本发明属于生物能源领域，具体涉及一种能源草和高蛋白餐厨垃圾的综合利用方法。
背景技术：
能源草是一大类具有生物质能源潜力的草类的统称，一般为多年生禾本科草本植物或者半灌木。能源草的生物量巨大，而且富含有木质纤维素、纤维素和半纤维素，且其热值也很高，但灰分含量较低，被认为是最具开发利用前景的能源植物之一。用能源草做沼气发酵原料产气率高，但由于以能源草为原料体系中碳氮比较高，需要外加氮肥，增加了沼气发酵的成本，而且发酵体系容易酸化，发酵过程难于控制。
目前，人们对于垃圾的处理主要采取填埋的方法，但是这不能完全达到处理的目的，会导致部分资源流失。餐厨垃圾在现在的城市生活垃圾中占了很大的比重。此类垃圾具有很高的含水率，极易腐败变质，严重污染了居民的生活环境。高蛋白餐厨厨垃圾系指肉类、豆制品等蛋白质含量较高的餐厨垃圾。高蛋白餐厨垃圾，其含氮率高，用于沼气发酵时发酵快速，但容易造成发酵液中氮容易积累，造成发酵体系过碱化使发酵体系过碱化，从而抑制了原料的沼气产量。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种能源草和高蛋白餐厨垃圾的综合利用方法，其利用高蛋白餐厨垃圾和能源草为原料共同生产生物天然气和生物碳，不仅降低了生产成本，还有效的减少了对环境的污染，具有显著的经济效益和生态效益。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种能源草和高蛋白餐厨垃圾的综合利用方法，其包括以下步骤：
（1）将高蛋白餐厨垃圾进行筛分过滤，得到固体垃圾和液体汤汁；
（2）除去步骤（1）所得固体垃圾中的骨头、骨渣、塑料、金属，然后将其粉碎至粒度小于1cm；
（3）将生长3~8个月的能源草齐根处收割，粉碎至粒度10cm以下后，干燥至水分含量为5~25%，再粉碎至粒度2cm以下；
（4）将步骤（2）所得粉碎后的固体垃圾与步骤（3）所得粉碎后的能源草按干基重量比5:1~1:4混合均匀；
（5）将步骤（1）所得液体汤汁喷洒在步骤（4）所得混合物上，调节混合物水分含量为65%~85%，然后在混合物表面覆盖塑料布，预发酵3~8天；
（6）另取步骤（1）所得液体汤汁或沼液，将其与步骤（5）预发酵后的混合物混合均匀，使混合物含水量为85%~96%，搅拌或均质成流体状；
（7）将步骤（6）所得流体状混合物加入沼气发酵罐进行发酵，得沼气、沼液和沼渣；
（8）将步骤（7）所得沼气进行提纯，以除去二氧化碳、硫化氢、氧气、含氮气体、水蒸气，并将甲烷浓度提升到96%以上，得到生物天然气；
（9）将步骤（7）所得沼液和沼渣分离，沼液循环用于步骤（6）的处理或回流至沼气发酵罐进行发酵；所得沼渣干燥至含水量15%以下后，用3000~6000转/分钟的高速切割粉碎机粉碎成0.05~0.7cm的细粉；
（10）将步骤（9）所得沼渣细粉压制成型，放入碳化炉中进行无氧碳化，冷却后即得生物碳。
所述高蛋白餐厨垃圾中蛋白质含量高于30%。
所述能源草包括杂交狼尾草、紫象草、矮象草、红象草、高象草、牧草蔗、巨菌草、皇竹草、台湾甜象草、拟高粱、甜高粱、芦竹、芦苇、类芦、斑茅、彼特草、苏丹草、美洲狼尾草、王草、五节芒、芒萁、香茅、互花米草、大米草中的至少一种。
步骤（7）发酵体系中总固体含量为2~8wt%，发酵温度为35~60℃，体系为pH6.5~8.5，原料滞留时间为8~20天。
本发明的优点在于：
本发明提供了一种能源草和高蛋白餐厨垃圾生产生物天然气的方法，其不仅解决了现有处理餐厨垃圾处理过程中所产生的问题，而且有效的结合利用了能源草共同用于制备生物天然气和生物碳，缓解了能源危机，且在生产的过程中对环境无污染。
具体实施方式
为了使本发明所述的内容更加便于理解，下面结合具体实施方式对本发明所述的技术方案做进一步的说明，但是本发明不仅限于此。
所用高蛋白餐厨垃圾中蛋白质含量高于30%。
实施例1
一种能源草和高蛋白餐厨垃圾的综合利用方法，其包括以下步骤：
（1）将高蛋白餐厨垃圾进行筛分过滤，得到固体垃圾和液体汤汁；
（2）除去步骤（1）所得固体垃圾中的骨头、骨渣、塑料、金属，然后将其粉碎至粒度小于1cm；
（3）将生长3~8个月的巨菌草齐根处收割，粉碎至粒度10cm以下后，干燥至水分含量为5%，再粉碎至粒度2cm以下；
（4）将步骤（2）所得粉碎后的固体垃圾与步骤（3）所得粉碎后的能源草按干基重量比5:1混合均匀；
