CN103878162A - 沼气发酵预处理系统及沼气发酵预处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种在进行沼气发酵时，可以高效地分选出有机性废弃物中所含有的各种异物的沼气发酵预处理系统及沼气发酵预处理方法。该沼气发酵预处理方法包括：从有机性废弃物原料中除去大型异物的第一分选工序（1）；向通过第一分选工序（1）除去了大型异物之后的有机性废弃物注水并使其浆化，同时进行搅拌，由此将浆液中的重量物沉淀分离并除去的第二分选工序（2）；将通过第二分选工序（2）除去了重量物之后的浆液过滤，由此将浆液中的微小的轻量物过滤分离而除去的第三分选工序（3）；以及将通过第三分选工序（3）除去了微小的轻量物之后的浆液中的微小的重量物分离而除去的第四分选工序（4）。

Description

沼气发酵预处理系统及沼气发酵预处理方法

技术领域

本发明涉及沼气发酵预处理系统及沼气发酵预处理方法，详细而言，涉及可以高效地分选出有机性废弃物中的异物的沼气发酵预处理系统及沼气发酵预处理方法。

背景技术

目前，将厨余垃圾等有机性废弃物制成浆状并进行溶解处理后，在沼气发酵罐中进行沼气发酵，由此进行生物气体的回收（专利文献1、2）。

有机性废弃物中多混杂有固态物质，因此，在进行沼气发酵时，首先通过破碎机对有机性废弃物中的固态物质进行破碎处理。

有机性废弃物中的固态物质中多混杂各种异物，该异物不仅混杂有例如骨、贝壳、蛋壳、未烹调物等这样的食品残渣，而且还混杂有金属片、陶器片、塑料片、塑料容器、箱、罐、沙子、杂志类等重量物和轻量物。目前，将含有这些作为固态物质的异物的有机性废弃物全部进行破碎处理。

