CN103143552B - 厨余垃圾资源化无害化综合处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了厨余垃圾资源化无害化综合处理方法，该处理方法包括有接料装置、一次粉碎机、分拣机、压榨机、酸化罐、渣液池和发酵罐，处理方法包括接料破袋步骤、一次粉碎步骤、分拣处理步骤、水解酸化步骤、压榨出浆步骤、厌氧发酵步骤；采用机械化前处理、后厌氧发酵技术，即可实现厨余垃圾的规模化处理目的，高效做到厨余垃圾的能源回收；多道除杂工艺可最大化地避免各类杂物对运行设备易造成的故障，确保整个处理流程顺畅、安全和长使用寿命；通过系列流程，将最初的厨余垃圾处理成具有高价值的沼气物质、改良土物质，实现垃圾资源化利用，其整体工艺流程简捷合理，处理效果明显，达到了厨余垃圾资源化、无害化的处理效果。
Description
技术领域
本发明涉及厨余垃圾处理的技术领域，特别涉及一种厨余垃圾资源化无害化综合处理方法。
背景技术
厨余垃圾，是指家庭生活饮食中所需用的生料及成品的残留物、饭店宾馆及市场的肉品及菜市场的果蔬类垃圾，如剩菜、剩饭、菜叶、果皮、蛋壳、茶渣、骨、贝壳等。厨余垃圾作为生活垃圾的一部分，其减量化和资源化作为世界性难题已经愈来愈受到重视，上升为必须面对和解决的问题之一。
国外厨余垃圾以就地减量化处理为基本立足点，处理装置大致分为机械研磨型和生化处理型。机械研磨开原理是通过高速运转的刀片将装在内胆中的各种食物垃圾切碎后再将搅拌物冲入下水道。在美国，90%以上家庭使用家庭食物垃圾处理机。生化处理型根据出料时间和出料量分为“消灭型”和“堆肥型”。消灭型侧重垃圾减量，其原理是将催化剂掺进垃圾中，搅拌使分解垃圾的细菌活性化，经过数小时的搅拌后垃圾被分解成水和二氧化碳。日本有公司推出的餐厨垃圾处理机，采用微生物来分解垃圾，使垃圾转化为水和二氧化碳，其产品更适合于城市家庭。堆肥型处理机则兼顾了厨余垃圾的减量化和资源化，是一种添加了高效菌种并控制堆肥条件的动态快速有机垃圾堆肥器。堆肥法的不足之处是需将垃圾进行推翻操作，堆肥时间应在2周以上才能反应较为彻底。
从收集角度看，实施厨余垃圾处理的关键在于垃圾产生的初始就分类放置，这是厨余垃圾真正得以处理的重要前提。比如美国厨房垃圾必须分门别类放置；塑料制品、铁皮罐饮料等黄色垃圾桶；皮纸扔入蓝色垃圾桶；残羹剩饭等有机物倒入绿色桶，剩下的倒入黑色普通垃圾桶。
目前，国内厨余垃圾作为生活垃圾的一部分，主要以填埋、焚烧处理为主。由于厨余垃圾含水率高(80%-90%)，因此填埋会造成不易压实、渗沥液处理量增大等问题；焚烧则会消耗大量能源。
厨余垃圾的主要特性是大部分是生料物质，含油脂低，相对餐厨垃圾杂物含量更高，有机物含量具有不确定性，流沥水含量少，其中还包含一些餐用器皿、玻璃瓶碎片、砂石等生活垃圾物品；相比填埋和焚烧处理，厌氧发酵处理厨余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；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。
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，提供一种设备高效、工艺合理、效果明显、垃圾资源化无害化、沼渣产生量少、规模化处理及设备使用寿命长的厨余垃圾资源化无害化综合处理方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：厨余垃圾资源化无害化综合处理方法，该处理方法包括有接料装置、一次粉碎机、分拣机、压榨机、酸化罐、渣液池和发酵罐，其处理方法包括以下步骤：
