CN101792246B - 一种城市生活有机垃圾强化水解和厌氧消化产生生物燃气的方法 - Google Patents

一种城市生活有机垃圾强化水解和厌氧消化产生生物燃气的方法 Download PDF

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李连华
王忠铭
庄新姝
马隆龙
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Abstract

本发明公开了城市生活有机垃圾强化水解和厌氧消化产生生物燃气的方法,包括以下步骤:将城市生活有机垃圾的粒径减小到1cm以下;将破碎后的原料放入原料调节池,并添加水或消化液调节原料固体浓度,控制原料的固体浓度低于15%;将上述调节固体浓度后的原料输送到增温水解池进行原料预热;将上述增温后的原料泵入中温厌氧消化反应器进行中温厌氧消化;完成中温厌氧消化后,原料输送至超高温强化水解反应器;经强化水解后,原料输送至高温厌氧消化反应器;完成高温厌氧消化后,原料输送至沉淀池,沉淀池温度为自然温度,沉淀后池内上部的消化液输送至消化液储存池。工艺运行管理简单,有机质去除率和原料产气率高,并能够彻底去除垃圾中的病原菌。

Description

一种城市生活有机垃圾强化水解和厌氧消化产生生物燃气的方法技术领域
[0001] 本发明涉及到一种有机垃圾处理方法,更具体地说,本发明涉及一种城市生活有 机垃圾强化水解和厌氧消化产生生物燃气(以甲烷为主)的方法。背景技术
[0002] 随着城市化进程的加快和人民生活水平的提高,城市生活垃圾的产生量也不断增 加,2007年全国城市生活垃圾清运量为1.5亿吨。对于大量的城市生活垃圾,如果处理不 当会对自然和社会环境造成严重的危害,例如侵占土地、污染水体和大气、危害农业生态系 统、影响环境卫生、传播疾病,甚至引起爆炸事故等,而且还会并发各种社会问题,制约城市 的发展。近年,中国城市生活垃圾的成分发生了明显的变化,其中一个最为显著的变化是有 机成分的增加,无机成分的减少。目前,50%以上的城市生活垃圾为厨余垃圾、水果蔬菜加 工垃圾、畜禽加工垃圾、市政绿化垃圾、废纸等,这类垃圾称为城市生活有机垃圾。
[0003] 城市生活有机垃圾最大的特点是水分含量和有机质含量较高,水分含量一般在 70%以上,有机质含量以干基计一般在75%以上。上述特点使得目前的主要城市生活垃圾 处理技术均存在一些问题,例如,较高的有机质含量导致在填埋过程中产生大量能够污染 地下水和土壤圈的渗滤液以及无序排放的温室气体甲烷;而较高的水分含量导致焚烧处理 时需要添加大量额外的辅助燃料。实际上,如今的卫生填埋对选址要求较高,且占地面地较 大,在许多大城市,已经很难找到适合卫生填埋的场地;对于焚烧处理,由于存在二次污染 等问题,目前政府和民众对焚烧处理也持谨慎的态度。因此,迫切需要开发一种新的无二次 污染且占地面积小的处理方式。对城市生活有机垃圾的有效处理能够为城市生活垃圾处理 做出很大贡献。高水分含量和高有机质含量的特点使得城市生活有机垃圾更适于进行厌氧 消化处理,而且在处理垃圾的同时能获得清洁可再生的生物燃气(以甲烷为主)。
[0004] 从生化成分上来讲,城市生活有机垃圾包括多糖、淀粉、膳食纤维、膳食蛋白、油脂 类等容易降解部分以及纤维素、木质纤维素、非食用性蛋白等难降解部分,前者主要来自于 食物垃圾、水果蔬菜加工垃圾,后者主要来自于废纸、树叶、草、羽毛、头发和皮革等。有机质 厌氧消化产甲烷过程主要包括水解、酸化和产甲烷三个过程。对于易降解部分,整个水解、 产酸和产甲烷过程都容易进行,中温(30°C〜38°C )厌氧消化就能完成有机质的基本降解; 而对于难降解部分,由于其复杂的物质结构导致其水解较难进行,而水解是整个厌氧消化 产甲烷的第一步,只有完成水解才能进行后续的产酸和产甲烷过程。因此,对城市生活有机 垃圾中难降解部分的强化水解是整个厌氧消化产生物燃气处理的关键步骤。
