[发明专利]一种水热炭化耦合超高温好氧发酵方法

说明书

本发明涉及一种水热炭化耦合超高温好氧发酵方法，将有机固体废弃物采用水热炭化处理，得到的固液混合物经过脱水处理得到水热炭，该水热炭经过超高温好氧发酵处理得到土壤改良剂，具体包括预热处理、水热炭化处理、脱水处理、超高温好氧发酵处理，实现了有机固体废弃物减量化、无害化和资源化处理。与现有技术相比，本发明具有方法可行性高，操作简便，生产周期短，产量高，产品质量稳定，实现了环保与经济效益的双赢等优点。

技术领域

本发明涉及属于有机固体废弃物处理与无害化技术领域，尤其是涉及一种水热炭化耦合超高温好氧发酵方法。

背景技术

我国每年的固体有机废弃物大约有100多亿吨，如能将其富含的有机质和植物养分转化为有机肥，使资源循环利用率提高的潜力将十分巨大。低温水热炭化技术是一种生物质增值化的处理方法，它是以水作为反应介质，在一定温度(180-300℃)和压力下将生物质转化为具有高附加值多功能的炭基材料(国际上称为水热炭)。低温水热炭化技术最大的优点是不会产生二次污染、完全杀灭病原微生物、极大程度的改善了废弃物的脱水性能、使废弃物无害化并且有效钝化重金属、孔隙率高能有效改善吸附和交换性能；但其也有非常明显的缺陷，水热炭化产物除了气相产物CO₂之外，大部分有机质都变为了未完全稳定的小分子有机酸或其他的中间产物。水热炭若直接施用于土壤的话，可能会造成土壤侵蚀和有益微生物的死亡。

超高温好氧发酵技术可有效提高发酵温度，增强物料的腐殖化程度，有效杀灭病原微生物，缩短发酵周期。但是其也存在明显的缺陷，例如极端嗜热菌与本土微生物(普通好氧微生物)竞争处于不利地位，在发酵前期(温度累积段)并不能发挥作用；尽管极端嗜热菌可以使物料更加腐殖化，但是无害化效果并不如水热碳化技术，不能百分百杀灭病原微生物。

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低能耗水热炭化耦合超高温好氧发酵方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种水热炭化耦合超高温好氧发酵方法，将有机固体废弃物采用水热炭化处理，得到的固液混合物经过脱水处理得到水热炭，该水热炭经过超高温好氧发酵处理得到土壤改良剂。

为了解决水热炭没有完全稳定化、超高温好氧发酵无害化不够彻底等现行技术存在的问题，本发明提供一种低能耗水热炭化耦合超高温好氧发酵方法，利用水热炭化技术进行废弃物的无害化、有机物分解阶段和超高温好氧发酵技术进行高温腐殖化阶段，同时解决水热炭不够稳定化和超高温好氧发酵无害化不彻底这两个问题，并且能充分发挥极端嗜热菌的活性，提高处理效果。

本发明具体包括以下步骤：

(1)物料预处理

采用水调节有机固体废弃物的含水率，得到机固体废弃物浆液；

(2)预热处理

将机固体废弃物浆液送入预热罐中，在45-70℃条件下预热处理0.8-2h；

(3)水热炭化处理

将预热处理后的物料注入水热碳化反应釜进行水热碳化处理，其中该水热碳化处理过程中反应温度为180-300℃，反应时间为0.5-6.5h，水热碳化处理完成后将物料进行降温降压；

(4)脱水处理

将降温降压后的物料进行脱水处理，得到水热炭和脱水液；

(5)超高温好氧发酵处理

向脱水处理得到的水热炭中加入极端嗜热菌，翻堆均匀，并向物料中通气提供氧气，将物料的最高温度维持在85-90℃并持续2-5天；然后将物料进行静态发酵18-21天，得到土壤改良剂。