CN104293408B - 一种餐厨垃圾资源化处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种餐厨垃圾资源化处理方法，该方法包括以下步骤：（1）分拣：将餐厨垃圾中不可用的无机固形物机械分拣去除；（2）破碎：将去杂后的餐厨垃圾进行机械破碎至粉末状；（3）干燥：在破碎后的餐厨垃圾中加入干燥剂进行干燥；（4）成型：在干燥后的垃圾中添加辅料后所得混合物，将混合物压固成型为固形燃料。所述干燥剂为耐高温枯草芽孢杆菌，所得固形燃料发热量在4000kcal/kg以上。该餐厨垃圾资源化处理方法处理过程中无需机械脱水，不产生污水，有效改善垃圾处理过程中的恶臭问题，具有处理工艺简单、处理费用低、节约能源、增加经济收益等特点，解决垃圾资源化、无害化的难题。

Description

一种餐厨垃圾资源化处理方法

技术领域

本发明属于餐厨垃圾处理技术领域，特别是涉及一种餐厨垃圾资源化处理生产固形燃料的方法。

背景技术

随着城市化进程的加快特别是餐饮业的快速发展，餐厨垃圾的产生量逐渐增大，中国每年产生的餐厨垃圾量约为9000万吨，餐厨垃圾日益成为困扰城市发展和居民健康的社会化问题。近年来，由于对餐厨垃圾缺乏有效的管控措施及餐厨垃圾处理技术滞后等原因，导致餐厨垃圾堆积严重，影响了居住环境。更有一批违法商家利用餐厨垃圾非法炼制地沟油，严重扰乱了社会卫生管理秩序，损害了广大人民群众的身心健康。开发餐厨垃圾处理新技术及资源化处理方法，构建绿色、高效、科学的餐厨垃圾处理体系，大力发展生态循环科技，成为当今社会有效应对餐厨垃圾堆积，变废为宝，以废创利的必由之路。

餐厨垃圾水分高、盐分高、有机质含量高，组分时空差异明显，具有危害性与资源性并存的特点。餐厨垃圾有机质含量高，极易腐败发酸发臭、滋生有害生物，具有危害性的一面；同时，餐厨垃圾含有丰富的有机营养成分，经过合理处置后是制作动物饲料、有机肥料和生物能源的重要来源，是一种高价值的生物质资源。大量的餐厨垃圾一方面给世界各国带来了严重的环境污染，另一方面导致了大量生物质能的浪费。因此，选择或者开发合理的餐厨垃圾处理技术，对餐厨垃圾进行资源化处理具有重要意义。

目前国内外常用的餐厨垃圾处理技术如焚烧、卫生填埋、生态饲料、厌氧消化、好氧堆肥和蚯蚓堆肥等，按照处理媒介不同可以分为非生物处理和生物处理技术两大类。非生物处理技术包括焚烧、填埋，是传统的垃圾处理方式，此外还有新兴的脱水饲料化、真空油炸饲料化、机械破碎等；而生物处理技术包括厌氧消化及好氧堆肥、蚯蚓堆肥等。由于采用的核心处理技术不同，我国餐厨垃圾处理形成了所谓的“四大模式”：“北京模式”多以厌氧消化技术为主，“西宁模式”以饲料化技术为主，“上海模式”则采用动态好氧消化技术，而“宁波模式”则以生产菌体蛋白饲料添加剂和工业油脂技术为主。可见，目前国内餐厨垃圾处理技术主要集中在厌氧消化、饲料加工、好氧堆肥、生产菌体蛋白及工业油脂化。

现有餐厨垃圾处理技术，存在资源化水平低、产品经济价值不高、对餐厨垃圾处理不彻底等问题。传统的餐厨垃圾处理方法（如焚烧、填埋等）虽然能将餐厨垃圾处理，但会产生二次污染，不利于环境保护。厌氧消化、制作饲料、堆肥等餐厨垃圾处理方法虽然能够产生一定的经济效益，但是存在处理流程长、成本高、产品附加值低、产品销售困难等问题，且通常餐厨垃圾处理产生的废/污水留给城市污水处理统处理，而其中的高盐分不利于污水的生物处理，且易于腐蚀设备，加重了污水处理系统的负担。

