CN104232690B - 餐厨垃圾的处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及了餐厨垃圾的处理方法，主要包括如下步骤：倒料；粗杂质分离；重杂质分离；除油；研磨浆料；厌氧消化；好氧处理；所述粗杂质分离过程中引入自来水和来自好氧处理排出的水，所述重杂质分离和除油过程中引入来自厌氧消化步骤排出的水。由于水的加入，使得餐厨垃圾预处理中的除杂、提油、粉碎过程更完美，工作环境变得干净整洁自动化，工作效能和质量得以大大提高。餐厨垃圾的预处理自动化，除杂彻底，有机质浪费少，油脂提取率高，浆料精细利于厌氧微生物快速降解。

Description

餐厨垃圾的处理方法

技术领域

本发明涉及一种垃圾处理方法，尤其涉及一种餐厨垃圾的处理方法。

背景技术

2011年8月2日，国家发改委、财政部、住建部宣布，将安排循环经济发展专项资金6.3亿元，支持全国33个试点市（区）开展餐厨废弃物资源化利用和无害化处理，为各地探索餐厨垃圾的“出路”提供经验和借鉴。餐厨垃圾是中华饮食文化产生的特有环保课题，中国从此开展了餐厨垃圾处理的研究和试点。

餐厨垃圾的预处理早先大多采用人工分拣，工作环境非常恶劣，工作质量无法保证，大量的杂质将流入后续工段，尤其对厌氧反应器将产生累积的恶劣影响。人工分拣出来的杂质上残留的有机质也高，使得产沼气量大大减少。

近年来，大量的餐厨垃圾处理方法涌现而出，例如申请号为201210452060.8的中国发明专利申请，公开了一种餐厨垃圾的无害化处理方法，包括以下步骤：（1）预处理：餐厨垃圾卸料后，进行固液分离、粗破碎、破碎分选、磁选，并回收混入餐厨垃圾中的金属物质；（2）湿热水解：经过预处理后，采用湿热水解将餐厨垃圾中的病毒、病菌充分灭活，析出餐厨垃圾中的动植物油脂，同时有机物料得以水解；（3）步骤（2）得到的油脂作为工业油脂原料或进一步深加工成脂肪酸甲酯或生物柴油；浆状有机质物料经调浆、配浆后进入厌氧发酵系统；大颗粒有机物料进入好氧生物发酵设备。

申请号为201110243711.8的中国发明专利申请，公开了一种餐厨垃圾处理工艺，通过在所述餐厨垃圾处理工艺中，依次采用分离破碎、高温灭菌、离心分离、油脂酯化、厌氧发酵和好氧处理等工艺。

原始餐厨垃圾中含有近90%的水分，但基于传统CSTR厌氧反应器以水力停留时间为设计依据的情况下，之前的餐厨垃圾处理主流工艺以干式预处理为主，结果造成预处理工作环境差，质量低的恶劣状况。

因此，本领域技术人员致力于开发一种使得餐厨垃圾的预处理自动化操作，除杂彻底，有机质浪费少，油脂提取率高，浆料精细利于厌氧微生物快速降解的餐厨垃圾处理方法。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供了更高效的餐厨垃圾的处理方法。

为实现上述目的，本发明提供了餐厨垃圾的处理方法，主要包括如下步骤：

（i）倒料；

（ii）粗杂质分离；

（iii） 重杂质分离；

（iv）除油；

（v）研磨浆料；

（vi）厌氧消化；

（vii） 好氧处理；

其特征在于：所述步骤（ii）粗杂质分离过程中引入自来水和来自所述步骤（vii）好氧处理排出的水，所述步骤（iii）重杂质分离和所述步骤（iv）除油过程中引入来自所述步骤（vi）厌氧消化步骤排出的水。

进一步地，所述步骤（ii）粗杂质分离过程中引入的自来水和来自所述步骤（vii）好氧处理排出的水经过加压后引入；所述步骤（iv）除油过程中引入的来自所述步骤（vi）厌氧消化步骤排出的水经过加热后引入；所述步骤（ii）粗杂质分离、步骤（iii）重杂质分离和步骤（iv）除油过程中引入的水量与需处理的餐厨垃圾重量相当。

由于水的加入，使得餐厨垃圾预处理中的除杂、提油、粉碎过程更完美，工作环境变得干净整洁自动化，工作效能和质量得以大大提高。通过水的加入，使得餐厨垃圾的预处理自动化，除杂彻底，有机质浪费少，油脂提取率高，浆料精细利于厌氧微生物快速降解。

