[发明专利]一种增强高固体厌氧发酵系统稳定性的方法

说明书

本发明涉及提高高固体厌氧发酵效率的方法。该方法包括：将物料进行厌氧发酵处理，所述物料的C/N比为(20～30)：1，进料量为5‑10kgVSm^‑3d^‑1，所述厌氧发酵处理是在压力为0.5～0.8atm的条件下进行的。当厌氧发酵系统中有机负荷较高而导致酸化时，该方法可以使厌氧发酵的pH降低速度缓慢，产甲烷速率受影响程度较小，pH恢复迅速，振动幅度小，系统的稳定性好，同时单位TS甲烷的产率高，厌氧发酵的效率高，可以有效实现基质营养成分的互补，中和、均化有毒有害的组分，优化微生物生长繁殖的环境。

技术领域

本发明涉及固体废弃物资源化处理技术领域，具体地，本发明涉及提高高固体厌氧发酵效率的方法和厌氧发酵系统。

背景技术

有机废弃物含有大量可降解物质，被认为是最易获得的用于厌氧发酵的原料。

然而，提高有机废弃物厌氧发酵效率的方法还有待进一步研究。

发明内容

本申请是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识作出的：

厌氧发酵中的产甲烷菌对pH的变化非常敏感，产甲烷菌在pH为6.8-7.2的范围内时活性最高，不在此范围时活性下降。有机废弃物(如：厨余垃圾、果蔬垃圾)具有产酸快的特点，当厌氧发酵系统中的有机负荷增大到一定程度时，会导致厌氧发酵的pH大幅度降低，产甲烷菌活性下降，产甲烷速率降低，并且pH恢复速度缓慢，振动幅度大，系统的稳定性差，厌氧发酵的效率低。基于上述问题的发现，发明人通过在降低厌氧发酵的压力的同时控制有机物料的C/N比，使厌氧发酵的pH降低速度减慢，产甲烷速率受影响程度较小，pH恢复迅速，振动幅度小，系统的稳定性好，同时有效提高了单位TS(固体含量)甲烷的产率，提高了厌氧发酵的效率，实现了基质营养成分的互补，中和、均化了有毒有害的组分，优化了微生物生长繁殖的环境。

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

在本发明的第一方面，本发明提出了一种提高高固体厌氧发酵效率的方法。根据本发明的实施例，所述方法包括：将物料进行厌氧发酵处理，所述物料的C/N比为(20～30)：1，所述物料的进料量为5-10kgVSm^-3d^-1，所述厌氧发酵处理是在压力为0.5～0.8atm的条件下进行的。当厌氧发酵系统中的有机负荷高达5-10kgVS m^-3d^-1而出现酸化时，根据本发明实施例的方法，厌氧发酵的pH降低速度缓慢，产甲烷速率受影响程度较小，pH恢复迅速，振动幅度小，系统的稳定性好，同时单位TS甲烷的产率高，厌氧发酵的效率高，可以有效实现基质营养成分的互补，中和、均化有毒有害的组分，优化微生物生长繁殖的环境。其中，有机负荷指物料进料量。

根据本发明的实施例，上述方法还可进一步包括如下附加技术特征至少之一：

根据本发明的实施例，所述物料包括选自厨余垃圾、果蔬垃圾以及农业秸秆的至少之一。发明人发现，通过合理设置所述物料的配比，可以有效控制物料的C/N比，进而，在保证系统的稳定性的同时提高单位TS甲烷的产率，提高厌氧发酵的效率，进一步有效实现基质营养成分的互补，中和、均化有毒有害的组分，优化微生物生长繁殖的环境。

根据本发明的实施例，所述厨余垃圾、果蔬垃圾和农业秸秆的质量比为(0～1)：(0～1)：(0～0.5)。发明人发现，所述物料可以更加有效地控制物料的C/N比，进而，在保证系统的稳定性的同时提高单位TS甲烷的产率，提高厌氧发酵的效率，进一步有效实现基质营养成分的互补，中和、均化有毒有害的组分，优化微生物生长繁殖的环境。可以理解的是，厨余垃圾、果蔬垃圾和农业秸秆的质量不能同时为0。