[发明专利]一种基于碳氮比调配的高蛋白有机固废强化厌氧转化方法

说明书

本发明涉及一种基于碳氮比调配的高蛋白有机固废强化厌氧转化方法，包括以下步骤：(1)将待处理的高蛋白有机固废和高含碳辅助物料分别进行预处理；(2)将各原料按一定比例混合，优化平衡混合物料的C/N至合适范围；(3)将混合物料与接种物按一定比例于厌氧反应器内混合均匀；(4)调节混合物料的含固率和初始pH，使反应器内处于厌氧环境后，开启搅拌或振荡装置，在中温条件下进行厌氧消化。与现有技术相比，本发明方法工艺简单，可协同处理多种有机固废，特别是强化高蛋白有机固废的厌氧转化效果，有效提高混合物料最终VS降解率及产甲烷效能的同时，还可使协同厌氧消化体系在高负荷下稳定运行，在实现城市有机固废减量化和资源化方面都具备较大优势。

技术领域

本发明涉及有机固废处理处置技术领域，具体涉及一种基于碳氮比调配的高蛋白有机固废强化厌氧转化方法。

背景技术

随着社会经济水平的不断提高，污水处理行业和禽畜养殖业得到高速发展。剩余污泥和禽畜粪便作为污水处理厂和禽畜养殖场的主要废弃物，其产生量逐年增长，已成为两类重要的城镇有机固废来源。剩余污泥和禽畜粪便中含有大量的有机物、重金属和病原微生物，若不得到妥善处置，将会对环境造成严重的污染。

厌氧消化是一种处理城市有机固废的常用技术，是指在无氧条件下兼性和厌氧菌将可生物降解的有机物分解为CH₄、CO₂和H₂O等物质，不仅可以达到有机固废减量化、稳定化处置的目的，还可以回收沼气沼液等生物质能源，做到有机固废资源化利用。

蛋白类物质是剩余污泥和禽畜粪便的主要有机组分，也是其厌氧消化过程中的主要底物，其降解转化效果对于剩余污泥和禽畜粪便厌氧消化效能的提升有着关键性作用。然而，高含量的蛋白类物质使得剩余污泥和禽畜粪便的C/N通常较低，一般不高于10，特别是剩余污泥只有5～7左右。较低的C/N容易造成厌氧消化系统中氨的过度积累，进而抑制酸化阶段蛋白类底物向VFAs的转化利用过程，降低系统的厌氧转化效能，导致产甲烷效率低、发酵周期长等问题，严重限制了厌氧消化在以剩余污泥和禽畜粪便为代表的高蛋白有机固废处理领域的工程化应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于碳氮比调配的高蛋白有机固废强化厌氧转化方法，提高协同厌氧消化体系的降解性能和产气性能。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种基于碳氮比调配的高蛋白有机固废强化厌氧转化方法，包括以下步骤：

(1)将待处理的高蛋白有机固废和高含碳辅助物料分别进行预处理；

(2)将各原料按一定比例混合，优化平衡混合物料的C/N至合适范围；

(3)将混合物料与接种物按一定比例于厌氧反应器内混合均匀；

(4)调节混合物料的含固率和初始pH，使反应器内处于厌氧环境后，开启搅拌或振荡装置，在中温条件下进行厌氧消化。

优选地，步骤(1)中，所述的高蛋白有机固废为剩余污泥或禽畜粪便中的一种，高含碳辅助物料为餐厨垃圾、厨余垃圾、秸秆中的几种。

餐厨垃圾、厨余垃圾、秸秆等城市有机固废含有丰富的淀粉、多糖及纤维素等碳水化合物，相较于剩余污泥和禽畜粪便等高蛋白有机固废，具有较高的C/N(即碳氮比)。因此，可以通过向低C/N的高蛋白有机固废中添加高含碳量的其他有机固废进行协同厌氧消化，通过对物料的合理调配，将混合物料C/N调整至适合厌氧消化功能微生物生长代谢区间内，提高水解产酸菌活性，促进高蛋白有机物料中蛋白类物质的释放和转化，提高系统降解效率和产气效率；同时，厌氧协同消化还能提高系统抵御负荷冲击的稳定性，并在一定程度上弥补单一物料消化时有机负荷低、停留时间长、反应器体积大等不足。