150kg/d,保持反应罐温度和搅拌速度不变,稳定运行。
监测上述餐饮垃圾和家庭厨余垃圾联合厌氧消化的产气变化情况。结果如下表所示。
表1餐饮垃圾和家庭厨余垃圾联合厌氧消化产气变化
Figure BDA0002694171140000061
Figure BDA0002694171140000071
实施例2
(1)选取重庆地区餐饮垃圾(有机可降解物质92.3±5%,骨头2.8±1.5%,塑料3.1±2%,PH6.7~7.0,含固率22±2%,挥发性固体18±2%)和家庭厨余垃圾(厨余41.9±4%,纸制品25.8±2%,果皮20.5±2%、塑料11±1%,园林废弃物8.7±1%,纤维织物6.2±1%,PH7.1~8.0,含固率18±2%,挥发性固体12±2%)为原料,对餐饮垃圾和家庭厨余垃圾进行除杂制浆预处理,剔除原料中的大尺寸玻璃、石块塑料袋等,制成粒径小于8mm的浆料。
(2)以设计容积为56m3,实际有效容积50m3,径高比为0.9的单相湿式CSTR厌氧消化反应罐为反应器,向厌氧消化反应器添加餐饮垃圾和家庭厨余垃圾浆料,餐饮垃圾用量为450kg/d,家庭厨余垃圾添加量为50kg/d。投加微量元素营养液0.5L/天,加水调节反应器内的物料的含固率为8%,设置直入式双层搅拌器的转速为25rpm,开启搅拌。
(3)设置单相湿式CSTR厌氧消化反应罐的温度为55℃,启动升温程序,待罐内温度升至目标温度停止加热,开始保温。
(4)向反应器内倒入碳酸氢钠粉末,调节混合物料的PH在7.5~8,总碱度在6000~8000mg/L,挥发性脂肪酸与总碱度的比值为0.2-0.4。
(5)保持反应器密闭,搅拌器以25rpm的转速持续搅拌。
上述厌氧反应器稳定运行14天后,调节餐饮垃圾与家庭厨余垃圾的进料量,餐饮垃圾进料量为400kg/d,家庭厨余垃圾添加量为100kg/d,保持反应罐温度和搅拌速度不变,稳定运行。再次运行14天后,调节餐饮垃圾与家庭厨余垃圾的进料量,餐饮垃圾进料量为350kg/d,家庭厨余垃圾添加量为150kg/d,保持反应罐温度和搅拌速度不变,稳定运行。
监测上述餐饮垃圾和家庭厨余垃圾联合厌氧消化的产气变化情况。结果如下表所示。
表2餐饮垃圾和家庭厨余垃圾联合厌氧消化产气变化
Figure BDA0002694171140000081
实施例3
(1)选取重庆地区餐饮垃圾(有机可降解物质92.3±5%,骨头2.8±1.5%,塑料3.1±2%,PH6.7~7.0,含固率22±2%,挥发性固体18±2%)和家庭厨余垃圾(厨余41.9±4%,纸制品25.8±2%,果皮20.5±2%、塑料11±1%,园林废弃物8.7±1%,纤维织物6.2±1%,PH7.1~8.0,含固率18±2%,挥发性固体12±2%)为原料,对餐饮垃圾和家庭厨余垃圾进行除杂制浆预处理,剔除原料中的大尺寸玻璃、石块塑料袋等,制成粒径小于8mm的浆料。
(2)以设计容积为56m3,实际有效容积50m3,径高比为0.9的单相湿式CSTR厌氧消化反应罐为反应器,向厌氧消化反应器添加餐饮垃圾和家庭厨余垃圾浆料,餐饮垃圾用量为450kg/d,家庭厨余垃圾添加量为50kg/d。投加微量元素营养液0.6L/天,加水调节反应器内的物料的含固率为8%,设置直入式双层搅拌器的转速为30rpm,开启搅拌。
(3)设置单相湿式CSTR厌氧消化反应罐的温度为60℃,启动升温程序,待罐内温度升至目标温度停止加热,开始保温。
(4)向反应器内倒入碳酸氢钠粉末,调节混合物料的PH在7.5~8,总碱度在6000~8000mg/L,挥发性脂肪酸与总碱度的比值为0.2-0.4。