专利文献1：日本特开2002－273397号公报

专利文献2：日本特开2008－246462号公报

发明内容

在以有机性废弃物作为原料的沼气发酵中，由于包含在有机性废弃物中的各种异物，而在沼气发酵罐中产生浮渣或堵塞配管，由此对稳定的运行带来障碍。

因此，本发明的课题在于，提供沼气发酵预处理系统及沼气发酵预处理方法，其在进行沼气发酵时，可以高效地分选出有机性废弃物中含有的各种异物。

本发明其它课题通过以下的记载进行说明。

上述课题通过如下各发明解决。

本发明第一方面提供一种沼气发酵预处理系统，其为在供应至沼气发酵之前从有机性废弃物原料中除去异物的沼气发酵预处理系统，其特征在于，具有：

从有机性废弃物中除去大型异物的第一分选装置；

向通过所述第一分选装置除去了大型异物之后的有机性废弃物注水并使其浆化，同时进行搅拌，由此将浆液中的重量物沉淀分离并除去的第二分选装置；

将通过所述第二分选装置除去了重量物之后的浆液过滤，由此将浆液中的微小的轻量物过滤分离并除去的第三分选装置；以及

将通过所述第三分选装置除去了微小的轻量物之后的浆液中的微小的重量物分离并除去的第四分选装置。

本发明第二方面在本发明第一方面所述的沼气发酵预处理系统的基础上，其特征在于，所述第一分选装置筛分有机性废弃物中的大型异物。

本发明第三方面在本发明第一方面所述的沼气发酵预处理系统的基础上，其特征在于，所述第二分选装置具有旋转叶片，通过该旋转叶片的旋转将浆液中的有机物进行破碎和搅拌。

本发明第四方面在本发明第一方面所述的沼气发酵预处理系统的基础上，其特征在于，所述第三分选装置为转筒筛（ドラムスクリ一ン）。

本发明第五方面在本发明第一方面所述的沼气发酵预处理系统的基础上，其特征在于，所述第四分选装置将浆液中的微小的重量物进行重力分离或离心分离。

本发明第六方面提供一种沼气发酵预处理方法，其为在供应至沼气发酵之前从有机性废弃物原料中除去异物的沼气发酵预处理方法，其特征在于，具有：

从有机性废弃物中除去大型异物的第一分选工序；

向通过所述第一分选工序除去了大型异物之后的有机性废弃物注水并使其浆化，同时进行搅拌，由此将浆液中的重量物沉淀分离并除去的第二分选工序；

将通过所述第二分选工序除去了重量物之后的浆液过滤，由此将浆液中的微小的轻量物过滤分离并除去的第三分选工序；以及

将通过所述第三分选工序除去了微小的轻量物之后的浆液中的微小的重量物分离并除去的第四分选工序。

本发明第七方面在本发明第六方面所述的沼气发酵预处理方法的基础上，其特征在于，所述第一分选工序筛分有机性废弃物中的大型异物。

本发明第八方面在本发明第六方面所述的沼气发酵预处理方法的基础上，其特征在于，在所述第二分选工序中，具有旋转叶片，并且通过该旋转叶片的旋转将浆液中的有机物进行破碎和搅拌。

本发明第九方面在本发明第六方面所述的沼气发酵预处理方法的基础上，其特征在于，所述第三分选工序通过转筒筛将浆液中的微小的轻量物过滤分离并除去。

本发明第十方面在本发明第六方面所述的沼气发酵预处理方法的基础上，其特征在于，所述第四分选工序将浆液中的微小的重量物进行重力分离或离心分离。

发明效果

通过本发明，可提供沼气发酵预处理系统及沼气发酵预处理方法，其在进行沼气发酵时，可以高效地分选出有机性废弃物中含有的各种异物。

附图说明

图1是说明本发明的沼气发酵预处理方法的工艺的方框图；

图2是表示可适宜在第一分选工序中使用的第一分选装置的一个例子的示意图；

图3是表示可适宜在第二分选工序中使用的第二分选装置的一个例子的示意图；

图4是表示可适宜在第三分选工序中使用的第三分选装置的一个例子的示意图；以及

图5是表示可适宜在第四分选工序中使用的第四分选装置的一个例子的示意图。

符号说明

1：第一分选工序

10：第一分选装置

11：筛

100：异物

2：第二分选工序

20：第二分选装置

21：槽主体

22：电动机（モ一タ一）

23：叶片

24：取出口

25：排出口

200：重量物

3：第三分选工序

30：第三分选装置

31：滤网

31a：投入端

31b：排出端

32：电动机

300：微小的轻量物

4：第四分选工序

40：第四分选装置

41：槽主体

42：分离槽

43：取出口

400：微小的重量物

S、S1、S2：浆液

具体实施方式

下面，参照附图说明用于实施本发明的方式。

图1是说明本发明的沼气发酵预处理方法的工艺的方框图。

如该图所示，本发明的沼气发酵预处理方法，接收混杂有各种异物的有机性废弃物原料，分别在第一分选工序1、第二分选工序2、第三分选工序3及第四分选工序4的各工序中除去异物。经第四分选工序4除去了异物后的有机性废弃物（浆液）被移至沼气发酵工艺（溶解罐、沼气发酵罐等），供沼气发酵。

下面，说明上述各工序。

在第一分选工序1中，接收有机性废弃物原料，从该有机性废弃物原料中除去大型异物。在此除去的大型异物可以举出例如塑料瓶、箱、罐、塑料容器、泡沫聚苯乙烯、食品用包装、食品托盘、塑料袋、杂志等。这种大型异物的分选除去可以使用例如将有机性废弃物原料过筛来筛分出大型异物的分选装置。

图2是表示可以适合在第一分选工序1中使用的第一分选装置的一个例子的示意图。

第一分选装置10通过筛分有机性废弃物原料而除去大型异物100。

在将有机性废弃物原料向筛11上供给时，能通过筛11的网眼的有机性废弃物原料（被分选物）向装置下方落下而被回收，不能通过筛11的网眼的大型异物（分选物）100则留在筛11上而被筛分出。

