【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及厌氧消化处理工艺，具体涉及一种城市生物质垃圾联合厌氧消化处理工艺。
技术介绍
1、随着城市化进程的加速，城市生物质垃圾的产生量逐年攀升。这些生物质垃圾具有以下特点：城市生物质垃圾包括餐厨垃圾、园林废弃物、粪便、农业秸秆等，这些垃圾成分复杂，有机质含量高；生物质垃圾来源于家庭、餐饮业、农贸市场、园林绿化、畜牧业等，分布范围广，收集难度大；生物质垃圾中含有大量易分解的有机物质，若不及时处理，容易产生恶臭、传播疾病。
2、针对城市生物质垃圾的处理，现有厌氧消化技术面临以下挑战：城市生物质垃圾的多样性和复杂性使得单级厌氧消化反应器在处理过程中容易出现系统不稳定、产气效率低下等问题；餐厨垃圾等高浓度有机废水在单级系统中易发生酸化，影响微生物活性；畜禽粪便等高氮废物在厌氧消化过程中，高浓度氨氮会对产甲烷菌活性产生抑制，导致系统ph值失衡；农业秸秆和园林废弃物等纤维素含量高的废物在厌氧消化过程中水解速度慢，限制了整个系统的处理能力和沼气产量。
3、传统的单一废物处理方法在面对复杂的有机废物组合时往往力不从心。近年来，厌氧消化技术因其能源回收和环境友好的特点，逐渐成为有机废物处理的研究热点。然而，现有的厌氧消化技术在处理高浓度、多样化的有机废物时仍存在诸多挑战。
4、目前，现有技术主要采用单级厌氧消化反应器，虽然在处理单一类型的有机废物时表现尚可，但在面对复杂废物组合时常常出现系统不稳定、产气效率低下等问题。特别是在处理高浓度有机废水或固液混合物时，单级系统容易发生酸化，导致微生物活性受到抑制。
5、另一方面，传统技术在处理高氮废物（如某些工业废水和畜禽粪便）时，常常面临氨氮抑制的困扰。高浓度氨氮不仅影响产甲烷菌的活性，还会导致整个系统的ph值失衡。虽然有研究尝试通过添加化学试剂来缓解这一问题，但这种方法不仅增加了运营成本，还可能引入新的环境风险。
6、此外，现有技术在处理纤维素含量高的废物（如农业秸秆和园林废弃物）时效率低下。这类物质的缓慢水解过程成为整个厌氧消化的限速步骤，大大降低了系统的处理能力和沼气产量。尽管有研究通过添加外源酶来加速水解过程，但这种方法在大规模应用中面临成本高、效果不稳定等问题。
技术实现思路
1、本专利技术旨在解决上述技术问题，提出了一种创新的联合厌氧消化处理工艺。
2、为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种城市生物质垃圾联合厌氧消化处理工艺，包括以下步骤：
3、(1) 首先，将两种或多种有机废物混合，形成混合物料；
4、(2) 其次，将所述混合物料输送至两级式恒温厌氧消化设备中；
5、 (3) 然后，在所述两级式恒温厌氧消化设备中进行厌氧消化处理；
6、 (4) 再次，收集产生的沼气；
7、 (5) 最后，排出消化后的沼渣和沼液；
8、其中，所述两级式恒温厌氧消化设备包括高负荷区和低负荷区，所述高负荷区主要进行快速水解酸化，所述低负荷区进行深度厌氧消化。
9、优选地，所述两级式恒温厌氧消化设备还包括：
10、(1) 加热器，用于维持厌氧装置内的恒温环境；
11、(2) 外热循环系统，用于保持消化设备在恒温环境条件下正常稳定运行；
12、(3) 悬浮式生物填料，用于增加微生物附着面积和形成生物膜；
13、(4) 由下而上的进料装置，用于产生无动力水流翻动。
14、优选地，所述有机废物包括以下一种或多种：
15、剩余污泥、木质纤维素类生物质、餐厨垃圾、餐饮油脂、垃圾渗滤液、厨余垃圾、植物渣、甘蔗渣、中药渣、牛粪、食品垃圾、屠宰场固体废物、果蔬废物。
16、优选地，当所述有机废物包括剩余污泥、植物渣和餐饮油脂时，以vs计，它们的混合比例为1:2:1；
17、当所述有机废物包括剩余污泥、植物渣和餐厨垃圾时，以vs计，它们的混合比例为2:1:0.5；
18、当所述有机废物包括牛粪和食品垃圾时，以vs质量比，它们的混合比例为68:32或52:48。
19、优选地，还包括以下步骤：
20、(6) 监测并控制厌氧消化过程中的ph值、挥发性脂肪酸vfa浓度和碱度；
21、(7) 监测并控制氨氮与游离氨的浓度；
22、其中，所述vfa浓度控制在300-336mg/l范围内。
23、优选地，以vs计，所述厌氧消化处理的有机负荷为3g/l至30g/l。
24、7.根据权利要求1所述的一种城市生物质垃圾联合厌氧消化处理工艺，其特征在于，还包括以下步骤：
25、(8) 对厌氧消化后的微生物群落进行16s rdna测序分析；