(5)保持反应器密闭,搅拌器以25rpm的转速持续搅拌。
上述厌氧反应器稳定运行14天后,调节餐饮垃圾与家庭厨余垃圾的进料量,餐饮垃圾进料量为400kg/d,家庭厨余垃圾添加量为100kg/d,保持反应罐温度和搅拌速度不变,稳定运行。再次运行14天后,调节餐饮垃圾与家庭厨余垃圾的进料量,餐饮垃圾进料量为350kg/d,家庭厨余垃圾添加量为150kg/d,保持反应罐温度和搅拌速度不变,稳定运行。
监测上述餐饮垃圾和家庭厨余垃圾联合厌氧消化的产气变化情况。结果如下表所示。
表3餐饮垃圾和家庭厨余垃圾联合厌氧消化产气变化
Figure BDA0002694171140000091
实施例4
(1)选取重庆地区餐饮垃圾(有有机可降解物质92.3±5%,骨头2.8±1.5%,塑料3.1±2%,PH6.7~7.0,含固率22±2%,挥发性固体18±2%)和家庭厨余垃圾(厨余41.9±4%,纸制品25.8±2%,果皮20.5±2%、塑料11±1%,园林废弃物8.7±1%,纤维织物6.2±1%,PH7.1~8.0,含固率18±2%,挥发性固体12±2%)为原料,对餐饮垃圾和家庭厨余垃圾进行除杂制浆预处理,剔除原料中的大尺寸玻璃、石块塑料袋等,制成粒径小于8mm的浆料。
(2)以设计容积为56m3,实际有效容积50m3,径高比为0.9的单相湿式CSTR厌氧消化反应罐为反应器,向厌氧消化反应器添加餐饮垃圾和家庭厨余垃圾浆料,餐饮垃圾用量为450kg/d,家庭厨余垃圾添加量为50kg/d。投加微量元素营养液0.5L/天,加水调节反应器内的物料的含固率为8%,设置直入式双层搅拌器的转速为25rpm,开启搅拌。
(3)设置单相湿式CSTR厌氧消化反应罐的温度为55℃,启动升温程序,待罐内温度升至目标温度停止加热,开始保温。
(4)向反应器内倒入碳酸氢钠粉末,调节混合物料的PH在7.5~8,总碱度在6000~8000mg/L,挥发性脂肪酸与总碱度的比值为0.2-0.4。
(5)保持反应器密闭,搅拌器以20rpm的转速持续搅拌。
上述厌氧反应器稳定运行14天后,调节餐饮垃圾与家庭厨余垃圾的进料量,餐饮垃圾进料量为390kg/d,家庭厨余垃圾添加量为110kg/d,保持反应罐温度和搅拌速度不变,稳定运行。再次运行14天后,调节餐饮垃圾与家庭厨余垃圾的进料量,餐饮垃圾进料量为330kg/d,家庭厨余垃圾添加量为170kg/d,保持反应罐温度和搅拌速度不变,稳定运行。
监测上述餐饮垃圾和家庭厨余垃圾联合厌氧消化的产气变化情况。结果如下表所示。
表4餐饮垃圾和家庭厨余垃圾联合厌氧消化产气变化
Figure BDA0002694171140000101
实施例5
(1)选取重庆地区餐饮垃圾(有机可降解物质92.3±5%,骨头2.8±1.5%,塑料3.1±2%,PH6.7~7.0,含固率22±2%,挥发性固体18±2%)和家庭厨余垃圾(厨余41.9±4%,纸制品25.8±2%,果皮20.5±2%、塑料11±1%,园林废弃物8.7±1%,纤维织物6.2±1%,PH7.1~8.0,含固率18±2%,挥发性固体12±2%)为原料,对餐饮垃圾和家庭厨余垃圾进行除杂制浆预处理,剔除原料中的大尺寸玻璃、石块塑料袋等,制成粒径小于8mm的浆料。
(2)以设计容积为56m3,实际有效容积50m3,径高比为0.9的单相湿式CSTR厌氧消化反应罐为反应器,向厌氧消化反应器添加餐饮垃圾和家庭厨余垃圾浆料,餐饮垃圾用量为450kg/d,每14天减少50kg/d,家庭厨余垃圾添加量为50kg/d,每14天增加50kg/d。投加微量元素营养液0.5L/天,加水调节反应器内的物料的含固率为8%,设置直入式双层搅拌器的转速为25rpm,开启搅拌。
