CN101058097B - 一种餐饮垃圾资源化利用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种餐饮垃圾资源化利用方法,具体涉及如下步骤:(1)餐饮垃圾固液分离:将餐饮垃圾用酸溶液酸化,然后固液分离得到液相物料和固相物料;(2)油水分离:将上述液相物料油水分离得废油脂和污水;(3)废油 脂用于合成生物柴油;(4)污水进行达标处理;(5)固相物料除杂、粉碎:固相物料经拣除杂物塑料、玻璃、石头和金属,剩余物进行粉碎;(6)经粉碎的物料加水加料调质水解糖化发酵生产乙醇;或者经粉碎的物料进行配料、灭菌、发酵、干燥得动物饲料;或者经粉碎的物料进行配料、灭菌、发酵生产肥料。采用本发明工艺,可以实现餐饮废弃物的彻底无害化处理,全利用零排放,封闭循环的绿色化生产。

Description

一种餐饮垃圾资源化利用方法
技术领域
本发明属于餐饮垃圾处理方法,更具体说,它涉及到将餐饮垃圾完全资源化利用的方法,将垃圾中含有的动植物油脂合成生物柴油,将含有的淀粉和纤维素糖化生产燃料乙醇,将含蛋白质、淀粉、纤维素的餐饮垃圾,以及乙醇发酵残渣生产蛋白饲料和有机肥料。
背景技术
餐饮垃圾治理是一个世界性难题,同时餐饮垃圾治理也迫在眉睫,长期以来它引起了来自社会各个层面的高度关注。大量餐厨垃圾被城郊养猪户毫无处理地用于喂猪,造成了千万头“垃圾猪”,“垃圾鸡”,猪肥了,人病了,各种病菌、病毒在人畜间形成恶性循环;而废油脂则被不法商贩提炼后掺入食用油销售往各类饮食店档,后患无穷。餐厨垃圾不仅污染环境、破坏城市景观,而且传播疾病,威胁人类生命安全,成为社会公害。而且,随着城市发展和居民生活水平提高,城市生活垃圾产生量与日俱增,城市生活垃圾已是我国和世界各大城市面临的重大环境问题。
餐饮垃圾不治理的危害是严重的,但其作为资源的数量也是庞大的。有专家统计,陕西省每天倒掉5000吨剩饭菜,西安市每天产生餐饮废弃物500吨以上。武汉市每天倒掉500吨剩饭菜,济南每天倒掉300吨,青岛市每天产生300余吨,上海市日产餐饮垃圾约1100吨,宁波每日400吨,大连年产餐饮垃圾超过6万吨,辽宁全省每年餐饮垃圾约50万吨,沈阳产餐饮废物约7万吨。长春市大小饭店食堂约6000家,按每家日均产餐厨垃圾50公斤算,则年产餐厨垃圾约10万吨,吉林省餐厨垃圾年产约100万吨。新疆克拉玛依年产生餐饮垃圾万余吨,全国一年餐厨垃圾至少5000万吨。餐饮废物这是一个数量极其庞大的物质资源,从近期和长远观点看,都应该将餐厨垃圾当作社会的重要循环资源加以充分利用。
餐厨废物成份主要是动植物油脂类、动植物蛋白质(包括杂骨角蛋白)、淀粉纤维类等。近年来,一些城市开始对餐饮垃圾进行处理。有的将餐饮垃圾粉碎由下水道排出,但不能消除二次污染;有进行填埋或堆肥,而资源未得到充分利用;有进行烘干粉碎作饲料,但灭菌不彻底;有将餐饮废油加工生物柴油,而没能加以全面利用;长春农机所在吸收国外技术基础上于1988年研制了废物处理机,其分离废油脂可作为工业油脂使用。
中国专利98103203.6公开了一种厨余废弃物再生成禽畜饲料的方法,其特征在于直接将收集的厨余废弃物经来源分类、破碎、计量配方、脱水后至累批待料槽送入卧式搅拌槽进行蒸煮杀菌、发酵和干燥处理后制成半成品。然后依所需进行造粒或粉剂制成鱼、禽、畜饲料。
中国专利00123345.9公开了一种餐饮垃圾的处理方法,该方法包括热解、挤压脱水、粉碎和灭菌、干燥四个步骤,最终将垃圾变为饲料。
中国专利02125722.1公开了一种餐饮垃圾饲料化处理方法,该方法包括以下步骤,(1)物料第一次粉碎;(2)脱水;(3)物料第二次粉碎;(4)干燥;(5)造粒。该方法经过两次粉碎便于后续脱水。
显然,现有技术存在以下不足:(1)餐饮垃圾中含有大量动植物油脂和盐份,简单经过脱水工序并不能将其彻底回收,如果不将其除去将影响微生物发酵,同时也是一种资源浪费;(2)现有技术对垃圾的利用率不高,一般都是将餐饮垃圾中的固体废弃物利用制成饲料;(3)有的技术需要将餐饮垃圾首先进行热解处理,因此能源消耗较大。
发明内容