目前国内外常用的餐厨垃圾处理技术如焚烧、卫生填埋、生态饲料、厌氧消化、好氧堆肥和蚯蚓堆肥等，通常存在着资源化利用效率低、经济效益不够理想、易产生二次污染等缺陷。我国已经开发了许多对餐厨垃圾进行处理的技术，如专利一种节能餐厨垃圾处理系统及方法（申请号：201110193864.6），公开了对餐厨垃圾进行负压干燥及灭菌，再将负压干燥灭菌后的余热提供给好氧生化反应利用，有效的减少了能量损耗，节省生产成本。专利厨余垃圾处理器（申请号：201120185299.4），公开了一种厨余垃圾处理器，把垃圾粉碎成小颗粒，再对小颗粒进行处理，提高效率。中国专利一种餐厨垃圾处理方法（申请号：201210567061.7）公开了一种餐厨垃圾处理方法，将餐厨垃圾分离出易粉碎物质，制得垃圾浆液，再进行发酵；将发酵后的垃圾浆液在萃取罐中用CO₂超临界法萃取出油脂，非油脂物质进入发酵系统中进行厌氧发酵，制得沼气；通过气体分离装置从沼气中分离净化得到甲烷和CO₂。专利餐厨垃圾集中处理的方法（专利号：201010173773.1），公开了一种对餐厨垃圾的分选、油水分离、油的处理、污水的处理和臭气的处理等集中处理的方法，将餐厨垃圾从卸料仓中依次输送到破袋机中进行破袋和筛分器中进行筛分；送入第一污水调节池的污水经过1小时的沉淀后，将污水加热到25-30℃后进行油水分离处理；分离出来的油依次进行酯化、脱水、酯交换和蒸馏处理后，得到生物柴油；分离出来的污水送入第二污水调节池，污水经过搅拌和1小时的沉淀后，被加热到33-37℃送入厌氧反应器进行厌氧反应，从厌氧反应器中出来的污水再送入沉淀池中沉淀1小时后依次进入兼氧反应池中进行自养反硝化处理、好氧反应池中进行好氧处理和膜生物反应池中进行过滤后，通过膜过滤的污水达到了排放标准进行排放；从厌氧反应器中排出来的沼气依次经过气水分离和脱硫处理后，进入储气袋或储气罐进行储存进行综合利用；从卸料仓、破袋机、筛分器、磁选机、震荡机和刮板、粉碎机、第一污水调节池，及酯化、脱水和酯交换和第二污水调节池中排出的臭气均经过生物除臭反应器处理后，进行达标排放。

上述已公开的餐厨垃圾处理专利，其餐厨垃圾处理处置工艺存在以下不足：1）餐厨垃圾处理设备大多关注破碎环节，破碎后的流体垃圾直接从下水管排出或经过储存、搬运至其它地方处置，这种处理方式效率较低，同时会造成一定的环境污染或资源浪费；2）主要是利用化学或生物方法生产饲料、肥料、工业用油及可燃气，但普遍存在产物产出率低，肥料质量不高，生产成本比较高，市场推广困难；3）处理流程过长，能耗高、处理效率不高，资源化利用率低；4）处理过程产生废渣、废/污水等废弃物及臭气，易对环境造成二次污染，需进一步处理，增加了处理成本。

综上所述，传统餐厨垃圾处理方法存在诸多缺陷和不足，中国在餐厨垃圾资源化处理上还有很多关键技术有待突破，除综合运用多种现有处理技术全程处理外，开发新技术提高餐厨垃圾的资源化循环利用程度，降低处理成本及避免产生二次污染是关键所在。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中资源化利用水平低、处理成本高及处理过程产生污水造成二次污染等不足，提供一种能够将餐厨垃圾有效处理并得到固形燃料的高效、环保的餐厨垃圾综合处理方法及其处理系统，最终实现垃圾的资源化和无害化。

