CN102950137B - 一种餐厨垃圾的协同处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种餐厨垃圾协同处理方法，主要包括预处理、调节制浆、厌氧发酵、沼气利用和沼渣处理步骤；本发明的餐厨垃圾协同处理方法充分利用了垃圾焚烧发电厂中的有利条件；利用垃圾焚烧发电厂中的废热蒸汽作为高温发酵的热源，降低了能耗和处理成本；将预处理步骤产生的杂物和沼渣处理步骤得到的沼渣送入垃圾焚烧发电厂进行焚烧处理，使废物得到有效利用，同时也降低了投资成本；另外，通过提纯净化将沼气制成CNG车用燃料，提供给垃圾焚烧发电厂的收运车辆使用，不仅提高了沼气资源化利用效率、减少了流通环节，还节约了化石能源的使用；本发明的餐厨垃圾协同处理方法更加节能环保，不仅资源化利用效率高而且能源消耗小；且处理成本低。

Description

一种餐厨垃圾的协同处理方法

技术领域

本发明涉及一种餐厨垃圾的处理方法，特别是涉及一种餐厨垃圾在垃圾焚烧发电厂中的协同处理方法。

背景技术

餐厨垃圾成分复杂，极易腐烂变质，而且含有多种致病菌、重金属成分以及有机化合物，若未经处理排放或流入不法商贩手中，将造成极大危害。目前，餐厨垃圾处理方案有填埋、焚烧、堆肥、饲料化和厌氧发酵等。由于厌氧发酵技术能够有效利用餐厨垃圾中的易降解的有机物，使其转化为生物质能加以利用，实现餐厨垃圾的“减量化、无害化、资源化”，因此，厌氧发酵逐渐成为餐厨垃圾处理的主流技术。

现代化厌氧发酵技术一般采用中温或高温发酵，沼渣一般直接外运填埋或单独建立处置设施，产生的沼气一般用来发电。例如专利号为200810017436的发明专利申请中公开了一种餐厨垃圾资源化处理的方法，该方法包括油脂分离、初步分选、机械破碎、水力碎浆、调配浆料、厌氧发酵、控氧堆肥等工序，使得餐厨垃圾完全降解，最终经厌氧消化分解出沼气，沼气经脱硫处理后作为能源利用；沼渣经过控氧堆肥生产出优质有机肥；分离出的油脂可作为再生工业原料油回收利用；虽然这种餐厨垃圾资源化处理的方法或者其类似的方式解决了垃圾再生利用的问题，也并不污染环境；但还存在一些缺陷；由于所需电、热能大、发酵不彻底，导致垃圾利用率不高且耗能较大；并且存在沼气资源化利用效率不高，沼渣处理方式复杂、不够环保或处理成本较高等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种餐厨垃圾在垃圾焚烧发电厂中的协同处理方法；使餐厨垃圾的处理更加节能环保，热能消耗小、并使沼渣处理简单且处理成本较低、沼气资源化利用效率高。

本发明的上述目的是通过以下技术方案实现的：

一种餐厨垃圾的协同处理方法，包括以下步骤：

步骤S1、预处理：将餐厨垃圾卸入接收斗中，并通过接收斗底部的输送装置将餐厨垃圾输送至筛选装置，分离出大块杂物；然后将所述大块杂物送至垃圾焚烧发电厂用于焚烧发电，将筛选后的餐厨垃圾输送至固液分离机，得到固体垃圾和液相混合物；

步骤S2、调节制浆：将所述固体垃圾放入调节池内，制成浆液；

步骤S3、厌氧发酵：将所述调节池中的浆液调节流量后送入厌氧发酵罐，采用垃圾焚烧发电厂中的废热蒸汽对所述厌氧发酵罐内的浆液进行加热，发酵温度设定为55±2℃，水力停留时间22-26天，并采用顶入式机械搅拌机对浆液进行搅拌；

步骤S4、沼气利用：将所述厌氧发酵产生的沼气送入净化提纯系统，然后将经过净化的沼气加压制成CNG车用燃料，并将所述CNG车用燃料应用于垃圾焚烧发电厂的收运车；

步骤S5、沼渣处理：将经过所述厌氧发酵后的浆液经过离心脱水和改性压榨工序后得到含水率在50％以下的沼渣；并将所述沼渣提供给垃圾焚烧发电厂，用于焚烧。

本发明的上述技术方案还可以通过以下技术方案进一步完善：

所述步骤S2进一步包括以下步骤：

S2-a、沉淀除杂：将步骤S1中的所述固体垃圾经机械破碎后送入沉淀池，分离出轻质杂物和砂石；将轻质杂物与所述大块杂物一起送至垃圾焚烧发电厂，所述的砂石收集后外运填埋处置；