优选地，所述步骤（v）研磨浆料与步骤（vi）厌氧消化之间设有一缓冲平衡步骤，所述缓冲平衡步骤为一缓冲平衡罐，所述缓冲平衡罐将所述步骤（v）研磨完成的浆料收集后均匀传输至所述步骤（vi）进行厌氧消化处理。

作为本发明优选的实施方式，所述步骤（ii）粗杂质分离采用一粗杂质分拣机，所述粗杂质分拣机身上布满筛孔，所述筛孔直径为50mm，该筛孔直径并非仅局限于50mm，可根据实践中所需处理的餐厨垃圾性质和特点而定，一般而言，50mm以下的细料都是富含有机质的被烹饪加工过的餐厨废弃物，而50mm以上的粗料基本都是不能送入口中的杂质。所述粗杂质分拣机可为弧形不转动、内装拨杆输送物料的筛板，或封闭式可圆周旋转的转鼓筛。

粗杂质分离过程中引入自来水和来自好氧处理排出的水可以清洗掉粗杂质上黏附的细有机质，以获得最少的有机质流失，同时避免筛孔堵塞。这部分水按照与需处理的餐厨垃圾以1:1的比例，并使用另外加装的加压设备加压后以高压喷淋方式引入。自好氧处理后排出的水中含有氧化后的硝基氮，可以与餐厨垃圾中的碳源发生反硝化反应，从而氧化餐厨垃圾中的氨氮，防止氨氮累积最终导致厌氧反应器内氨中毒。反硝化反应产生的气泡可被步骤（iii）重杂质分离过程中的射流破坏。

优选地，所述步骤（iii）重杂质分离采用一旋流沉砂器，所述旋流沉砂器主要包括壳体、旋流进料器、螺旋输送机、重渣出料口和净浆出料口，所述步骤（vi）厌氧消化步骤排出的水以射流方式射入所述旋流进料器，所述螺旋输送机将旋流分离下来的重物质杂质从所述重渣出料口排出，除完重渣的合格浆料通过所述净浆出料口排出进入下一步处理；为进一步加强旋流分离的效果，提高旋流的转速，所述旋流沉砂器还包括一多层旋流搅拌桨和驱动该旋流搅拌桨的搅拌电机。进一步地，所述旋流沉砂器顶部还包括一密封顶盖，用于防止臭味的散布。

优选地，所述步骤（iv）除油过程包括固液分离过程和油水分离过程，所述固液分离过程采用卧式离心机或旋转细格栅。优选采用旋转细格栅，更为节能且加水冲洗也更方便。

优选地，所述步骤（iv）除油过程包括固液分离过程和油水分离过程，所述油水分离过程采用一油脂分离和收集装置，所述油脂分离和收集装置包括罐体、中心进料器、油脂吸附部件、出油堰板、出水开关阀门、出水微调阀门和出水堰板；所述中心进料器设于所述罐体下部并贯通入所述罐体内部；所述油脂吸附部件设于所述罐体内部；所述出油堰板固定于所述罐体上部；所述出水开关阀门设于所述罐体底部；所述出水堰板和所述出水微调阀门设于所述罐体上部，所述出水微调阀门通过控制所述出水堰板的高度来控制出水量；所述固液分离过程后产生的油水混合物从所述中心进料器输入所述罐体内部，所述油脂吸附部件持续吸附所述油水混合物中的小油珠并使其融合成大油珠浮于所述罐体内部液体表面，形成油层；通过控制所述出水堰板的出水量来调节所述罐体内部液位高度，进而可控地将所述罐体内液面上层的油层从所述出油堰板顶出。

进一步地，所述油脂吸附部件为铝制格栅；所述罐体外部还设有驱动所述铝制格栅缓慢旋转的驱动电机；所述罐体的底部呈尖部向下的锥形；所述罐体的顶部设置有密封顶盖；所述油脂分离和收集装置还设有一液位观察装置，所述液位观察装置设于所述罐体上部与所述罐体内液体表面水平相当的位置，所述罐体底部的出水开关阀门通过一连通管与所述液位观察装置相连通，通过对所述液位观察装置内液面高度的观察，控制所述出水微调阀门来调节所述出水堰板的出水量，并最终控制所述出油堰板的出油量。