接料破袋步骤：接料装置包括有一体设计的翻转式预制料斗和破袋主机仓；外部的厨余垃圾倾倒于所述的预制料斗内，启动翻转式预制料斗将厨余垃圾倾入破袋主机仓内，破袋主机仓内置的破袋装置将厨余垃圾进行破袋碎化，并得到散化垃圾物质；
一次粉碎步骤：接料装置出料口下部配设有输送机，通过输送机将散化垃圾物质输送至一次粉碎机的入口，启动一次粉碎机将散化垃圾物质粉碎成较细垃圾物质；
分拣处理步骤：较细垃圾物质输送至分拣机的入口，分拣机出口分置为有机物质出口和杂物质出口；启动分拣机将较细垃圾物质处理成较粗有机物质和分拣杂物质，并分别从有机物质出口和杂物质排出；
水解酸化步骤：将较粗有机物质输送至酸化罐内，由酸化罐将其水解酸化处理成原发酵料物质，且该原发酵料物质预存放于渣液池内；
压榨出浆步骤：分拣杂物质输送至压榨机入口，启动压榨机将分拣杂物质处理成压榨原发酵料物质和压榨残物质；压榨原发酵料物质预存于渣液池内，并与原发酵料物质混合；
厌氧发酵步骤：将渣液池内的原发酵料物质输送至发酵罐内，通过发酵罐将原发酵料物质处理成沼气物质、残留沼液物质和残留沼渣物质。
采取的措施还包括：
上述的分拣处理步骤与水解酸化步骤之间配置有细化粉碎步骤，该细化粉碎步骤中配置有二次粉碎机，该二次粉碎机入口与分拣机有机物质出口配对；启动二次粉碎机将较粗有机物质粉碎成细化有机物质，且该细化有机物质输送至分拣机的入口。
上述的二次粉碎机的粉碎粒径范围为8至15mm；上述的一次粉碎机的粉碎粒径范围为50至80mm。
上述的厌氧发酵步骤中，发酵罐与渣液池之间配设有调节罐，渣液池内原发酵料物质先进入调节罐内，并由调节罐对原发酵料物质进行发酵温度、pH值、碳氮比及COD指标符合性处理，处理后的原发酵料物质再进入发酵罐内。
上述的调节罐对原发酵料物质的发酵温度处理范围为32℃至38℃、碳氮比处理范围为16：1至2：1；、pH值处理范围为3.5至4.0、COD处理范围为80kgCOD/m3至120kgCOD/m3。
上述的接料破袋步骤中，上述的接料装置破袋主机仓中破袋装置设有至少二组平行设置的转动式刀片旋转轴，每一刀片旋转轴的一端配设有驱动马达。
上述的一次粉碎步骤中，上述的输送机中间部位上方配设有除铁装置，通过该除铁装置筛选出散化垃圾物质中所内含的磁性物质。
上述的分拣处理步骤中，上述的分拣机杂物质出口配设有轻物质分离器，并将分拣杂物质分离成轻物质和重物质，且重物质输送至压榨机的入口。
上述的水解酸化步骤中，渣液池与酸化罐之间配设有砂水分离器，水解酸化后的原发酵料物质先存入该砂水分离器中；通过该砂水分离器将原发酵料物质分离成液态原发酵料物质和湿态渣物质；液态原酵料物质进入渣液池内，而湿态渣物质输送至压榨机入口。
上述的水解酸化步骤中，上述的酸化罐中酸化温度控制范围为30℃至38℃；酸化罐内物质的酸化时间设定范围为1天至2天。