本发明的目的是提供一种餐饮垃圾彻底无害化处理和完全资源化利用的方法,充分利用餐饮垃圾中含有的动植物油脂、动植物蛋白质、淀粉纤维类等以提高其资源利用效率,生产生物柴油、燃料乙醇、蛋白饲料和有机肥料系列产品,克服现有技术的不足。
本发明的目的是通过采用以下技术方案来实现的。
一种餐饮垃圾资源化利用方法,其特征在于包括如下步骤:
(1)餐饮垃圾固液分离:将餐饮垃圾在酸溶液中酸化,然后固液分离得到液相物料和固相物料;
(2)油水分离:将上述液相物料油水分离得废油脂和污水;
(3)废油脂用于合成生物柴油;
(4)污水进行达标处理;
(5)固相物料除杂、粉碎:固相物料经拣除杂物塑料、玻璃、石头和金属,剩余物进行粉碎;
(6)经粉碎的物料加水加料调质水解糖化发酵生产乙醇;或者经粉碎的物料进行配料、灭菌、发酵、干燥得动物饲料;或者经粉碎的物料进行配料、灭菌、发酵生产肥料。
餐饮垃圾酸化使用的是无机酸,所述的无机酸为硫酸、盐酸、磷酸或硝酸;经粉碎的物料加水加料调质水解糖化发酵生产乙醇的剩余物经脱水、干燥可作为蛋白饲料,或经粉碎的物料进行配料、灭菌、发酵、干燥得动物饲料;经粉碎的物料加水加料调质水解糖化发酵生产乙醇剩余物可作为有机肥料的添加组分,或经粉碎的物料进行配料、灭菌、发酵生产肥料;
废油脂采用微波法合成生物柴油,微波法合成生物柴油包括如下步骤:
步骤1、将油脂原料进行预热、脱水处理;
步骤2、用所述的酯化/酯交换反应设备单元进行微波酯化/酯交换反应;
步骤3、将步骤2的出料用低碳醇回收设备单元进行脱醇处理,留下的为粗脂肪酸烷基酯液体;
步骤4、对所述粗脂肪酸烷基酯液体进行离心分相分出亲水相;
步骤5、对所述粗脂肪酸烷基酯液体进行离心分出亲水相后的脂肪酸烷基酯加热到260℃-335℃使汽化并冷凝,该馏出物就是生物柴油。
污水进行大孔载体微生物处理,或污水酸碱中和处理、絮凝剂处理、离子交换除盐后可灌溉花卉。污水进行处理后回到生产环节作工艺水。经粉碎的物料加水加料调质微波水解糖化发酵生产燃料乙醇。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。(1)采用本发明工艺,可以实现餐饮废弃物的彻底无害化处理,全利用零排放,封闭循环的绿色化生产。(2)本发明的餐饮废弃物处理和综合利用所具有的显著特点,全面突出以废弃物为原料发展生物燃油和燃料乙醇等生物可再生能源,实施彻底无害化处理和完全资源化综合利用。(3)可采用申请人同日申请的微波合成生物柴油和微波快速水解糖化淀粉和纤维素生产燃料乙醇,在乙醇发酵和蛋白饲料发酵中采用微波辅助杀菌技术等手段,集中体现了微波反应的快速高效率和高的原料转化率,也是微波化学反应的首次工业化。(4)本发明通过设置水处理装置而做到水循环使用和废水零排放。(5)可有效地大量处理餐饮废弃物和其它食品加工剩余物,做到当天收集当天处理,变废物为清洁能源和再生可利用资源;(6)餐饮废弃物全部转为能源和再生资源,不产生废渣、废水,无二次污染;(7)产品附加值或利用价值高,品种多样,可形成燃料、饲料和肥料系列;(8)工艺简单,设备投入少,具有较高的经济效益和社会效益;(9)由于本发明的采用,切断了人畜共患疾病的传染渠道。
上述说明仅是对本发明技术方案的概述。为了更清楚地了解本发明的技术手段,并可依照说明书内容予以实施,以下将配合附图加以详细说明。
附图说明
图1:一种餐饮垃圾资源化利用工艺流程示意图;
图2:物理/化学组合微波快速糖化发酵燃料乙醇装置图;
图3:大孔载体微生物处理法工艺流程示意图;
具体实施方式
参看附图1。本发明在餐饮垃圾固液分离时使用了酸溶液,酸溶液的使用明显提高了油脂的回收率,回收率约可提高10-30%;酸溶液的使用也利于油水分离操作。所述的酸溶液可以是无机酸或有机酸,当然,考虑成本的原因,使用无机酸更为经济,无机酸中,尤其是硫酸、盐酸或磷酸等为佳,达到较好分离效果的PH为3-5。
废油脂可用于合成生物柴油,其方法如下:废油脂经除机械杂质、除磷脂和甾醇,然后加入甲醇钠催化剂,其加入量为预处理后废油脂重量的0.7-1.3%;低碳醇加入量为预处理后废油脂重量的15%-35%。反应温度控制在30-80℃之间,反应时间40-90min;反应后,对甲酯层进行水洗,干燥,蒸馏得到生物柴油。
