[发明专利]生物炭增强餐厨垃圾和甘蔗尾混合发酵制气的方法

说明书

本发明公开了一种生物炭增强餐厨垃圾和甘蔗尾混合发酵制气的方法，包括如下步骤：S1.接种物驯化：取连续发酵系统中的厌氧污泥为接种物，然后添加餐厨垃圾与甘蔗尾驯化接种物；S2.物料粉碎、混合：将去除生物难降解物后的餐厨垃圾和甘蔗尾粉碎，然后将粉碎后的餐厨垃圾与甘蔗尾按挥发性固体(1～4):(1～3)进行混匀；S3.混合发酵：将改性生物炭按0.1～15g/L加入到步骤S2混匀后的物料中，再与S1驯化后的接种物按挥发性固体1：1的比例混合，32～38℃厌氧发酵产沼气。本发明方法发酵启动快，且缩短了发酵周期，产气率高且甲烷产量高。

技术领域

本发明涉及有机固体废弃物的资源化利用技术领域，更具体地，涉及一种生物炭增强餐厨垃圾和甘蔗尾混合发酵制气的方法。

背景技术

目前，我国餐厨垃圾的主要处理方法是填埋(90.5％)，其中有一小部分是通过焚烧和堆肥处理的。然而，这些处理方法存在着一系列的问题，由于餐厨垃圾是易腐烂的，在填埋情况下，餐厨垃圾的有机组分会逐渐产生甲烷，在100年以上的时间内具有全球变暖的潜力，是CO₂的23倍。厌氧消化被认为是高有机质废物的替代方法，可控制和有效地回收可再生能源---沼气，产生潜在的能源，例如发电或燃气。不同的研究小组对不同的有机废弃物如餐厨垃圾、以及城市生活垃圾的有机成分进行了厌氧消化处理。但由于餐厨垃圾中C/N比例较低，且有机组分不稳定，导致酸化产物，导致单个餐厨垃圾发酵的效率和稳定性较低。同时，我国甘蔗尾资源丰富，年产量达6亿吨，约占世界秸秆总产量的30％。但其利用率低于33％。我国甘蔗尾的主要处理方式是现场焚烧，少量秸秆用于造纸、畜禽饲料、化肥、农村能源的生产。利用甘蔗尾经厌氧消化生产沼气是很有前途的选择。与传统的好氧堆肥工艺相比，厌氧工艺需要较低的运行能量投入和较低的初始投资成本。但单独对甘蔗尾进行厌氧消化也存在一些不足，如氮缺乏，C/N比高，纤维素转化率低，消化时间长。专利CN104087619A公开了一种甘蔗渣与餐厨垃圾混合湿式厌氧发酵降解同时制沼气的方法，其在混合发酵过程中，存在发酵启动慢，发酵周期长、甘蔗渣分解率低、产气量少，制得沼气气体甲烷含量低等问题。因此，亟需提供一种发酵启动快，发酵周期短，原料分解率高，产甲烷含量高的沼气制备方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述缺陷和不足，提供一种生物炭增强餐厨垃圾和甘蔗尾混合发酵制气的方法。

本发明的上述目的是通过以下技术方案给予实现的：

一种生物炭增强餐厨垃圾和甘蔗尾混合发酵制气的方法，包括如下步骤：

S1.接种物驯化：取连续发酵系统中的厌氧污泥为接种物，然后添加餐厨垃圾与甘蔗尾驯化接种物；

S2.物料粉碎、混合：将去除生物难降解物后的餐厨垃圾和甘蔗尾粉碎，然后将粉碎后的餐厨垃圾与甘蔗尾按挥发性固体(1～4):(1～3)进行混匀；

S3.混合发酵：将改性生物炭按0.1～15g/L加入到步骤S2混匀后的物料中，再与S1驯化后的接种物按挥发性固体1：1的比例混合，32～38℃厌氧发酵产沼气；

所述改性活性炭为以农业废弃物秸秆为原料，将原料磨碎过50～60目筛，添加占原料质量1～20％的等质量比铁氧化物和矿物溶液浆混合，超声处理10～60分钟，在70～90℃烘干3～12小时使铁氧化物和矿物充分浸入农业废弃物秸秆中；将所得半干混合物在100～110℃下，烘干3～12小时，将烘干的样品于350～550℃，限氧条件下烧制得到1～20％改性生物炭。