[发明专利]一种厨余垃圾制备有机酸/有机酸盐的系统及方法

说明书

本发明公开了一种厨余垃圾制备有机酸/有机酸盐的系统及方法，具体是在厨余垃圾预处理后进行厌氧产酸，过程中加入碱性物质调节pH(pH＞8.0)，得到高含有机酸/有机酸盐的发酵液(有机酸/有机酸盐的质量浓度＞5％)；所述发酵液再进行蒸汽蒸发以去除氨氮，最终得到脱磷除氮的有机酸/有机酸盐。本发明从厨余废垃圾中回收有机质资源，比传统的厨余垃圾处理方法资源化程度更高；制备的产品(有机酸/有机酸盐)比传统处理技术中的沼气更有利用价值，可以用于污水处理脱氮过程的碳源；采用碱性发酵产酸，提高了厨余垃圾产有机酸的量；采用磷酸钙沉淀+氨氮蒸汽蒸发，可以很好地去除产品中的磷和氮，得到较纯的有机酸/有机酸盐，质量浓度达到100g/L以上。

技术领域

本发明属于厨余垃圾处理的有机废弃物处置技术领域，具体涉及一种厨余垃圾制备有机酸/有机酸盐的系统及方法。

背景技术

厨余垃圾，又称厨余废弃物，是指居民日常生活及食品加工、饮食服务、单位供餐等活动中产生的垃圾，包括丢弃不用的菜叶、剩菜、剩饭、果皮、蛋壳、茶渣、骨头等，其主要来源为家庭厨房、餐厅、饭店、食堂、市场及其他与食品加工有关的行业。

厨余垃圾含有极高的水分与有机物，很容易腐坏，产生恶臭。厨余垃圾非法收集和回收利用会对环境和居民健康产生威胁。对厨余垃圾单独收集，可以减少进入填埋场的有机物的量，减少臭气和垃圾渗滤液的产生，也可以避免水分过多对垃圾焚烧处理造成的不利影响，降低了对设备的腐蚀。经过妥善处理和加工，厨余垃圾可转化为新的资源，高有机物含量的特点使其经过严格处理后可作为肥料、饲料，也可产生沼气用作燃料或发电，油脂部分则可用于制备生物燃料。

目前，对厨余垃圾进行处理的主要技术为厨余垃圾首先进行分选，粉碎后进行湿热处理，离心后进行废油脂、浆液和固渣的三相分离；分离后的废油脂进行酯化制成生物柴油；浆液先进行厌氧发酵产沼气，然后进行好氧处理，最后达标排放；餐厨固渣进行堆肥或昆虫消纳等。

现有的技术存在的主要问题包括工艺流程长、沼气附加值低、浆液达标排放困难等，尤其是废水中氨氮浓度高、处理难，以及固渣堆肥后的产品销路难等问题。这些问题急需得到有效解决，以更好地实现厨余垃圾的有效处理及得到绿色环保的资源循环利用。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种厨余垃圾制备有机酸/有机酸盐的系统及方法，采用添加碱性物质，提高发酵体系的pH，延长发酵产酸时间，有效去除厨余垃圾废水中的磷和氨氮，并制备得到高品质的有机酸/有机酸盐。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案主要概括为以下3个步骤：

1.厨余垃圾厌氧碱性产酸技术。通过厌氧产酸微生物的代谢作用，将厨余垃圾中的有机质转化为有机酸，由于产酸过程会使体系的酸碱度(pH)下降，从而产生酸化抑制，不利于继续产酸。本技术采用添加碱性物质，如Ca(OH)₂，使发酵体系的pH提高，有利于反应过程的顺利进行，延长发酵产酸时间。同时厨余物厌氧产酸过程中会产生磷酸，磷酸会和钙离子形成沉淀，从而去除废水中的磷。

2.高浓度氨氮的蒸汽蒸发技术。由于厨余垃圾中含有大量的蛋白质，使得厌氧产酸过程中产生大量的氨氮，而氨氮的存在会导致后续有机酸的纯度不高，影响其作为高品质碳源。采用蒸汽蒸发技术，在温度不是很高的情况下，实现氨氮从废水中的去除，产生的氨气可以回收为碳酸氢铵，降低了传统氨氮处理的高能耗，高成本问题。

3.高品质有机酸碳源制备技术。厨余垃圾厌氧产酸后的发酵液，含有高浓度的有机酸，但同时含有磷、氨氮等物质，通过氮、磷等的去除，发酵液浓缩和结晶等，提高了发酵液中有机酸的含量，高于传统的有机酸碳源，实现高品质有机酸/有机酸盐的制备。