[发明专利]生活垃圾干式厌氧发酵系统的启动用组合物及启动方法

说明书

技术领域

本发明是关于一种生活垃圾干式厌氧发酵系统的启动用组合物及启动方法，特别适用于发酵罐有效容积>3000立方米的大型生活垃圾干式厌氧发酵系统的快速启动。

背景技术

厌氧发酵处理技术根据底物含固率分为湿式发酵和干式发酵两类。干式发酵，是指发酵原料含固率控制在20％～50％的厌氧发酵处理，与传统湿式发酵相比，干式发酵具有更高的有机处理负荷率、产气效率高等优点。《中国至2050年生物质资源科技发展路线图》指出：发展沼气干式发酵技术是未来生化转化技术研究的重要发展方向。到目前为止，干式厌氧发酵技术的研究与应用已涉及城市垃圾、市政污泥、禽畜粪便、作物秸秆、餐厨垃圾处理等领域。

干式厌氧发酵技术在处理垃圾时一般是先添加活性污泥物料启动发酵，待发酵成功启动后逐步添加垃圾进行处理，通常认为发酵罐内有机符合达到一定值并能稳定运行一段时间认为发酵启动成功。然而，目前的干式厌氧发酵技术在处理垃圾时启动难度较大，特别是国内的垃圾成分复杂、分类较差，更给该技术造成了极大障碍。生活垃圾具有高含固率、高有机质含量、易生物降解等特点，采用干式厌氧发酵处理技术，反应基质浓度高，挥发性脂肪酸、氨氮等中间代谢产物易累积，从而对产甲烷菌产生抑制作用，同时，含固率高造成中间代谢产物和能量在介质中传递、扩散困难，制约系统的处理效率和产气速率，导致生活垃圾干式厌氧发酵系统启动慢、启动周期长、运行稳定性差。

此外，现有采用干式厌氧发酵处理生活垃圾的技术，一般只采用厌氧固体污泥、厌氧液体污泥或牛粪作为启动物料，如采用液体污泥为接种物，接种物与生活垃圾按照约为9～10：1的体积比例混合，进入发酵罐，通过逐步提升有机负荷，最终达到设计的有机负荷量。对于一些大型生活垃圾干式厌氧发酵系统，例如发酵罐有效容积>3000立方米的生活垃圾干式厌氧发酵系统，具体实施时，使用相同有效容积的发酵罐，所需的启动物料量较大、启动时间较长。另外，大型生活垃圾干式厌氧发酵系统中，接种物与发酵底物的接触性较差，物料难以混合均匀，菌种对垃圾的适应过程较长，且容易发生局部酸化，导致启动失败。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种生活垃圾干式厌氧发酵系统的启动用组合物，以用于启动大型生活垃圾干式厌氧发酵系统(例如发酵罐有效容积>3000立方米)，提高启动速度。

本发明的另一目的在于提供一种生活垃圾干式厌氧发酵系统特别是大型生活垃圾干式厌氧发酵系统(例如发酵罐有效容积>3000立方米)的快速启动方法。

一方面，本发明提供了一种生活垃圾干式厌氧发酵系统的启动用组合物，该组合物包括：

发酵接种物，该发酵接种物为固体活性污泥；

营养结构物，该营养结构物为熟化堆肥、或是秸秆和/或木屑；

所述组合物中发酵接种物与营养结构物的质量比例为1～2：1；优选为1.2～1.8：1。

根据本发明的具体实施方案，本发明的生活垃圾干式厌氧发酵系统的启动用组合物中，发酵接种物提供发酵过程所需的各类菌种，主要是包括产乙酸菌、产甲烷菌、脱硫菌等，本发明中优选选用的是污水处理接种用厂的厌氧固体活性污泥，例如可以是购自市政污水厂的厌氧固体污泥，更优选地，为了能达到最佳的效果，发酵接种物需满足以下要求：

理化特性：

粒径：0～30mm

DM：25～40％

VM：>45％

pH值：7～8.5

氨氮：<3g/L

总挥发物酸度：<3g/L。

对发酵接种物的生化特性无特殊要求，符合传统接种污泥要求即可。

根据本发明的具体实施方案，本发明的生活垃圾干式厌氧发酵系统的启动用组合物中，使用营养结构物使发酵罐内快速达到适合菌种繁殖的条件，并形成与生活垃圾厌氧发酵非常相近的生化环境，缩短菌种驯化和适应的周期，从而达到快速启动的目标。本发明优选使用的营养结构物最佳选择为熟化堆肥(生活垃圾堆肥或农业废弃物堆肥)，或是秸秆和/或木屑，更优选地，营养结构物要满足以下要求：

理化特性：

粒径：0～60mm

DM：55～65％

VM：>35％

20mm以上惰性物含量：<5％

1mm以上惰性物含量：<15％

5mm以上塑料含量：<1％

碳氮比：25～30

生化特性：呼吸量<7mgO₂/kg。