申请日2019.12.13
公开(公告)日2020.03.06
IPC分类号C12P5/02
摘要
本发明属于生物发酵领域，具体涉及一种用于污泥与果蔬协同发酵产沼气的混合消化工艺。所述方法包括如下步骤：将果蔬废弃物粉碎至1mm，与剩余污泥混匀，获得发酵底物;在所述发酵底物中加入接种物，混匀，获得发酵体系;在所述发酵体系中加入碳酸钙颗粒;加水稀释至发酵体系中挥发性固体含量为4%，在35～37℃下进行发酵。本发明提供了一种环保的专用于剩余污泥和果蔬废弃物发酵产沼气的协同厌氧消化的产气工艺，该工艺操作简单，体系配置过程简单、对环境和成本要求低、效果显著且稳定。本发明提供的方法为利用生物方法使剩余污泥和果蔬废弃物资源化，反应条件温和，利于规模化、工厂化生产。
权利要求书
1.一种混合发酵产沼气的方法，其特征在于：所述发酵的发酵底物为污水处理厂的剩余污泥与果蔬废弃物的混合物。
2.根据权利要求1所述的混合发酵产沼气的方法，其特征在于：所述发酵的接种物为成熟运行的沼气池的沼液，所述成熟运行的沼气池的沼液指：沼液的产气量中，产甲烷量>60%，v/v。
3.根据权利要求2所述的混合发酵产沼气的方法，其特征在于：所述接种物的接种体积为发酵体系总工作体积的30%～50%。
4.根据权利要求1所述的混合发酵产沼气的方法，其特征在于：所述发酵的温度为35～37℃。
5.根据权利要求1所述的混合发酵产沼气的方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：
(1)将果蔬废弃物粉碎至1mm，与剩余污泥混匀，获得发酵底物;
(2)在所述发酵底物中加入接种物，混匀，获得发酵体系;
(3)在所述发酵体系中加入碳酸钙颗粒;
(4)加水稀释至发酵体系中挥发性固体含量为4%，在35～37℃下进行发酵。
6.根据权利要求5所述的混合发酵产沼气的方法，其特征在于：所述碳酸钙颗粒用量为果蔬废弃物质量的1/10～3/10。
7.根据权利要求1所述的混合发酵产沼气的方法，其特征在于：所述剩余污泥与果蔬废弃物混合物中，两者的挥发性固体含量之比为1/9～6/4。
8.根据权利要求7所述的混合发酵产沼气的方法，其特征在于：所述剩余污泥与果蔬废弃物混合物中，两者的挥发性固体含量之比为3:7。
9.根据权利要求7所述的混合发酵产沼气的方法，其特征在于：所述剩余污泥与果蔬废弃物混合物中，两者的挥发性固体含量之比为6:4。
说明书
一种用于污泥与果蔬协同发酵产沼气的混合消化工艺
技术领域
本发明属于生物发酵领域，具体涉及一种用于污泥与果蔬协同发酵产沼气的混合消化工艺。
背景技术
随着大量城镇污水处理厂的兴建与运营，近年来剩余污泥产量大幅度增长，作为污水处理主要副产物的污泥成为新的污染问题。剩余污泥是指城市污水处理厂在处理污水过程中，污水在初级沉淀池中的沉淀物以及二级、三级污水处理工艺里产生副产品的混合物,其中包括污水中的泥砂、纤维等固体颗粒及其凝结的絮状体，含有各种胶体、有机质、重金属、病原菌、寄生虫卵及病毒等有毒有害物质。目前，日渐增多且难以处理的污泥已成为各大污水处理厂所面临的重要问题和挑战。
与此同时，我国批发市场每天会产生了大量的果蔬废弃物。据统计，一个大型果蔬批发市场在销售旺季的日产果蔬废弃物垃圾达200t，最少日产也达70t。目前，这类废弃物垃圾几乎都是填埋处理。然而，果蔬废弃物中含有大量水分和有机物，且这种有机物中75%以上是易于生物降解的糖和半纤维素。对这类废弃物直接进行垃圾填埋沉积处理，不仅造成极大的资源浪费，还会进一步导致环境污染。
针对上述问题，可以将剩余污泥或果蔬废弃物作为厌氧消化池的发酵底物进行发酵产沼气，实现废弃物的资源化利用。但如果将剩余污泥用作厌氧消化池的唯一底物，存在有机质厌氧转化率低、停留时间长、产气率较低等缺点。
一般来说，污泥中含有约60%～80%的水分，C/N为10：1左右，远低于适宜微生物厌氧发酵的合理C/N范围(20～30：1)。而较低的C/N容易引起厌氧消化池中的氨气积累，对微生物产生一定的毒害作用，严重制约了消化过程中的产气量。而如果将果蔬废弃物作为厌氧消化的唯一发酵底物，又存在果蔬废弃物在前期会迅速酸化的问题，发酵体系中pH值会快速降低至甲烷菌无法生长的程度，最终导致厌氧消化体系无法正常进行。
因此，提供一种同时利用污泥和果蔬废弃物进行共同发酵的方法，可有效提高发酵的稳定性、有机质转化率和产气率，为各大污水处理厂提供一个高效的废弃物解决方案。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于污泥与果蔬协同发酵产沼气的混合消化工艺。
为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案是：一种混合发酵产沼气的方法，所述发酵的发酵底物为污水处理厂的剩余污泥与果蔬废弃物的混合物。
优选的，所述发酵的接种物为成熟运行的沼气池的沼液，所述成熟运行的沼气池的沼液指：沼液的产气量中，产甲烷量>60%，v/v。
优选的，所述接种物的接种体积为发酵体系总工作体积的30%～50%。
优选的，所述发酵的温度为35～37℃。
优选的，所述方法包括如下步骤：
(1)将果蔬废弃物粉碎至1mm，与剩余污泥混匀，获得发酵底物;
(2)在所述发酵底物中加入接种物，混匀，获得发酵体系;
(3)在所述发酵体系中加入碳酸钙颗粒;
(4)加水稀释至发酵体系中挥发性固体含量为4%，在35～37℃下进行发酵。
优选的，所述碳酸钙颗粒用量为果蔬废弃物质量的1/10～3/10。
优选的，所述剩余污泥与果蔬废弃物混合物中，两者的挥发性固体含量之比为1/9～6/4。
优选的，所述剩余污泥与果蔬废弃物混合物中，两者的挥发性固体含量之比为3:7。
优选的，所述剩余污泥与果蔬废弃物混合物中，两者的挥发性固体含量之比为6:4。
本发明具有以下有益效果：本发明提供了一种环保的专用于剩余污泥和果蔬废弃物发酵产沼气的协同厌氧消化的产气工艺，为提高污泥和果蔬废弃物原料利用率提供了整体解决方案。该工艺操作简单，体系配置过程简单、对环境和成本要求低、效果显著且稳定。剩余污泥和果蔬废弃物原料来源广、数量大、价格低廉，且对原料的处理方式符合无害化处理要求。本发明提供的方法为利用生物方法使剩余污泥和果蔬废弃物资源化，反应条件温和，利于规模化、工厂化生产。（发明人刘明刚;谢炎东;闫志英;宾石玉;张忠武;蒋心茹;刘杨;许力山;涂弈州）