以赤霉素菌渣與餐廚垃圾混合厭氧發(fā)酵產沼氣的方法
【專利摘要】以赤霉素菌渣與餐廚垃圾混合厭氧發(fā)酵產沼氣的方法，包括：1）餐廚垃圾經剔除較大硬物雜質，混勻后用粉碎機粉碎，＜5 mm過篩；接種污泥取富含活性甲烷菌的污泥，靜置，去上清液，于發(fā)酵啟動階段按30 g/L，添加到混合底物中；2）將赤霉素菌渣與餐廚垃圾混合，使C/N比13 ~28:1；3）混合底物在CSTR中，調節(jié)溫度10?80℃，有機負荷為1?10 gVS/(L·d)運行發(fā)酵，發(fā)酵系統(tǒng)中有機質降解，并產生沼氣。本發(fā)明改變了厭氧發(fā)酵系統(tǒng)營養(yǎng)混合比例，保證甲烷菌活性，提高赤霉素菌渣厭氧消化速率和系統(tǒng)產氣量；本發(fā)明實現了混合發(fā)酵的高效運行，既保證細菌活性，又提高其厭氧發(fā)酵速率，設備簡單，經濟實用，是一種變廢為寶的環(huán)保處理方式。
【專利說明】
以赤霉素菌渣與餐廚垃圾混合厭氧發(fā)酵產沼氣的方法
技術領域
[0001]本發(fā)明屬于固體廢棄物綜合利用技術領域。涉及赤霉素菌渣和餐廚垃圾的綜合利用。
【背景技術】
[0002]赤霉素(Gibberellin，簡稱GA)因其可以刺激植物枝葉生長，廣泛應用于農業(yè)領域。據調研得知，全球赤霉素GA3源藥90%以上在中國生產。因菌渣是赤霉素發(fā)酵液的板框過濾后產生的一種包含培養(yǎng)基和菌絲體的固態(tài)殘渣，菌渣中富含大量的有機物，包括大分子蛋白質、氨基酸、纖維素、碳水化合物和赤霉素殘留。目前赤霉素菌渣大多采取自然堆放后填埋，每年均有大量的菌渣作為化學類激素污染物被排入環(huán)境，而赤霉素已經被證明對動物生長發(fā)育有影響。隨著《國家危險廢物名錄》規(guī)定將抗生素殘渣列為危險廢物以及人們對赤霉素菌渣潛在環(huán)境風險的逐漸認識，在這種情況下，迫切需要一種安全、快速、高效處理殘渣的方法。目前國內對菌渣的安全處置和資源化利用研究報道較為鮮見，厭氧消化作為一種傳統(tǒng)而高效的資源化利用途徑，被廣泛應用于有機廢棄物的處理。對赤霉素菌渣進行厭氧消化研究具有重要的研究和現實意義。
[0003]赤霉素菌渣中含有豐富的有機物廢棄物，但現場調研結果表明單獨對其厭氧消化處理效果不佳。近年來我國的餐廚垃圾總量在逐年增加且其中的有機物生物質垃圾成分越來越高。統(tǒng)計數據表明，中國城市每年產生餐廚垃圾不低于6000萬噸且預計每年增速將在10 %以上，其中約59 %為有機易腐敗的生物質垃圾。傳統(tǒng)的將餐廚垃圾飼料化處理由于其對人類有潛在的風險而被禁止，用來焚燒熱值偏低成本很高且造成資源浪費，餐廚垃圾的減量化和資源化利用已經成為城市管理者急需解決的難題。通過向赤霉素菌渣中添加餐廚垃圾，可以有效地調理菌渣的理化性質，從而實現菌渣和餐廚垃圾的減量化和資源化處理。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種以赤霉素菌渣與餐廚垃圾混合厭氧發(fā)酵產沼氣的方法。
[0005]生物質厭氧發(fā)酵最大經濟效益為變廢為寶——產生沼氣，厭氧發(fā)酵效果最直觀表現氣體收集量。
[0006]本發(fā)明是通過以下技術方案實現的。
[0007]本發(fā)明所述的以赤霉素菌渣與餐廚垃圾混合厭氧產沼氣的方法，包括如下步驟。
[0008](I)餐廚垃圾及接種污泥預處理:餐廚垃圾經剔除較大硬物雜質，再將其充分混合均勻后用粉碎機粉碎，然后經過粒徑<5 mm篩子過篩作為原料。接種污泥取富含活性甲烷菌的污泥，靜置6 h后通過離心機以4000 r/min轉速離心5 min，去其上清液，保留離心后的濃縮污泥并于發(fā)酵啟動階段按30 g/L(按每升發(fā)酵底物加30克接種污泥計)添加到混合底物中。
[0009](2)赤霉素菌渣與餐廚垃圾混合厭氧發(fā)酵的混合比:將赤霉素菌渣與餐廚垃圾，混合使(:作比為13 -28:1ο
[0010](3)混合底物的動態(tài)發(fā)酵，在CSTR(Continuously Stirred Tank Reactor完全混合反應器)設備中，調節(jié)溫度10-80°C，有機負荷為1-10 gVS/(L?d)運行發(fā)酵，發(fā)酵系統(tǒng)中有機質降解，并伴隨沼氣產生。
[0011 ]赤霉素菌渣碳氮比(C/N比)一般為8.50左右，稍低于厭氧發(fā)酵的適合范圍(13-28:1)，其厭氧發(fā)酵過程可能會受氨氮抑制，而餐廚垃圾C/N比一般為30左右，混合厭氧消化能夠改善生物質的C/N比，混合發(fā)酵既可以沖淡混合物中的有毒有害物質，又可以有利于其穩(wěn)定降解，充分發(fā)揮生物質之間的協(xié)同作用，并提高有機物負荷率和消化裝置的效率。除了能改善厭氧發(fā)酵系統(tǒng)的營養(yǎng)組成外，混合厭氧消化比單一處理更具有經濟效益，減少了處理裝置中單位體積的處理成本。
