[发明专利]废弃油脂厌氧消化产沼气的方法

说明书

技术领域

本发明涉及废弃油脂处理技术领域，尤其是涉及一种利用厌氧发酵技术对废弃油脂进行厌氧发酵产沼气的方法。

背景技术

餐饮业、屠宰场、肉/奶制品加工厂等产生的废水中富含易生物降解的有机物和难生物降解的油脂，其中餐厨废弃中富含各种动植物油脂，油脂含量一般约占餐厨垃圾总量的8-10%。 在利益的驱动下，一些不法商贩非法贩卖由废弃餐厨油脂制成的“地沟油”，致其回流餐桌，严重危害人们身体健康。 因此，安全妥善地解决餐厨垃圾及油脂问题具有重大意义。研究表明，油脂与糖类、蛋白质等相比具有更高的产甲烷潜力，是一种较为理想的发酵底物。因此，探索一种行之有效的废弃油脂处理技术方法，不但可以减少“地沟油”回流餐桌的几率，减少油脂对厌氧消化反应系统的抑制，还可以保护环境、回收资源和能源，具有重大的社会、环境和经济效益。

目前，国内外对废弃油脂资源化利用的方式主要有两种：一是将其从餐厨垃圾中分离后提炼成生物柴油，但是，生物柴油生产工艺繁琐、流程复杂，应用中难以推广；二是直接与餐厨垃圾一起转化成生物气。例如中国专利号“201110406910.6”公开了一种餐厨垃圾提取油脂及沼气发酵的处理方法，公开日为2012-06-13，该方法通过固液分离、液相油脂提取、垃圾破碎和强化匀浆与固相油脂提取等步骤有机配合实现对餐厨垃圾中的油脂提取。

直接厌氧发酵产沼气因其流程简单而受到越来越多的关注，但是直接厌氧发酵由于油脂的水溶性差，易于造成发酵周期长；油脂代谢的中间产物长链脂肪酸（LCFA）常常会在系统内累积，对厌氧微生物产生抑制效应，特别是UASB厌氧消化反应器中，易于造成厌氧消化系统崩溃。

发明内容

本发明的目的在于克服现有废弃油脂处理方法存在的上述问题，提供一种废弃油脂厌氧消化产沼气的方法。本发明通过添加微生物并驯化形成厌氧发酵菌种来增加反应体系中降解脂肪的活性，添加无机介质增加微生物与油脂的附着和接触面积，将废弃油脂转化成沼气。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种废弃油脂厌氧消化产沼气的方法，其特征在于，由如下步骤组成：

（1）制备厌氧发酵菌种：将厌氧消化污泥、脂肪降解菌添加至基础培养基中，作为厌氧发酵菌种；厌氧消化污泥、脂肪降解菌和基础培养基的质量比为100-300：1-2：1000；

（2）添加无机介质：在厌氧消化前，在厌氧发酵菌种中添加无机介质，无机介质与厌氧发酵菌种的质量比为1-12：100；

（3）启动厌氧消化：在反应装置中依次加厌氧发酵菌种、废弃油脂和添加剂。厌氧发酵菌种、废弃油脂和添加剂的质量百分比为100：1-2：0.1-0.15，均匀混合后，进行厌氧发酵产沼气。

所述步骤（1）中，取正常产沼气的厌氧消化器中的厌氧消化污泥，添加至基础培养基中， 再添加脂肪降解菌，35℃培养驯化，作为厌氧发酵菌种。

所述步骤（1）中的基础培养基为：尿素0.1-1 g/L氯化镁2-3 g/L，磷酸二氢钾 1-2 g/L，磷酸氢二钾 5-6g/L，氯化钙0.1-0.3 g/L，硫酸亚铁 1-2 mg/L，橄榄油或菜籽油2-20g/L。

所述步骤（1）中的脂肪降解菌为产酸克雷伯氏菌（K. ooxytca）和洋葱伯克霍尔德氏菌（Burkholderia.cepacia）按质量比1：1的混合物，均购自中国工业微生物菌种保藏管理中心（CICC）。

所述步骤（2）中，无机介质包括石英砂、玻璃珠和砂粒按任意比例的二种或三种，介质粒径为1-5mm。

所述步骤（3）中，废弃油脂和添加剂加入后混匀，30—40℃下，厌氧发酵产沼气。

所述步骤（3）中，所述添加剂包括Zn、Mn、Co和Ni，含量为Zn：3～6g/L，Mn：3～6 g/L，Co：1～2 g/L，Ni：1～2 g/L。

所述发酵的方式包括分批发酵、补料-分批发酵或半连续发酵。

采用本发明的优点在于：

一、本发明中，采用的厌氧发酵菌种中添加了产酸克雷伯氏菌（K. ooxytca）和洋葱伯克霍尔德氏菌（Burkholderia.cepacia），且是按质量比1：1的混合物，具有良好和高效的产脂肪酶活性和产酸特性，提高了厌氧发酵菌种的脂肪降解效率，有利于油脂的降解，为产甲烷菌群提供了良好的碳源，促进了产沼气过程的持续和稳定，提高了产气速率和转化率，如果不采用质量比1：1，则产气速率和转化率均会受到影响。