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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201710557316.4 (22)申请日 2017.07.10 (71)申请人 农业部沼气科学研究所 地址 610041 四川省成都市武侯区人民南 路四段13号 (72)发明人 魏珞宇张国治罗臣乾申禄坤 (74)专利代理机构 成都正华专利代理事务所 (普通合伙) 51229 代理人 李林合李蕊 (51)Int.Cl. C12P 5/02(2006.01) (54)发明名称 农村餐厨垃圾的厌氧发酵工艺 (57)摘要 本发明公开了一种农村餐厨垃圾的厌氧发 酵工艺。 该工艺包括以下。
2、步骤：（1） 分拣除杂；（2） 絮凝过滤；（3） 萃取浓缩；（4） 厌氧发酵。 本发明方 法可有效提升产酸阶段代谢产物的产量， 以提升 甲烷的产量和对农村餐厨垃圾的生物利用率。 权利要求书1页 说明书4页 CN 107354176 A 2017.11.17 CN 107354176 A 1.一种农村餐厨垃圾的厌氧发酵工艺， 其特征在于， 包括以下步骤： （1） 对需处理的餐厨垃圾进行分拣， 除去餐厨垃圾中含有的塑料制品、 金属块、 玻璃瓶 等杂物； （2） 向步骤 （1） 所得产物中加入占其重量2%3%的絮凝剂， 反应3050min， 然后过滤， 分 别收集滤液和滤渣； （3） 向滤液中分别加。
3、入23倍体积的有机溶剂 、 有机溶剂和有机溶剂， 2530， 共 萃取3次， 每次25h， 然后分别收集有机层， 并混合浓缩， 将浓缩后的产物加入步骤 （2） 所得 滤渣中； 所述有机溶剂 为甲醇、 有机溶剂包括异丙醇和乙酸乙酯； 其中， 异丙醇和乙酸乙 酯的体积比为35:12； 有机溶剂包括氯仿和二氯甲烷， 其中， 氯仿和二氯甲烷的体积比 为23:12； （4） 向步骤 （3） 所得产物中加入占其重量12%的增稠剂， 搅拌混合， 然后粉碎， 得到粒径 为50100目的粉末， 加水溶解， 并调节溶液pH值为35， 并向其中加入占其重量2%3%的复合 酶， 酶解35h， 然后调节溶液pH值为78。
4、， 于3035下， 接种醋酸菌， 发酵12天； 再接种甲烷 细菌， 于3035下， 发酵23天； 所述复合酶包括胰蛋白酶和淀粉酶； 其中， 胰蛋白酶和淀粉 酶的重量比为13:25。 2.根据权利要求1所述的农村餐厨垃圾的厌氧发酵工艺， 其特征在于， 步骤 （2） 中所述 絮凝剂为硫酸铁、 硫酸铝、 聚硅酸硫酸铁或聚硅酸铁。 3.根据权利要求1所述的农村餐厨垃圾的厌氧发酵工艺， 其特征在于， 步骤 （3） 中萃取 条件为28萃取3， 每次3h。 4.根据权利要求1所述的农村餐厨垃圾的厌氧发酵工艺， 其特征在于， 步骤 （3） 中所述 异丙醇和乙酸乙酯的体积比为4.5:1.8。 5.根据权利要求1。
5、所述的农村餐厨垃圾的厌氧发酵工艺， 其特征在于， 步骤 （3） 中所述 氯仿和二氯甲烷的体积比为2:1。 6.根据权利要求1所述的农村餐厨垃圾的厌氧发酵工艺， 其特征在于， 步骤 （4） 中所述 增稠剂为甲基纤维素、 羟丙基甲基纤维素、 羧甲基纤维素钠或羟乙基纤维素。 7.根据权利要求1所述的农村餐厨垃圾的厌氧发酵工艺， 其特征在于， 步骤 （4） 中调节 溶液pH值所用酸液均为醋酸。 8.根据权利要求1所述的农村餐厨垃圾的厌氧发酵工艺， 其特征在于， 步骤 （4） 中所述 胰蛋白酶和淀粉酶的重量比为2:3.5。 权利要求书 1/1 页 2 CN 107354176 A 2 农村餐厨垃圾的厌氧。