与现有技术相比，本发明包括有接料装置、一次粉碎机、分拣机、压榨机、酸化罐、渣液池和发酵罐，处理方法包括接料破袋步骤、一次粉碎步骤、分拣处理步骤、水解酸化步骤、压榨出浆步骤、厌氧发酵步骤。本发明的优点在于：采用高压压榨方式，设备运行高效，能快速地将各杂物质内含湿物质压制出来，以达到湿物质充分回收的目的，提高有机物质的最大化回收利用，即达到了厨余垃圾终端减量化处理的效果；厌氧发酵系本处理方法的终端，通过系列流程工艺，将最初的厨余垃圾处理成具有高价值的沼气物质、改良土物质，实现资源化的综合利用，其整体工艺流程简捷合理，处理效果明显，即达到厨余垃圾资源化、无害化的处理效果；二级粉碎处理，分层分选，工艺合理，利于进行较大块物质、有用物质的预先分离，厨余垃圾资源化效果提高；二级粉碎处理可以逐层减轻后续设备的运行压力，即提高各级设备的使用寿命；除铁装置自动分离铁磁类金属，以做回收利用，并降低后续设备的运行风险，提高操作安全；建设性地配置砂水分离器，将非溶解态有机物逐步转变为溶解态有机物，减少进入发酵罐的杂物，在提高了厌氧发酵产沼气率的同时，大大减少沼渣的产生量；本处理方法采用机械化前处理、后厌氧发酵技术，即可实现厨余垃圾的规模化处理目的，高效做到厨余垃圾的能源回收；多道除杂工艺可最大化地避免各类杂物对运行设备易造成的故障，确保整个处理流程顺畅、安全和长使用寿命。
附图说明
图1是本发明实施例的流程原理示意图。
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，本发明实施例，厨余垃圾资源化无害化综合处理方法，该处理方法包括有接料装置、一次粉碎机、分拣机、压榨机、酸化罐、渣液池和发酵罐，处理方法包括以下步骤：
接料破袋步骤：接料装置包括有一体设计的翻转式预制料斗和破袋主机仓；外部的厨余垃圾倾倒于预制料斗内，启动翻转式预制料斗将厨余垃圾倾入破袋主机仓内，破袋主机仓内置的破袋装置将厨余垃圾进行破袋碎化，并得到散化垃圾物质。
一次粉碎步骤：接料装置出料口下部配设有输送机，通过输送机将散化垃圾物质输送至一次粉碎机的入口，启动一次粉碎机将散化垃圾物质粉碎成较细垃圾物质；所选用的输送机为链板输送机，破袋后的散化垃圾物质经过链板输送机时，可以辅助人工分选，即分选出大块杂物和塑料袋。
分拣处理步骤：较细垃圾物质输送至分拣机的入口，分拣机出口分置为有机物质出口和杂物质出口；启动分拣机将较细垃圾物质处理成较粗有机物质和分拣杂物质，并分别从有机物质出口和杂物质排出；
水解酸化步骤：将较粗有机物质输送至酸化罐内，由酸化罐将其水解酸化处理成原发酵料物质，且该原发酵料物质预存放于渣液池内；
压榨出浆步骤：将分拣杂物质输送至压榨机入口，启动压榨机将分拣杂物质处理成压榨原发酵料物质和压榨残物质；压榨原发酵料物质预存于渣液池内，并与原发酵料物质混合；采用高压压榨方式，设备运行高效，能快速地将各杂物质内含湿物质压制出来，以达到湿物质充分回收的目的，提高有机物质的最大化回收利用，即达到了厨余垃圾终端减量化处理的效果。
厌氧发酵步骤：将渣液池内的原发酵料物质输送至发酵罐内，通过发酵罐将原发酵料物质处理成沼气物质、残留沼液物质和残留沼渣物质；残留沼渣物质可以进行后续的干燥处理，干燥物即可作为腐殖质改良土用途；残留沼液物质自行或运至水处理厂进行净化处理，以实现达标排放；产生沼气物质即为可燃能源。
厌氧发酵系本处理方法的终端，通过系列流程工艺，将最初的厨余垃圾处理成具有高价值的沼气物质、改良土物质，实现资源化的综合利用，其整体工艺流程简捷合理，处理效果明显，即达到厨余垃圾资源化、无害化处理的效果。
分拣处理步骤与水解酸化步骤之间配置有细化粉碎步骤，该细化粉碎步骤中配置有二次粉碎机，该二次粉碎机入口与分拣机有机物质出口配对；启动二次粉碎机将较粗有机物质粉碎成细化有机物质，且该细化有机物质输送至分拣机的入口。二次粉碎机的粉碎粒径范围为8至15mm；一次粉碎机的粉碎粒径范围为50至80mm。二级粉碎处理，分层分选，工艺合理，利于进行较大块物质、有用物质的预先分离，厨余垃圾资源化效果提高；二级粉碎处理可以逐层减轻后续设备的运行压力，即提高各级设备的使用寿命。