所述油脂分离和收集装置由于仅利用自然重力分离油层，非常节能；铝制格栅可以吸附捕获更多的小油脂使其累积变大而分离出来；顶油式不触及油水交混层，保证排油的高纯度；同时又不浪费；针对特别低含油的餐厨垃圾废水，设计了调节观察槽便于控制。

优选地，所述步骤（vi）厌氧消化采用一厌氧反应器，包括壳体、设于所述壳体底部或下部的进料口、设于所述厌氧反应器顶部的沼气出气口、设于所述壳体底部或下部的进气口和连通所述沼气出气口和所述沼气进气口的沼气输送管道；所述厌氧反应器内部固定设有垂直布置且上下贯通的气提搅拌管，所述气提搅拌管下口处设有压缩沼气进气口，所述压缩沼气进气口与所述沼气进气口相连通，所述沼气输送管道上设有沼气加压装置，沼气自所述沼气出气口输出后经所述沼气加压装置加压，加压后的沼气经所述沼气进气口通入所述压缩沼气进气口。

进一步地，所述加压装置包括沼气气囊和沼气压缩机；所述厌氧反应器内顶部还设有固液分离装置，所述固液分离装置设于所述气提搅拌管上口的上方；所述壳体上部设有出水口，所述出水口与所述固液分离装置相连接；所述固液分离装置由设于所述厌氧反应器内的支架支撑。

所述厌氧反应器利用自身产生的沼气通过加压后重新输入反应器内的气提搅拌管中产生气提，依靠气提将底部浆料（包括重物质）提升到反应器顶部，冲破结盖，再回落循环，形成搅拌。具体地说，气提式搅拌方式有别于曝气搅拌，气提搅拌是将压缩沼气打入气提管内，降低了管内泥水气混合流质的密度，管内外的密度差就驱动管外的介质进入管内同时沿气提管输送到顶部后，随压缩沼气的释放而释放回落，从而形成上下回流的搅拌形式。同时，在气提搅拌下，污泥絮体容易保持在高浓度不解絮，易于在顶部分离器中分离，为厌氧反应器获得高污泥浓度。顶部的固液分离装置可以把未消化的固性物和油脂从出水中分离出来并立即溢流回反应器继续消化，从而获得比在CSTR内停留更长的降解时间，因此，浆料整体的降解率更高。

本发明通过在粗杂质分离过程中引入自来水和来自好氧处理排出的水及在重杂质分离和除油过程中引入来自厌氧消化排出的水，实现了以下技术效果：

（1）在粗杂质分离过程中，水的加入更有效洗净黏附的有机质细料；

（2）在重杂质分离过程中，水的加入降低了餐厨垃圾的黏度系数，优化旋流沉砂的水力条件；

（3）在除油过程中，水的加入进一步萃取掉固形物上的油脂；

（4）有水的环境下，毫米级的研磨机能发挥更好的功效；

（5）水的加入，降低了进料的浓度，也稀释了毒性物质，使得厌氧消化更加顺畅。

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

附图说明

参照附图，本发明的特征、优点和特性通过下文的具体实施方式的描述得以更好的理解，附图中：

图1：本发明餐厨垃圾的处理方法流程图；

图2：本发明的旋流沉砂器结构图；

图3：本发明的旋流沉砂器A向局部向视图；

图4：本发明的油脂分离和收集系统的结构图；

图5：本发明的厌氧反应器的结构图。

在图中，同一的元件使用同一数字标记，不同的元件使用不同的数据标记，其中：

301 壳体（旋流沉砂器）

302 旋流进料器

303 旋流搅拌桨

304 搅拌电机

305 密封顶盖（旋流沉砂器）

306 螺旋输送机

307 重渣出料口

308 净浆出料口

401 罐体

402 中心进料器

403 铝制格栅

404 驱动电机

405 密封顶盖

406 出水开关阀门

407 出水微调阀门

408 出水堰板

409 出油堰板

410 连通管

601 壳体（厌氧反应器）

602 进料口

603 气提搅拌管

604 压缩沼气进气口

605 密封顶盖（厌氧反应器）

606 固液分离装置

607 出水口

608 沼气气囊

609 沼气压缩机

610 支撑支架

611 沼气出气口

612 集气室

613 沼气输送管道

614 进气口

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

如图1所示，将收集的餐厨垃圾倒入一集料斗，该集料斗的输出口与下一步粗杂质分离所采用设备的输入口相连接，可采用常规的输送带、输送链等装置运送餐厨垃圾至下一步处理步骤。倒料及运送过程中可另外设置破袋装置、磁分选装置及其他常规用于餐厨垃圾初步分拣的装置对餐厨垃圾进行破袋、磁分选等处理，将餐厨垃圾中的金属成分及不可粉碎的大块物质分离并另行处理。

