本發(fā)明屬于環(huán)境保護(hù)和資源化利用，尤其涉及一種餐廚垃圾厭氧預(yù)處理漿液制備碳源的方法。

背景技術(shù)：

1、餐廚垃圾的厭氧消化處理工藝，是目前上海市濕垃圾集中資源化的主要體現(xiàn)。餐廚垃圾預(yù)處理過程中產(chǎn)生的三相分離漿液主要含有碳水化合物（30%-60%）、蛋白質(zhì)（5%-20%）、脂肪（15%-40%）等組分，具有營養(yǎng)成分價值高、可高值化利用特點。同時，在化學(xué)氧化過程中，餐廚垃圾中的淀粉、纖維素等碳水化合物通過活性氧自由基、活性氮自由基反應(yīng)，可被誘導(dǎo)氧化斷鍵，生成乙酸鹽、丙酸鹽、氨基酸鹽等小分子量有機(jī)酸，該復(fù)合物質(zhì)可以被微生物有效利用和降解，作為微生物的補(bǔ)充營養(yǎng)。

2、大部分污水（例如老齡滲濾液等）由于自身生物可降解性較差，無法提供足量碳源，此時便需要人為投加額外的碳源輔助以反硝化。葡萄糖、乙醇、乙酸鈉等單一易降解有機(jī)物質(zhì)具有反硝化速率快的優(yōu)勢，一直是碳源的主要選擇。然而，葡萄糖、乙醇、乙酸鈉等成本高昂，運(yùn)輸條件苛刻等問題也阻礙了其大規(guī)模應(yīng)用。開發(fā)應(yīng)用餐廚垃圾漿液轉(zhuǎn)化為滲濾液或污水處理高效碳源技術(shù)，可以實現(xiàn)資源化利用最大化，處理成本最小化。

3、餐廚垃圾漿液雖然可以直接協(xié)同污水處理，作為補(bǔ)充碳源，但由于過高的懸浮物和油分，致使其難以作為碳源長久使用，或作為商品碳源售賣。本發(fā)明針對餐廚垃圾漿液，開發(fā)一種生產(chǎn)商品碳源的方法，進(jìn)而應(yīng)用污水處理反硝化脫氮，該技術(shù)方法還未見報道。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對餐廚垃圾厭氧發(fā)酵過剩漿液直接排放處理營養(yǎng)資源浪費(fèi)等現(xiàn)狀，本發(fā)明提供一種餐廚垃圾厭氧預(yù)處理漿液制備碳源的方法，該方法工藝簡單、成本低廉，能高效利用餐廚垃圾漿液中的有機(jī)碳營養(yǎng)成分，且無需人為投入額外的碳源，即可使得碳源的cod值滿足要求，具有較高的經(jīng)濟(jì)與社會環(huán)境效益。

2、本發(fā)明餐廚垃圾厭氧預(yù)處理漿液制備碳源的方法按下列步驟實現(xiàn)：

3、（1）以餐廚垃圾厭氧預(yù)處理過程產(chǎn)生的漿液為原料，對其進(jìn)行熱化學(xué)水解，得到水解液；

4、（2）對熱化學(xué)水解反應(yīng)后的物料進(jìn)行初步離心過濾，得到一級碳源產(chǎn)品；

5、（3）將離心過濾后的物料進(jìn)行二次膜過濾分離，得到二級碳源產(chǎn)品；

6、（4）膜過濾后的碳源產(chǎn)品進(jìn)行低溫蒸發(fā)濃縮，得到最終碳源產(chǎn)品；

7、（5）對膜過濾后的殘渣進(jìn)行熱干化，得到干化殘渣。

8、優(yōu)選地，所述餐廚垃圾厭氧預(yù)處理漿液來源于餐廚垃圾厭氧發(fā)酵廠，經(jīng)過初篩、除雜、漿化和三相分離提油后，得到的漿液。

9、即該漿液中，去除了油相（油脂）。

10、優(yōu)選地，所述餐廚垃圾厭氧預(yù)處理漿液tcod濃度?120000-160000?mg/l，tn濃度3000-4000?mg/l，tp濃度150-250?mg/l，ph?4.5-5.5，ss濃度8000-10000?mg/l。

11、其中，tcod濃度即cod濃度;

12、tn濃度為總氮濃度；tp濃度為總磷濃度；

13、ss濃度為總懸浮物濃度。

14、優(yōu)選地，所述熱化學(xué)水解中，氧化劑將顆粒態(tài)有機(jī)質(zhì)快速轉(zhuǎn)化為溶解態(tài)有機(jī)質(zhì)，通過添加氧化劑在特定條件下分解濕垃圾中淀粉、纖維素、蛋白質(zhì)等有機(jī)組分向小分子量高附加值有機(jī)酸鹽（特別是乙酸、甲酸及其鈉鹽），氧化劑參與反應(yīng)，通過氧化固態(tài)有機(jī)質(zhì)中的某些部分，生成更容易溶解的化合物，同時氧化劑的存在可以提高反應(yīng)體系的活性，促進(jìn)固態(tài)有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化的大分子轉(zhuǎn)化為小分子原理；氧化劑通過加速有機(jī)物分解、改變氧化狀態(tài)、影響產(chǎn)物穩(wěn)定性及與反應(yīng)條件協(xié)同，顯著影響碳源熱化學(xué)水解產(chǎn)物cod值。