厌氧发酵步骤中，发酵罐与渣液池之间配设有调节罐，渣液池内原发酵料物质先进入调节罐内，并由调节罐对原发酵料物质进行发酵温度、pH值、碳氮比及COD指标符合性处理，处理后的原发酵料物质再进入发酵罐内。
调节罐对原发酵料物质的发酵温度处理范围为32℃至38℃、碳氮比处理范围为16：1至2：1；、pH值处理范围为3.5至4.0、COD处理范围为80kgCOD/m3至120kgCOD/m3。
接料破袋步骤中，接料装置破袋主机仓中破袋装置设有至少二组平行设置的转动式刀片旋转轴，每一刀片旋转轴的一端配设有驱动马达。
一次粉碎步骤中，输送机中间部位上方配设有除铁装置，通过该除铁装置筛选出散化垃圾物质中所内含的磁性物质。除铁装置自动分离铁磁类金属，以做回收利用，并降低后续设备的运行风险，提高操作安全。
分拣处理步骤中，分拣机杂物质出口配设有轻物质分离器，并将分拣杂物质分离成轻物质和重物质，且重物质输送至压榨机的入口。轻物质分离器能够有效分离杂物料中的塑料、纸张等轻物质，以做回收利用，一般地轻物质分离器的转速为500rpm至1000rpm。
水解酸化步骤中，渣液池与酸化罐之间配设有砂水分离器，水解酸化后的原发酵料物质先存入该砂水分离器中；通过该砂水分离器将原发酵料物质分离成液态原发酵料物质和湿态渣物质；液态原酵料物质进入渣液池内，而湿态渣物质输送至压榨机入口。建设性地配置砂水分离器，将非溶解态有机物逐步转变为溶解态有机物，减少进入发酵罐的杂物，在提高了厌氧发酵产沼气率的同时，大大减少沼渣的产生量。
水解酸化步骤中，所述的酸化罐中酸化温度控制范围为30℃至38℃；酸化罐内物质的酸化时间设定范围为1天至2天。
本发明实施例的优点在于：采用高压压榨方式，设备运行高效，能快速地将各杂物质内含湿物质压制出来，以达到湿物质充分回收的目的，提高有机物质的最大化回收利用，即达到了厨余垃圾终端减量化处理的效果；厌氧发酵系本处理方法的终端，通过系列流程工艺，将最初的厨余垃圾处理成具有高价值的沼气物质、改良土物质，实现资源化的综合利用，其整体工艺流程简捷合理，处理效果明显，即达到厨余垃圾资源化、无害化的处理效果；二级粉碎处理，分层分选，工艺合理，利于进行较大块物质、有用物质的预先分离，厨余垃圾资源化效果提高；二级粉碎处理可以逐层减轻后续设备的运行压力，即提高各级设备的使用寿命；除铁装置自动分离铁磁类金属，以做回收利用，并降低后续设备的运行风险，提高操作安全；建设性地配置砂水分离器，将非溶解态有机物逐步转变为溶解态有机物，减少进入发酵罐的杂物，在提高了厌氧发酵产沼气率的同时，大大减少沼渣的产生量；本处理方法采用机械化前处理、后厌氧发酵技术，即可实现厨余垃圾的规模化处理目的，高效做到厨余垃圾的能源回收；多道除杂工艺可最大化地避免各类杂物对运行设备易造成的故障，确保整个处理流程顺畅、安全和长使用寿命。
本发明的最佳实施例已被阐明，由本领域普通技术人员做出的各种变化或改型都不会脱离本发明的范围。
Claims (10)
1.厨余垃圾资源化无害化综合处理方法，该处理方法包括有接料装置、一次粉碎机、分拣机、压榨机、酸化罐、渣液池和发酵罐，其特征是：所述的处理方法包括以下步骤：
接料破袋步骤：所述的接料装置包括有一体设计的翻转式预制料斗和破袋主机仓；外部的厨余垃圾倾倒于所述的预制料斗内，启动翻转式预制料斗将厨余垃圾倾入破袋主机仓内，破袋主机仓内置的破袋装置将厨余垃圾进行破袋碎化，并得到散化垃圾物质；