[0005] 目前国外申请公开的专利中,有报道采用温度两相厌氧消化工艺(US Patent5746919)来处理废弃物,在第一相反应器中进行高温(56°C )厌氧消化,在第二相反 应中进行中温(35°C )厌氧消化。但即使采用高温(56°C )厌氧消化,对难降解有机质水解 程度的提高仍然有限。与中温厌氧消化相比,高温厌氧消化虽能够大幅提高城市生活有机 垃圾中的病原菌去除率,但是不能完全杀死病原菌,这就限制了有机垃圾厌氧消化残渣的3广泛地肥料化利用。另外,与中温厌氧消化相比,高温厌氧消化更容易受到氨氮抑制。 发明内容
[0006] 本发明的主要目的在于克服现有技术中的不足,提供一种城市生活有机垃圾强化 水解和厌氧消化产生生物燃气的方法,以提高城市生活有机垃圾的可生物降解度、有机质 去除率、原料产气能力以及病原菌去除率。
[0007] 为实现以上目的,本发明采取了以下的技术方案:一种城市生活有机垃圾强化水 解和厌氧消化产生生物燃气的方法,包括以下步骤:
[0008] (1)利用破碎机将城市生活有机垃圾的粒径减小到Icm以下,便于物料泵输送原 料;
[0009] (2)将破碎的原料放入原料调节池,并添加水或消化液调节原料固体浓度,控制原 料的固体浓度低于15%,便于搅拌及流态化处理;
[0010] (3)将上述调节固体浓度后的原料输送到增温水解池进行原料预热,并在该池内 完成易降解有机质的部分水解,控制池内温度为30°C〜38°C,原料在增温水解池内的停留 时间为1〜2天;
[0011] (4)将上述增温后的原料泵入中温厌氧消化反应器进行中温厌氧消化,完成易降 解有机质厌氧消化产生物燃气,控制中温厌氧消化温度为30°C〜38°C,pH为6. 5〜7. 8,物 料停留时间为10〜17天;
[0012] (5)完成中温厌氧消化后,原料输送至超高温强化水解反应器,进行难降解有机质 的强化水解,控制超高温强化水解反应器的温度为70°C〜100°C,物料停留时间为0. 5〜6 小时。进行超高温处理,不仅强化难降解有机质的水解,还能够彻底杀死有机垃圾中的病原 菌,并且促进氨氮从发酵原料中逸出,避免抑制下一步的高温厌氧消化;
[0013] (6)经强化水解后,原料输送至高温厌氧消化反应器,完成难降解有机质厌氧消化 产生物燃气,控制高温厌氧消化温度为50°C〜56°C,pH为6. 5〜7. 8,物料停留时间为5〜 10天;
[0014] (7)完成高温厌氧消化后,原料输送至沉淀池,沉淀池温度为自然温度,从高温 (50°C〜56°C )到自然温度的骤降,有助于提高沉淀效果,物料停留时间为1〜2天,在沉淀 期间,继续产生生物燃气,沉淀后池内上部的消化液输送至消化液储存池;池内底部的污泥 部分,取出后利用固液分离机进行固液分离,固体部分存放于消化残渣存放池,液体部分输 送至消化液储存池。消化液可用于调节城市生活有机垃圾的原料固体浓度;
[0015] 所述步骤O)中,为了节约用水,当消化液储存池内消化液的金属及酸根离子浓 度低于厌氧发酵抑制浓度时,可以利用消化液代替水来调节所需的原料固体浓度,当消化 液的金属及酸根离子浓度积累并超过厌氧发酵抑制浓度时,需要用水来调节原料固体浓 度,以避免高浓度金属及酸根离子抑制厌氧消化微生物。具体来讲,主要金属及酸根离子的 厌氧消化抑制浓度分别为:Na+ 5500mg/L、K+ 4500mg/L、Ca2+ 4500mg/L、Mg2+ 1500mg/L、Al3+ 1000mg/L、Fe3+ 1750mg/L、Zn2+ 160mg/L、Cu2+ 170mg/L、Cd2+ 180mg/L、Cr3+ 450mg/L、Ni2+ 250mg/L、S042_ 1000mg/L、Cl_ 10000mg/L。