例如:首先将废油脂加热到45℃进行预处理,即,真空抽滤除去机械杂质,然后加入30%的磷酸进行酸洗除去磷脂等,旋转分离、水洗、多羟基吸水性树脂脱水,然后加入甲醇,加入量为预处理后废油脂重量的25%,在温度为30℃,采用甲醇钠作为碱性催化剂,催化剂浓度相对于处理后废油的重量为1.0%,反应时间为60min情况下,废油的转化率达到92.4%。
废油脂合成生物柴油的方法也可采取发明人同日申请的中国发明专利“工业化微波合成生物柴油的装置及其方法”中记载的方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤1、将油脂原料进行预热、脱水处理;
步骤2、用所述的酯化/酯交换反应设备单元进行微波酯化/酯交换反应;
步骤3、将步骤2的出料用低碳醇回收设备单元进行脱醇处理,留下的为粗脂肪酸烷基酯液体;
步骤4、对所述粗脂肪酸烷基酯液体进行离心分相分出亲水相;
步骤5、对所述粗脂肪酸烷基酯液体进行离心分出亲水相后的脂肪酸烷基酯加热到260℃-335℃使汽化并冷凝,该馏出物就是生物柴油。
5M3不锈钢罐反应器扩试。将3000g脱水除杂餐饮废油,600g甲醇(98%),35g催化剂NaOH,分别加入反应器。开动搅拌进行混相,开动循环泵,使反应混合物在搅拌式反应器和微波静态反应器形成的环路中进行循环,并开动微波反应器使进行酯化/酯交换,反应温度35-55℃,循环反应20min(使用固体催化剂如硫酸铁或SO4 2-/TiO2或CaO/MgO适当延长)。然后送入经改装的两个串联的二级微波管式反应器,进一步进行酯化/酯交换反应70秒。上述经酯化/酯交换的反应物进入微波加热器,控制温度70℃以上使醇汽化蒸发,至无甲醇逸出为止。然后用高速离心机分离出甘油水相。剩余粗甲酯进行热水洗和酸洗(使用固体催化剂时可免去洗涤),离心分相,然后进入微波反应器在110-120℃进行脱水干燥处理,至无水泡逸出为止。上述脱水干燥粗甲酯,于反应器内预热到250-260℃,已汽化物直接进入冷凝器经冷凝收集,未汽化部分随后进入改装的两个串联的微波管式反应器以最大辐射功率进行再沸汽化,再经冷凝收集。反应结果:得脱水粗甲酯3108.6g,260℃前馏分2707.8g(占92.2%),260℃以上馏分228.5g(占7.8%),合计液体馏分2936.3g,残留液渣128g(回收于再酯化/酯交换)。
对生物柴油产品用公知方法进行测定与定量[中国油脂,2004,29(4):56-58]:(1)气相色谱条件DB-1毛细管柱,FID检测器,检测器微电流放大器量程8,衰减比0,汽化室温度300℃,检测器温度310℃,柱温采用程序升温:初温190℃,保留2min,以10℃/min升至300℃,保留10min。(2)转化率计算:由于甘三酯的沸点比一酯二酯和甲酯的沸点高,转化率计算法是将气相色谱图中生物柴油比原料油小的峰以前的峰全部相加(空气峰除外)作为转化率。则微波酯交换制备生物柴油的甘油三酯转化率100%,脂肪酸甲酯含量96%(wt%)以上,收率≥95%。
在固液分离操作中,餐饮垃圾中的固态物已基本除去,因此,污水中含有的固态物质已较少,可直接采取大孔载体微生物处理法(图3),或采用化学净化处理方法。污水处理可采用以下方法:先投放石灰乳(质量百分浓度2-5%),对水体进行中和,将水体pH调至7.6-8.8,再加入硫酸亚铁溶液(质量百分浓度5-10%),使其在水体中的浓度为100-1000ppm,搅拌均匀,静置1-2小时。然后将污水过滤得到工艺回用水,过滤在过滤器中完成,过滤器可采用稀土瓷砂作基层,活性炭作过滤介质。通过上述处理方法后,水体的COD(mg/l)<100。
固液分离后固相物料经拣除杂物塑料、玻璃、石头和金属,剩余物进行粉碎;剩余物中主要含有淀粉、纤维素、蛋白质,经粉碎的物料加水加料调质水解糖化发酵可生产乙醇。乙醇发酵的酵母菌只能转化单糖使成乙醇,而不能直接利用淀粉和纤维素转化成乙醇。因此,餐饮垃圾固相物料制备乙醇的第一步是把含淀粉和纤维素的餐饮垃圾固相物料通过各种方法如酸水解或酶水解转化成糖即所谓糖化,第二步由酵母菌发酵生成乙醇。