倒料后，经初步处理的餐厨垃圾由输送装置送入下一步粗杂质分离步骤，粗杂质分离采用一粗杂质分拣机，粗杂质分拣机上布满了直径50mm的筛孔，该筛孔直径并非仅局限于50mm，可根据实践中所需处理的餐厨垃圾性质和特点而定，一般而言，50mm以下的细料都是富含有机质的被烹饪加工过的餐厨废弃物，而50mm以上的粗料基本都是不能送入口中的杂质。例如：瓶子、塑料、布等等非有机质或少有机质。该粗杂质分拣机可以为弧形不转动、内装拨杆输送物料的筛板，或封闭式可圆周旋转的转鼓筛，本领域通用的粗杂质分拣机均适用于本发明。粗杂质分离步骤另外设有一加压设备，该加压设备可以为任何本领域通用的加压设备，粗杂质分离过程中引入来自好氧处理排出的水和自来水，具体为，粗杂质分拣机与好氧处理的排水管以管道相连通，同时引入自来水管道，在粗杂质分拣机内引入水的管道尽头设有喷淋设备，将加压设备安装于管道上，使管道内的水经加压后以高压喷淋方式喷洒于粗杂质分拣机内的餐厨垃圾上。高压喷淋水可清洗掉粗杂质上黏附的细有机质，以获得最少的有机质流失，同时避免筛孔堵塞。这部分水之所以从好氧处理排出的水和自来水，而不用厌氧处理排出的水，是因为好氧处理后排出的水中含有氧化后的硝基氮，可以与餐厨垃圾中的碳源发生反硝化反应，从而氧化餐厨垃圾中的氨氮，防止氨氮累积最终导致厌氧反应器内氨中毒。反硝化反应产生的气泡可被步骤（iii）重杂质分离过程中的射流破坏。这部分水合计按照与餐厨垃圾1:1的比例被加入到粗杂质分拣机。粗杂质分离处理后的细料输出至下一步处理步骤，粗料另行处理。

经粗杂质分离处理后的餐厨垃圾细料中还混有比重大的重物质，这些往往会毁坏后续的粉碎设备，而且其有机成分少，应当予以去除。重杂质分离可采用一旋流沉砂器。如图2所示，旋流沉砂器主要包括壳体301、旋流进料器302、螺旋输送机306、重渣出料口307和净浆出料口308，旋流进料器302与粗杂质分拣机的细料输出口相连接。为了降低餐厨垃圾的高粘度系数以使得旋流分离获得必要的水力条件，再引导一份（相对于原始餐厨垃圾倒料）厌氧出水来此稀释，经粗杂质分离处理后的细料和来自厌氧消化步骤排出的水以射流方式从旋流进料器302射入旋流沉砂器，并在旋流沉砂器中进行分离，射流方式可一方面破坏旋流沉砂器内部物料表面的浮油层，另一方面形成快速旋流以利于重物质分离。旋流沉砂器底部为尖部向下的锥形体，螺旋输送机306设于该锥形底部中。分离完成后，螺旋输送机306将旋流分离下来的重物质杂质输送至重渣出料口307并排出另行处理，除完重渣的合格浆料通过净浆出料口308排出进入下一步处理。为进一步加强旋流分离的效果，提高旋流的转速，旋流沉砂器还包括一多层旋流搅拌桨303和驱动该旋流搅拌桨的搅拌电机304。为防止旋流沉砂器内臭味的散布，在旋流沉砂器顶部设有密封顶盖305。

除完重渣的浆料进入下一步除油步骤，除油步骤包括固液分离过程和油水分离过程，首先需要进行固液分离，卧式离心机和旋转细格栅都可以采用，出于节能的考虑，更出于加水冲洗的方便，旋转细格栅为更优的方案。旋转细格栅利用锲形栅条之间的1mm间距的栅缝进行过水,固体物质颗粒平均直径大于栅缝,附着在栅筒表面,依靠栅筒水平旋转带动到刮板处,将固形物与栅筒剥离，实现固液分离。旋转细格栅具有功耗小、可调速、处理量大、机构紧凑、工作效率高和使用寿命长的特点。固液分离过程中再引入一份（相对于原始餐厨垃圾倒料）厌氧出水冲刷和萃取固形物上的油脂，并将油脂转入液相进行油水分离。固液分离过程中另外设置一加热系统，该加热系统可以为本领域通用的设备，例如蒸汽加热、电加热等，用于对引入的厌氧出水进行加热，为更有效地分离原液中的油脂。