[0016] 所述步骤G)中,启动初期用作中温厌氧消化的接种物来源于沼气池或市政污水 处理厂等处的厌氧活性污泥,采用破碎后的城市生活有机垃圾在中温(30°C〜38°C )条件下驯化该厌氧活性污泥,驯化时间为10〜15天。
[0017] 所述步骤(5)中,启动初期用作高温厌氧消化的接种物来源于沼气池或市政污水 处理厂等处的厌氧活性污泥,同样采用破碎后的城市生活有机垃圾进行驯化,首先在中温 (30°C〜38°C )条件下驯化该厌氧活性污泥,驯化时间为5〜15天;然后以每天增加1°C的 升温方式逐步升至高温(50°C〜56°C),并在高温(50°C〜56°C)条件下驯化5〜10天。
[0018] 本发明还提供了适合一种城市生活有机垃圾强化水解和厌氧消化产生生物燃气 的方法的配套设备,包括依次连通的储水池、原料调节池、增温水解池、中温厌氧消化反应 器、超高温强化水解反应器、高温厌氧消化反应器、沉淀池、消化液储存池,所述消化液储存 池底部消化液出口通过输送管道与所述原料调节池顶部消化液进口连通;所述沉淀池底部 的排泥口连接到固液分离机的原料入口,该固液分离机的消化液出口与所述消化液储存池 顶部消化液入口连通;还包括有接收从所述固液分离机固液分离后的消化残渣的消化残渣 存放池;所述原料调节池上还配备有破碎机。
[0019] 所述原料调节池的顶部出料口高度设置高于所述增温水解池的顶部进料口高度; 所述中温厌氧消化反应器的顶部出料口高度设置高于超高温强化水解反应器的进料口高 度;所述高温厌氧消化反应器的顶部出料口高度设置高于沉淀池的顶部进料口高度;所述 沉淀池的顶部消化液出口的高度设置高于消化液储存池的顶部消化液入口的高度;所述固 液分离机的高度设置高于所述消化液储存池的顶部消化液入口的高度。将相邻装置的出口 和进口设置一个高度差,能便于原料靠重力自发流入增温水解池、高温强化水解反应器、自 发流入沉淀池、消化液储存池中。
[0020] 本发明与现有技术相比,具有如下优点:本发明提供了一种城市生活有机垃圾强 化水解和厌氧消化产生物燃气的方法。首先对原料进行破碎及固体浓度调节,并完成原料 加热及易降解有机质的部分水解,随后进行中温(30°C〜38°C )厌氧消化将易降解有机质 转化为生物燃气,再将难降解有机质在超高温(70°C〜100°C )条件下强化水解,最后将难 降解有机质进行高温(50°C〜56°C)厌氧消化产生物燃气。与现有的城市生活有机垃圾中 温厌氧消化相比,本发明方法的有机质去除率和原料产气率提高25%〜35%,消化时间缩 短10〜15天;与温度两相(56°C +35°C )厌氧消化相比,本发明方法的有机质去除率和原 料产气率提高15%〜25%,而且能够避免氨氮对高温厌氧消化的抑制。另外,本发明方法 能够彻底去除城市生活有机垃圾中的病原菌,而传统的高温厌氧消化虽能较中温厌氧消化 大幅提高病原菌去除率,但是不能彻底去除病原菌。
[0021] 该发明方法,工艺运行管理简单,有机质去除率和原料产气率高,并能够彻底去除 垃圾中的病原菌。该发明方法适用于各种来源的城市生活有机垃圾,包括源头收集的城市 生活有机垃圾以及经过各种城市生活垃圾分选方法分离得到的城市生活有机垃圾。该发明 方法既可以高效处理城市生活有机垃圾,减少其对环境的严重污染,又可以生产清洁可再 生能源(生物燃气),能够实现有机垃圾的能源化利用,从而变废为宝,具有良好的经济、环 境和社会效益。附图说明
[0022] 图1为本发明实施例配套设备结构示意图;
