[发明专利]果蔬废弃物产沼气的方法

摘要

一种果蔬废弃物产沼气的方法，其特征是它包括如下步骤（1）原料预处理；将果蔬废弃物加入球磨机中进行研磨，破坏其中难降解的纤维素的结构，释放原料中的结合水以及植物细胞的胞内水和胞内物，最终所得糊状流出物置于储罐中存放。（2）固液分离耦合；将糊状流出物固液分离得到果蔬汁和固态残渣，果蔬汁中含有大量可溶性碳水化合物（主要为单糖、多糖）、易生物降解的成分，可用于甲烷化的处理；固体残渣中主要富含纤维素等成分，通过高固体浓度的水解产酸反应得到含有大量挥发性有机酸的酸液，为产甲烷过程提供适宜的底物，从而使两相厌氧系统具有更高的产气性能。

主权项

一种果蔬废弃物产沼气的方法，其特征是它包括如下步骤： （1）原料预处理；用粉碎机将水果皮、菜叶等果蔬废弃物切割成2‑3cm，然后加入500 r/min的球磨机中进行研磨15min，通过研磨介质的碰撞和摩擦对果蔬进行粉碎及混合，破坏其中难降解的纤维素的结构，释放原料中的结合水及植物细胞的胞内水和胞内物质，处理后流出的糊状流出物置于储罐中存放；（2）固液分离耦合；将糊状流出物固液分离得到果蔬汁和固态残渣，所述糊状流出物固液分离是指将糊状流出物经板框压滤机在0.6 MPa的压力下进行固液分离，通过板框压滤操作得到糊状物中总水分的90%；①果蔬汁调节pH值至6.8直接进入产甲烷反应器中，在产甲烷反应器中果蔬汁中的有机物在产酸菌的作用下生成乙酸、氢气和二氧化碳，并继而进行产甲烷反应；该过程启动时通过控制入水流速达到调节系统负荷的目的，使得产甲烷过程正常进行；产甲烷反应器为填满纤维球的固定床反应器，纤维填料能够附着产酸菌和产甲烷菌，提高产甲烷反应器内产酸菌和产甲烷菌的浓度，从而提高产沼气性能，该部分液体反应结束后用于固体部分产酸，通过循环足够满足后续系统的用水需求；反应负荷通过进料浓度和停留时间的调节控制在10 kg COD/m3·d以内，停留时间不超过48h，产甲烷温度为35℃；②固体残渣分批，每次五分之一，置于水解产酸反应器中，占总体积的70%，使得系统初始负荷达到20g VS/L，该过程启动无需额外添加水源，果蔬汁经产甲烷反应后的出水收集后将50%的体积喷淋进入固体残渣的水解产酸反应器中，谓之耦合；出水中含有部分产酸菌和产甲烷菌，有助于固体残渣中成分的快速降解，水解产酸反应器采用渗滤床装置，无需额外添加水源，水解产生的有机酸溶于水中并经过渗滤贮于水解产酸反应器底部；每隔24h用收集到的固定床反应器出水替换50%的产酸液，达到稀释酸液浓度的目的，解决了积累的有机酸反复喷淋所带来的对产酸菌的抑制；渗滤床喷淋速率控制在8次/天，通过设置每次喷淋时间来控制单位时间内的喷淋量，每天喷淋的液体总量为反应器容积的10倍；③收集的产酸液泵入产甲烷反应器中，在产甲烷菌的作用下发酵生成甲烷和二氧化碳，产甲烷反应器出水用于调节整个反应系统液体部分入水负荷及回流。