[发明专利]两段式联合厌氧消化工艺

说明书

技术领域：本发明涉及一种垃圾、废物的消化产沼工艺，尤其是一种两段式联合厌氧消化工艺，属于能源与环境领域。

背景技术：目前国外很多机构开展了生活垃圾、污泥及畜禽粪便联合厌氧消化产沼的研究。传统有机垃圾厌氧消化过程中，底物负荷成为影响消化重要因素，底物负荷过高导致发酵液pH值减低，限制产甲烷菌的生长，影响产气效率。传统联合消化技术或干消化技术都重在研究产气特性，而很少研究产气效率及经济效益，消化技术因持续时间长而很难在工程中实践。国内湖南大学对污水污泥和城市有机垃圾采用联合消化技术进行处理，重点研究联合消化过程中碳氮比、温度和含水率等参数变化及最佳工艺，联合消化同其他消化技术一样具有的最大缺点是消化时间长，产气效率低等问题，虽有人采用干消化，提高有机物浓度及产气效率，但没人采用联合干消化技术处理生物有机垃圾。

发明内容：针对上述现有技术的不足，本发明提供了一种两段式联合厌氧消化工艺。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：两段式联合厌氧消化工艺，具体步骤如下：

a、利用联合消化，将含碳量较高的底物与高氮的底物混合起来。

b、联合干消化：将混合物料先以5％的低浓度配制成消化液，进行厌氧消化，然后逐渐添加混合反应物料，增加消化液浓度至8-12％，调节pH值，稳定消化液，连续进料，连续出料，确保高产气量效果。

c、将出料进行机械脱水，脱水后有机垃圾的物料含水率约为60-80％。

d、消化产物好氧堆肥：将机械脱水后的消化产物与添加剂根据含水率、有机碳及孔隙率等参数进行混合，对混合物料进行堆肥处理，调节通风量，确保堆肥实现无害化目的，满足农田使用标准。

有益效果：传统的有机垃圾消化技术局限于单物料、低浓度，存在着消化时间长的缺点，因此缺乏经济效益及工程实践的可行性。本工艺在传统工艺的基础上，采用两段式联合干消化工艺，根据物料的成分，选择两种以上的有机废物进行消化处理，同时提高有机废物浓度，缩短停留时间，提高产气效率，同时对未消化彻底的有机废物机械脱水，在添加剂(秸秆)作用下，实现无害化堆肥处理，这种新技术很符合当前废物资源化与无害化处理的原则。

附图说明：

图1是本发明的工艺过程框图。

具体实施方式：

a、利用联合消化，将含碳量较高的底物与高氮的底物混合起来，可在物料间建立起一种良性互补，同时还能减缓氨氮的毒害作用。

b、联合干消化：将混合物料切割成1-2cm后，以5％的低浓度配制成消化液。37℃下，在全自动固体消化罐中进行厌氧消化，稳定后逐渐添加混合反应物料，增加消化液浓度至8-12％，酸化后加生石灰调节pH值到7.0以上，稳定消化液，逐渐提高进料和出料频率(2-3天一次)，确保高产气量效果。

c、将收集消化产物采用离心分离方法进行机械脱水，脱水后有机垃圾的物料含水率约为60-80％。

d、将机械脱水后的消化产物添加添加剂(秸秆、牛粪等)满足堆肥工艺条件：含水率：40-60％；C/N：25∶1-30∶1；pH值：5.5-8.5等，对混合物料进行静态强制通风堆肥处理，通气量为0.05-0.2m³/min.m²，确保堆肥实现无害化目的，满足农田使用标准。

实施例

以秸秆为主的底物，与牲畜粪便混合。因为秸秆中的碳氮比较高，而牲畜粪便中的含氮量比较高，将两者混合起来进行厌氧消化则可以起到优势互补的效果。

A)干消化工艺

将秸秆切割成1-2cm后，同牛粪等牲畜粪便充分混合后，以5％的低浓度(其他为水)配制成消化液。37℃下，在全自动固体消化罐(4×30L固体发酵罐)中进行厌氧消化，稳定后逐渐添加混合反应物料，增加消化液浓度至12％，酸化后加生石灰调节pH值到7.0以上，稳定消化液，逐渐提高进料和出料频率(2-3天一次)，确保高产气量效果。

B)消化产物机械脱水工艺

将收集消化产物采用离心分离方法进行机械脱水，脱水后有机垃圾的物料含水率约为60-80％。

C)消化产物好氧堆肥工艺

将机械脱水后的消化产物添加添加剂(秸秆、牛粪等)满足堆肥工艺条件：含水率：40-60％；C/N：25∶1-30∶1；pH值：5.5-8.5等，对混合物料进行静态强制通风堆肥处理，通气量为0.05-0.2m³/min.m²，确保堆肥实现无害化目的，满足农田使用标准。

所用设备具体为：