（5）将步骤（1）所得液体汤汁喷洒在步骤（4）所得混合物上，调节混合物的水分含量为65%，然后在混合物表面覆盖塑料布，预发酵3天；
（6）另取步骤（1）所得液体汤汁或沼液，将其与步骤（5）预发酵后的混合物混合均匀，使混合物含水量为85%，搅拌或均质成流体状；
（7）将步骤（6）所得流体状混合物加入沼气发酵罐进行发酵，得沼气、沼液和沼渣；其发酵体系中总固体含量为2wt%，发酵温度为35℃，体系为pH 6.5，原料滞留时间为20天；
（8）将步骤（7）所得沼气进行提取，以除去二氧化碳、硫化氢、氧气、含氮气体、水蒸气，并将甲烷浓度提升到96%以上，得到生物天然气；
（9）将步骤（7）所得沼液和沼渣分离，沼液循环用于步骤（6）的处理或回流至沼气发酵罐进行发酵；所得沼渣干燥至含水量6%后，用6000转/分钟的高速切割粉碎机粉碎成0.05cm的细粉；
（10）将步骤（9）所得沼渣细粉压制成型，放入碳化炉中进行无氧碳化，冷却后即得生物碳。
实施例2
一种能源草和高蛋白餐厨垃圾的综合利用方法，其包括以下步骤：
（1）将高蛋白餐厨垃圾进行筛分过滤，得到固体垃圾和液体汤汁；
（2）除去步骤（1）所得固体垃圾中的骨头、骨渣、塑料、金属，然后将其粉碎至粒度小于1cm；
（3）将生长3~8个月的皇竹草、五节芒齐根处收割，粉碎至粒度10cm以下后，干燥至水分含量为16%，再粉碎至粒度2cm以下；
（4）将步骤（2）所得粉碎后的固体垃圾与步骤（3）所得粉碎后的能源草按干基重量比3:2混合均匀；
（5）将步骤（1）所得液体汤汁喷洒在步骤（4）所得混合物上，调节混合物的水分含量为70%，然后在混合物表面覆盖塑料布，预发酵5天；
（6）另取步骤（1）所得液体汤汁或沼液，将其与步骤（5）预发酵后的混合物混合均匀，使混合物含水量为90%，搅拌或均质成流体状；
（7）将步骤（6）所得流体状混合物加入沼气发酵罐进行发酵，得沼气、沼液和沼渣；其发酵体系中总固体含量为6wt%，发酵温度为40℃，体系为pH 7.2，原料滞留时间为10天；
（8）将步骤（7）所得沼气进行提取，以除去二氧化碳、硫化氢、氧气、含氮气体、水蒸气，并将甲烷浓度提升到96%以上，得到生物天然气；
（9）将步骤（7）所得沼液和沼渣分离，沼液循环用于步骤（6）的处理或回流至沼气发酵罐进行发酵；所得沼渣干燥至含水量3%后，用5000转/分钟的高速切割粉碎机粉碎成0.1cm的细粉；
（10）将步骤（9）所得沼渣细粉压制成型，放入碳化炉中进行无氧碳化，冷却后即得生物碳。
实施例3
一种能源草和高蛋白餐厨垃圾的综合利用方法，其包括以下步骤：
（1）将高蛋白餐厨垃圾进行筛分过滤，得到固体垃圾和液体汤汁；
（2）除去步骤（1）所得固体垃圾中的骨头、骨渣、塑料、金属，然后将其粉碎至粒度小于1cm；
（3）将生长3~8个月的皇竹草、芦竹、互花米草齐根处收割，粉碎至粒度10cm以下后，干燥至水分含量为25%，再粉碎至粒度2cm以下；
（4）将步骤（2）所得粉碎后的固体垃圾与步骤（3）所得粉碎后的能源草按干基重量比1:4混合均匀；
（5）将步骤（1）所得液体汤汁喷洒在步骤（4）所得混合物上，调节混合物的水分含量为85%，然后在混合物表面覆盖塑料布，预发酵8天；
（6）另取步骤（1）所得液体汤汁或沼液，将其与步骤（5）预发酵后的混合物混合均匀，使混合物含水量为96%，搅拌或均质成流体状；
（7）将步骤（6）所得流体状混合物加入沼气发酵罐进行发酵，得沼气、沼液和沼渣；其发酵体系中总固体含量为8wt%，发酵温度为60℃，体系为pH 8.5，原料滞留时间为8天；
（8）将步骤（7）所得沼气进行提取，以除去二氧化碳、硫化氢、氧气、含氮气体、水蒸气，并将甲烷浓度提升到96%以上，得到生物天然气；
（9）将步骤（7）所得沼液和沼渣分离，沼液循环用于步骤（6）的处理或回流至沼气发酵罐进行发酵；所得沼渣干燥至含水量4%后，用3000转/分钟的高速切割粉碎机粉碎成0.7cm的细粉；
（10）将步骤（9）所得沼渣细粉压制成型，放入碳化炉中进行无氧碳化，冷却后即得生物碳。
本发明有效利用高蛋白餐厨垃圾和能源草为原料共同生产生物天然气，并制备生物碳，不仅原料来源广泛，生产成本低，还可有效减少对环境的污染，具有显著的经济效益和生态效益。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。