油水分离采用一油脂分离和收集装置，参见图3。所述油脂分离和收集装置包括罐体401、中心进料器402、油脂吸附部件、出油堰板409、出水开关阀门406、出水微调阀门407和出水堰板408；中心进料器402设于罐体401下部并贯通入罐体401内部；油脂吸附部件设于罐体401内部；出油堰板409固定于罐体401上部；出水开关阀门406设于罐体401底部；出水堰板408和出水微调阀门407设于罐体401上部。原液从中心进料器402进入罐体401，油脂吸附部件对微小油珠进行吸附后，上面的油层从出油堰板409溢出，下面的废水通过阀门406从罐体401底部排出。包含油水混合物的原液通过中心进料器402送到罐体401的中央释放，油脂吸附部件吸附原液中的小油珠，由于油的密度低于水的密度，所以油层位于水层的上面，数个小油珠积聚形成大油珠从而迸发上浮到油层。在保持原液输入量的情况下，关闭或减少出液，原来恒定的液位将超过出油堰板409，积聚在上面的油层被顶出，废水也从从底部排出。

油脂吸附部件为金属格栅，优选铝制格栅403；罐体401外部还设有驱动所述铝制格栅403缓慢旋转的驱动电机404，驱动电机404与铝制格栅403连接；为了使罐体401底部的废水充分排出，并避免原液发出的恶臭散布，罐体401的底部呈尖部向下的锥形，罐体401的顶部设置有密封顶盖405；为了便于驱动电机404与铝制格栅403之间的连接，密封顶盖405设有一开口，使连接线能够通过。所述油脂分离和收集装置还设有一液位观察装置，所述液位观察装置设于所述罐体401上部与所述罐体401内液体表面水平相当的位置，所述罐体401底部的出水开关阀门406通过一连通管410与所述液位观察装置相连通，通过对所述液位观察装置内液面高度的观察，控制所述出水微调阀门407来调节所述出水堰板408的出水量，并最终控制所述出油堰板409的出油量。优选地，液位观察装置为观察槽，所述罐体401的底部的出水开关阀门406连接连通管410，所述观察槽与所述连通管410连接，使得所述罐体401的液面与所述观察槽的液面在相同水平线上。因连通管410的链接使得观察槽和罐体401的液面是等水平的，这样罐体401或密封顶盖405不用透明材料就可以通过观察槽监视罐体401内液面的高度，从而控制整个分离和收集进程。固液分离后产生的原液通过中心进料器402进入罐体401。

通过旋转细格栅对餐厨垃圾浆料进行固液分离，固液分离后的原液通过中心进料器402进入底部为锥体的罐体301，为吸附更多的微小油珠，罐体401内安置了铝制格栅403，同时它通过搅拌的驱动电机404形成慢速的旋转，一边以移动状态接触更多的小微小油珠，同时破坏厌氧环境产生的沼气泡对残留小固形物的气托上浮。为避免恶臭散布，罐体401的顶部设置有密封顶盖405，为了便于观察油层，在罐体401的旁边设置观察槽，除油后的废水从底部通过U型结构的连通管410输送到观察槽，通过微调阀门调整出水堰板的高度，以控制出水流量，从而憋高了罐体内的液位，上部的油层从而得以从固定液位高度的出油堰板流出收集。这种调节性的收获将非常平缓而可控，直接关闭底部出水关闭阀门的方法是无法控制的。

该油脂分离和收集系统具有如下优点：

一、仅利用自然重力分离油层，非常节能；

二、铝条可以吸附捕获更多的小油脂使其累积变大而分离出来；

三、顶油式不触及油水交混层，保证排油的高纯度；同时又不浪费；

四、针对特别低含油的餐厨垃圾废水，设计了调节观察槽便于控制。

与现有技术相比，该油脂分离和收集系统，由于仅利用自然重力分离油层，非常节能；铝条可以吸附捕获更多的小油脂使其累积变大而分离出来；顶油式不触及油水交混层，保证排油的高纯度；同时又不浪费；针对特别低含油的餐厨垃圾废水，设计了调节观察槽便于控制。