6、发酵工艺 技术领域 0001 本发明属于生活垃圾处理技术领域， 具体涉及一种农村餐厨垃圾的厌氧发酵工 艺。 背景技术 0002 目前， 国内餐厨垃圾的处理方式主要以资源化为导向， 应用比较多的就是填埋处 理、 饲料法、 传统堆肥处理、 焚烧处理和热解法。 相比好氧堆肥和饲料生产， 厌氧发酵处理餐 厨垃圾具有更大的优越性。 厌氧发酵产生的沼气可以作为能源加以有效利用， 同时也减少 了CO2、 CH4等温室气体的排放； 反应过程要求保持厌氧状态， 则反应设备均为密闭状态， 不会 有更多异味逸出； 发酵后产生的残渣数量较少， 其后续处理及运输所需的成本也相对较低； 对于含水率较高的餐厨垃圾， 尤其是。
7、餐馆饭店产生的餐厨垃圾等， 很难进行堆肥化的处理， 适宜进行厌氧发酵。 0003 传统的餐厨垃圾厌氧发酵处理一般是分拣杂物后直接进行厌氧发酵， 或是分拣后 机械粉碎进行厌氧发酵， 大规模处理困难， 利用率、 产气率不高， 污泥负荷率低， 沼渣产生量 大， 隔一段时间需进行大出料， 容易造成餐厨废弃物堆积。 发明内容 0004 针对现有技术中的上述不足， 本发明提供一种餐厨垃圾的厌氧发酵工艺， 可有效 解决餐厨垃圾处理困难， 利用率不高的问题。 0005 一种农村餐厨垃圾的厌氧发酵工艺， 包括以下步骤： （1） 对需处理的餐厨垃圾进行分拣， 除去餐厨垃圾中含有的塑料制品、 金属块、 玻璃瓶 等杂。
8、物； （2） 向步骤 （1） 所得产物中加入占其重量2%3%的絮凝剂， 反应3050min， 然后过滤， 分 别收集滤液和滤渣； （3） 向滤液中分别加入23倍体积的有机溶剂 、 有机溶剂和有机溶剂， 2530， 共 萃取3次， 每次25h， 然后分别收集有机层， 并混合浓缩， 将浓缩后的产物加入步骤 （2） 所得 滤渣中； 所述有机溶剂 为甲醇、 有机溶剂包括异丙醇和乙酸乙酯； 其中， 异丙醇和乙酸乙 酯的体积比为35:12； 有机溶剂包括氯仿和二氯甲烷， 其中， 氯仿和二氯甲烷的体积比 为23:12； （4） 向步骤 （3） 所得产物中加入占其重量12%的增稠剂， 搅拌混合， 然后粉碎， 。
9、得到粒径 为50100目的粉末， 加水溶解， 并调节溶液pH值为35， 并向其中加入占其重量2%3%的复合 酶， 酶解35h， 然后调节溶液pH值为78， 于3035下， 接种醋酸菌， 发酵12天； 再接种甲烷 细菌， 于3035下， 发酵23天； 所述复合酶包括胰蛋白酶和淀粉酶； 其中， 胰蛋白酶和淀粉 酶的重量比为13:25。 0006 进一步地， 步骤 （2） 中絮凝剂为硫酸铁、 硫酸铝、 聚硅酸硫酸铁或聚硅酸铁。 0007 进一步地， 步骤 （3） 中萃取条件为28萃取3， 每次3h。 说明书 1/4 页 3 CN 107354176 A 3 0008 进一步地， 步骤 （3） 中异丙。