(3)设置单相湿式CSTR厌氧消化反应罐的温度为55℃,启动升温程序,待罐内温度升至目标温度停止加热,开始保温。
(4)向反应器内倒入碳酸氢钠粉末,调节混合物料的PH在7.5~8,总碱度在6000~8000mg/L,挥发性脂肪酸与总碱度的比值为0.2-0.4。
(5)保持反应器密闭,搅拌器以30rpm的转速持续搅拌。
上述厌氧反应器稳定运行14天后,调节餐饮垃圾与家庭厨余垃圾的进料量,餐饮垃圾进料量为400kg/d,家庭厨余垃圾添加量为100kg/d,保持反应罐温度和搅拌速度不变,稳定运行。再次运行14天后,调节餐饮垃圾与家庭厨余垃圾的进料量,餐饮垃圾进料量为350kg/d,家庭厨余垃圾添加量为150kg/d,保持反应罐温度和搅拌速度不变,稳定运行。
监测上述餐饮垃圾和家庭厨余垃圾联合厌氧消化的产气变化情况。结果如下表所示。
表5餐饮垃圾和家庭厨余垃圾联合厌氧消化产气变化
Figure BDA0002694171140000111
Figure BDA0002694171140000121
对比例1
餐饮垃圾和家庭厨余垃圾来源以及具体工艺方法同实施例1,工艺操作中不同之处在于:厌氧消化过程中不添加营养盐,厌氧反应罐内搅拌器的转速设置为10rmp(上述步骤(2)和步骤(4)中涉及的搅拌速率),步骤(3)中厌氧消化反应罐的温度为40℃。监测餐饮垃圾和家庭厨余垃圾联合厌氧消化的产气变化情况。结果如下表所示。
表6餐饮垃圾和家庭厨余垃圾联合厌氧消化产气变化
Figure BDA0002694171140000122
将对比例1与实施例1-5的厌氧消化产气的变化情况进行对比可知,当反应罐内搅拌速率和温度偏低时,日均产气量大大减小,表明反应罐内污染物厌氧消化速率降低。
对比例2
餐饮垃圾和家庭厨余垃圾来源以及具体工艺方法同实施例1,工艺操作中不同之处在于:厌氧消化过程中不添加营养盐,厌氧反应罐内搅拌器的转速设置为40rmp(上述步骤(2)和步骤(4)中涉及的搅拌速率),步骤(3)中厌氧消化反应罐的温度为80℃。监测餐饮垃圾和家庭厨余垃圾联合厌氧消化的产气变化情况。结果如下表所示。
表7餐饮垃圾和家庭厨余垃圾联合厌氧消化产气变化
Figure BDA0002694171140000131
将对比例2与实施例1-5的厌氧消化产气的变化情况进行对比可知,当反应罐内搅拌速率和温度偏高时,日均产气量减小,反应罐内污染物厌氧消化速率降低。
对比例3
厌氧消化工艺过程同实施例2,不同之处在于,对比例3中仅向厌氧消化反应罐内加入500kg餐饮垃圾(有机可降解物质92.3±5%,骨头2.8±1.5%,塑料3.1±2%,PH6.7~7.0,含固率22±2%,挥发性固体18±2%),且厌氧消化过程中不添加营养盐。监测餐饮垃圾单独厌氧消化时的产气情况(稳定运行14天内的产气情况),结果如下表所示。
表8餐饮垃圾单独厌氧消化产气情况
500kg餐饮垃圾
日均产气量(m<sup>3</sup>/d) 60.7
日均沼气产率(m<sup>3</sup>/kg VS) 0.64
将对比例3与实施例1-5的厌氧消化产气的情况进行对比可知,与单一餐饮垃圾厌氧消化相比,混合物料能改善消化系统的营养物质配比,增强产甲烷菌活性,加快厌氧消化速率。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种基于单相湿式厌氧消化高效协同处置餐饮垃圾与家庭厨余垃圾的方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)对餐饮垃圾和家庭厨余垃圾进行除杂、制浆预处理:剔除两种垃圾中的大尺寸垃圾,将两种垃圾制成粒径小于8mm的浆料;
