CN101921809A - 一种餐厨垃圾的处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及到一种餐厨垃圾的处理方法，其特征在于包括①分拣除杂、②粉碎颗粒直径≤8mm的混合物、③离心分离得到轻相和重相、④将得到的轻相离心分离成油脂和高浓度溶液、⑤水化打浆及酸化：将所述重相和高浓度溶液水磨制成浓浆并对浓浆进行水解酸化得到基料、⑥升流式厌氧污泥床内进行厌氧发酵得到沼气。与现有技术相比，本发明主要经分拣、高效除杂、粉碎来提高物料中有机物的含量，大幅降低沼渣产量；经离心分离、油水分离工艺，除去不易酸化的油脂，有利于厌氧发酵的进行；经水化打浆、水解酸化工艺，将非溶解态有机物逐步转变为溶解态有机物，提高了厌氧发酵产气率，污泥负荷率高，沼渣产生量很小。
Description
技术领域
本发明涉及到一种餐厨垃圾的处理方法。
背景技术
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。
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，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
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状提供一种厌氧发酵产气率高、污泥负荷率高且沼渣产生量小的餐厨垃圾的处理方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：该餐厨垃圾的处理方法，其特征在于包括下述步骤：
①分拣除杂：将收集来的餐厨垃圾进行分拣，去除金属、塑料、玻璃瓶等杂物，得到可生化的餐厨垃圾；
②粉碎：将可生化的餐厨垃圾进行粉碎，得到颗粒直径≤8mm的混合物；较好的，所述粉碎方法可以采用流体切割法。更好的，该流体处理法通过液压马达或齿轮马达驱动流体切割机，马达转速为60-400rpm，处理流量为10-100m3/h。
③离心分离：将混合物送入离心机分离成轻相即油水混合物和重相即固液混合物，然后将得到的轻相经离心分离成油脂和高浓度溶液。较好的，控制该步骤中所得到轻相即油水混合物的含水率≤3％、重相即高浓度溶液和固液混合物的含油率≤0.2％；离心机的转速可以为2500-4000rpm。这可以降低油脂的分子量从而达到提高厌氧发酵速率的目的。
④水化打浆及酸化：将步骤③中得到的固液混合物和高浓度溶液水磨制成浓浆，并且所述浓浆中固体颗粒的直径≤0.1mm；然后对所述浓浆进行水解酸化，得到基料；本步骤的主要目的是将溶解态大分子和非溶解态有机物逐步水解为溶解态小分子有机物，最终产生短链挥发酸，为后续的甲烷化产沼气提供优质的基料。较好的，水解酸化时间可以为6-36小时。所述的水解酸化采用常规的工艺即可。
⑤厌氧发酵：将所述基料送入升流式厌氧污泥床(UASB)反应器进行厌氧发酵，使基料与UASB反应器中的污泥进行充分接触，使污泥中的微生物分解基料中的有机物，得到沼气(主要成分为甲烷和二氧化碳)。此过程中，所产生的沼气以微小气泡形式不断放出，微小气泡在上升过程中，不断合并，逐渐形成较大的气泡，对罐内料液进行气体搅拌。处理出水从溢流口上部溢出，然后排出反应器。较好的，维持UASB反应器内的溶解氧(DO)≤0.2mg/L，发酵温度为32-39℃；碳氮比为16-25∶1；该条件更有利于甲烷菌的生长；降解、稳定有机物，产生含甲烷较多的消化气。
上述方案中，步骤⑤中厌氧发酵基料的条件是：pH3.5-4.0、80-120kgCOD/m3。
与现有技术相比，本发明主要经分拣、高效除杂、粉碎来提高物料中有机物的含量，大幅降低沼渣产量；经离心分离、油水分离工艺，除去不易酸化的油脂，有利于厌氧发酵的进行；经水化打浆、水解酸化工艺，将非溶解态有机物逐步转变为溶解态有机物，提高了厌氧发酵产气率，污泥负荷率高，沼渣产生量很小。
附图说明
图1为本发明实施例中的工艺流程图；
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
如图1所示，该餐厨垃圾的处理方法包括下述处理步骤：
①分拣除杂：将收集来的餐厨废弃物即餐厨垃圾进行分拣，去除金属、塑料、玻璃瓶等杂物，得到可生化的餐厨垃圾；分拣出的杂物有用的可回收利用，没用的进行卫生填埋。根据收集到的餐厨垃圾的具体情况，如果有必要可进行二次分拣。
②粉碎：本实施例采用流体切割法对分拣后得到的可生化的餐厨垃圾进行粉碎，该流体处理法通过液压马达或齿轮马达驱动流体切割机，转速60-400rpm，处理流量10-100m3/h。得到颗粒直径≤8mm的混合物，以有利于管道输送。
③分离：将混合物送入离心分离机，离心机的转速为3200rpm，进行轻相即油水混合物和重相即固液混合物的分离。