相比淀粉,纤维素更难水解。在固相物料预处理过程中,可采用酸水解。固相物料酸水解可通过如下步骤来实现:稀酸水解中,水中氢离子可与纤维素上氧原子结合使其变得不稳定,容易与水反应,纤维素长链即在该处断裂,同时又放出氢离子。所得葡萄糖还会进一步反应,生成不希望的副产品乙酰丙酸和甲酸。可把纤维素稀酸水解表示为串联一级反应:纤维素→葡萄糖→降解产物,式中两个反应速率常数既与温度有关,也和液相中酸浓度有关。大部分天然生物质对酸度变化显示一定缓冲能力,故加入酸液的pH值和反应器内实际pH值并不完全相同。不过一般认为纤维素水解反应的活化能要比葡萄糖分解的活化能高,故在条件可能情况下,采用较高水解温度有利。对硫酸来说,原来常用水解温度170-200℃间,最高可达230℃以上。高温下半纤维素水解机理类似于纤维素,但在较低温度下(低于160℃时),半纤维素各部分水解难易程度不同。一般反应初期半纤维素在酸作用下生成聚合度不同低聚糖,低聚糖再进一步水解为单糖。不同聚合度低聚糖浓度比单糖低得多。半纤维素水解产物也会进一步反应,如木糖可分解为糠醛。影响水解效率的主要因素有原料粉碎度、液固比、反应温度、时间、酸种类和浓度等。原料越细,原料和酸液的接触面积越大水解效果越好,特别是在反应速率较快时可使生成的单糖及时从固体表面移去。液固比即所用水解液体积和固体原料质量比(单位L/kg),常用液固比8-10之间,也有低到5。温度对水解速率影响很大,一般温度上升10℃水解速度可提高0.5-1倍。但高温也使单糖分解速度加快。故当水解温度高时所用时间可短些,反之用时间可长些。从理论上看,酸浓度提高1倍而其他条件不变时水解时间可缩短1/3~1/2。但这时酸成本增大,对设备抗腐蚀要求也会提高。常用酸浓度不超过3%。稀酸水解一般用硫酸和盐酸,盐酸水解效率优于硫酸。在实验室磷酸和硝酸也被用于水解。马来酸也可(二羧酸)水解纤维素,不但可得到和硫酸相同转化率,而且生成糖降解产物较少。
某些无机盐(如ZnCl2、FeCl3等)可促进酸催化作用。FeCl2与FeCl3有助催化能力,且价格低廉(用废盐酸和铁屑就能方便生产)。总的说,稀酸水解工艺较简单,原料处理时间短。但糖产率较低,且会生成对发酵有害的副产品。
如原料粉碎到直径小于2.5cm后进入一级酸浸泡器,加热到50℃,并浸泡于0.7%硫酸溶液。出浸泡器原料入二级水解反应器,在这里温度升到190℃,用0.7%硫酸水解,停留3min,可把约20%纤维素和80%半纤维素水解,部分淀粉也得到水解。每级水解反应器的水解液含有约30%固体(包括悬浮和溶解)。水解液入闪蒸器减压降温到约130℃,在闪蒸器内停留约2h,大部分低聚糖进一步转化为单糖;然后使水解液进入逆流淤浆洗涤器进行液固分离,并洗去固体中糖和其他可溶物,洗涤水用量是固体质量3-4倍;分离得到糖液和洗涤水混合后入一级pH值调节器;出洗涤器固体流(固体浓度30%)经螺旋压榨器进一步脱水,使固体浓度提高到45%,然后入二级酸浸泡器。浸透了酸的固体原料入二级水解反应器并温升到220℃,用1.6%硫酸水解,停留时间3min,可把剩余纤维素约70%转化为葡萄糖,其余30%转化为HMF和其他副产品,而淀粉几乎完全得到水解。排出二级水解反应器水解液同样入闪蒸器减压降温,不再洗涤。在一级pH值调节器中加入石灰水中和硫酸,把溶液pH值升到约5.5,可使大部分硫酸钙(石膏)沉淀经过滤除去,滤液冷却到35℃后入发酵器。
在发酵阶段液体停留时间为32h,可采用既能发酵葡萄糖,又能发酵木糖的转基因菌种。发酵液用传统精馏方法得共沸酒精,再用分子筛脱水制得99.9%酒精,加入5%汽油制成变性酒精贮存。
也可使用微波辅助水解淀粉和/或纤维素生产燃料乙醇,其使用装置可采取申请人同日申请的中国发明专利“工业化微波辅助水解淀粉和/或纤维素生产燃料乙醇的装置”。
如图2所示,将经过预处理(如粉碎、液化等)的淀粉或纤维素浆液,打入微波釜式反应器A1,A2、A3分别是无机酸和无机盐高位计量罐,A4是第一微波反应器,具体的说在此是微波管式反应器,A5、A6是物料输送泵,A7、A8组成第二微波反应器。
