公布日：2024.12.17

申請(qǐng)日：2024.06.12

分類(lèi)號(hào)：B09B5/00(2006.01)I;B09B3/65(2022.01)I;B09B3/60(2022.01)I;B09B101/70(2022.01)N

摘要

本發(fā)明公開(kāi)了原位產(chǎn)酶與微曝氣潮汐式滲濾床處理餐廚垃圾固渣的方法，將餐廚垃圾經(jīng)過(guò)濕熱處理后分離的有機(jī)固渣，一部分與木屑和菌劑混合后，在一定通風(fēng)條件下進(jìn)行原位產(chǎn)酶，原位產(chǎn)酶后將底物用自來(lái)水浸泡，獲得富含自產(chǎn)酶的浸泡液，產(chǎn)酶后的剩余底物進(jìn)行后端處理；另一部分與木屑和活性污泥混合后用自產(chǎn)酶浸泡液進(jìn)行潮汐式滲濾發(fā)酵(厭氧發(fā)酵)，同時(shí)輔以空氣微曝氣促進(jìn)微生物活性，發(fā)酵后的剩余底物進(jìn)行后端處理。本發(fā)明涉及餐廚垃圾處理技術(shù)領(lǐng)域。該原位產(chǎn)酶與微曝氣潮汐式滲濾床處理餐廚垃圾固渣的方法，將餐廚垃圾固渣原位產(chǎn)酶與厭氧發(fā)酵工藝進(jìn)行耦合，保障餐廚垃圾固渣處理量的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)餐廚垃圾固渣的減量化與資源化利用，為餐廚垃圾固渣提供新的處理思路。

權(quán)利要求書(shū)

