公布日：2023.11.14
申請(qǐng)日：2023.08.14
分類號(hào)：C02F3/28(2023.01)I;C02F3/34(2023.01)I
摘要
本發(fā)明涉及餐廚固廢處理和水體處理的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用厭氧菌發(fā)酵餐廚垃圾高效制備碳源及其反硝化應(yīng)用的方法，包括以下步驟：將收集的餐廚垃圾進(jìn)行除雜，將固體餐廚垃圾粉碎成顆粒狀加水制漿，然后回收油脂，得到除油后的餐廚垃圾混合液；接種微生物菌種至餐廚垃圾混合液中進(jìn)行發(fā)酵，發(fā)酵后的發(fā)酵液作為高生化性的有機(jī)碳源進(jìn)入反硝化工序，同時(shí)投加活性污泥，進(jìn)行高效脫氮。將該餐廚發(fā)酵液作為高效有機(jī)碳源引入反硝化系統(tǒng)中，能有效增強(qiáng)活性污泥的微生物活性，提高反硝化速率，且由于活性污泥活性增強(qiáng)，系統(tǒng)的產(chǎn)泥率降低，減少了污泥處理費(fèi)用，從而達(dá)到以廢治廢的目的，實(shí)現(xiàn)固體垃圾減量化、無害化和資源化的目的。
權(quán)利要求書
1.一種利用厭氧菌發(fā)酵餐廚垃圾高效制備碳源及其反硝化應(yīng)用的方法，其特征在于，包括以下步驟：步驟一、將收集的餐廚垃圾進(jìn)行除雜，保留除雜后的固體餐廚垃圾，將固體餐廚垃圾粉碎成顆粒狀加水制漿，然后進(jìn)行高溫蒸煮分離回收油脂，得到除油后的餐廚垃圾混合液；步驟二、接種微生物菌種至步驟一得到的餐廚垃圾混合液中進(jìn)行發(fā)酵，餐廚垃圾經(jīng)過微生物厭氧發(fā)酵后迅速厭氧分解，餐廚垃圾中的大分子有機(jī)物降解成小分子有機(jī)物，發(fā)酵后的發(fā)酵液作為高生化性的有機(jī)碳源進(jìn)入反硝化工序，反硝化工序中同時(shí)投加活性污泥，進(jìn)行高效脫氮。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用厭氧菌發(fā)酵餐廚垃圾高效制備碳源及其反硝化應(yīng)用的方法，其特征在于：所述步驟一中，餐廚垃圾進(jìn)行除雜的對(duì)象為非碳水類物質(zhì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用厭氧菌發(fā)酵餐廚垃圾高效制備碳源及其反硝化應(yīng)用的方法，其特征在于：所述步驟一中，加水制漿具體的指將除雜后的餐廚垃圾的固液比調(diào)整至10％～20％，制漿后的物料控制在80目以下。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用厭氧菌發(fā)酵餐廚垃圾高效制備碳源及其反硝化應(yīng)用的方法，其特征在于：所述步驟一中，高溫蒸煮的溫度為100～120℃，在常壓下時(shí)間控制在30～60min，蒸煮完成后得到油水分層，將下層的水相層輸送至發(fā)酵段，即可回收餐廚中的油脂。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用厭氧菌發(fā)酵餐廚垃圾高效制備碳源及其反硝化應(yīng)用的方法，其特征在于：所述步驟二中，接種的微生物菌種為厭氧菌，包括甲烷細(xì)菌、假單胞菌、乳酸菌、酵母菌中的至少一種，添加的固體菌種量為發(fā)酵液質(zhì)量的0.5％～0.8％；若為混合菌時(shí)，各菌種所含比例控制在25％～85％。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用厭氧菌發(fā)酵餐廚垃圾高效制備碳源及其反硝化應(yīng)用的方法，其特征在于：所述步驟二中，發(fā)酵條件為25～40℃，初始pH控制在6.5～7.5，厭氧發(fā)酵，發(fā)酵方式采用連續(xù)發(fā)酵。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的利用厭氧菌發(fā)酵餐廚垃圾高效制備碳源及其反硝化應(yīng)用的方法，其特征在于：接種后連續(xù)發(fā)酵6天后，每天從發(fā)酵罐中排放出1/4～1/6的物料，物料溶液可通過200目篩孔，其中總COD可達(dá)到10～12萬，COD為6～8萬，并將蒸煮后的水相層補(bǔ)充1/4～1/6的漿料進(jìn)入發(fā)酵段。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用厭氧菌發(fā)酵餐廚垃圾高效制備碳源及其反硝化應(yīng)用的方法，其特征在于：發(fā)酵液作為反硝化碳源的添加量為污水處理體積的2.5％～4％。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種利用厭氧菌發(fā)酵餐廚垃圾高效制備碳源及其反硝化應(yīng)用的方法，將該餐廚發(fā)酵液作為高效有機(jī)碳源引入反硝化系統(tǒng)中，能有效增強(qiáng)活性污泥的微生物活性，提高反硝化速率，使反硝化能夠得以高效穩(wěn)定的進(jìn)行，且由于活性污泥活性增強(qiáng)，系統(tǒng)的產(chǎn)泥率降低，減少了污泥處理費(fèi)用。