初始开车是将计算量原料淀粉或纤维素打入微波釜式反应器A1,开动搅拌器和循环泵A5进行强制循环,并开动微波釜式反应器A1上的微波发生器以及第一微波反应器A4(在此为微波管式反应器),保持一定温度进行一级回流水解糖化反应(时间控制);一级微波水解反应结束时,开动送料泵A6(流量控制)使物料进入第二微波反应器A7与A8进行连续两级水解反应。当第一个一级回流水解反应终了,同时进入并联的下一个A1反应器(依次类推),以反应器组合程序切换可以实现程控连续化操作[以程控多反应器水解法,实现连续均衡的水解糖化过程,如发明人在专利86108906中的MOS数字电路可实现这种水解反应的自动控制]。如此,物料连续通过微波反应器,以比较短的时间就可以完成碳水化合物(淀粉和纤维素)的水解糖化,经过水解糖化的淀粉或纤维素物料,进入公知的多级发酵工段、蒸馏和精馏及分子筛脱水工段,最终得到燃料乙醇,从而实现微波催化糖化的工业化。
以西安市餐饮垃圾为例,说明餐饮废弃物无害化处理和资源化利用的产业化生产规模及其工艺。
依西安市餐饮垃圾数量,设计确定为年处理餐饮废弃物为15万吨。据此其综合利用的生产项目的年产能为:合成生物柴油1万吨;糖化生产燃料乙醇1万吨;微生物发酵生产蛋白饲料2万吨;发酵生产有机肥料2万吨以上;年处理餐饮垃圾分离污水10万M3。依据概略设计,该餐饮垃圾处理和资源化利用产业化开发项目的总投资约7500万元,可实现年销售额1.3-1.5亿元人民币,可获税利3500万元,同时取得垃圾无害化环保效益和其它综合效益。
餐饮废弃物主要成分是油脂和蛋白质,其中水分占75%,干物质占25%。干物质内含粗蛋白质20%,含能量15.9J/kg(蛋白和能量水平大致介于玉米和豆粕之间)。上述指出主成分是油脂和蛋白质,能量物质包括油脂和淀粉。依据干物质总占25%,故油脂取6-8%,蛋白取5-8%、蔬菜和淀粉取7-9%。依此计算,全年废水量是11.25万吨,废油脂0.9-1.2万吨,蛋白0.75-1.2万吨、多糖类1.05-1.35万吨。据此可生产:
①生物柴油:0.8-1.1万吨(产能按1万吨设计);
②燃料乙醇:产能按1万吨设计。在1万吨基础上,根据生物能源发展需要,逐步扩大乙醇生产规模。另根据对有机垃圾水解后用酒精酵母进行的发酵乙醇实验表明,每吨垃圾可生产约80L酒精,据此计算,年15万吨餐饮垃圾应可生产酒精是12000吨。说明计算与实验是符合的。全国每年约产1.5亿吨有机垃圾,应可生产乙醇1200万吨,是一笔很大的再生资源和能源;
③蛋白饲料:产能按2万吨设计。即餐饮废弃物外加诸如麸皮和酒糟等一起发酵,生产蛋白饲料2万吨(如蛋白含量20%以上饲料);
④有机肥料:产能按2万吨设计。燃料乙醇等发酵废弃物和剩余餐饮垃圾以及添加农业固体废物,经发酵而制成有机肥料2万吨。另一种制肥路线是:将餐饮污水处理后的污泥和餐饮垃圾剩余物及发酵残留物,连同农业废弃物一起进行固体发酵,将发酵混合料与无机营养元素辅料混拌配料,经造粒烘干,可得到颗粒肥料;
⑤年处理餐饮垃圾分离污水10万M3
以上合计年处理餐饮垃圾约15万吨。若西安餐饮废弃物总量发生变化,则上述加工制品量也做相应增减,以最终能彻底无害化处理和全部利用餐饮废弃物为最终目标。

Claims (8)

1.一种餐饮垃圾资源化利用方法,其特征在于包括如下步骤:
(1)餐饮垃圾固液分离:将餐饮垃圾用酸溶液酸化,然后固液分离得到液相物料和固相物料;
(2)油水分离:将上述液相物料油水分离得废油脂和污水;
(3)废油脂用于合成生物柴油,废油脂采用微波法合成生物柴油,微波法合成生物柴油包括如下步骤:
步骤1、将油脂原料进行预热、脱水处理;
步骤2、用酯化/酯交换反应设备单元进行微波酯化/酯交换反应;
步骤3、将步骤2的出料用低碳醇回收设备单元进行脱醇处理,留下的为粗脂肪酸烷基酯液体;
步骤4、对所述粗脂肪酸烷基酯液体进行离心分相分出亲水相;
步骤5、对所述粗脂肪酸烷基酯液体进行离心分出亲水相后的脂肪酸烷基酯加热到260℃-335℃使汽化并冷凝,该馏出物就是生物柴油;
(4)污水进行达标处理;