1.原位產(chǎn)酶與微曝氣潮汐式滲濾床處理餐廚垃圾固渣的方法，其特征在于：利用餐廚垃圾經(jīng)過(guò)濕熱處理后分離的有機(jī)固渣作原料，通過(guò)原位產(chǎn)酶和潮汐式滲濾發(fā)酵耦合方法進(jìn)行處理，具體步驟如下：S1、餐廚垃圾經(jīng)過(guò)分揀、破碎、除雜后，漿液在100-130℃的高壓滅菌罐中加熱60-180min，漿液三相分離后，固渣分別進(jìn)行原位產(chǎn)酶和潮汐式滲濾發(fā)酵；S2、原位產(chǎn)酶采用固渣、木屑與菌劑混合，并裝入80-100目柱狀尼龍袋中，25-55℃下發(fā)酵6d，并通過(guò)內(nèi)部機(jī)械攪拌起到翻堆效果，以增加微生物活性；S3、原位產(chǎn)酶3d后，從發(fā)酵裝置上部緩慢加入適量自來(lái)水，期間停止機(jī)械攪拌，浸泡后，打開(kāi)排水口，通過(guò)下部濾板滴濾出殘留水，繼續(xù)原位產(chǎn)酶3d后，20%剩余底物充當(dāng)下一次發(fā)酵接種物，其余剩余底物進(jìn)行后端處理；S4、潮汐式滲濾發(fā)酵采用固渣、木屑與預(yù)熱接種污泥混合，并裝入80-100目柱狀尼龍袋中，55℃下發(fā)酵6d，采用原位產(chǎn)酶產(chǎn)生的浸泡液從底部緩慢沒(méi)過(guò)堆體，浸泡一段時(shí)間后，從底部排出至滲濾液儲(chǔ)存罐，通過(guò)自來(lái)水浸泡提取酶，從而提高潮汐式滲濾床初始的水解效率，通過(guò)碳酸鈉或碳酸氫鈉調(diào)節(jié)滲濾液pH，未浸泡期間采用微曝氣以增加微生物活性，加速固渣水解過(guò)程；每隔6-12h潮汐式浸泡一次，20%剩余底物充當(dāng)下一次發(fā)酵接種物，其余剩余底物依舊進(jìn)行后端處理，滲濾液用作UASB產(chǎn)甲烷，UASB出水用于原位產(chǎn)酶浸泡或直接排放。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的原位產(chǎn)酶與微曝氣潮汐式滲濾床處理餐廚垃圾固渣的方法，其特征在于：所述步驟S1餐廚垃圾為市政集中收集的高含固餐飲剩余物，不包括食品加工廠加工剩余物，固渣為經(jīng)過(guò)100-130℃濕熱處理，2000-3000rpm三相分離除油后的固相。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的原位產(chǎn)酶與微曝氣潮汐式滲濾床處理餐廚垃圾固渣的方法，其特征在于：所述步驟S2固渣中加入10-20%質(zhì)量比木屑與1-10%質(zhì)量比的菌劑，混合均勻，并裝入80-100目柱狀尼龍袋中，在0.5-1L/min空氣的通風(fēng)條件下，內(nèi)部機(jī)械攪拌30-60rpm，外部包有隔熱棉，減少熱量損失。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的原位產(chǎn)酶與微曝氣潮汐式滲濾床處理餐廚垃圾固渣的方法，其特征在于：所述菌劑包括但不限于EM菌劑、枯草芽孢桿菌、泡盛曲霉、米曲霉和黑曲霉。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的原位產(chǎn)酶與微曝氣潮汐式滲濾床處理餐廚垃圾固渣的方法，其特征在于：所述步驟S3中下一批實(shí)驗(yàn)采用上一批實(shí)驗(yàn)20%剩余底物作為接種物，并添加與上一批實(shí)驗(yàn)等量的餐廚垃圾固渣、80%的木屑和50%的菌劑，重復(fù)操作。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的原位產(chǎn)酶與微曝氣潮汐式滲濾床處理餐廚垃圾固渣的方法，其特征在于：所述步驟S3原位產(chǎn)酶3d后，從裝置頂部加入自來(lái)水，沒(méi)過(guò)原位產(chǎn)酶體積≥80%，浸泡10-30min后，打開(kāi)排水口，滴濾原位產(chǎn)酶中的殘留水1-8h，底部濾板孔徑≤1mm，期間通風(fēng)與機(jī)械攪拌均關(guān)閉，滴濾后繼續(xù)原位產(chǎn)酶3d降解剩余有機(jī)物。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的原位產(chǎn)酶與微曝氣潮汐式滲濾床處理餐廚垃圾固渣的方法，其特征在于：所述步驟S4固渣中加入10-20%質(zhì)量比的木屑和10-20%質(zhì)量比的接種污泥，接種污泥經(jīng)過(guò)75℃水浴15min，并在3000-4000r離心15min后，用離心后的底部沉淀物接種，并裝入80-100目柱狀尼龍袋中。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的原位產(chǎn)酶與微曝氣潮汐式滲濾床處理餐廚垃圾固渣的方法，其特征在于：所述步驟S4中固渣和原位產(chǎn)酶浸泡液質(zhì)量比=1：（2.5-5），底部濾板孔徑≤1mm，滲濾液完全沒(méi)過(guò)堆體充分浸泡1-2h后排出到滲濾液儲(chǔ)存罐，調(diào)節(jié)pH=6-8，溫度控制在50-55℃，每12h進(jìn)行10min空氣微曝氣操作，微曝氣速率=2.5-4L空氣/kg固渣，當(dāng)滲濾液TCOD＞8000mg/L時(shí)，排出25%滲濾液用于UASB產(chǎn)甲烷，最后一天排出75%滲濾液用于UASB產(chǎn)甲烷，下一批實(shí)驗(yàn)采用上一批實(shí)驗(yàn)20%剩余底物作為接種物，添加與上一批實(shí)驗(yàn)等量的餐廚垃圾固渣、等量的離心預(yù)熱厭氧污泥和80%的木屑，并將上一批實(shí)驗(yàn)剩余25%的滲濾液與原位產(chǎn)酶浸泡液混合后用于潮汐式浸泡操作，重復(fù)操作，UASB接種厭氧顆粒污泥，接種比為gTCOD酸化液：gVS顆粒污泥=0.5-1，UASB出水回流至原位產(chǎn)酶反應(yīng)器用于堆體浸泡或直接排放至污水處理廠。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的原位產(chǎn)酶與微曝氣潮汐式滲濾床處理餐廚垃圾固渣的方法，其特征在于：原位產(chǎn)酶和厭氧發(fā)酵周期均為6d，首先進(jìn)行3d原位產(chǎn)酶，獲得富含自產(chǎn)酶的浸泡液，然后啟動(dòng)厭氧發(fā)酵，厭氧發(fā)酵的第3d，原位產(chǎn)酶進(jìn)入下一批實(shí)驗(yàn)，而在厭氧發(fā)酵的第6d，用第二批原位產(chǎn)酶產(chǎn)生的浸泡液進(jìn)行潮汐式浸泡操作，實(shí)現(xiàn)兩者實(shí)驗(yàn)周期的不斷重復(fù)。