本發(fā)明實(shí)現(xiàn)目的所采用的方案是：一種利用厭氧菌發(fā)酵餐廚垃圾高效制備碳源及其反硝化應(yīng)用的方法，包括以下步驟：
步驟一、將收集的餐廚垃圾進(jìn)行除雜，保留除雜后的固體餐廚垃圾，將固體餐廚垃圾粉碎成顆粒狀加水制漿，然后進(jìn)行高溫蒸煮分離回收油脂，得到除油后的餐廚垃圾混合液；
步驟二、接種微生物菌種至步驟一得到的餐廚垃圾混合液中進(jìn)行發(fā)酵，餐廚垃圾經(jīng)過微生物厭氧發(fā)酵后迅速厭氧分解，餐廚垃圾中的大分子有機(jī)物降解成小分子有機(jī)物，發(fā)酵后的發(fā)酵液作為高生化性的有機(jī)碳源進(jìn)入反硝化工序，反硝化工序中同時(shí)投加活性污泥，進(jìn)行高效脫氮。
具體的，第一步將收集的餐廚垃圾中進(jìn)行除雜，保留除雜后的固體餐廚垃圾，將固體餐廚垃圾進(jìn)行加水制漿，使餐廚垃圾中的固體被粉碎成顆粒狀，便于形成液態(tài)餐廚垃圾進(jìn)行后續(xù)處理。
第二步進(jìn)行高溫蒸煮分離回收油脂，得到除油后的餐廚垃圾混合液。高溫蒸煮提高了餐廚垃圾的水解率，進(jìn)而提高了餐廚垃圾的生物可降解性和厭氧消化產(chǎn)氣量。
第三步接種微生物菌種至餐廚垃圾進(jìn)行發(fā)酵，餐廚垃圾經(jīng)過微生物厭氧發(fā)酵后迅速厭氧分解，餐廚垃圾中的大分子有機(jī)物降解成小分子有機(jī)物，發(fā)酵后的發(fā)酵液作為高生化性的有機(jī)碳源進(jìn)入反硝化工序，反硝化系統(tǒng)中同時(shí)投加活性污泥，發(fā)酵液的引入使活性污泥中的功能酶活性得到了增強(qiáng)，微生物的反硝化脫氮能力得以增強(qiáng)，從而實(shí)現(xiàn)高效脫氮。餐廚垃圾發(fā)酵液中含有大量微量元素，包括氮、磷、鉀、鈣等多種微量元素。這些微量元素有助于活性污泥中微生物處于良好的生長(zhǎng)代謝中。有機(jī)碳源越充分，C/N越高，反硝化作用越明顯，TN的去除率也越高。餐廚垃圾發(fā)酵液的高生化性為反硝化工序的運(yùn)行提供了高效的有機(jī)碳源，使反硝化能夠得以高效穩(wěn)定的進(jìn)行。
優(yōu)選的，所述步驟一中，餐廚垃圾進(jìn)行除雜的對(duì)象為非碳水類物質(zhì)。
優(yōu)選的，所述步驟一中，加水制漿具體的指將除雜后的餐廚垃圾的固液比調(diào)整至10％～20％，制漿后的物料控制在80目以下。
優(yōu)選的，所述步驟一中，高溫蒸煮的溫度為100～120℃，在常壓下時(shí)間控制在30～60min，蒸煮完成后得到油水分層，將下層的水相層輸送至發(fā)酵段，即可回收餐廚中的油脂。
優(yōu)選的，所述步驟二中，接種的微生物菌種為厭氧菌，包括甲烷細(xì)菌、假單胞菌、乳酸菌、酵母菌中的至少一種，添加的固體菌種量為發(fā)酵液質(zhì)量的0.5％～0.8％；若為混合菌時(shí)，各菌種所含比例控制在25％～85％。
優(yōu)選的，所述步驟二中，發(fā)酵條件為25～40℃，初始pH控制在6.5～7.5，厭氧發(fā)酵，發(fā)酵方式采用連續(xù)發(fā)酵。
優(yōu)選的，接種后連續(xù)發(fā)酵6天后，每天從發(fā)酵罐中排放出1/4～1/6的物料，物料溶液可通過200目篩孔，其中總COD可達(dá)到10～12萬，COD為6～8萬，并將蒸煮后的水相層補(bǔ)充1/4～1/6的漿料進(jìn)入發(fā)酵段。
優(yōu)選的，發(fā)酵液作為反硝化碳源的添加量為污水處理體積的2.5％～4％。
本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)和有益效果：
本發(fā)明通過厭氧菌將餐廚垃圾中的大分子有機(jī)物降解為可溶性的小分子，使餐廚垃圾充分厭氧分解到基本無殘?jiān)�，發(fā)酵后的餐廚垃圾總?cè)苄?/span>COD可達(dá)到10～12萬，可溶性COD達(dá)到6～8萬，具有很高可生化性。將該餐廚發(fā)酵液作為高效有機(jī)碳源引入反硝化系統(tǒng)中，能有效增強(qiáng)活性污泥的微生物活性，提高反硝化速率，使反硝化能夠得以高效穩(wěn)定的進(jìn)行，且由于活性污泥活性增強(qiáng)，系統(tǒng)的產(chǎn)泥率降低，減少了污泥處理費(fèi)用，從而達(dá)到以廢治廢的目的，實(shí)現(xiàn)固體垃圾減量化、無害化和資源化的目的。
（發(fā)明人：宋勁強(qiáng);瞿晶晶;黃勝;韓康;龐承剛;文博;田杰波）