S2-b、制浆：将经过沉淀除杂后剩余的所述固体垃圾放入调节池内进行理化性质调节，并在水力搅拌的作用下制成浆液；

S2-c、调节浆液：在所述的调节池中，通过加入碱液和水，使所述的浆液pH调节至6.8-7.5、含固率调节至9％-11％左右。

在所述步骤S1之后，还包括步骤S1-2、油水分离：

对所述步骤S1中的液相混合物进行油水分离，得到粗油脂和剩余液体；将所述的粗油脂收集后直接出售；将所述的剩余液体回流至所述步骤S2中的所述的调节池中，作为补水。

在所述步骤S5之后进一步包括步骤S6、污水处理：

将所述步骤S5中脱出的废水送入污水处理系统，经过预沉调节、A/O工艺净化和膜处理工序；然后将净化后的废水作为稀释水送入所述步骤S2中的调节池。

在所述步骤S6之后还包括步骤S7、臭气处理：

将所述步骤S1、步骤S5和步骤S6中产生的臭气进行负压引风收集，并送入生物滤池处理达标后排放。

所述步骤S4中的净化提纯系统分别包括预处理、脱硫、脱水和脱碳工序；

所述预处理工序是过滤去除所述沼气中含有的液滴、尘埃颗粒和微生物；

所述脱硫工序是将所述沼气通入含有脱硫剂的脱硫罐中，去除硫化氢；

所述脱水工序是采用冷凝脱水装置去除所述沼气中的水分；

所述脱碳工序是将所述沼气通入含有PSA材料的装置中，去除沼气中的二氧化碳。

所述步骤S4中的CNG车用燃料是通过天然气压缩机将所述净化提纯后的沼气压缩而制成。

所述步骤S5中的所述离心脱水和改性压榨工序是：将经过所述厌氧发酵后的浆液经过离心脱水机离心脱水后，得到含水率为80％的脱水污泥；将所述脱水污泥与污泥改性剂混合后送入板框压滤机内压榨。

本发明的有益效果是：本发明的餐厨垃圾的协同处理方法，充分利用了垃圾焚烧发电厂中的有利条件，实现了对餐厨垃圾的最大化利用和最小化排放；利用垃圾焚烧发电厂中的废热蒸汽作为高温发酵的热源，降低了成本，实现了资源的再生利用；将处理过程中产生的杂物和沼渣送入垃圾焚烧发电厂进行焚烧处理，减少了废物排放，同时也降低了投资成本；另外，将沼气制成CNG车用燃料，提供给垃圾焚烧发电厂的收运车辆使用，不仅提高了沼气资源化利用效率，还节约了化石能源的使用(化石能源是指由生物体经过千百万年形成的能源，主要是煤、石油和天然气)。

附图说明

图1为本发明的餐厨垃圾的协同处理方法的工艺流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明的餐厨垃圾协同处理方法进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，本发明的餐厨垃圾的协同处理方法包括以下步骤：

步骤S1、预处理：将餐厨垃圾卸入接收斗中，并通过接收斗底部的输送装置将餐厨垃圾输送至筛选装置，分离出大块杂物；然后将所述大块杂物送至垃圾焚烧发电厂用于焚烧发电；将筛选后的餐厨垃圾输送入固液分离机，得到固体垃圾和液相混合物；

进一步地，本实施例的所述步骤S1之后，还包括步骤S1-2、油水分离：

对所述步骤S1中的所述液相混合物进行油水分离，得到粗油脂和剩余液体；将所述的粗油脂收集后直接出售；将所述的剩余液体回流至所述步骤S2中的调节池中，用于补充制浆时所用的水，达到节约用水的目的。

步骤S2、调节制浆：将所述步骤S1中的固体垃圾放入调节池内，制成浆液；

优选的，本实施例的所述步骤S2进一步包括以下步骤：

S2-a、沉淀除杂：将步骤S1中的所述固体垃圾经机械破碎后送入沉淀池，采用重力分离的方式将浮在表面的轻质杂物和沉在底部的砂石分离；然后将轻质杂物与所述大块杂物一起送至垃圾焚烧发电厂，所述砂石收集后外运填埋处置；

S2-b、制浆：将经过沉淀除杂后剩余的所述固体垃圾放入调节池内进行理化性质调节，并在水力搅拌的作用下制成浆液；其中，调节池为圆柱形罐体；

S2-c、调节浆液：在所述的调节池中，通过加入碱液和水，将所述的浆液pH调节至6.8-7.5，将含固率调节至9％-11％左右；使所述浆液的有机负荷率(有机负荷是指单位体积的池子在单位时间内所能去除的有机物量。)处于最佳状态，利于搅拌均匀。