油水分离后，旋转细格栅分离出来的固形物和除油后的废水在打浆池内混合，然后再通过在线的管道研磨机将浆料最终加工到毫米级别的粒径便于厌氧消化。

进入厌氧反应器之前，需要一个缓冲平衡罐，将8小时工作制的预处理所产生的波峰进料量在此缓冲平衡后均匀地输入后续的厌氧和好氧处理。

厌氧消化采用一厌氧反应器，厌氧反应器包括反应器壳体601、设于壳体601底部或下部的进料口602、设于壳体601顶部的沼气出气口611、设于厌氧反应器顶部并用于封闭厌氧反应器的密封顶盖605、设于反应器顶部密封顶盖605下方的集气室612、设于壳体601底部或下部的进气口614和设于壳体601上部的出水口607，连通沼气出气口611和沼气进气口614的沼气输送管道613，所述反应器壳体601为桶形罐体。

厌氧反应器内部固定设有垂直布置且上下贯通的气提搅拌管603，根据厌氧反应器的内部容积，合理计算出所需气提搅拌管603的数量，例如，对于直径为10米的厌氧反应器，布置4根气提搅拌管603呈十字形对角分布于反应器内部，对于直径为15米的厌氧反应器，布置8根气提搅拌管603呈等分环状分布，并在反应器内部中央处补充一根气提搅拌管603做中心的搅拌，总体均匀分布于反应器内部。设置气提搅拌管603的数量和位置以使所述反应器内部搅拌充分为宜。气提搅拌管603可通过在厌氧反应器内搭设支架固定，将气提搅拌管603相互联接固定于支架上，在反应器底部向上设置固定支架。

气提搅拌管603下口处设有压缩沼气进气口604，压缩沼气进气口604与沼气进气口614相连通，设于反应器顶部的沼气出气口611与用于输送沼气的沼气输送管道613密封连接，该沼气输送管道613先后联接沼气气囊608和沼气压缩机609，然后自进气口614穿入反应器内部，在反应器内部分为与所设气提搅拌管603数量一致的支管，最终止于各气提搅拌管603下口的压缩沼气进气口604。止于压缩沼气进气口604的沼气输送管道613口径较管道其他部分小，且具有停机时防止沉降污泥堵塞的结构设计，进一步增强了沼气自压缩沼气进气口604释放时的压力，提升搅拌效果。

所述厌氧反应器内顶部还设有固液分离装置606，固液分离装置606设于气提搅拌管603上口的上方并内置于厌氧反应器内部。公知技术中的固液分离装置均适用于本发明，本领域技术人员不需要进行创造性劳动即可决定采用合适的固液分离装置，例如：对于附着气体的污泥从出水中分离的气浮和带脱气板的加强型斜板沉淀都是很好且非常经济的固液分离手段。以气浮为例，固体和脂肪在沼气气浮（所谓的“白水”）的作用下上浮至液面，这部分污染物将会被送回反应器中继续进行消化；产生的沼气从顶部离开反应器，在沼气气囊608中缓冲和暂存，以备沼气搅拌和气浮用气之用。采用沼气做为气浮气源，可以使反应器始终保持较高的污泥浓度及较长的污泥龄（SRT）。相比较而言，水力停留时间（HRT）则较短，因此反应器的设计紧凑，容积小。固液分离装置606由设于反应器底部向上的支架610支撑，支架610可为防腐碳钢结构。所述的气提搅拌管603可通过在支撑支架610上设置的分支固定。固液分离装置606与出水口607相通，并将分离后的液体自出水口607排出。

从底部进料口602将进料输入到反应器中，气提搅拌管603立即将进料和罐内厌氧污泥菌体均匀混合。由密封顶盖605和集气室612收集的沼气，自沼气出气口611输出，通过沼气输送管道613依靠自然压力输送到沼气气囊608，一部分沼气储存备用，一部分沼气输送至沼气压缩机609，加压后的沼气沿沼气输送管道613继续输送至压缩沼气进气口604，并在压缩沼气进气口604释放。由于压缩沼气的进入，降低了沼气气提搅拌管603内的密度，管内外形成压强差从而产生气提作用。在气提作用下，反应器底部的混合物在气提搅拌管603内提升。当混合物被提升后脱离气提搅拌管603时，混合物转而向下运动，落至反应器底部时，又被气提搅拌管603提升向上运动，如此上下循环，因而产生气提搅拌作用。

