[发明专利]餐厨垃圾厌氧发酵沼液中碳氮资源同步回收系统和方法

说明书

本发明涉及本发明提供一种餐厨垃圾厌氧发酵沼液中碳氮资源同步回收系统和方法，该方法包括以下步骤：(1)将餐厨垃圾厌氧发酵沼液调节至pH＝9～10；(2)在N₂气氛中进行搅拌，并逐滴加入Mg²⁺溶液和Al³⁺溶液；(3)沉淀出现后，将悬浮液进行水热处理，反应结束后，将沉淀物洗涤并收集，获得碳资源产品；(4)过程中产生的出气携带NH₃，将其与CO₂反应，形成NH₄HCO₃产品并结晶析出，获得氮资源产品。与现有技术相比，本发明采用的碳氮同步回收工艺简单、成本低廉，能高效回收餐厨垃圾发酵沼液中碳、氮资源，具有较高的经济与社会环境效益。

技术领域

本发明属于环境保护技术领域，尤其是涉及一种餐厨垃圾厌氧发酵沼液中碳氮资源同步回收系统和方法。

背景技术

厌氧发酵可实现餐厨垃圾中有机质的降解与资源利用，也是目前餐厨垃圾常用能源化技术，但随之而来的发酵液二次污染问题却亟需解决。餐厨垃圾厌氧发酵沼液表观颜色呈棕黄色，为酸性、高悬浮物、高浓度有机废液，氮磷含量高，碳氮比高；金属元素和无机阴离子以K⁺、Na⁺、Cl^-、SO₄^2-等食品中常见的离子为主，有机物种类以芳香族蛋白质类似物为主，约占有机物含量的80％，挥发性有机物质中以挥发酸类及醇类物质为主。

餐厨垃圾的厌氧发酵液含有丰富的营养物，包括C源(如VFAs和醇类)和N源(如NH⁴⁺)等，可为植物和微生物生长提供营养成分，例如为土壤提供必要的C和N源，增强土壤肥力。然而，厌氧发酵液中的高盐度和低pH值以及重金属和其他有害物质会导致土壤的盐渍化和酸化，如果直接灌溉发酵液，可能难以控制外部C和N源的有效剂量和施用量。因此，有效分离和利用餐厨垃圾厌氧发酵液的安全方法受到越来越多的关注。

餐厨垃圾厌氧发酵沼液含有丰富的营养资源，其资源化利用主要表现在废水处理中充当碳源以强化脱氮、污染土壤改良、动植物生长环境的改善等方面。但无论是充当微生物脱氮碳源还是浇灌土壤实现土壤改良，高NH₃-N及盐分的威胁，使发酵液应用受限。本发明针对餐厨垃圾厌氧发酵沼液中高VFA和NH₃-N浓度，开发C、N同步回收技术，进而应用于土壤改良，该技术方法还未见报道。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种餐厨垃圾厌氧发酵沼液中碳氮资源同步回收系统和方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

本发明提供一种餐厨垃圾厌氧发酵沼液中碳氮资源同步回收方法，包括以下步骤：

(1)将餐厨垃圾厌氧发酵沼液调节至pH＝9～10；

(2)在N₂气氛中进行搅拌，并逐滴加入Mg²⁺溶液和Al³⁺溶液；

(3)沉淀出现后，将悬浮液进行水热处理，反应结束后，将沉淀物洗涤并收集，获得碳资源产品；

(4)过程中产生的出气携带NH₃，将其与CO₂反应，形成NH₄HCO₃产品并结晶析出，获得氮资源产品。

优选地，步骤(1)中，所述的餐厨垃圾厌氧发酵沼液是由餐厨垃圾厌氧发酵后，(用分析滤纸)分离发酵残余物后获得。

优选地，餐厨垃圾厌氧发酵的方法为：将餐厨垃圾与去离子水按质量比1:1浆化处理，然后进行厌氧发酵，发酵过程，控制温度35℃，调节并控制pH＝5.0-6.0；自然发酵，过程中不接种污泥，反应时间为3d。