步骤S3、厌氧发酵：将所述调节池中的浆液调节流量后送入厌氧发酵罐，采用垃圾焚烧发电厂中的废热蒸汽对所述厌氧发酵罐内的浆液进行加热，发酵温度设定为55±2℃，水力停留时间为22-26天；并采用顶入式机械搅拌机对浆液进行搅拌；所述浆液发酵后产生沼气；

进一步地，由于所述厌氧发酵步骤为持续运行的环节，因此步骤S2中的调节池也起到了缓冲的作用，即把浆液置留在调节池内暂存，然后用泵以一定的流量连续地将步骤S2中所制成的浆液送入厌氧发酵罐内。

步骤S4、沼气利用：将所述厌氧发酵步骤产生的沼气送入净化提纯系统，经过提纯后，加压制成CNG车用燃料(CNG：Compres sed Natural Gas，即压缩天然气，主要成分为甲烷气体。)；然后将所述CNG车用燃料提供给垃圾焚烧发电厂的收运车辆使用；

优选的，本实施例中的所述步骤S4中的净化提纯系统分别包括预处理、脱硫、脱水、脱碳工序；其中，预处理工序是过滤去除所述沼气中含有的液滴、尘埃颗粒和各类微生物(细菌、孢子等)；脱硫工序是将沼气通入含有脱硫剂的脱硫罐中，本实施例中采用氧化铁做为脱硫剂，使沼气中的硫化氢与氧化铁反应，进而去除硫化氢；脱水工序是采用冷凝脱水装置将沼气中的水分去除；脱碳工序是将沼气通入含有PSA(PSA：Pressure Swing Adsorption，即变压吸附。)材料的装置中，使沼气中的二氧化碳被吸附去除；

进一步地，本实施例的沼气利用步骤中的所述CNG车用燃料是通过天然气压缩机将所述净化提纯后的沼气压缩而制成。

步骤S5、沼渣处理：将经过所述厌氧发酵后的浆液进行离心脱水和改性压榨工序后，得到含水率在50％以下的沼渣；将所述沼渣送入垃圾焚烧发电厂，进行焚烧处理；

优选的，本实施例的离心脱水和改性压榨工序是将经过所述厌氧发酵后的浆液送入离心脱水机内进行离心脱水，得到含水率为80％的脱水污泥，然后将脱水污泥与污泥改性剂(使污泥改变物理性能，以便更易脱水的化学药剂)混合后送入板框压滤机进行压榨脱水，进而得到含水率为50％左右的沼渣；本实施例中的污泥改性剂包括聚合氯化铝或石灰。

优选的，在所述步骤S5之后进一步包括步骤S6、污水处理：

将所述步骤S5中经离心机脱出的废水送入污水处理系统，经过预沉调节、A/O工艺净化(A/O是Anoxic/Oxic的缩写，即厌氧/好氧；A/O工艺是使有机污染物得到降解，并进行脱氮除磷的工艺；)和膜处理工序，使处理后的废水达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)中的三级标准，然后将部分所述处理后的废水送入所述步骤S2中的调节池中，用于补充制浆时所用的水，达到节约用水的目的；

进一步地，由于所述步骤S5中脱出的废水中含有高浓度的有机物和氮，因此，设置预沉调节工序是为了去除颗粒沉淀物，并使流入后续步骤的废水保持均质均量(浓度和流量均匀)；同时，为了更好实现脱氮效果，采用了A/O硝化反硝化工艺；为更进一步确保水质，还增加了膜处理工序，进一步去除水中的残余有机污染物和悬浮物，其中，所述膜处理工序中的过滤膜采用浸没式超滤膜。

优选的，在所述步骤S6之后还包括步骤S7、臭气处理：

将所述步骤S1、步骤S5和步骤S6中产生的臭气进行负压引风收集并送入生物滤池处理达标后排放，避免餐厨垃圾处理过程中产生的气体污染环境；

进一步地，在进行所述步骤S1、步骤S5和步骤S6时，在车间的上空设置引风罩，并连接引风管道，通过设于室外的引风机将车间内的臭气抽出；所述生物滤池为长方体，其内部填充有适合微生物生长的多孔材料(多孔材料：含一定数量孔洞的固体。)，用以过滤所述臭气，使所述臭气排出时符合环保标准要求；本实施例的多孔材料为活性炭或树皮或堆肥。