(2)向厌氧消化反应器内添加餐饮垃圾和家庭厨余垃圾浆料,两种垃圾浆料的添加重量之比为2:1~9:1;向混合浆料中添加微量元素营养液0.4-0.6L/天;再向厌氧消化反应器内加水调节反应器内的含固率至8%,开启搅拌装置搅拌,搅拌速率设置为20-30rpm;
(3)设置厌氧消化反应器稳定温度,启动加热程序,所述反应器设定的稳定消化温度为50-60℃;
(4)向反应器内添加碱性物质,调控消化系统的PH值、总碱度(TAC)和挥发性脂肪酸与总碱度的比值;
(5)保持反应器密闭,再次设定搅拌速率为20-30rmp,持续搅拌。
2.如权利要求1所述的一种基于单相湿式厌氧消化高效协同处置餐饮垃圾与家庭厨余垃圾的方法,其特征在于,所述餐饮垃圾包括有机可降解物质85-95%,含杂率30%及以下,PH为7以下,含固率20-25%,挥发性固体15-20%,含油率3~5%;所述家庭厨余垃圾包括有机可降解物质60%及以上,含杂率50%以下,PH为6-8,含固率15-20%,挥发性固体10-15%,含油率3%及以下。
3.如权利要求1所述的一种基于单相湿式厌氧消化高效协同处置餐饮垃圾与家庭厨余垃圾的方法,其特征在于,步骤(2)中,所述微量元素营养液包括:KCl:150mg/L,CaCl2·2H2O:150mg/L,NaH2PO4:150mg/L,NH4Cl:110mg/L,FeSO4·7H2O:7mg/L,CoCl2:0.71mg/L,ZnSO4·7H2O:0.15mg/L,H3BO3:0.6mg/L,NaMoO4·2H2O:0.025mg/L,CuSO4:0.027mg/L,NiSO4:0.04mg/L,H2O:1L。
4.如权利要求1所述的一种基于单相湿式厌氧消化高效协同处置餐饮垃圾与家庭厨余垃圾的方法,其特征在于,步骤(2)中,所述厌氧消化反应器为单相湿式厌氧消化反应罐,反应器设计容积为56m3,实际有效容积50m3,径高比为0.9。
5.如权利要求4所述的一种基于单相湿式厌氧消化高效协同处置餐饮垃圾与家庭厨余垃圾的方法,其特征在于,步骤(2)中,所述餐饮垃圾的添加量为330~450kg/d,家庭生活垃圾的添加量为50-170kg/d。
6.如权利要求1所述的一种基于单相湿式厌氧消化高效协同处置餐饮垃圾与家庭厨余垃圾的方法,其特征在于,厌氧消化反应器内的搅拌装置为直入式双层搅拌器,双层搅拌器包括设置在不同位置处的两个搅拌桨,所述搅拌桨安装位置分别为反应器底部向上1m和2.8m处,桨片长度1.5m。
7.如权利要求1所述的一种基于单相湿式厌氧消化高效协同处置餐饮垃圾与家庭厨余垃圾的方法,其特征在于,步骤(2)中,餐饮垃圾和家庭厨余垃圾浆料添加重量之比为4:1。
8.如权利要求1所述的一种基于单相湿式厌氧消化高效协同处置餐饮垃圾与家庭厨余垃圾的方法,其特征在于,步骤(2)和步骤(5)中,所述搅拌速率均设置为25rpm;步骤(3)中,所述反应器设定的稳定消化温度为55℃。
9.如权利要求1所述的一种基于单相湿式厌氧消化高效协同处置餐饮垃圾与家庭厨余垃圾的方法,其特征在于,步骤(4)中,所述碱性物质为碳酸氢钠、碳酸钠、氢氧化钠和碳酸钾。
10.如权利要求9所述的一种基于单相湿式厌氧消化高效协同处置餐饮垃圾与家庭厨余垃圾的方法,其特征在于,步骤(4)中,所述消化系统的PH在7.5-8之间,所述总碱度为6000-8000mg/L,所述挥发性脂肪酸与总碱度的比值为0.2-0.4。
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