为了解决上述问题，本发明采用以下技术方案：

一种餐厨垃圾资源化处理方法，包括以下步骤：

（1）分拣：将餐厨垃圾中的不可燃无机物质在分拣机中机械分拣去除，留下餐厨垃圾中的有机物质成分；

（2）破碎：去杂后的餐厨垃圾进入破碎机进行机械破碎成粒状；

（3）干燥：在破碎后的餐厨垃圾中加入干燥剂进行干燥。破碎后的垃圾进入垃圾储藏仓Ⅰ，干燥剂储存在垃圾储藏仓Ⅱ，将干燥剂与垃圾以质量比≥1:1的比例在物料混合机中混合，混合均匀的垃圾混合物在干燥装置中进行发酵脱水干燥，干燥后得到含水率接近40%的餐厨垃圾，干燥后的餐厨垃圾部分进入成型工序，部分继续在干燥工序中作干燥剂循环使用；

（4）成型：在干燥后的餐厨垃圾中添加辅助燃料，混合均匀得到混合物，将混合物压缩成型，得到发热量在4000kcal/kg以上的固形燃料。

作为本发明的进一步限定，在步骤（1）中所述的不可燃物质为无机固形物。无机固形物不可燃且难于降解，影响垃圾的后期处理。

作为本发明的进一步限定，在步骤（3）中所述的干燥剂为耐高温枯草芽孢杆菌，干燥剂与餐厨垃圾质量比≥1:1。耐高温枯草芽孢杆菌能促进垃圾发热发酵，发酵产生的热量使餐厨垃圾中的水分蒸发脱水，整个干燥过程无需外加能源进行加热，且不产生污水，同时可以去除垃圾恶臭味。

作为本发明的进一步限定，在步骤（3）中所述的干燥为常温干燥，干燥时间不超过24小时，干燥期间每隔5~6小时翻堆混合一次。翻堆混合可以增加氧气供给促进垃圾内微生物代谢，加快餐厨垃圾水分移除和恶臭的消除。

作为本发明的进一步限定，在步骤（3）中所述的干燥后的餐厨垃圾可以作为干燥剂循环使用，节约干燥剂用量，降低成本。

作为本发明的进一步限定，在步骤（4）中所述的辅助燃料为木屑、谷壳、稻杆粉和桔杆粉中的一种以上的混合物，加入辅料后的混合物控制含水率小于等于40%。

一种餐厨垃圾资源化处理系统，其特征在于：所述的餐厨垃圾资源化处理系统包括垃圾破碎系统、垃圾干燥系统、含水率调节器和成型机，其间以输送设备连接。餐厨垃圾经过垃圾破碎系统进行分拣和破碎后，加入干燥剂混合，再进入垃圾干燥系统进行干燥，干燥后的混合物经过成型机压固成型。

作为本发明的进一步限定，所述垃圾破碎系统包括垃圾分拣机、垃圾破碎机和垃圾储藏仓，其间以输送设备连接。

作为本发明的进一步限定，所述垃圾干燥系统包括垃圾储藏仓、物料混合机和干燥装置，其间以输送设备连接。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

（1）餐厨垃圾资源化处理过程中不做机械脱水，不产生污水，避免二次污染；

（2）干燥步骤中引入的干燥剂不仅能够起到促进干燥的效果，而且具有很好的除臭效果，能够改善垃圾脱水过程中所产生的恶臭问题；

（3）该方法在常温条件下就能达到干燥速度快的效果，无需额外加热，降低能耗，节省成本；

（4）本发明中干燥后的垃圾还可以继续作为干燥剂循环使用，降低干燥剂使用成本；

（5）垃圾处理终产物为固形燃料，固形燃料发热量在4000kcal/kg以上，既实现垃圾无害化、资源化的目的，又增加经济效益。

（6）本发明餐厨垃圾资源化处理系统设备简单，处理费用低、节约能源，易于推广。

附图说明

图1为餐厨垃圾资源化处理工艺流程图。

图2为餐厨垃圾资源化处理系统示意图。

附图标识：

1-垃圾分拣机，2-垃圾破碎机，3a-垃圾储藏仓Ⅰ，3b-垃圾储藏仓Ⅱ，4-物料混合机，5-干燥装置，6-含水率调节器，7-成型机。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步描述。