本实施例的餐厨垃圾协同处理方法，充分利用了垃圾焚烧发电厂中的有利条件；在厌氧发酵步骤中利用垃圾焚烧发电厂中的废热蒸汽作为高温发酵的热源，降低了能耗和处理成本，实现了资源的再生利用；将预处理步骤产生的杂物和沼渣处理步骤得到的干化沼渣送入垃圾焚烧发电厂进行焚烧处理，使废物得到有效利用，同时也降低了投资成本；另外，沼气利用步骤中通过提纯净化将沼气制成CNG车用燃料，提供给垃圾焚烧发电厂的收运车辆使用，不仅提高了沼气资源化利用效率、减少了流通环节，还节约了化石能源的使用；使餐厨垃圾处理过程中产生的水回流至调节制浆工序，大大减少了水消耗；同时臭气处理环节，也有效地避免了垃圾处理对大气环境的污染。

最后应当说明的是，很显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型。

Claims (8)

1.一种餐厨垃圾的协同处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1、预处理：将餐厨垃圾卸入接收斗中，并通过接收斗底部的输送装置将餐厨垃圾输送至筛选装置，分离出大块杂物；然后将所述大块杂物送至垃圾焚烧发电厂用于焚烧发电，将筛选后的餐厨垃圾输送至固液分离机，得到固体垃圾和液相混合物；

步骤S2、调节制浆：将所述固体垃圾放入调节池内，制成浆液，通过加入碱液和水，使所述的浆液pH调节至6.8-7.5、含固率调节至9％-11％；

步骤S3、厌氧发酵：将所述调节池中的浆液调节流量后送入厌氧发酵罐，采用垃圾焚烧发电厂中的废热蒸汽对所述厌氧发酵罐内的浆液进行加热,发酵温度设定为55±2℃，水力停留时间22-26天，并采用顶入式机械搅拌机对浆液进行搅拌；

步骤S4、沼气利用：将所述厌氧发酵产生的沼气送入净化提纯系统，然后将经过净化的沼气加压制成CNG车用燃料，并将所述CNG车用燃料应用于垃圾焚烧发电厂的收运车；

步骤S5、沼渣处理：将经过所述厌氧发酵后的浆液经过离心脱水和改性压榨工序后得到含水率在50％以下的沼渣；并将所述沼渣提供给垃圾焚烧发电厂，用于焚烧。

2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，

所述步骤S2进一步包括以下步骤：

S2-a、沉淀除杂：将步骤S1中的所述固体垃圾经机械破碎后送入沉淀池，分离出轻质杂物和砂石；将轻质杂物与所述大块杂物一起送至垃圾焚烧发电厂，所述的砂石收集后外运填埋处置；

S2-b、制浆：将经过沉淀除杂后剩余的所述固体垃圾放入调节池内进行理化性质调节，并在水力搅拌的作用下制成浆液；

S2-c、调节浆液：在所述的调节池中，通过加入碱液和水。

3.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，

在所述步骤S1之后，还包括如下步骤：

步骤S1-2、油水分离：

对所述步骤S1中的液相混合物进行油水分离，得到粗油脂和剩余液体；将所述的粗油脂收集后直接出售；将所述的剩余液体回流至所述步骤S2中的所述的调节池中，作为补水。

4.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，

在所述步骤S5之后进一步包括如下步骤：

步骤S6、污水处理：

将所述步骤S5中脱出的废水送入污水处理系统，经过预沉调节、A/O工艺净化和膜处理工序；然后将净化后的废水作为稀释水送入所述步骤S2中的调节池。

5.根据权利要求4所述的处理方法，其特征在于，

在所述步骤S6之后还包括如下步骤：

步骤S7、臭气处理：

将所述步骤S1、步骤S5和步骤S6中产生的臭气进行负压引风收集，并送入生物滤池处理达标后排放。

6.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，

所述步骤S4中的净化提纯系统分别包括预处理、脱硫、脱水和脱碳工序；

所述预处理工序是过滤去除所述沼气中含有的液滴、尘埃颗粒和微生物；

所述脱硫工序是将所述沼气通入含有脱硫剂的脱硫罐中，去除硫化氢；

所述脱水工序是采用冷凝脱水装置去除所述沼气中的水分；

所述脱碳工序是将所述沼气通入含有PSA材料的装置中，去除沼气中的二氧化碳。

7.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，

所述步骤S4中的CNG车用燃料是通过天然气压缩机将净化提纯后的沼气压缩而制成。

8.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，

所述步骤S5中的所述离心脱水和改性压榨工序是：将经过所述厌氧发酵后的浆液经过离心脱水机离心脱水后，得到含水率为80％的脱水污泥；将所述脱水污泥与污泥改性剂混合后送入板框压滤机内压榨。