一次粉碎步骤：所述的接料装置出料口下部配设有输送机，通过输送机将散化垃圾物质输送至一次粉碎机的入口，启动一次粉碎机将散化垃圾物质粉碎成较细垃圾物质；
分拣处理步骤：所述的较细垃圾物质输送至分拣机的入口，所述的分拣机出口分置为有机物质出口和杂物质出口；启动分拣机将较细垃圾物质处理成较粗有机物质和分拣杂物质，并分别从有机物质出口和杂物质出口排出；
水解酸化步骤：将所述的较粗有机物质输送至酸化罐内，由酸化罐将其水解酸化处理成原发酵料物质，且该原发酵料物质预存放于所述的渣液池内；
压榨出浆步骤：将所述的分拣杂物质输送至压榨机入口，启动压榨机将分拣杂物质处理成压榨原发酵料物质和压榨残物质；所述的压榨原发酵料物质预存于渣液池内，并与原发酵料物质混合；
厌氧发酵步骤：将渣液池内的原发酵料物质输送至发酵罐内，通过发酵罐将原发酵料物质处理成沼气物质、残留沼液物质和残留沼渣物质。
2.根据权利要求1所述的厨余垃圾资源化无害化综合处理方法，其特征是：所述的分拣处理步骤与水解酸化步骤之间配置有细化粉碎步骤，该细化粉碎步骤中配置有二次粉碎机，该二次粉碎机入口与所述的分拣机有机物质出口配对；启动二次粉碎机将较粗有机物质粉碎成细化有机物质，且该细化有机物质输送至分拣机的入口。
3.根据权利要求2所述的厨余垃圾资源化无害化综合处理方法，其特征是：所述的二次粉碎机的粉碎粒径范围为8至15mm；所述的一次粉碎机的粉碎粒径范围为50至80mm。
4.根据权利要求2所述的厨余垃圾资源化无害化综合处理方法，其特征是：所述的厌氧发酵步骤中，发酵罐与渣液池之间配设有调节罐，所述的渣液池内原发酵料物质先进入调节罐内，并由调节罐对原发酵料物质进行发酵温度、pH值、碳氮比及COD指标符合性处理，处理后的原发酵料物质再进入发酵罐内。
5.根据权利要求4所述的厨余垃圾资源化无害化综合处理方法，其特征是：所述的调节罐对原发酵料物质的发酵温度处理范围为32℃至38℃、碳氮比处理范围为16：1至2：1；、pH值处理范围为3.5至4.0、COD处理范围为80kgCOD/m3至120kgCOD/m3。
6.根据权利要求2所述的厨余垃圾资源化无害化综合处理方法，其特征是：所述的接料破袋步骤中，所述的接料装置破袋主机仓中破袋装置设有至少二组平行设置的转动式刀片旋转轴，每一刀片旋转轴的一端配设有驱动马达。
7.根据权利要求2所述的厨余垃圾资源化无害化综合处理方法，其特征是：所述的一次粉碎步骤中，所述的输送机中间部位上方配设有除铁装置，通过该除铁装置筛选出散化垃圾物质中所内含的磁性物质。
8.根据权利要求2所述的厨余垃圾资源化无害化综合处理方法，其特征是：所述的分拣处理步骤中，所述的分拣机杂物质出口配设有轻物质分离器，并将分拣杂物质分离成轻物质和重物质，且重物质输送至压榨机的入口。
9.根据权利要求2所述的厨余垃圾资源化无害化综合处理方法，其特征是：所述的水解酸化步骤中，渣液池与酸化罐之间配设有砂水分离器，水解酸化后的原发酵料物质先存入该砂水分离器中；通过该砂水分离器将原发酵料物质分离成液态原发酵料物质和湿态渣物质；所述的液态原发酵料物质进入渣液池内，而湿态渣物质输送至压榨机入口。
10.根据权利要求9所述的厨余垃圾资源化无害化综合处理方法，其特征是：所述的水解酸化步骤中，所述的酸化罐中酸化温度控制范围为30℃至38℃；酸化罐内物质的酸化时间设定范围为1天至2天。
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