[0023] 附图标记说明:1-破碎机,2-原料调节池,3-增温水解池,4-中温厌氧消化反应器,5-超高温强化水解反应器,6-高温厌氧消化反应器,7-沉淀池,8-消化液储存池,9-固 液分离机,10-消化残渣存放池,11-储水池。具体实施方式
[0024] 下面结合附图和具体实施方式对本发明的内容做进一步详细说明。
[0025] 实施例一:
[0026] 原料为来源于A城市的源头收集城市生活有机垃圾,厌氧消化接种物来源于沼气 池的厌氧活性污泥。
[0027] 在中温厌氧消化反应器中,采用破碎后的城市生活有机垃圾在中温(30°C )条件 下驯化上述厌氧活性污泥,驯化时间为10天,驯化完成后作为中温厌氧消化接种物。
[0028] 在高温厌氧消化反应器中,同样采样破碎后的城市生活有机垃圾驯化上述厌氧活 性污泥,首先在中温(30°C )条件下驯化该厌氧活性污泥,驯化时间为10天;然后以每天增 加1°C的升温方式逐步升至高温(50°C ),并在高温(50°C )条件下驯化5天,驯化完成后作 为高温厌氧消化接种物。
[0029] 接种物驯化完成后,按以下步骤进行城市生活有机垃圾强化水解和厌氧消化处 理:
[0030] (1)利用破碎机1将城市生活有机垃圾的粒径减小到0. 6cm ;
[0031] (2)将破碎的原料放入原料调节池2,添加来自于储水池11中的水调节原料固体 浓度为8%,并进行均勻搅拌;
[0032] (3)将上述调节固体浓度后的原料输送到增温水解池3进行原料预热,在该池内 完成易降解有机质的部分水解,控制池内温度为30°C,原料在增温水解池3内的停留时间 为2天;
[0033] (4)将上述增温后的原料泵入中温厌氧消化反应器4进行中温厌氧消化,完成易 降解有机质厌氧消化产生物燃气,控制中温厌氧消化温度为30°C,pH为6. 5,物料停留时间 为17天;
[0034] (5)完成中温厌氧消化后,原料从中温厌氧消化反应器4输送至超高温强化水解 反应器5,进行难降解有机质的强化水解,控制超高温强化水解的温度为70°C,物料停留时 间为6小时。强化水解的同时,超高温条件彻底杀死有机垃圾中的病原菌,且超高温条件有 助于氨从发酵原料中逸出,避免抑制下一步的高温厌氧消化;
[0035] (6)经强化水解后,原料输送至高温厌氧消化反应器6,完成难降解有机质厌氧消 化产生物燃气,控制高温厌氧消化温度为50°C,pH为6. 5,物料停留时间为5天;
[0036] (7)完成高温厌氧消化后,原料输送至沉淀池7,沉淀池温度为自然温度,不用任 何加热处理,物料停留时间为1天,在沉淀期间,继续产生生物燃气,沉淀后池内上部的液 体输送至消化液储存池8 ;池内底部的污泥部分,取出后利用挤压式固液分离机9进行固液 分离,固体部分存放于消化残渣存放池10,液体部分输送至消化液储存池8 ;
[0037] 在运行过程中的所述步骤O),为了节约用水,当消化液储存池8内消化液的金 属及酸根离子浓度低于厌氧发酵抑制浓度时,可以利用消化液代替水来调节所需的原料固 体浓度,当消化液的金属及酸根离子浓度积累并超过厌氧发酵抑制浓度时,需要从储水池 11取水来调节原料固体浓度,以避免高浓度金属及酸根离子抑制厌氧消化微生物。具体来讲,主要金属及酸根离子的厌氧消化抑制浓度分别为:Na+ 5500mg/L、K+ 4500mg/L、Ca2+ 4500mg/L、Mg2+ 1500mg/L、Al3+ lOOOmg/L, Fe3+ 1750mg/L, Zn2+ 160mg/L、Cu2+ 170mg/L、Cd2+ 180mg/L、Cr3+ 450mg/L、Ni2+ 250mg/L、SO: lOOOmg/L, CF 10000mg/L。