必要时，气提搅拌管603的上口可以成角度布置，使得整个反应器内同时形成水平方向的旋流。

该厌氧反应器利用自身产生的沼气通过加压后重新输入反应器内的气提搅拌管中产生气提，依靠气提将底部浆料（包括重物质）提升到反应器顶部，冲破结盖，再回落循环，形成搅拌。具体地说，气提式搅拌方式有别于曝气搅拌，气提搅拌是将压缩沼气打入气提管内，降低了管内泥水气混合流质的密度，管内外的密度差就驱动管外的介质进入管内同时沿气提管输送到顶部后，随压缩沼气的释放而释放回落，从而形成上下回流的搅拌形式。同时，在气提搅拌下，污泥絮体容易保持在高浓度不解絮，易于在顶部分离器中分离，为厌氧反应器获得高污泥浓度。

该厌氧反应器顶部的固液分离装置可以把未消化的固性物和油脂从出水中分离出来并立即溢流回反应器继续消化，从而获得比在CSTR内停留更长的降解时间，因此，浆料整体的降解率更高。

该厌氧反应器的优点为：

（1）上下翻滚的气提搅拌适于浆料的高密度差分布，不会形成分层；

（2）上下垂直布置的气提搅拌管能贴合直立罐体，制罐成本经济；而且由于不用装配中心搅拌，上盖软性膜成为可能，投资低且能储存沼气；

（3）水力停留时间短，产水量高，能鼓励出水；

（4）大块物质和难降解物质可以保留在反应器内继续消化直到完全转变成沼气；

（5）有效的生物质保留累积高污泥浓度，容积负荷高达10kg COD/m³/d。

采用该厌氧反应器具有以下技术效果：

（1）克服沼液密度差异导致的分层问题。

（2）通过内置固液分离装置，减少水力停留时间，而且出水洁净，可以直接好氧处理。也可以循环利用于餐厨垃圾的预处理，改善总体工作效能。

（3）通过内置分离，延长菌种停留时间，而且未消化固形物将继续保留在反应器内直至可降解掉。

（4）没有持续的沼渣排放可累积高密度的污泥浓度，从而获得高容积负荷。改善了搅拌效果，避免浆料密度差情况下的分层。

（5）依靠内置的固液分离获得了水力停留时间的缩短和菌种停留时间的延长，达到容积负荷高、去除效率高的技术效果。

厌氧反应器内采用高强度的沼气气提搅拌，充分保证混合，避免酸化和毒性物质积累。

厌氧的出水需要一个缓冲储水罐在预处理不工作时接纳厌氧反应器的出水，然后再加热后集中回用于预处理。除了循环回用，厌氧反应器多余的出水将排到好氧处理以达到排放标准，而最终排水的一部分将回用于餐厨垃圾与处理工段上。

至此，餐厨垃圾的预处理和厌氧系统有机地结合成了一个循环利用的有机整体。

以上详细描述了本发明的优选的具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的设计构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的设计构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在本发明的范围之内和/或由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (7)

1.餐厨垃圾的处理方法，主要包括如下步骤：

(i)倒料；

(ii)粗杂质分离；

(iii)重杂质分离；

(iv)除油；

(v)研磨浆料；

(vi)厌氧消化；

(vii)好氧处理；

其特征在于：所述步骤(ii)粗杂质分离过程中引入自来水和来自所述步骤(vii)好氧处理排出的水，所述步骤(iii)重杂质分离和所述步骤(iv)除油过程中引入来自所述步骤(vi)厌氧消化步骤排出的水；所述步骤(ii)粗杂质分离、步骤(iii)重杂质分离和步骤(iv)除油过程中引入的水量与需处理的餐厨垃圾重量相当；

所述步骤(vi)厌氧消化采用一厌氧反应器，包括壳体(601)、设于所述壳体(601)底部或下部的进料口(602)、设于所述厌氧反应器顶部的沼气出气口(611)、设于所述壳体(601)底部或下部的进气口(614)和连通所述沼气出气口(611)和所述沼气进气口(614)的沼气输送管道(613)；所述厌氧反应器内部固定设有垂直布置且上下贯通的气提搅拌管(603)，所述气提搅拌管(603)下口处设有压缩沼气进气口(604)，所述压缩沼气进气口(604)与所述沼气进气口(614)相连通，所述沼气输送管道(613)上设有沼气加压装置，沼气自所述沼气出气口(611)输出后经所述沼气加压装置加压，加压后的沼气经所述沼气进气口(614)通入所述压缩沼气进气口(604)；