發(fā)明內(nèi)容

(一)解決的技術(shù)問(wèn)題

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了原位產(chǎn)酶與微曝氣潮汐式滲濾床處理餐廚垃圾固渣的方法，將餐廚垃圾固渣進(jìn)行資源化處理，提高了餐廚垃圾整體的資源化利用率。通過(guò)將餐廚垃圾固渣用于原位產(chǎn)酶處理，保證了餐廚垃圾固渣的處理量。同時(shí)，將原位產(chǎn)酶與厭氧發(fā)酵耦合，一方面餐廚垃圾固渣利用原位產(chǎn)酶產(chǎn)生的酶加速了厭氧發(fā)酵的效率，另一方面將原位產(chǎn)酶中的有機(jī)質(zhì)引入?yún)捬醢l(fā)酵，增加了厭氧發(fā)酵中有機(jī)質(zhì)的含量，有利于增加甲烷的產(chǎn)量，實(shí)現(xiàn)了餐廚垃圾固渣更高效的減量化、資源化和無(wú)害化處理。

(二)技術(shù)方案

為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：原位產(chǎn)酶與微曝氣潮汐式滲濾床處理餐廚垃圾固渣的方法，利用餐廚垃圾經(jīng)過(guò)濕熱處理后分離的有機(jī)固渣作原料，通過(guò)原位產(chǎn)酶和厭氧發(fā)酵耦合方法進(jìn)行處理，達(dá)到減量化與資源化的目的，具體步驟如下：

S1、餐廚垃圾經(jīng)過(guò)分揀、破碎、除雜后，漿液在100-130℃的高壓滅菌罐中加熱60-180min，漿液三相分離后，固渣分別進(jìn)行原位產(chǎn)酶和潮汐式滲濾發(fā)酵；

S2、原位產(chǎn)酶采用固渣、木屑與菌劑混合，并裝入80-100目柱狀尼龍袋中，25-55℃下發(fā)酵6d，并通過(guò)內(nèi)部機(jī)械攪拌起到翻堆效果，以增加微生物活性；

S3、原位產(chǎn)酶3d后，從發(fā)酵裝置上部緩慢加入適量自來(lái)水，期間停止機(jī)械攪拌，浸泡后，打開(kāi)排水口，通過(guò)下部濾板滴濾出殘留水。繼續(xù)原位產(chǎn)酶3d后，20％剩余底物充當(dāng)下一次發(fā)酵接種物，其余剩余底物進(jìn)行后端處理；

S4、潮汐式滲濾發(fā)酵采用固渣、木屑與預(yù)熱接種污泥混合，并裝入80-100目柱狀尼龍袋中，55℃下發(fā)酵6d，采用原位產(chǎn)酶產(chǎn)生的浸泡液從底部緩慢沒(méi)過(guò)堆體，浸泡一段時(shí)間后，從底部排出至滲濾液儲(chǔ)存罐，通過(guò)碳酸鈉或碳酸氫鈉調(diào)節(jié)滲濾液pH，未浸泡期間采用微曝氣以增加微生物活性，加速固渣水解過(guò)程；20％剩余底物充當(dāng)下一次發(fā)酵接種物，其余剩余底物依舊進(jìn)行后端處理，滲濾液用作UASB產(chǎn)甲烷，UASB出水用于原位產(chǎn)酶浸泡或直接排放；

優(yōu)選的，所述步驟S1餐廚垃圾為市政集中收集的高含固餐飲剩余物，不包括食品加工廠加工剩余物，固渣為經(jīng)過(guò)100-130℃濕熱處理，2000-3000rpm三相分離除油后的固相，TS≥20％。

優(yōu)選的，所述步驟S2固渣中加入10-20％質(zhì)量比木屑與1-10％質(zhì)量比的菌劑，混合均勻，并裝入80-100目柱狀尼龍袋中，在0.5-1L/min空氣的通風(fēng)條件下，內(nèi)部機(jī)械攪拌30-60rpm，外部包有隔熱棉，減少熱量損失。

優(yōu)選的，所述菌劑包括但不限于EM菌劑、枯草芽孢桿菌、泡盛曲霉、米曲霉和黑曲霉。

優(yōu)選的，所述步驟S3中下一批實(shí)驗(yàn)采用上一批實(shí)驗(yàn)20％剩余底物作為接種物，并添加與上一批實(shí)驗(yàn)等量的餐廚垃圾固渣、80％的木屑和50％的菌劑，重復(fù)操作，最終每批實(shí)驗(yàn)浸泡液的SCOD＝2400mg/L、TN＝175mg/L，固渣整體的VS去除率＝21.5％。

優(yōu)選的，所述步驟S3原位產(chǎn)酶3d后，從裝置頂部加入自來(lái)水，沒(méi)過(guò)原位產(chǎn)酶體積≥80％，浸泡10-30min后，打開(kāi)排水口，滴濾原位產(chǎn)酶中的殘留水1-8h，底部濾板孔徑≤1mm，期間通風(fēng)與機(jī)械攪拌均關(guān)閉，滴濾后繼續(xù)原位產(chǎn)酶3d降解剩余有機(jī)物，達(dá)到減量化的效果。