[0038] 本实施例中,还提供了城市生活有机垃圾强化水解和厌氧消化产生生物燃气的方 法的配套设备,请参阅图1所示,包括依次连通的储水池11、破碎机1、原料调节池2、增温 水解池3、中温厌氧消化反应器4、超高温强化水解反应器5、高温厌氧消化反应器6、沉淀池 7、消化液储存池8、固液分离机9和消化残渣存放池10 ;破碎机1出料口置于原料调节池2 上方,破碎后的原料直接进入原料调节池2 ;储水池11的底部的出水口和原料调节池2顶 部的进水口通过管道依次连通;消化液储存池8的底部消化液出口和原料调节池2顶部消 化液进口通过管道依次连通;原料调节池2的顶部出料口与增温水解池3的顶部进料口通 过管道连通,且原料调节池2的顶部出料口高度设置高于增温水解池3的顶部进料口高度, 便于原料靠重力自发流入增温水解池;增温水解池3中下部的出料口和中温厌氧消化反应 器4中上部的进料口通过管道连通;中温厌氧消化反应器4顶部出料口与超高温强化水解 反应器5进料口通过管道连通,且中温厌氧消化反应器4顶部的出料口高度设置高于超高 温强化水解反应器5进料口高度;超高温强化水解反应器5出料口和高温厌氧消化反应器 6中上部进料口通过管道连通;高温厌氧消化反应器6顶部出料口与沉淀池7顶部进料口 连通,且高温厌氧消化反应器6的顶部出料口高度设置高于沉淀池7的顶部进料口高度,便 于原料靠重力自发流入沉淀池7 ;沉淀池7的顶部消化液出口与消化液储存池8的顶部消 化液入口通过管道连通,且沉淀池7的顶部消化液出口的高度设置高于消化液储存池8的 顶部消化液入口的高度;沉淀池7底部的排泥口和固液分离机9的原料入口通过管道连通; 固液分离机9的消化液出口与消化液储存池8顶部消化液入口通过管道连通,且固液分离 机9的高度设置高于消化液储存池8顶部消化液入口高度;固液分离后的消化残渣运至消 化残渣存放池10存放。
[0039] 实施例二 :
[0040] 原料为来源于B城市的经过机械分选得到的城市生活有机垃圾,厌氧消化接种物 来源于市政污水处理厂的厌氧活性污泥。
[0041] 在中温厌氧消化反应器中,采用破碎后的城市生活有机垃圾在中温(35°C )条件 下驯化上述厌氧活性污泥,驯化时间为12天,驯化完成后作为中温厌氧消化接种物。
[0042] 在高温厌氧消化反应器中,同样采样破碎后的城市生活有机垃圾驯化上述厌氧活 性污泥,首先在中温(35°C )条件下驯化该厌氧活性污泥,驯化时间为5天;然后以每天增 加1°C的升温方式逐步升至高温(53°C ),并在高温(53°C )条件下驯化8天,驯化完成后作 为高温厌氧消化接种物。
[0043] 接种物驯化完成后,按以下步骤进行城市生活有机垃圾强化水解和厌氧消化处 理:
[0044] (1)利用破碎机1将城市生活有机垃圾的粒径减小到0. 8cm ;
[0045] (2)将破碎的原料放入原料调节池2,添加来自于储水池11中的水调节原料固体 浓度为12%,并进行均勻搅拌;
[0046] (3)将上述调节固体浓度后的原料输送到增温水解池3进行原料预热,在该池内 完成易降解有机质的部分水解,控制池内温度为35°C,原料在增温水解池内的停留时间为1.5天;
[0047] (4)将上述增温后的原料泵入中温厌氧消化反应器4进行中温厌氧消化,完成易 降解有机质厌氧消化产生物燃气,控制中温厌氧消化温度为30°C,pH为7. 2,物料停留时间 为14天;
[0048] (5)完成中温厌氧消化后,原料从中温厌氧消化反应器输送至超高温强化水解反 应器5,进行难降解有机质的强化水解,控制超高温强化水解的温度为85°C,物料停留时间 为3小时。强化水解的同时,超高温条件彻底杀死有机垃圾中的病原菌,且超高温条件有助 于氨从发酵原料中逸出,避免抑制下一步的高温厌氧消化;
[0049] (6)经强化水解后,原料输送至高温厌氧消化反应器6,完成难降解有机质厌氧消 化产生物燃气,控制高温厌氧消化温度为53°C,pH为7. 2,物料停留时间为8天;
