CN104789467B - 一种餐饮垃圾厌氧消化处理装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种餐饮垃圾厌氧消化处理装置，水解罐内设置有第一排沉渣装置和第一除浮渣装置，水解罐包括水解沉渣出口、水解浮渣出口、水解沼气出口和水解物料出口四个出口，水解物料出口与第二输送泵的进口连接，第二输送泵的出口与厌氧罐的进口连接；厌氧罐内设置有第二除浮渣装置，厌氧罐包括厌氧沼渣出口、厌氧浮渣出口和厌氧沼气出口三个出口，厌氧沼气出口与沼气储柜的进口连接。本发明利用多套排浮渣、排沉渣措施，可将经餐厨垃圾预处理装置处理后的物料中尚存的小块轻、重杂质最大化的进行去除，有利于厌氧消化的长期稳定产沼气运行，整套装置的物料输送均采用泵送方式，全封闭管道输送运行，整套装置无臭气溢出点。
Description
技术领域
本发明属于餐饮垃圾的处理技术领域，具体涉及一种餐饮垃圾厌氧消化处理装置。
背景技术
餐饮垃圾具有危害性与资源性并存的双重属性，盲目不当的处理不仅造成环境污染、危害居民身体健康，同时也是资源的巨大浪费。传统餐饮垃圾的主要出路，一是被城郊养猪户不加以处理直接饲喂生猪，出栏成千上万的“垃圾猪”；二是被不法商贩回收提炼废弃油脂后，掺入食用油出售。
目前国内餐饮垃圾资源化处理主流技术大致分三种：即好氧堆肥、饲料化和厌氧消化产沼气。好氧堆肥具有工艺简单，资源化程度较高，产品有农用价值等优点，但对有害有机物及重金属等的污染无法很好解决，同时存在无害化不彻底，产品销路不畅，处理周期较长，占地面积大，卫生条件相对较差等缺点。饲料化技术具有机械化程度高、资源化程度高、占地面积小、投资小等优点，但近年来由于存在同源性污染等风险，该技术的应用市场存在不确定性，技术开发受到较大的限制。厌氧消化处理技术比较先进，可靠性较高，符合国家产业政策和发展方向，产品为生物燃气或电力，可保证餐饮垃圾的长期持续性处理，应用厌氧消化技术处理餐饮垃圾在生态环境方面具有突出的优势。
目前国内厌氧消化技术多集中在废水及低固含率的有机垃圾处理领域，针对于餐饮垃圾等固含率高的有机固废处理领域，应用厌氧消化处理技术时，存在沉渣、浮渣量不易清除，造成输送设备的堵塞、厌氧罐体有效容积的不断减少、浮渣的不断堆积影响沼气的产出等问题，需要经常性的清罐，影响系统稳定运行，同时在运行过程中，厌氧菌种和餐饮垃圾原料不能很好的进行混匀，温度控制方式较落后，造成沼气产率低。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种餐饮垃圾厌氧消化处理装置。
本发明的目的是以下述方式实现的：
一种餐饮垃圾厌氧消化处理装置，包括预处理装置、缓冲罐、第一输送泵和热交换设备，还包括水解罐，所述预处理装置、缓冲罐、第一输送泵、热交换设备和水解罐通过管道依次连接，所述水解罐内设置有第一排沉渣装置和第一除浮渣装置，水解罐包括四个出口，分别是水解沉渣出口、水解浮渣出口、水解沼气出口和水解物料出口，所述水解沉渣出口与排渣泵的进口和第一排沉渣装置连接，排渣泵的出口与第一沼渣储罐的进口连接；所述水解浮渣出口与第二沼渣储罐的进口和第一除浮渣装置连接；所述水解沼气出口与沼气储柜的进口连接；所述水解物料出口与第二输送泵的进口连接，第二输送泵的出口与厌氧罐的进口连接；所述厌氧罐内设置有第二除浮渣装置，厌氧罐包括三个出口，分别是厌氧沼渣出口、厌氧浮渣出口和厌氧沼气出口，所述厌氧沼渣出口与第三输送泵的进口连接，第三输送泵的出口与第一沼渣储罐的进口连接；所述厌氧浮渣出口与第二沼渣储罐的进口和第二除浮渣装置连接；所述厌氧沼气出口与沼气储柜的进口连接。
所述缓冲罐内部设置有搅拌装置。
所述水解罐上设置有第一物料循环装置，水解罐内部分为水解发酵区和第一沼气集中区，水解罐侧壁上设置有第一温度传感器，水解罐顶部设置有第一液位控制器、第一正负压保护器和第一浮渣冲洗装置。
所述水解罐的第一物料循环装置上设置有第一管道除砂装置。