实施例1

（1）分拣：将500kg餐厨垃圾放入垃圾分拣机1中进行机械分选，去除其中不可用的无机固体物；

（2）破碎：将去杂后的餐厨垃圾传送到垃圾破碎机2中进行机械破碎至粉末状，移入垃圾储藏仓3a备用；

（3）干燥：在破碎后的餐厨垃圾中加入500kg耐高温枯草芽孢杆菌作为干燥剂，在物料混合机4中混合后移至干燥装置5干燥20小时，期间每5小时翻堆混合一次；

（4）压缩：干燥后的垃圾进入含水率调节器6，加入木屑将含水率调节至35%，所得混合物用成型机7压固成型为固形燃料。

步骤（3）中干燥后所得垃圾混合物可以作为干燥剂在下一个干燥步骤中循环使用，作为干燥剂循环使用的垃圾混合物移入垃圾储藏仓3b备用。

餐厨垃圾资源化处理方法所用的系统如图2所示，垃圾分拣机1、垃圾破碎机2、垃圾储藏仓3a、物料混合机4、干燥装置5、含水率调节器6和成型机7之间以输送设备依次连接，垃圾储藏仓3b一端连接物料混合机4，另一端连接干燥装置5方便干燥后混合物作为干燥剂在干燥步骤中循环使用。

所得固体燃料发热量为4200kcal/kg，燃烧时间长，产热量高。

实施例2

（1）分拣：将500kg餐厨垃圾放入垃圾分拣机1中进行机械分选，去除其中不可用的无机固体物；

（2）破碎：将去杂后的餐厨垃圾传送到垃圾破碎机2中进行机械破碎至粉末状，移入垃圾储藏仓3a备用；

（3）干燥：在破碎后的餐厨垃圾中加入600kg耐高温枯草芽孢杆菌作为干燥剂，在物料混合机4中混合后移至干燥装置5干燥15小时，期间每6小时翻堆混合一次；

（4）压缩：干燥后的垃圾进入含水率调节器6，加入谷壳将含水率调节至30%，所得混合物用成型机7压固成型为固形燃料。

步骤（3）中干燥后所得混合物可以作为干燥剂在下一个干燥步骤中循环使用，作为干燥剂循环使用的垃圾混合物移入垃圾储藏仓3b备用。

餐厨垃圾资源化处理方法所用的系统如图2所示，垃圾分拣机1、垃圾破碎机2、垃圾储藏仓3a、物料混合机4、干燥装置5、含水率调节器6和成型机7之间以输送设备依次连接，垃圾储藏仓3b一端连接物料混合机4，另一端连接干燥装置5方便干燥后混合物作为干燥剂在下一个干燥步骤中循环使用。

所得固体燃料发热量为4500kcal/kg，燃烧时间长，产热量高。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种餐厨垃圾资源化处理方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

（1）分拣：将500kg餐厨垃圾放入垃圾分拣机（1）中进行机械分选，去除其中不可用的无机固体物；

（2）破碎：将去杂后的餐厨垃圾传送到垃圾破碎机（2）中进行机械破碎至粉末状，移入第一垃圾储藏仓（3a）备用；

（3）干燥：在破碎后的餐厨垃圾中加入500kg耐高温枯草芽孢杆菌作为干燥剂，在物料混合机（4）中混合后移至干燥装置（5）干燥20小时，期间每5小时翻堆混合一次；

（4）压缩：干燥后的垃圾进入含水率调节器（6），加入木屑将含水率调节至35%，所得混合物用成型机（7）压固成型为固形燃料；

步骤（3）中干燥后所得垃圾混合物可以作为干燥剂在下一个干燥步骤中循环使用，作为干燥剂循环使用的垃圾混合物移入第二垃圾储藏仓（3b）备用；

垃圾分拣机（1）、垃圾破碎机（2）、第一垃圾储藏仓（3a）、物料混合机（4）、干燥装置（5）、含水率调节器（6）和成型机（7）之间以输送设备依次连接，第二垃圾储藏仓（3b）一端连接物料混合机（4），另一端连接干燥装置（5）方便干燥后混合物作为干燥剂在干燥步骤中循环使用；

所得固形燃料发热量为4200kcal/kg，燃烧时间长，产热量高。