[0050] (7)完成高温厌氧消化后,原料输送至沉淀池7,沉淀池7温度为自然温度,不用任 何加热处理,物料停留时间为1.5天,在沉淀期间,继续产生生物燃气,沉淀后池内上部的 消化液输送至消化液储存池8 ;池内底部的污泥部分,取出后利用挤压式固液分离机9进行 固液分离,固体部分存放于消化残渣存放池10,液体部分输送至消化液储存池8。
[0051] 在运行过程中的所述步骤O),为了节约用水,当消化液储存池8内消化液的金属 及酸根离子浓度低于厌氧发酵抑制浓度时,可以利用消化液代替水来调节所需的原料固体 浓度,当消化液中的金属及酸根离子浓度积累并超过厌氧发酵抑制浓度时,需要从储水池 11取水来调节原料固体浓度,以避免高浓度金属及酸根离子抑制厌氧消化微生物。具体 来讲,主要金属及酸根离子的厌氧消化抑制浓度分别为:Na+ 5500mg/L、K+ 4500mg/L、Ca2+ 4500mg/L、Mg2+ 1500mg/L、Al3+ lOOOmg/L, Fe3+ 1750mg/L, Zn2+ 160mg/L、Cu2+ 170mg/L、Cd2+ 180mg/L、Cr3+ 450mg/L、Ni2+ 250mg/L、SO: lOOOmg/L, CF 10000mg/L。
[0052] 实施例三:
[0053] 原料为来源于C城市的经过人工分选得到的城市生活有机垃圾,厌氧消化接种物 来源于沼气池的厌氧活性污泥。
[0054] 在中温厌氧消化反应器中,采用破碎后的城市生活有机垃圾在中温(38°C )条件 下驯化上述厌氧活性污泥,驯化时间为15天,驯化完成后作为中温厌氧消化接种物。
[0055] 在高温厌氧消化反应器中,同样采样破碎后的城市生活有机垃圾驯化上述厌氧活 性污泥,首先在中温(38°C )条件下驯化该厌氧活性污泥,驯化时间为7天;然后以每天增 加1°C的升温方式逐步升至高温(56°C),并在高温(56°C)条件下驯化10天,驯化完成后 作为高温厌氧消化接种物。
[0056] 接种物驯化完成后,按以下步骤进行城市生活有机垃圾强化水解和厌氧消化处 理:
[0057] (1)利用破碎机1将城市生活有机垃圾的粒径减小到Icm ;
[0058] (2)将破碎的原料放入原料调节池2,添加水调节原料固体浓度为14%,并进行均 勻搅拌;
[0059] (3)将上述调节固体浓度后的原料输送到增温水解池3进行原料预热,在该池内 完成易降解有机质的部分水解,控制池内温度为38°C,原料在增温水解池内的停留时间为 1天。
[0060] (4)将上述增温后的原料泵入中温厌氧消化反应器4进行中温厌氧消化,完成易降解有机质厌氧消化产生物燃气,控制中温厌氧消化温度为38°C,pH为7. 8,物料停留时间 为10天。
[0061] (5)完成中温厌氧消化后,原料从中温厌氧消化反应器4输送至超高温强化水解 反应器5,进行难降解有机质的强化水解,控制超高温强化水解的温度为100°C,物料停留 时间为0. 5小时。强化水解的同时,超高温条件彻底杀死有机垃圾中的病原菌,且超高温条 件有助于氨从发酵原料中逸出,避免抑制下一步的高温厌氧消化。
[0062] (6)经强化水解后,原料输送至高温厌氧消化反应器6,完成难降解有机质厌氧消 化产生物燃气,控制高温厌氧消化温度为561:,?!1为7.8,物料停留时间为10天。
[0063] (7)完成高温厌氧消化后,原料输送至沉淀池7,沉淀池7温度为自然温度,不用任 何加热处理,物料停留时间为2天,在沉淀期间,继续产生生物燃气,沉淀后池内上部的液 体输送至消化液储存池8 ;池内底部的污泥部分,取出后利用挤压式固液分离机9进行固液 分离,固体部分存放于消化残渣存放池10,液体部分输送至消化液储存池8。