(5)固相物料除杂、粉碎:固相物料经拣除杂物塑料、玻璃、石头和金属,剩余物进行粉碎;
(6)经粉碎的物料加水加料调质微波辅助水解糖化发酵生产乙醇;或者经粉碎的物料进行配料、灭菌、发酵、干燥得动物饲料;或者经粉碎的物料进行配料、灭菌、发酵生产肥料。
2.根据权利要求1所述的餐饮垃圾资源化利用方法,其特征在于:餐饮垃圾酸化使用的是无机酸。
3.根据权利要求2所述的餐饮垃圾资源化利用方法,其特征在于:所述的无机酸为硫酸、盐酸、磷酸或硝酸。
4.根据权利要求1所述的餐饮垃圾资源化利用方法,其特征在于:经粉碎的物料加水加料调质水解糖化发酵生产乙醇的剩余物经脱水、干燥作为蛋白饲料。
5.根据权利要求1所述的餐饮垃圾资源化利用方法,其特征在于:经粉碎的物料加水加料调质水解糖化发酵生产乙醇剩余物作为有机肥料的添加组分。
6.根据权利要求1所述的餐饮垃圾资源化利用方法,其特征在于:污水处理采用大孔载体微生物处理法,再经除盐;或采用酸碱中和、絮凝剂沉淀处理、再经除盐后灌溉花卉。
7.根据权利要求1所述的餐饮垃圾资源化利用方法,其特征在于:污水进行净化和无害化处理后回到生产环节作工艺水。
8.根据权利要求1所述的餐饮垃圾资源化利用方法,其特征在于:经粉碎的物料加水加料调质微波水解糖化发酵生产燃料乙醇。
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Families Citing this family (45)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101927254B (zh) * 2009-06-23 2012-10-24 武汉百信环保能源科技有限公司 餐厨垃圾综合处理系统及其处理方法
CN101837364B (zh) * 2010-04-07 2012-12-12 魏红江 城市餐饮泔水系统分离方法
CN101850349A (zh) * 2010-04-29 2010-10-06 云南天兰环保科技开发有限公司 一种餐厨垃圾资源化处理方法
CN101890423B (zh) * 2010-04-30 2012-04-11 郭东平 一种餐厨垃圾资源化清洁处理方法
CN101844940A (zh) * 2010-05-14 2010-09-29 张岳清 有机生活餐厨垃圾处理方法及处理设备
CN102168111A (zh) * 2011-03-01 2011-08-31 深圳市金利隆投资发展有限公司 一种利用餐厨垃圾制造酒精的工艺方法
CN102453614B (zh) * 2011-05-23 2013-01-23 台州职业技术学院 一种餐厨垃圾综合利用的方法
US8329455B2 (en) 2011-07-08 2012-12-11 Aikan North America, Inc. Systems and methods for digestion of solid waste
CN102951934A (zh) * 2011-08-24 2013-03-06 江苏洁净环境科技有限公司 一种餐厨垃圾处理工艺
CN102553886A (zh) * 2011-12-23 2012-07-11 天津生态城水务有限公司 一种餐厨垃圾全生物量资源化利用的方法
CN102580978B (zh) * 2012-01-17 2014-12-31 广州中科建禹水处理技术有限公司 餐厨垃圾生化连续处理工艺
CN102732334A (zh) * 2012-07-17 2012-10-17 刘树平 一种用废弃污水提取液体燃料的方法
CN103194314B (zh) * 2013-03-19 2014-09-10 陈源森 废油脂的处理方法
CN103350098B (zh) * 2013-07-02 2015-10-14 吉秀兰 一种餐厨垃圾、病死畜禽的处理工艺
CN103350099A (zh) * 2013-07-02 2013-10-16 王德亭 一种餐厨垃圾综合处理方法
CN103480631B (zh) * 2013-09-18 2016-05-11 李康敏 餐饮园林生物质废弃物资源循环综合利用工艺