所述厌氧罐上设置有第二物料循环装置，厌氧罐内部分为厌氧发酵区和第二沼气集中区，厌氧罐侧壁上设置有第二温度传感器，厌氧罐顶部设置有第二液位控制器、第二正负压保护器和第二浮渣冲洗装置。
所述厌氧罐的第二物料循环装置上设置有第二管道除砂装置和物料保温热交换装置。
所述第一沼渣储罐和第二沼渣储罐均包括爬梯、密闭式罐体和搅拌器。
所述搅拌器在液面处设置栅条，中间设置桨叶。
所述第一除浮渣装置和第二除浮渣装置均包括浮渣进口、浮渣输送管道和浮渣出口，其中浮渣进口、浮渣输送管道和浮渣出口依次连通。
所述第一管道除砂装置和第二管道除砂装置均包括循环物料进口、循环物料出口、第二排渣口和除砂罐，其中循环物料进口设置于除砂罐的罐体中间，循环物料出口设置于除砂罐的顶部，第二排渣口设置于除砂罐的底部。
相对于现有技术，本发明提供的餐饮垃圾厌氧消化处理装置，全面维持餐饮垃圾厌氧消化菌种所需温度条件及菌种与餐饮垃圾物料的混匀效果，将餐饮垃圾中的有机物高效的转化为沼气能源进行后续利用，同时将餐饮垃圾预处理后的小块轻杂质和重杂质进行多方式的去除，保证水解罐体、厌氧罐体的有效容积，提高物料输送的通畅性，便于整个装置运行的稳定性、连续性。
本发明的有益效果是：在餐饮垃圾厌氧消化过程中，利用多套排浮渣、排沉渣措施，可将经餐厨垃圾预处理装置处理后的物料中尚存的小块轻、重杂质最大化的进行去除，有利于厌氧消化的长期稳定产沼气运行，整套装置的物料输送均采用泵送方式，全封闭管道输送运行，整套装置无臭气溢出点，保证了良好的工作环境，装置中配套物料加热和保温措施，同时采用物料循环搅拌混匀方式，有利于餐饮垃圾中的有机物最大化的转化为沼气能源，整套装置用电、用热均采用产生的沼气能源，实现了废物的综合处理和资源的循环利用。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明水解罐的结构示意图。
图3是本发明厌氧罐的结构示意图。
图4是本发明沼渣储罐的结构示意图。
图5是本发明缓冲罐的结构示意图。
图6是本发明除浮渣装置的安装示意图。
图7是本发明管道除砂装置的结构示意图。
图8是本发明排沉渣装置的安装结构示意图。
其中，1是预处理装置；2是缓冲罐；3是第一输送泵；4是热交换设备；5是水解罐；6是排渣泵；7是第二输送泵；8是厌氧罐；9是第三输送泵；10是第一沼渣储罐；11是沼气储柜；12是第二沼渣储罐；13是第一物料循环装置；14是水解发酵区；15是第一沼气集中区；16是第一温度传感器；17是第一液位控制器；18是第一正负压保护器；19是第一浮渣冲洗装置；20是第一管道除砂装置；21是第二物料循环装置；22是厌氧发酵区；23是第二沼气集中区；24是第二温度传感器；25是第二液位控制器；26是第二正负压保护器；27是第二浮渣冲洗装置；28是第二管道除砂装置；29是物料保温热交换装置；30是爬梯；31是密闭式罐体；32是搅拌器；33是栅条；34是桨叶；35是第一排沉渣装置；36是第一除浮渣装置；37是第二除浮渣装置；38是搅拌装置；39是浮渣进口；40是浮渣输送管道；41是浮渣出口；42是循环物料进口；43是循环物料出口；44是第二排渣口；45是除砂罐；46是排沉渣装置驱动装置；47是排沉渣装置旋转轴；48是排沉渣装置刮渣轴；49是第一排渣口。
具体实施方式
如附图1-8所示，一种餐饮垃圾厌氧消化处理装置，包括预处理装置1、缓冲罐2、第一输送泵3和热交换设备4，还包括水解罐5，所述预处理装置1、缓冲罐2、第一输送泵3、热交换设备4和水解罐5通过管道依次连接，所述水解罐5内设置有第一排沉渣装置35和第一除浮渣装置36，水解罐5包括四个出口，分别是水解沉渣出口、水解浮渣出口、水解沼气出口和水解物料出口，所述水解沉渣出口与排渣泵6的进口和第一排沉渣装置35连接，排渣泵6的出口与第一沼渣储罐10的进口连接；所述水解浮渣出口与第二沼渣储罐12的进口和第一除浮渣装置36连接；所述水解沼气出口与沼气储柜11的进口连接；所述水解物料出口与第二输送泵7的进口连接，第二输送泵7的出口与厌氧罐8的进口连接；所述厌氧罐8内设置有第二除浮渣装置37，厌氧罐8包括三个出口，分别是厌氧沼渣出口、厌氧浮渣出口和厌氧沼气出口，所述厌氧沼渣出口与第三输送泵9的进口连接，第三输送泵9的出口与第一沼渣储罐10的进口连接；所述厌氧浮渣出口与第二沼渣储罐12的进口和第二除浮渣装置37连接；所述厌氧沼气出口与沼气储柜11的进口连接。