[0064] 在运行过程中的所述步骤(¾,为了节约用水,当消化液储存池8内消化液的金属 及酸根离子浓度低于厌氧发酵抑制浓度时,可以利用消化液代替水来调节所需的原料固体 浓度,当消化液中的金属及酸根离子浓度积累并超过厌氧发酵抑制浓度时,需要从储水池 11取水来调节原料固体浓度,以避免高浓度金属及酸根离子抑制厌氧消化微生物。具体 来讲,主要金属及酸根离子的厌氧消化抑制浓度分别为:Na+ 5500mg/L、K+ 4500mg/L、Ca2+ 4500mg/L、Mg2+ 1500mg/L、Al3+ lOOOmg/L, Fe3+ 1750mg/L, Zn2+ 160mg/L、Cu2+ 170mg/L、Cd2+ 180mg/L、Cr3+ 450mg/L、Ni2+ 250mg/L、SO, 1000mg/L、CF lOOOOmg/L
[0065] 上列详细说明是针对本发明可行实施例的具体说明,该实施例并非用以限制本发 明的专利范围,凡未脱离本发明所为的等效实施或变更,均应包含于本案的专利范围中。9

Claims (4)

1. 一种城市生活有机垃圾强化水解和厌氧消化产生生物燃气的方法,其特征在于,包 括以下步骤:(1)将城市生活有机垃圾的粒径减小到Icm以下;(2)将破碎后的原料放入原料调节池,并添加水或消化液调节原料固体浓度,控制原料 的固体浓度低于15% ;(3)将上述调节固体浓度后的原料输送到增温水解池进行原料预热,控制池内温度为 30°C〜38°C,原料在增温水解池内的停留时间为1〜2天;(4)将上述增温后的原料泵入中温厌氧消化反应器进行中温厌氧消化,控制中温厌氧 消化温度为30°C〜38°C,pH为6. 5〜7. 8,物料停留时间为10〜17天;(5)完成中温厌氧消化后,原料输送至超高温强化水解反应器,控制超高温强化水解反 应器的温度为70°C〜100°C,物料停留时间为0. 5〜6小时;(6)经强化水解后,原料输送至高温厌氧消化反应器,控制高温厌氧消化温度为 50°C〜56°C,pH为6. 5〜7. 8,物料停留时间为5〜10天;(7)完成高温厌氧消化后,原料输送至沉淀池,沉淀池温度为自然温度,物料停留时间 为1〜2天,沉淀后池内上部的消化液输送至消化液储存池;池内底部的污泥部分,取出后 利用固液分离机进行固液分离,固体部分存放于消化残渣存放池,液体部分输送至消化液 储存池。
2.如权利要求1所述的城市生活有机垃圾强化水解和厌氧消化产生生物燃气的方法, 其特征在于:在所述步骤O)中,当消化液储存池内消化液的金属及酸根离子浓度低于厌 氧发酵抑制浓度时,利用消化液代替水来调节所需的原料固体浓度;当消化液的金属及酸 根离子浓度积累并超过厌氧发酵抑制浓度时,添加水来调节原料固体浓度。
3.如权利要求1所述的城市生活有机垃圾强化水解和厌氧消化产生生物燃气的方法, 其特征在于:在所述步骤中,启动初期用作中温厌氧消化的接种物来源于沼气池或市 政污水处理厂处的厌氧活性污泥,采用破碎后的城市生活有机垃圾在30°C〜38°C的中温 条件下驯化该厌氧活性污泥,驯化时间为10〜15天。
4.如权利要求1所述的城市生活有机垃圾强化水解和厌氧消化产生生物燃气的方法, 其特征在于:在所述步骤(5)中,启动初期用作高温厌氧消化的接种物来源于沼气池或市 政污水处理厂处的厌氧活性污泥,同样采用破碎后的城市生活有机垃圾进行驯化,首先在 30°C〜38°C的中温条件下驯化该厌氧活性污泥,驯化时间为5〜15天;然后以每天增加 1°C的升温方式逐步升至50°C〜56°C的高温,并在50°C〜56°C的高温条件下驯化5〜10 天。
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