残留于筛11上的大型异物100从筛11上排出。通过筛11的网眼而被回收的被分选物通过未图示的输送机等被送到用于实施接下来的第二分选工序2的第二分选装置。

在第二分选工序2中，接收将大型异物由第一分选工序1筛分出而除去之后的有机性废弃物（被分选物），并且从该有机性废弃物中除去作为重量物的异物。在此除去的重量物可以举出例如钉子、螺栓、螺母、小刀、汤匙、叉子等金属片，盘子等陶器片以及石头等。这种重量物的分选除去可以使用例如向从第一分选工序1送出的有机性废弃物（被分选物）注水使其浆化并将混于该浆液中的重量物沉淀分离的装置。

图3是表示可以适合在第二分选工序2使用的第二分选装置的一个例子的示意图。

第二分选装置20具有接收并存积有机性废弃物的槽主体21，并且向该槽主体21内投入从第一分选工序1送来的作为被分选物的有机性废弃物，同时进行注水，由此生成浆液S并存积。

在该第二分选装置20中，以浸渍于浆液S中的方式配置有通过电动机22的驱动而旋转的叶片23。通过利用该叶片23的旋转搅拌浆液S，可以进行有机性废弃物的破碎和搅拌，从而实现有机性废弃物与水的混合以及对重量物200的沉淀分离的促进。

沉淀分离出重量物200后的浆液A从设置在槽主体21的侧部的取出口24被取出到槽外，在下部沉淀堆积的重量物200从设置在槽主体21的底部的排出口25被排出到槽外。取出的浆液A经由未图示的配管等被送到用于实施接下来的第三分选工序3的第三分选装置。

在该第二分选装置20中，通过进行注水而将有机性废弃物浆化，因此，通过在该阶段适宜调节注水量，能够以将所生成的浆液S的浓度变成适合之后的沼气发酵工序的浓度的方式进行水分调节。

在第三分选工序3中，接收从第二分选工序2送来的除去了重量物后的浆液A，并从该浆液A分离除去作为微小的轻量物的异物。在此除去的微小的轻量物可以举出例如塑料片、泡沫聚苯乙烯片等。这种轻量物的分选除去使用通过过滤从第二分选工序2送出的浆液A来进行分离的装置。

图4是表示可适宜在第三分选工序3使用的第三分选装置的一个例子的示意图。

在第三分选装置30中，投入从第二分选工序2送来的除去了重量物后的浆液A，对该浆液A进行过滤。

该第三分选装置30由转筒筛构成，具有圆筒状的滤网31。滤网31从一端侧的投入端31a朝向另一端侧的排出端31b向下倾斜状地配置，通过电动机32的驱动进行旋转，由此，利用滤网31的网眼过滤从投入端31a投入的浆液A，将浆液A中的轻量物300进行分离。

通过了滤网31的网眼的浆液B被取出到装置外。利用滤网31过滤而残存于滤网31内的轻量物300伴随滤网31的旋转而被移送到排出端31b，向装置外排出。取出的浆液B经由未图示的配管等被送至用于实施接下来的第四分选工序4的第四分选装置。

在第四分选工序4中，接收从第三分选工序3送来的除去了微小的轻量物后的浆液B，从该浆液B中分离除去作为更加微小的重量物的异物。在此除去的微小的重量物可以举出例如蛋壳、鱼骨、贝壳、蟹壳、沙子等。这种微小的重量物的分选除去可以使用将从第三分选工序3送出的浆液B进行重力分离的装置。

图5是表示可适合在第四分选工序4中使用的第四分选装置的一个例子的示意图。

在第四分选装置40中，投入从第三分选工序3送来的除去了微小的轻量物后的浆液B，通过重力来分离该浆液B中的微小的重量物400。

该第四分选装置40在槽主体41的内部具有比该槽主体41小的分离槽42。从第三分选装置30送来的浆液B被投入该分离槽42。图中的S1是通过投入该分离槽42而存积的浆液。

