[发明专利]负压控制餐厨废水厌氧发酵提高挥发性脂肪酸产量的方法

说明书

本发明公开了一种负压控制餐厨废水厌氧发酵提高挥发性脂肪酸产量的方法，该方法对家庭或者餐厅的餐厨垃圾进行挤压、过滤处理，获得餐厨废水；取收集物并去除其中的污染物，然后置于厌氧环境条件下发酵6～8天；将前处理污泥置于高压蒸汽灭菌锅中高温灭菌，待温度降至30℃条件后；添加培养基然后在温度为37℃水浴锅中加热培养；得到厌氧污泥将厌氧污泥和餐厨废水置于发酵罐中，在使用N₂排出发酵罐中的空气创造厌氧环境后，使用负压控制装置将发酵罐内的大气压降至0.02±0.005MPa，并将发酵罐置于水浴中进行厌氧发酵；得到上清液；即为挥发性脂肪酸。本发明可以使挥发性脂肪酸的产量增加20％～50％，并且使乙酸、丙酸和丁酸在挥发性脂肪酸中的比例提高4％～10％。

技术领域

本发明涉及厌氧发酵产酸技术领域，具体涉及一种负压控制餐厨废水厌氧发酵提高挥发性脂肪酸产量的方法。

背景技术

厌氧发酵是使废水污泥稳定化的最普遍的一种方法，虽然它有一定的缺点,如污泥降解速率比较缓慢，且要求反应器较大，但因其花费低、产生的生物量低、病源有机物去除率高、剩余的固体残渣可供土壤消纳等特点，几十年来这种处理方法一直比较普遍。

厌氧发酵通常会被分为三个阶段，

第一阶段为水解、酸化阶段，在微生物细胞外酶的作用下，固体有机物被转化为可溶于水的物质；

第二阶段为产氢产乙酸阶段(又叫酸性衰退阶段)，专性产氢产乙酸菌对还原性有机物的氧化作用，生成H₂、HCO₃^-、CH₃COOH，同型产乙酸细菌将H₂、HCO₃^-转化为CH₃COOH；

第三阶段为甲烷化阶段，起主导作用的产甲烷菌将酸化的产物H₂、CO₂、甲醇、甲酸、CH₃COOH等分解成CO₂和CH₄。

由于发酵产生的甲烷纯度不高(占70％左右)，提纯难度大、成本高，为了获得更多的挥发性脂肪酸，人们看中了厌氧发酵过程的第二阶段，若是能将发酵过程止步于第二阶段，便可提高挥发性脂肪酸的产量。使用发酵法处理餐厨废水，原料来源广，成本低廉使其具有巨大的发展潜力。但到目前为止，这项技术存在诸多问题，无法投入大规模生产，最大的问题就是尽管餐厨垃圾中有机物含量高，但产酸效率低下，产生的挥发酸浓度不高，种类多，分离成本高。其中原因之一是由于发酵系统内的产甲烷菌被灭活，产生的H₂不能被产甲烷菌利用，导致氢分压过高，而在厌氧发酵过程中，水解过程和产酸过程对氢分压都很敏感，高的氢分压对水解产酸过程有抑制作用。

虽然体系中仍有同型产乙酸菌可以利用H₂和CO₂生成乙酸，但效果很有限，达不到想要的效果，产酸的乙酸仅占总乙酸产量的5％左右。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种负压控制餐厨废水厌氧发酵提高挥发性脂肪酸产量的方法，该工艺可以达到降低发酵罐顶空氢分压的目的(氢分压指的是氢气占整个体系中的比例乘上当前体系的压强。发酵罐顶空体积始终不会变，但体系的压强下降了，因而氢分压也会降低)，从而提高挥发性脂肪酸的产量及乙酸和丁酸的占比。

为实现上述目的，本发明所设计一种负压控制餐厨废水厌氧发酵提高挥发性脂肪酸产量的方法，包括以下步骤：

1)原料的获取

对家庭或者餐厅的餐厨垃圾进行挤压、过滤处理，获得餐厨废水；

2)污泥的获取