[发明专利]一种餐厨垃圾催化湿式氧化转化为废水反硝化碳源的方法

说明书

本发明涉及湿垃圾资源化处理领域，尤其涉及一种餐厨垃圾催化湿式氧化转化为废水反硝化碳源的方法，将餐厨垃圾经筛选、破碎预处理后进行酸性水解，再在镁盐和磷酸盐的存在下以Cu‑Mn‑Fe/Al₂O₃为催化剂，在一定压力和一定温度下进行湿式氧化，反应结束后经固液分离，得到主要成分为乙酸和乙酸盐的液体，所述液体为废水反硝化碳源产品，固体残渣富含腐殖酸可用于土壤改良。本发明的方法资源化转化时间短，并得到废水反硝化碳源；无需使用酸、碱调节pH，经济性好；实现对液体碳源中氮磷高效固定化去除，有效降低了液体反硝化碳源中氮磷，并将氮磷转入残渣用作土壤改良剂；为餐厨垃圾的快速资源化利用提供了新途径。

技术领域

本发明涉及湿垃圾资源化处理领域，尤其涉及一种餐厨垃圾催化湿式氧化转化为废水反硝化碳源的方法。

背景技术

随着我国城市化进程加快和居民生活水平的提高，餐厨垃圾的产量逐年增加，在北京等特大型城市，餐厨垃圾所占比例高达60％以上，上海、北京等大城市的餐厨垃圾日产量高达1100-1500t，且呈上升趋势。餐厨垃圾已是国内城市湿垃圾的主要组成部分，已经成为环境污染的重要方面。餐厨垃圾因其含水率高、有机成分多、易腐烂、热值低等特性，如没得到妥善的处理和利用而进行填埋，会大量占据填埋场库容，产生渗滤液、恶臭等二次污染。餐厨垃圾特性决定其处理应以资源化为导向，以适应现代化城市建设与发展的要求。现有的传统生物发酵方式处理餐厨垃圾的方法，虽然可以有效对餐厨垃圾资源化处理，但是生物发酵方法所需周期较长，转化率较低，资源利用效率不高。

催化湿式氧化技术作为一种餐厨垃圾热化学转化工艺，在催化湿式氧化前无需对物料进行除油处理，且在高温高压条件下能杀死绝大多数微生物，通过使用经济实惠的催化剂和镁盐、磷酸盐，可快速实现餐厨垃圾资源化转化，同时实现对餐厨垃圾中氮磷的固定化去除，避免了餐厨垃圾中高浓度氮磷进入反硝化碳源的不足，并将氮磷转入残渣用作土壤改良剂。通过催化湿式氧化得到的液体产物具有稳定、无污染、环保等特点，可作为废水反硝化碳源，既实现了餐厨垃圾的全部资源化利用，又可满足污水厂对于外加碳源的需求，可大幅度降低污水反硝化成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种餐厨垃圾催化湿式氧化转化为废水反硝化碳源的方法，可实现餐厨垃圾的高效、快速资源化转化，通过该方法得到的液体产物具有稳定、无污染、环保等特点，可作为废水反硝化碳源；固体残渣富含腐殖酸，可用于土壤改良，实现了餐厨垃圾的全部资源化利用。

本发明实现目的所采用的方案是：一种餐厨垃圾催化湿式氧化转化为废水反硝化碳源的方法，将餐厨垃圾经筛选、破碎预处理后进行酸性水解，再在镁盐和磷酸盐的存在下以Cu-Mn-Fe/Al₂O₃为催化剂，在一定压力和一定温度下进行湿式氧化，反应结束后经固液分离，得到主要成分为乙酸和乙酸盐的液体，所述液体为废水反硝化碳源产品，固体残渣富含腐殖酸可用于土壤改良。

优选地，所述餐厨垃圾为食堂、饭店的饮食剩余物以及及家庭日常生活中丢弃的果蔬及食物下脚料、瓜果皮等湿垃圾；所述筛选为筛除餐厨垃圾中的塑料、金属、玻璃、骨头；所述破碎为将餐厨垃圾破碎为≤50mm粒径。

可使用筛网、磁选等方式筛除餐厨垃圾中的塑料、金属、玻璃、骨头，这样能避免杂质进入反应器，减少对反应器的损坏，破碎可通过机械挤压、剪切等方式将餐厨垃圾破碎为10-50mm粒径，所述餐厨垃圾被破碎为小颗粒物，便于和所述水均匀地混合。

优选地，将所述预处理后的餐厨垃圾进行补水后再进行酸性水解，餐厨垃圾与补水的质量比为1:1-2。

优选地，在所述酸性水解反应过程中加入FeSO₄或FeCl₂，添加量为餐厨垃圾总质量的0.5％-1％。