④然后将得到的轻相离心分离成油脂和高浓度溶液。较好的，该步骤中所得到油脂的含水率≤3％、固液混合物和高浓度溶液的含油率≤0.2％。其中油脂可送去油脂精炼及深加工工序。含油率与水力停留时间的关系如表1所示，从表1中可以看出，含油率越高，所需的水力停留时间越长，即厌氧发酵所需的时间越长，COD去除率也会有所降低。因此该步骤可提高厌氧发酵的效率。
⑤水化打浆及酸化：将步骤③中得到的固液混合物和高浓度溶液水磨制成浓浆，并且所述浓浆中固体颗粒的直径≤0.1mm；然后对所述浓浆进行水解酸化，得到基料。
如表2所示为不同浓度餐厨垃圾浓浆经不同酸化时间产生的VFA(挥发性有机酸)浓度，从表中可以看出，6h后挥发酸产生明显，36h后变化较小，因此，酸化时间为6-36h时效果较好。
表3为挥发酸浓度和水力停留时间HRT的关系。从表中可以看出，COD Cr去除率约为90％时，挥发酸浓度越大，水力停留时间越短，既厌氧发酵效率越高。
⑥厌氧发酵：将所述基料送入升流式厌氧污泥床进行厌氧发酵，使基料与升流式厌氧污泥床污泥层中的污泥进行充分接触，使污泥中的微生物分解基料中的有机物，得到主要成分为甲烷和二氧化碳的沼气。
较好的，可以维持UASB反应器内的溶解氧(DO)≤0.2mg/L，发酵温度为32-39℃；碳氮比为16-25∶1；基料pH3.5-4.0、80-120kgCOD/m3。
厌氧发酵过程中可利用自身产生的沼气和进水进行搅拌，沼气以微小气泡形式不断放出，微小气泡在上升过程中不断合并，逐渐形成较大的气泡，对罐内料液进行气体搅拌。处理出水从溢流口上部溢出，然后排出厌氧罐。该过程保持严格的厌氧条件和pH值，以利于甲烷菌的生长；降解、稳定有机物，产生含甲烷较多的消化气。
厌氧发酵过程中产生的沼气经脱水脱硫后储存于储气柜中，再经脱硫、过滤净化等处理后在发电机组里燃烧发电，供自用、邻近企业使用或并入大电网；所产生的沼液经水处理达标后排放；所产生的沼渣经压滤后可制成有机肥。
本实施例中未涉及到的部分与现有技术相同。
表1含油率和HRT(水力停留时间)与CODCr去除率的关系
表2不同浓度餐厨垃圾浓浆经不同酸化时间产生的VFA(挥发性有机酸)浓度
| VFA含量(mmol/L) | 0h | 6h | 12h | 24h | 36h | 48h | 60h |
| COD60000mg/L | 21.3 | 42.1 | 61.2 | 84.3 | 91.5 | 98.5 | 101.5 |
| COD80000mg/L | 29.6 | 51.9 | 74.6 | 98.2 | 115.2 | 121.5 | 129.4 |
| COD100000mg/L | 37.5 | 61.2 | 86.7 | 123.8 | 148.5 | 154.7 | 161.2 |
| COD120000mg/L | 43.5 | 79.8 | 115.6 | 157.9 | 179.2 | 186.7 | 190.7 |
表3挥发酸浓度和HRT(水力停留时间)的关系(CODCr去除率约为90％)
Claims (8)
1.一种餐厨垃圾的处理方法，其特征在于包括下述步骤：
①分拣除杂：将收集来的餐厨垃圾进行分拣，去除金属、塑料、玻璃瓶等杂物，得到可生化的餐厨垃圾；
②粉碎：将可生化的餐厨垃圾进行粉碎，得到颗粒直径≤8mm的混合物；
③离心分离：将混合物送入离心机，进行轻相、重相的分离；
④油水分离：将得到的轻相离心分离成油脂和高浓度溶液；
⑤水化打浆及酸化：将步骤③中得到的重相和步骤④中得到的高浓度溶液水磨制成浓浆，并且所述浓浆中固体颗粒的直径≤0.1mm；然后对所述浓浆进行水解酸化，得到基料；
⑥厌氧发酵：将所述基料送入升流式厌氧污泥床进行厌氧发酵，使基料与升流式厌氧污泥床污泥层中的污泥进行充分接触，使污泥中的微生物分解基料中的有机物，得到甲烷和二氧化碳。
2.根据权利要求1所述的餐厨垃圾的处理方法，其特征在于步骤③中离心机的转速为2500-4000rpm。
3.根据权利要求1所述的餐厨垃圾的处理方法，其特征在于步骤⑥中升流式厌氧污泥床内的溶解氧维持在≤0.2mg/L，发酵温度为32-39℃；碳氮比为16-25∶1。
4.根据权利要求1或3所述的餐厨垃圾的处理方法，其特征在于步骤⑥中所述基料的pH3.5-4.0、80-120kgCOD/m3。
5.根据权利要求1所述的餐厨垃圾的处理方法，其特征在于步骤②中的粉碎方法为流体切割法。
6.根据权利要求5所述的餐厨垃圾的处理方法，其特征在于所述的流体处理法是通过液压马达或齿轮马达驱动流体切割机，所述马达的转速为60-400rpm，处理流量为10-100m3/h。
7.根据权利要求1所述的餐厨垃圾的处理方法，其特征在于步骤③中所得到轻相的含水率≤3％(wt)，重相的含油率≤0.2％(wt)。
8.根据权利要求1所述的餐厨垃圾的处理方法，其特征在于步骤⑤中酸化处理的时间为6-36小时。
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