CN104492782A (zh) * 2014-10-29 2015-04-08 安徽省科普产品工程研究中心有限责任公司 一种厨房垃圾处理方法
CN104607436A (zh) * 2014-12-04 2015-05-13 常州大学 一种餐厨废弃无害化处理方法
CN104431620A (zh) * 2014-12-26 2015-03-25 十堰市天陆养殖有限公司 一种用泔水加工颗粒猪饲料的方法
CN104588396A (zh) * 2014-12-30 2015-05-06 苏州韩博厨房电器科技有限公司 垃圾处理设备
TWI601708B (zh) * 2015-06-24 2017-10-11 wen-le Chen Quickly create organic fertilizer and feed mineral element additions
CN105237307A (zh) * 2015-11-14 2016-01-13 黄海涛 土壤调理剂及其生产方法和应用
CN107344879A (zh) * 2016-05-07 2017-11-14 江苏绿方园生物科技有限公司 一种酸碱联合制备肥料的方法
CN107344877A (zh) * 2016-05-07 2017-11-14 江苏绿方园生物科技有限公司 一种高温高压下酸处理农业废弃物制备肥料的方法
CN106116736B (zh) * 2016-07-11 2021-12-24 湖南屎壳郎环境科技有限公司 规模化养殖场畜禽粪尿及病死畜禽胎盘治理系统及方法
CN106734089A (zh) * 2016-12-23 2017-05-31 惠州市鑫隆环保科技有限公司 一种食品加工废弃物综合处理方法
CN106819572A (zh) * 2017-02-17 2017-06-13 广西丰兄农业开发有限公司 一种富硒鸡饲料及其制备方法
CN107520231A (zh) * 2017-08-19 2017-12-29 江苏康瑞佳环保科技发展有限公司 一种餐厨垃圾的处理方法
CN108080394A (zh) * 2017-12-13 2018-05-29 四川蜀恒四季生态环保科技有限公司 一种生活垃圾生物处理方法
CN108687103B (zh) * 2018-04-19 2020-05-08 菲德克(天津)环保科技有限公司 一种餐厨垃圾的预处理方法
CN108794089A (zh) * 2018-07-04 2018-11-13 湖南宜达欧农业科技有限公司 一种餐厨垃圾生产有机肥的方法以及制得的有机肥
CN108970811A (zh) * 2018-08-07 2018-12-11 安徽理工大学 一种地沟油微波热解气体用于煤泥浮选的方法及装置
CN109601753A (zh) * 2019-01-08 2019-04-12 桐乡恒易环保科技有限公司 一种餐厨垃圾制备禽类、水产类饲料添加剂的方法
CN109622198B (zh) * 2019-02-10 2024-01-12 北京工商大学 一种餐厨剩余物自动分离及高效均质乳化处理的设备
CN110116123A (zh) * 2019-04-22 2019-08-13 刘疏桐 餐饮废弃物回收系统
WO2021119950A1 (zh) * 2019-12-16 2021-06-24 上海集熠节能环保技术有限公司 餐厨垃圾制作小分子有机能量肥的生产方法及能量肥成品
CN111515220A (zh) * 2020-04-28 2020-08-11 上海忠朗环保科技有限公司 一种餐厨垃圾的处理方法及系统
CN111632420B (zh) * 2020-06-04 2021-08-03 湖南银城湘味食品有限公司 基于连续不间断方式净化油炸食品废油的装置及工艺
CN111992570B (zh) * 2020-08-24 2022-02-01 台州市一鸣机械股份有限公司 大型厨余垃圾处理器
CN112588775A (zh) * 2020-11-09 2021-04-02 减一污泥处理技术(江苏)有限公司 一种农贸中心果蔬边脚料环保处理方法