[0012]本發(fā)明的有益效果是。
[0013](I)通過向赤霉素菌渣中混合有機物含量豐富的餐廚垃圾，系統(tǒng)中C/N得到提升，也合理的改變了厭氧發(fā)酵系統(tǒng)營養(yǎng)混合比例，保證甲烷菌活性，不僅提高赤霉素菌渣厭氧消化速率，也提高了系統(tǒng)產氣量，混合厭氧發(fā)酵產氣量最高組較高于純菌渣組3.39倍;廚垃圾混合比例越高，VS去除率也隨之提高，VS去除率比純菌渣系統(tǒng)提高68.47 %。
[0014](2)餐廚垃圾極易水解酸化，很容易發(fā)生有機酸的積累而使系統(tǒng)的pH值下降，赤霉素菌渣水解速度較慢，兩者中和反應，保證了系統(tǒng)環(huán)境，有利于甲烷菌持續(xù)活性，促使厭氧消化進行。
[0015](3)利用CSTR設備對赤霉素菌渣和餐廚垃圾進行混合濕式厭氧消化，可以實現混合發(fā)酵的高效運行，保證細菌活性的同時，提高其厭氧發(fā)酵速率，設備也較為簡單，經濟實用，厭氧發(fā)酵所產生沼氣是一種變廢為寶的環(huán)保處理方式。
【具體實施方式】
[0016]本發(fā)明將通過以下實施例作進一步說明。
[0017]本發(fā)明以下實施例所用的赤霉素菌渣，取自國內某大型赤霉素生產廠家，其赤霉素菌渣的碳氮比約為8.50，餐廚垃圾取自某高校食堂，其餐廚垃圾的碳氮比約為30。
[0018]實施例1。
[0019]餐廚垃圾取經剔除較大雜質，再將其充分混合均勻后用粉碎機將其粉碎，然后經過粒徑<5 mm篩子過篩作為原料。接種污泥應取富含活性甲烷菌的污泥，用離心機將靜置6h后的污泥以4000 r/min轉速離心5 min，去其上清液，選取離心后的濃縮污泥并于發(fā)酵啟動階段按30 g/L(按每升發(fā)酵底物加30克接種污泥計)添加到混合底物中。將赤霉素菌渣與餐廚垃圾按13.5:1的碳氮比為進行混合，在混合底物濃度VS =10 g/L，厭氧發(fā)酵溫度35±I°C，有機負荷4 gVS/(L.d)，水力停留時間8.6d的反應條件下，日最高產氣量平均達到650mL/cL
[0020]實施例2。
[0021]餐廚垃圾取經剔除較大雜質，再將其充分混合均勻后用粉碎機將其粉碎，然后經過粒徑<5 mm篩子過篩作為原料。污泥應取富含活性甲烷菌的污泥，用離心機將靜置6 h后的污泥以4000 r/min轉速離心5 min，去其上清液，選取離心后的濃縮污泥并于發(fā)酵啟動階段按30 g/L(按每升發(fā)酵底物加30克接種污泥計)添加到混合底物中。將赤霉素菌渣與餐廚垃圾按13.5:1的碳氮比為進行混合，在混合底物濃度VS =10 g/L，厭氧發(fā)酵溫度為45±1°C，有機負荷為5 gVS/(L.d)，水力停留時間為5.5d的反應條件下，日最高產氣量平均達到720 mL/do
[0022]實施例3。
[0023]餐廚垃圾取經剔除較大雜質，再將其充分混合均勻后用粉碎機將其粉碎，然后經過粒徑<5 mm篩子過篩作為原料。污泥應取富含活性甲烷菌的污泥，用離心機將靜置6 h后的污泥以4000 r/min轉速離心5 min，去其上清液，選取離心后的濃縮污泥并于發(fā)酵啟動階段按30 g/L(按每升發(fā)酵底物加30克接種污泥計)添加到混合底物中。將赤霉素菌渣與餐廚垃圾按13.5:1的碳氮比為進行混合，在混合底物濃度VS =10 g/L，厭氧發(fā)酵溫度為55±1°C，有機負荷為6 gVS/(L.d)，水力停留時間為4.3d的反應條件下，日最高產氣量平均達到760 mL/do
【主權項】
1.以赤霉素菌渣與餐廚垃圾混合厭氧發(fā)酵產沼氣的方法，其特征是包括如下步驟: (1)餐廚垃圾及接種污泥預處理:餐廚垃圾經剔除較大硬物雜質，再將其充分混合均勻后用粉碎機粉碎，然后經過粒徑<5 mm篩子過篩作為原料;接種污泥取富含活性甲烷菌的污泥，靜置6 h后通過離心機以4000 r/min轉速離心5 min，去其上清液，保留離心后的濃縮污泥并于發(fā)酵啟動階段按按每升發(fā)酵底物加30克接種污泥計，添加到混合底物中； (2)赤霉素菌渣與餐廚垃圾混合厭氧發(fā)酵的混合比:將赤霉素菌渣與餐廚垃圾混合，使C/N 比為 13 -28:1； (3)混合底物的動態(tài)發(fā)酵，在CSTR設備中，調節(jié)溫度10-80°C，有機負荷為1-10gVS/(L.d)運行發(fā)酵，發(fā)酵系統(tǒng)中有機質降解，并伴隨沼氣產生。
【文檔編號】C12P5/02GK106011177SQ201610514968
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月4日
【發(fā)明人】歐陽二明, 匡彬
【申請人】南昌大學