所述加压装置包括沼气气囊(608)和沼气压缩机(609)；所述厌氧反应器内顶部还设有固液分离装置(606)，所述固液分离装置(606)设于所述气提搅拌管(603)上口的上方；所述壳体(601)上部设有出水口(607)，所述出水口(607)与所述固液分离装置(606)相连接；所述固液分离装置(606)由设于所述厌氧反应器内的支架(610)支撑。

2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于：所述步骤(ii)粗杂质分离过程中引入的自来水和来自所述步骤(vii)好氧处理排出的水经过加压后引入；所述步骤(iv)除油过程中引入的来自所述步骤(vi)厌氧消化步骤排出的水经过加热后引入。

3.根据权利要求1或2所述的处理方法，其特征在于：所述步骤(ii)粗杂质分离采用一粗杂质分拣机，所述粗杂质分拣机身上布满筛孔，所述筛孔直径为50mm；所述粗杂质分拣机为弧形不转动、内装拨杆输送物料的筛板，或封闭式可圆周旋转的转鼓筛。

4.根据权利要求1或2所述的处理方法，其特征在于:所述步骤(iii)重杂质分离采用一旋流沉砂器，所述旋流沉砂器主要包括壳体(301)、旋流进料器(302)、螺旋输送机(306)、重渣出料口(307)和净浆出料口(308)，所述步骤(vi)厌氧消化步骤排出的水以射流方式射入所述旋流进料器(302)，所述螺旋输送机(306)将旋流分离下来的重物质杂质从所述重渣出料口(307)排出，除完重渣的合格浆料通过所述净浆出料口(308)排出进入下一步处理；所述旋流沉砂器还包括一多层旋流搅拌桨(303)和驱动该旋流搅拌桨的搅拌电机(304)。

5.根据权利要求1或2所述的处理方法，其特征在于:所述步骤(iv)除油过程包括固液分离过程和油水分离过程，所述固液分离过程采用卧式离心机或旋转细格栅。

6.根据权利要求1或2所述的处理方法，其特征在于:所述步骤(iv)除油过程包括固液分离过程和油水分离过程，所述油水分离过程采用一油脂分离和收集装置，所述油脂分离和收集装置包括罐体(401)、中心进料器(402)、油脂吸附部件、出油堰板(409)、出水开关阀门(406)、出水微调阀门(407)和出水堰板(408)；所述中心进料器(402)设于所述罐体(401)下部并贯通入所述罐体(401)内部；所述油脂吸附部件设于所述罐体(401)内部；所述出油堰板(409)固定于所述罐体(401)上部；所述出水开关阀门(406)设于所述罐体(401)底部；所述出水堰板(408)和所述出水微调阀门(407)设于所述罐体(401)上部，所述出水微调阀门(407)通过控制所述出水堰板(408)的高度来控制出水量；所述固液分离过程后产生的油水混合物从所述中心进料器(402)输入所述罐体(401)内部，所述油脂吸附部件持续吸附所述油水混合物中的小油珠并使其融合成大油珠浮于所述罐体(401)内部液体表面，形成油层；通过控制所述出水堰板(408)的出水量来调节所述罐体(401)内部液位高度，进而可控地将所述罐体(401)内液面上层的油层从所述出油堰板(409)顶出。

7.根据权利要求6所述的处理方法，其特征在于:所述油脂吸附部件为铝制格栅(403)；所述罐体(401)外部还设有驱动所述铝制格栅(403)缓慢旋转的驱动电机(404)；所述罐体(401)的底部呈尖部向下的锥形；所述罐体(401)的顶部设置有密封顶盖(405)；所述油脂分离和收集装置还设有一液位观察装置，所述液位观察装置设于所述罐体(401)上部与所述罐体(401)内液体表面水平相当的位置，所述罐体(401)底部的出水开关阀门(406)通过一连通管(410)与所述液位观察装置相连通，通过对所述液位观察装置内液面高度的观察，控制所述出水微调阀门(407)来调节所述出水堰板(408)的出水量，并最终控制所述出油堰板(409)的出油量。