26、(9) 基于所述分析结果，调整有机废物的混合比例，以优化微生物群落结构；
27、其中，所述优化微生物群落结构包括提高乙酸型产甲烷菌methanosaeta的相对丰度。
28、优选地，所述厌氧消化处理采用中温批式厌氧消化工艺，水力停留时间为14-18d。
29、优选地，还包括以下步骤：
30、(10) 测定所述混合物料的c/n比；
31、(11) 根据所述c/n比调整有机废物的混合比例，使c/n比维持在9:1至14:1之间。
32、1优选地，还包括以下步骤：
33、(12) 测定所述沼气的甲烷含量；
34、 (13) 当所述甲烷含量达到70%以上时，将部分沼气用于所述两级式恒温厌氧消化设备的自身加热；
35、 (14) 将剩余沼气收集用作燃料；
36、 (15) 将消化后的沼渣、液作为肥料进行综合利用。
37、本专利技术的有益效果：
38、该工艺通过巧妙的两级式结构设计，有效解决了单级系统易酸化的问题。高负荷区和低负荷区的分离不仅提高了系统的抗冲击能力，还为不同功能的微生物群落提供了理想的生长环境。这种设计充分考虑了有机物降解的各个阶段，实现了水解酸化和产甲烷过程的优化协同。
39、本专利技术的另一创新点在于引入了悬浮式生物填料和精确的温度控制系统。悬浮式填料大大增加了微生物的附着面积，提高了系统的生物量浓度。同时，外热循环系统确保了反应器内部温度的均匀性，为微生物活动创造了稳定的环境。这两项技术的结合不仅提高了系统的处理效率，还增强了其对温度波动的抵抗能力。
40、在处理高氮废物方面，本专利技术采用了创新的预处理和配比调节策略。通过合理混合不同类型的有机废物，实现了c/n比的优化，有效缓解了氨氮抑制问题。这种方法不仅避免了化学添加剂的使用，还通过不同废物间的营养互补，提高了整体的处理效率。
41、对于难降解的纤维素物质，本专利技术提出了一种独特的协同降解机制。通过优化混合配比和本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种城市生物质垃圾联合厌氧消化处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种城市生物质垃圾联合厌氧消化处理工艺，其特征在于，所述两级式恒温厌氧消化设备还包括：
3.根据权利要求1所述的一种城市生物质垃圾联合厌氧消化处理工艺，其特征在于，所述有机废物包括以下一种或多种：
4.根据权利要求3所述的一种城市生物质垃圾联合厌氧消化处理工艺，其特征在于，当所述有机废物包括剩余污泥、植物渣和餐饮油脂时，以VS计，它们的混合比例为1:2:1；
5.根据权利要求1所述的一种城市生物质垃圾联合厌氧消化处理工艺，其特征在于，还包括以下步骤：
6.根据权利要求1所述的一种城市生物质垃圾联合厌氧消化处理工艺，其特征在于，以VS计，所述厌氧消化处理的有机负荷为3g/L至30g/L。
7.根据权利要求1所述的一种城市生物质垃圾联合厌氧消化处理工艺，其特征在于，还包括以下步骤：
8.根据权利要求1所述的一种城市生物质垃圾联合厌氧消化处理工艺，其特征在于，所述厌氧消化处理采用中温批式厌氧消化工艺，水力停留
9.根据权利要求1所述的一种城市生物质垃圾联合厌氧消化处理工艺，其特征在于，还包括以下步骤：
10.根据权利要求1所述的一种城市生物质垃圾联合厌氧消化处理工艺，其特征在于，还包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种城市生物质垃圾联合厌氧消化处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种城市生物质垃圾联合厌氧消化处理工艺，其特征在于，所述两级式恒温厌氧消化设备还包括：
3.根据权利要求1所述的一种城市生物质垃圾联合厌氧消化处理工艺，其特征在于，所述有机废物包括以下一种或多种：
4.根据权利要求3所述的一种城市生物质垃圾联合厌氧消化处理工艺，其特征在于，当所述有机废物包括剩余污泥、植物渣和餐饮油脂时，以vs计，它们的混合比例为1:2:1；
5.根据权利要求1所述的一种城市生物质垃圾联合厌氧消化处理工艺，其特征在于，还包括以下步骤：
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【专利技术属性】
技术研发人员：陈志刚，石令，
申请(专利权)人：广东益天下环境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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