10、醇和乙酸乙酯的体积比为4.5:1.8。 0009 进一步地， 步骤 （3） 中氯仿和二氯甲烷的体积比为2:1。 0010 进一步地， 步骤 （4） 中增稠剂为甲基纤维素、 羟丙基甲基纤维素、 羧甲基纤维素钠 或羟乙基纤维素。 0011 进一步地， 步骤 （4） 中调节溶液pH值所用酸液均为醋酸。 0012 进一步地， 步骤 （4） 中胰蛋白酶和淀粉酶的重量比为2:3.5 本发明的有益效果为： 1、 通过加入絮凝剂可有效的促进餐厨垃圾混合溶液中大分子有机物的沉降， 以提升后 续厌氧发酵过程中有机底物的总量， 同时， 尽量减少接下来萃取过程中油脂溶液中蛋白质 等有机物质的含量， 以便于对油脂进行分。
11、离。 0013 2、 油脂为非极性物质， 因此， 其不会溶于极性溶剂中， 而油脂溶液中的蛋白质等大 分子有机物均可溶于极性溶剂中， 通过极性溶剂萃取， 可使油脂溶剂中的有机物尽可能的 完全分离， 且由于油脂溶液中有机物质极性大小不同， 因此选用极性由大至小的甲醇、 异丙 醇和乙酸乙酯、 氯仿和二氯甲烷作为萃取体系， 分别对油脂溶液进行萃取， 以保证油脂溶液 中的有机物被完全萃取出来， 以提升后续厌氧发酵过程中有机底物的总量， 提升对餐厨垃 圾的利用率。 0014 3、 采用胰蛋白酶和淀粉酶酶解， 可使溶液中的大分子蛋白质、 淀粉等水解为便于 产酸阶段醋酸细菌吸收利用的氨基酸和糖类， 以确保在产。
12、酸阶段细菌具有最大的代谢效 率， 提升产酸阶段代谢产物的产量， 从而达到提升甲烷产量的目的。 0015 4、 对于甲烷细菌来说， pH值为78的弱碱环境是其最佳的发酵环境， 如若pH值过 低， 使得发酵环境变为弱酸性或酸性， 在发酵过程中会增加CO2、 水溶性有机物以及H2S的产 量， 硫化物含量的增加会进一步抑制甲烷细菌的生长， 从而影响甲烷的产量， 因此， 在发酵 阶段， 需使发酵环境保持弱碱性状态， 以提升甲烷的产量。 具体实施方式 0016 下面对本发明的具体实施方式进行描述， 以便于本技术领域的技术人员理解本发 明， 但应该清楚， 本发明不限于具体实施方式的范围， 对本技术领域的普通。
13、技术人员来讲， 只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内， 这些变化是显而易 见的， 一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。 0017 实施例1 一种农村餐厨垃圾的厌氧发酵工艺， 包括以下步骤： （1） 对需处理的餐厨垃圾进行分拣， 除去餐厨垃圾中含有的塑料制品、 金属块、 玻璃瓶 等杂物； （2） 向步骤 （1） 所得产物中加入占其重量3%的硫酸铁， 反应50min， 然后过滤， 分别收集 滤液和滤渣； （3） 向滤液中分别加入3倍体积的有机溶剂 、 有机溶剂和有机溶剂， 30， 共萃取3 次， 每次2h， 然后分别收集有机层， 并混合浓缩， 将浓缩后的产物加入步骤 。
14、（2） 所得滤渣中； 所述有机溶剂 为甲醇、 有机溶剂包括异丙醇和乙酸乙酯； 其中， 异丙醇和乙酸乙酯的体 积比为3:1； 有机溶剂包括氯仿和二氯甲烷， 其中， 氯仿和二氯甲烷的体积比为2:1； 说明书 2/4 页 4 CN 107354176 A 4 （4） 向步骤 （3） 所得产物中加入占其重量2%的甲基纤维素， 搅拌混合， 然后粉碎， 得到粒 径为100目的粉末， 加水溶解， 并用醋酸调节溶液pH值为5， 向其中加入占其重量3%的复合 酶， 酶解5h， 然后用醋酸调节溶液pH值为8， 于35下， 接种醋酸菌， 发酵2天； 再接种甲烷细 菌， 于35下， 发酵3天； 所述复合酶包括胰蛋白酶。