優(yōu)選的，所述步驟S4固渣中加入10-20％質(zhì)量比的木屑和10-20％質(zhì)量比的接種污泥，接種污泥經(jīng)過(guò)75℃水浴15min，并在3000-4000r離心15min后，用離心后的底部沉淀物接種，并裝入80-100目柱狀尼龍袋中。

優(yōu)選的，所述步驟S4中固渣和原位產(chǎn)酶浸泡液質(zhì)量比＝1：(2.5-5)，6-12h潮汐式浸泡一次，底部濾板孔徑≤1mm，滲濾液完全沒(méi)過(guò)堆體充分浸泡1-2h后排出到滲濾液儲(chǔ)存罐，調(diào)節(jié)pH＝6-8，溫度控制在50-55℃，每12h進(jìn)行10min空氣微曝氣操作，微曝氣速率＝2.5-4L空氣/kg固渣，當(dāng)滲濾液TCOD＞8000mg/L時(shí)，排出25％滲濾液用于UASB產(chǎn)甲烷，最后一天排出75％滲濾液用于UASB產(chǎn)甲烷。下一批實(shí)驗(yàn)采用上一批實(shí)驗(yàn)20％剩余底物作為接種物，添加與上一批實(shí)驗(yàn)等量的餐廚垃圾固渣、等量的離心預(yù)熱厭氧污泥和80％的木屑，并將上一批實(shí)驗(yàn)剩余25％的滲濾液與原位產(chǎn)酶浸泡液混合后用于潮汐式浸泡操作，重復(fù)操作。UASB接種厭氧顆粒污泥，接種比為gTCOD酸化液：gVS顆粒污泥＝0.5-1，UASB出水回流至原位產(chǎn)酶反應(yīng)器用于堆體浸泡或直接排放至污水處理廠。

優(yōu)選的，原位產(chǎn)酶和厭氧發(fā)酵周期均為6d，首先進(jìn)行3d原位產(chǎn)酶，獲得富含自產(chǎn)酶的浸泡液，然后啟動(dòng)厭氧發(fā)酵。厭氧發(fā)酵的第3d，原位產(chǎn)酶進(jìn)入下一批實(shí)驗(yàn)，而在厭氧發(fā)酵的第6d，用第二批原位產(chǎn)酶產(chǎn)生的浸泡液進(jìn)行潮汐式浸泡操作，實(shí)現(xiàn)兩者實(shí)驗(yàn)周期的不斷重復(fù)。

(三)有益效果

本發(fā)明提供了原位產(chǎn)酶與微曝氣潮汐式滲濾床處理餐廚垃圾固渣的方法。與現(xiàn)有技術(shù)相比具備以下有益效果：

(1)、該原位產(chǎn)酶與微曝氣潮汐式滲濾床處理餐廚垃圾固渣的方法，通過(guò)利用餐廚垃圾固渣原位產(chǎn)酶快速產(chǎn)酶，并通過(guò)自來(lái)水浸泡提取酶，從而提高了潮汐式滲濾床初始的水解效率；微曝氣則促進(jìn)了微生物活性，加快了厭氧發(fā)酵水解產(chǎn)酸的過(guò)程；原位產(chǎn)酶和厭氧發(fā)酵剩余底物用于后端處理，以進(jìn)一步分解有機(jī)質(zhì)，實(shí)現(xiàn)了餐廚垃圾固渣減量化與資源化的耦合處理。此方法將廢棄的餐廚垃圾固渣用于資源化利用，實(shí)現(xiàn)了變廢為寶，提高了餐廚垃圾的資源化利用程度，將自產(chǎn)酶運(yùn)用于潮汐式滲濾床，加速了餐廚垃圾固渣初期的水解效率，縮短了處理時(shí)間，提高了處理效率。

(2)、該原位產(chǎn)酶與微曝氣潮汐式滲濾床處理餐廚垃圾固渣的方法，通過(guò)將微曝氣用于潮汐式滲濾床，加快了固渣的水解效率，縮短了處理時(shí)間，提高了處理效率；將原位產(chǎn)酶與厭氧發(fā)酵耦合，利用好氧條件快速產(chǎn)酶，并將部分有機(jī)質(zhì)提供給厭氧發(fā)酵，減少了有機(jī)質(zhì)在原位產(chǎn)酶過(guò)程中的損耗，同時(shí)加速了厭氧發(fā)酵的過(guò)程。

（發(fā)明人：劉曉吉;李懿南;黃智;徐恒;王曉;封全武;王志華;王勇群;張瑩瑩;魏威;周陽(yáng);張干）