15、優(yōu)選地，所述反應(yīng)過程不調(diào)節(jié)ph，溫度控制在70-85℃，熱化學(xué)水解反應(yīng)時間為1-3小時，實驗表明當(dāng)溫度大于70℃時，30min后cod濃度即不再出現(xiàn)減小現(xiàn)象或減小現(xiàn)象減弱，85℃時溶出效果最佳。反應(yīng)后ph呈弱酸性，符合碳源轉(zhuǎn)化效率較高的環(huán)境條件。不同溫度對餐廚垃圾漿液轉(zhuǎn)化碳源效果顯著，隨著溫度升高，cod濃度增加且趨于穩(wěn)定時間縮短。

16、優(yōu)選地，氧化劑組成為過硫酸鹽和硫酸亞鐵，添加量均為tcod濃度的0.3~0.5%，不同氧化劑投加量顯著影響餐廚垃圾漿液轉(zhuǎn)化碳源效果。添加量均為tcod濃度的0.3~0.5%可促進(jìn)tcod和葡萄糖溶出，提高液態(tài)碳源中vfas比例。但過量投加導(dǎo)致硫酸根自由基產(chǎn)生，ph下降，影響葡萄糖產(chǎn)率及碳源的可生化性。

17、優(yōu)選地，所述離心過濾使用的過濾濾布目數(shù)為300-400目。

18、優(yōu)選地，所述過濾后得到的一級碳源產(chǎn)品tcod濃度80000-100000?mg/l，tn濃度2000-3000?mg/l。

19、優(yōu)選地，所述二次膜過濾的孔徑為0.01~0.02?μm，提供相關(guān)的離心范圍與孔徑范圍的要求，滿足實現(xiàn)cod15萬-18萬。

20、優(yōu)選地，所述二次膜過濾后，得到的二級碳源產(chǎn)品tcod濃度50000-70000?mg/l，tn濃度400-600?mg/l。

21、優(yōu)選地，所述低溫蒸發(fā)濃縮溫度為50-70℃，得到最終碳源產(chǎn)品tcod為150000-180000?mg/l。

22、優(yōu)選地，所述殘渣進(jìn)行熱干化，得到干化殘渣質(zhì)量為原始漿液質(zhì)量的2-3%。

技術(shù)特征：

1.一種餐廚垃圾厭氧預(yù)處理漿液制備碳源的方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種餐廚垃圾厭氧預(yù)處理漿液制備碳源的方法，其特征在于：所述熱化學(xué)水解不調(diào)節(jié)ph，溫度控制在70-85℃，熱化學(xué)水解反應(yīng)時間為1-3小時。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種餐廚垃圾厭氧預(yù)處理漿液制備碳源的方法，其特征在于：氧化劑包括過硫酸鹽和硫酸亞鐵，添加量均為tcod濃度的0.3~0.5%。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種餐廚垃圾厭氧預(yù)處理漿液制備碳源的方法，其特征在于：所述離心過濾使用的過濾濾布目數(shù)為300-400目。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種餐廚垃圾厭氧預(yù)處理漿液制備碳源的方法，其特征在于：所述過濾后得到的一級碳源產(chǎn)品tcod濃度80000-100000?mg/l，tn濃度2000-3000?mg/l。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種餐廚垃圾厭氧預(yù)處理漿液制備碳源的方法，其特征在于：所述二次膜過濾的孔徑為0.01~0.02?μm。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種餐廚垃圾厭氧預(yù)處理漿液制備碳源的方法，其特征在于：所述低溫蒸發(fā)濃縮溫度為50-70℃，得到最終碳源產(chǎn)品tcod為150000-180000?mg/l。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種餐廚垃圾厭氧預(yù)處理漿液制備碳源的方法，本發(fā)明屬于有機(jī)垃圾處理與資源回收利用領(lǐng)域，可實現(xiàn)對餐廚垃圾厭氧預(yù)處理過程中產(chǎn)生的漿液進(jìn)行資源回收和高值化利用。具體包括以下步驟：一、以餐廚垃圾厭氧預(yù)處理過程產(chǎn)生的漿液為原料，對其進(jìn)行熱化學(xué)水解，得到水解液；二、對熱化學(xué)水解反應(yīng)后的物料進(jìn)行初步離心過濾，得到一級碳源產(chǎn)品；三、將離心過濾后的物料進(jìn)行二次膜過濾分離，得到二級碳源產(chǎn)品；四、膜過濾后的碳源產(chǎn)品進(jìn)行低溫蒸發(fā)濃縮，得到最終碳源產(chǎn)品；五、對膜過濾后的殘渣進(jìn)行熱干化，得到干化殘渣。本發(fā)明方法能夠?qū)崿F(xiàn)餐廚垃圾漿液的高值化利用，獲得的碳源產(chǎn)品可用于滲濾液和城市污水反硝化脫氮。

技術(shù)研發(fā)人員：蔣星學(xué),蔣巨峰,儲志明,王偉,蔣逸峰,周濤
受保護(hù)的技術(shù)使用者：上海藝邁實業(yè)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30