15、和淀粉酶； 其中， 胰蛋白酶和淀粉酶的重 量比为3:5。 0018 实施例2 一种农村餐厨垃圾的厌氧处理工艺， 包括以下步骤： （1） 对需处理的餐厨垃圾进行分拣， 除去餐厨垃圾中含有的塑料制品、 金属块、 玻璃瓶 等杂物； （2） 向步骤 （1） 所得产物中加入占其重量3%的硫酸铁， 反应50min， 然后过滤， 分别收集 滤液和滤渣； （3） 向滤液中分别加入3倍体积的有机溶剂 、 有机溶剂和有机溶剂， 25， 共萃取3 次， 每次4h， 然后分别收集有机层， 并混合浓缩， 将浓缩后的产物加入步骤 （2） 所得滤渣中； 所述有机溶剂 为甲醇、 有机溶剂包括异丙醇和乙酸乙酯； 其中， 异丙醇。
16、和乙酸乙酯的体 积比为4.5:1.8； 有机溶剂包括氯仿和二氯甲烷， 其中， 氯仿和二氯甲烷的体积比为2:1； （4） 向步骤 （3） 所得产物中加入占其重量2%的羧甲基纤维素钠， 搅拌混合， 然后粉碎， 得 到粒径为80目的粉末， 加水溶解， 用醋酸调节溶液pH值为3， 并向其中加入占其重量3%的复 合酶， 酶解4.5h， 然后调节溶液pH值为8， 于30下， 接种醋酸菌， 发酵2天； 再接种甲烷细菌， 于35下， 发酵3天； 所述复合酶包括胰蛋白酶和淀粉酶； 其中， 胰蛋白酶和淀粉酶的重量比 为2:3.5。 0019 实施例3 一种农村餐厨垃圾的厌氧发酵工艺， 包括以下步骤： （1） 对需。
17、处理的餐厨垃圾进行分拣， 除去餐厨垃圾中含有的塑料制品、 金属块、 玻璃瓶 等杂物； （2） 向步骤 （1） 所得产物中加入占其重量2%的硫酸铁， 反应30min， 然后过滤， 分别收集 滤液和滤渣； （3） 向滤液中分别加入2倍体积的有机溶剂 、 有机溶剂和有机溶剂， 25， 共萃取3 次， 每次3.5h， 然后分别收集有机层， 并混合浓缩， 将浓缩后的产物加入步骤 （2） 所得滤渣 中； 所述有机溶剂 为甲醇、 有机溶剂包括异丙醇和乙酸乙酯； 其中， 异丙醇和乙酸乙酯的 体积比为5:2； 有机溶剂包括氯仿和二氯甲烷， 其中， 氯仿和二氯甲烷的体积比为3:2； （4） 向步骤 （3） 所得产。
18、物中加入占其重量1%的羧甲基纤维素钠， 搅拌混合， 然后粉碎， 得 到粒径为50目的粉末， 加水溶解， 并用醋酸调节溶液pH值为5， 向其中加入占其重量2%的复 合酶， 酶解5h， 然后用醋酸调节溶液pH值为8， 于35下， 接种醋酸菌， 发酵2天； 再接种甲烷 细菌， 于32下， 发酵2天； 所述复合酶包括胰蛋白酶和淀粉酶； 其中， 胰蛋白酶和淀粉酶的 重量比为3:5。 0020 对比例 与实施例2相比， 缺少步骤 （2） 以及步骤 （4） ， 其余过程均与实施例2相同。 0021 检测 于相同条件下检测实施例13和对比例所产出的甲烷气体的总量， 检测发现， 实施例1 说明书 3/4 页 5 CN 107354176 A 5 3所得甲烷气体总量均高于对比例， 尤以实施例2超出量最高， 比对比例的甲烷总量高出约 68%左右， 表明， 采用本发明方法可有效提升甲烷的产量， 以及对农村餐厨垃圾的利用率。 说明书 4/4 页 6 CN 107354176 A 6 。