存积于分离槽42内的浆液S1通过静置来沉淀分离该浆液S1中包含的微小的重量物400。

分离槽42的上端缘形成为比槽主体41的上端缘低。因此，通过投入新的浆液B而从分离槽42溢出的浆液S1的溢流液越过分离槽42的上端缘而存积于分离槽42外的槽主体41内。图中的S2是存积于该分离槽42外的槽主体41内的浆液。

存积于槽主体41的浆液S2从设置在槽主体41下方侧部的取出口43被取出到装置外。

从该取出口43取出的浆液C经由未图示的配管等被送入用于实施沼气发酵工序的装置（溶解罐、沼气发酵罐等）。该浆液C经过以上的第一分选工序1～第四分选工序4分离除去不适合沼气发酵的大型异物100、重量物200、微小的轻量物300及微小的重量物400之类的各种异物，因此，成为适合沼气发酵的发酵原料，可以在沼气发酵工序中以适合的条件进行沼气发酵。

作为第四分选装置，除此之外还可以通过使用例如使用了旋风分离器的离心式分选装置将微小的重量物离心分离而进行除去。

Claims (10)

1.一种沼气发酵预处理系统，其为在有机性废弃物原料供应至沼气发酵之前从有机性废弃物原料中除去异物的沼气发酵预处理系统，其特征在于，具有：

第一分选装置，其从有机性废弃物原料中除去大型异物；

第二分选装置，其向通过所述第一分选装置除去了大型异物之后的有机性废弃物注水并使其浆化，同时进行搅拌，由此将浆液中的重量物沉淀分离并除去；

第三分选装置，其将通过所述第二分选装置除去了重量物之后的浆液过滤，由此将浆液中的微小的轻量物过滤分离除去；以及

第四分选装置，其将通过所述第三分选装置除去了微小的轻量物之后的浆液中的微小的重量物分离而除去。

2.如权利要求1所述的沼气发酵预处理系统，其特征在于，

所述第一分选装置筛分有机性废弃物中的大型异物。

3.如权利要求1所述的沼气发酵预处理系统，其特征在于，

所述第二分选装置具有旋转叶片，通过该旋转叶片的旋转将浆液中的有机物进行破碎和搅拌。

4.如权利要求1所述的沼气发酵预处理系统，其特征在于，

所述第三分选装置为转筒筛。

5.如权利要求1所述的沼气发酵预处理系统，其特征在于，

所述第四分选装置将浆液中的微小的重量物进行重力分离或离心分离。

6.一种沼气发酵预处理方法，其为在有机性废弃物原料供应至沼气发酵之前从有机性废弃物原料中除去异物的沼气发酵预处理方法，其特征在于，具有：

从有机性废弃物原料中除去大型异物的第一分选工序；

向通过所述第一分选工序除去了大型异物之后的有机性废弃物注水并使其浆化，同时进行搅拌，由此将浆液中的重量物沉淀分离并除去的第二分选工序；

将通过所述第二分选工序除去了重量物之后的浆液过滤，由此将浆液中的微小的轻量物过滤分离而除去的第三分选工序；以及

将通过所述第三分选工序除去了微小的轻量物之后的浆液中的微小的重量物分离而除去的第四分选工序。

7.如权利要求6所述的沼气发酵预处理方法，其特征在于，

所述第一分选工序筛分有机性废弃物中的大型异物。

8.如权利要求6所述的沼气发酵预处理方法，其特征在于，

在所述第二分选工序中，具有旋转叶片，并且通过该旋转叶片的旋转将浆液中的有机物进行破碎和搅拌。

9.如权利要求6所述的沼气发酵预处理方法，其特征在于，

所述第三分选工序通过转筒筛将浆液中的微小的轻量物过滤分离并除去。

10.如权利要求6所述的沼气发酵预处理方法，其特征在于，

所述第四分选工序将浆液中的微小的重量物进行重力分离或离心分离。

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