CN112715315B (zh) * 2020-12-08 2023-12-12 广西环保产业发展研究院有限公司 一种有机蔬菜育苗和栽培基质及其制备方法
CN114276175A (zh) * 2020-12-23 2022-04-05 海南博奥农业发展投资有限公司 生物有机废弃物复合肥的制备、应用及其工艺系统
CN113351617B (zh) * 2021-04-26 2022-07-08 生态环境部华南环境科学研究所 一种用于有机固体废物的多级资源化利用装置
CN113493358A (zh) * 2021-07-27 2021-10-12 中国环境科学研究院 一种仿生的餐厨垃圾和工业废酸消化堆肥方法
CN113953308A (zh) * 2021-09-30 2022-01-21 中广核研究院有限公司 有机固体废物处理装置

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1431313A (zh) * 2003-01-24 2003-07-23 重庆易纬环保技术有限公司 利用城市生活垃圾无害资源化生产乙醇的工艺
CN1483681A (zh) * 2002-09-19 2004-03-24 大连兰大生物环境技术有限公司 模块化污水生物处理装置及工艺
CN1562785A (zh) * 2004-03-25 2005-01-12 复旦大学 一种化学反应、混凝沉淀处理工业废水的方法
CN1903799A (zh) * 2006-08-11 2007-01-31 高鸿禄 餐厨垃圾综合处理技术
CN2880295Y (zh) * 2005-11-22 2007-03-21 吴桐 餐饮垃圾综合处理系统
CN1935947A (zh) * 2006-10-23 2007-03-28 西北农林科技大学 一种超声波与微波联用制备生物柴油的方法
CN1948498A (zh) * 2006-10-24 2007-04-18 北京科技大学 一种餐厨垃圾发酵生产燃料乙醇的方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1483681A (zh) * 2002-09-19 2004-03-24 大连兰大生物环境技术有限公司 模块化污水生物处理装置及工艺
CN1431313A (zh) * 2003-01-24 2003-07-23 重庆易纬环保技术有限公司 利用城市生活垃圾无害资源化生产乙醇的工艺
CN1562785A (zh) * 2004-03-25 2005-01-12 复旦大学 一种化学反应、混凝沉淀处理工业废水的方法
CN2880295Y (zh) * 2005-11-22 2007-03-21 吴桐 餐饮垃圾综合处理系统
CN1903799A (zh) * 2006-08-11 2007-01-31 高鸿禄 餐厨垃圾综合处理技术
CN1935947A (zh) * 2006-10-23 2007-03-28 西北农林科技大学 一种超声波与微波联用制备生物柴油的方法
CN1948498A (zh) * 2006-10-24 2007-04-18 北京科技大学 一种餐厨垃圾发酵生产燃料乙醇的方法

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
刘娜等.木质纤维素转化为燃料乙醇的研究进展.现代化工25 3.2005,25(3),第20页左栏第3段.
刘娜等.木质纤维素转化为燃料乙醇的研究进展.现代化工25 3.2005,25(3),第20页左栏第3段. *
梁政等.厨余垃圾处理技术及综合利用研究.中国资源综合利用 8.2004,(8),第36页第2节至第37页第3节.
梁政等.厨余垃圾处理技术及综合利用研究.中国资源综合利用 8.2004,(8),第36页第2节至第37页第3节. *

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