[发明专利]一种餐厨垃圾干式厌氧发酵快速启动及稳定运行方法

说明书

本发明公开了一种餐厨垃圾干式厌氧发酵快速启动及稳定运行方法，属于有机固体废物资源化利用技术领域，包括以下步骤：(1)工业废酵母或活性饲料酵母的活化；(2)厌氧接种污泥和餐厨垃圾之间的接种，接种比0.8～1.5，以VS计；(3)厌氧处理：根据反应器容积，用氮气或沼气吹扫3～30分钟，厌氧发酵温度为33‑38℃。本发明的餐厨垃圾干式厌氧发酵快速启动及稳定运行方法，启动时间缩短(20天)，有助于实验室快速开展极易酸化的餐厨垃圾、有机生活垃圾等有机固体废物的干式厌氧发酵机理和相关微生物群落结构及功能变化，也有助于进一步降低极易酸化的餐厨垃圾、有机生活垃圾等有机固体废物的干式厌氧实际工程的启动难度，并且提高反应器的稳定性和甲烷产率。

技术领域

本发明涉及一种在餐厨垃圾干式厌氧发酵快速启动及稳定运行方法，属于有机固体废物资源化利用技术领域。

背景技术

厌氧发酵技术是一种能将有机质转变为清洁能源的技术，能实现餐厨垃圾、秸秆等有机质的资源化利用。与传统湿式厌氧发酵相比，干式厌氧发酵(TS 20％-40％)具有许多优势：(1)发酵原料为固态，用水量少，基本不产生沼液，无沼液处理问题；(2)沼渣含水率低，做成有机肥料可产生经济效益；(3)有机负荷高，反应器体积小，可节省占地面积。

然而，干式厌氧发酵由于反应器物料含固率高，传质扩散效率差，干式厌氧发酵产生的中间代谢产物极易发生累积，如挥发性脂肪酸和氨氮，造成局部“酸积累”和“氨抑制”，对产甲烷菌造成抑制，处理效率和产气速率均低于传统湿式厌氧发酵。另外，当利用餐厨垃圾、厨余垃圾作为发酵底物，其高有机质含量、易腐败酸化等特点，进一步降低了干式厌氧系统发酵效率，导致餐厨垃圾干式厌氧发酵系统启动时间长，高负荷时难以启动以及启动后运行不稳定等问题。

2015年11月11日公开的，专利申请号为CN201510489806，发明名称为“生活垃圾干式厌氧发酵系统的启动用组合物及启动方法”的中国发明专利申请公开了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，用于启动大型生活垃圾干式厌氧发酵系统。在所述发酵罐中，添加固体活性污泥作为发酵接种物提供发酵过程所需各类菌群，添加熟化堆肥或秸秆和/或木屑作为营养结构物使发酵罐内快速达到适合厌氧菌种繁殖的条件，缩短菌种驯化和适应周期，从而实现快速启动。该专利主要利用结构营养物中的好氧微生物快速消耗其中氧气并营造厌氧条件从而实现快速启动，然而该过程要求启动用组合物在的装填量需达到发酵罐有效容积的40～80％，另外需在启动阶段严格控制湿度25～35％、pH 7～8，启动三周以后才可实现5～6kg V天M/m3/天的满负荷处理生活垃圾。然而生活垃圾含水率大，极易酸化，因而在启动阶段的湿度控制需要大量鼓风，pH控制需要添加大量的碱，同时启动用组合物装填量过大，在实际工程的干式厌氧反应器启动中容易出现启动用组合物供给不足的现象，很难进行推广应用。

2016年7月20日公开的专利申请号为CN201610282232X的中国发明专利申请公开了一种利用瘤胃微生物提高干式厌氧发酵有机固体废物资源化利用率的方法，属于有机固体废物资源化处理领域；首先利用沼液等氨化剂对纤维素类生物质进行预处理，预处理后的纤维素类生物质与禽畜养殖废弃物按C/N为20-30：1的比例进行混合配料，混合过程添加瘤胃微生物菌剂，调节pH为6.5-7.5，利用瘤胃微生物高效水解和产甲烷的特性进行厌氧发酵。该技术方案的缺点在于：主要是针对禽畜养殖废弃物和纤维素类生物质联合干式厌氧发酵提出的提高两类物质厌氧产气效率和发酵残渣肥效并同时避免发酵沼液的处理难题。但该集成工艺只适用于针对特定的废物类型组合(必须含有纤维素类生物质)，需要辅助调节及控制pH，同时瘤胃微生物接种菌剂的体外驯化培养步骤繁琐且时间长达25-35天，需要配置大量化学组成复杂的缓冲液实现微生物菌剂的扩培。另外，脱水瘤胃微生物接种菌剂的接种量大(达到纤维素类生物质和禽畜养殖废弃物总干重5～50％)，在极易酸化的餐厨垃圾以及有机生活垃圾的干式厌氧消化实际工程中难以应用。