所述缓冲罐2为圆筒形，内部设置有搅拌装置38，餐饮垃圾经预处理装置1的预处理后进入缓冲罐2，混匀搅拌，再进入下一步工序。
热交换设备4用于餐饮垃圾物料的加热，热量来源于餐饮垃圾厌氧消化后产生的沼气能源，餐饮垃圾温度达到厌氧消化的最佳温度要求后，进入水解罐5中进行处理。
所述水解罐5上设置有第一物料循环装置13，水解罐5内部分为水解发酵区14和第一沼气集中区15，水解罐5侧壁上设置有第一温度传感器16，水解罐5顶部设置有第一液位控制器17、第一正负压保护器18和第一浮渣冲洗装置19。
所述水解罐5的第一物料循环装置13上设置有第一管道除砂装置20。
所述水解罐5内部配置了第一除浮渣装置36和第一排沉渣装置35，将预处理装置1还未去除的小块轻杂质和重杂质进一步去除，水解罐5外部配置了第一物料循环搅拌装置13，在该装置中又配置了第一管道除砂装置20，保证了物料循环的通畅性，同时减少循环装置的磨损；水解罐5顶部设置了第一浮渣冲洗装置19，可对水解罐5内液位表面的浮渣进行冲洗，水解罐5侧壁安装有第一温度传感器16，可控制水解罐5内的物料温度，水解罐5顶部安装有第一液位控制器17及第一正负压保护器18，分别控制水解罐5内的液位及罐内沼气集中区的压力。
所述水解罐5内部配置的第一排沉渣装置35包括排沉渣装置驱动装置46、排沉渣装置旋转轴47和排沉渣装置刮渣轴48，其中排沉渣装置驱动装置46、排沉渣装置旋转轴47和排沉渣装置刮渣轴48是连在一起的，排沉渣装置驱动装置46带动排沉渣装置旋转轴47缓慢旋转，从而带动底部的排沉渣装置刮渣轴48在水解罐5底部旋转，最终在排沉渣装置刮渣轴48的作用下将沉在水解罐5底部的沉渣刮到第一排渣口49后，再通过排渣泵6排除。
所述厌氧罐8上设置有第二物料循环装置21，厌氧罐8内部分为厌氧发酵区22和第二沼气集中区23，厌氧罐8侧壁上设置有第二温度传感器24，厌氧罐8顶部设置有第二液位控制器25、第二正负压保护器26和第二浮渣冲洗装置27。
所述厌氧罐8的第二物料循环装置21上设置有第二管道除砂装置28和物料保温热交换装置29。
所述厌氧罐8内部配置了第二除浮渣装置37，进一步对前段未去除的浮渣进行去除，厌氧罐8外部配套第二物料循环搅拌装置21，在该装置中又配置了第二管道除砂装置28及物料保温热交换装置29，保证了物料循环通畅性、减少循环装置磨损和罐内物料温度平衡；厌氧罐8顶部设置了第二浮渣冲洗装置27，可对厌氧罐8内液位表面的浮渣进行冲洗，厌氧罐8侧壁安装有第二温度传感器24，可控制厌氧罐8内的物料温度，厌氧罐8顶部安装有第二液位控制器25及第二正负压保护器26，分别控制厌氧罐8内的液位及罐内沼气集中区的压力。
第一物料循环装置13和第二物料循环装置21由管道组成，管道上设置有输送泵和阀门，可将罐底的物料循环输送至罐上部重新进行水解或厌氧发酵。
第一浮渣冲洗装置19和第二浮渣冲洗装置27设置于罐顶部，由阀门控制一冲洗泵向罐内喷高压水对浮渣进行冲洗，浮渣冲洗装置可以是人工控制冲洗，也可以是定时冲洗。若是人工控制，工人可先通过水解罐5或厌氧罐8上的观察窗对罐内的浮渣进行观察，若浮渣积累量较大，需要冲洗，则打开阀门。
所述第一沼渣储罐10和第二沼渣储罐12均包括爬梯30、密闭式罐体31和搅拌器32。
所述搅拌器32在液面处设置可以打碎浮渣的栅条33，中间设置桨叶34，在搅拌过程中保证沼渣储罐内物料均匀，便于后续处理或利用。
所述第一除浮渣装置36和第二除浮渣装置37均包括浮渣进口39、浮渣输送管道40和浮渣出口41，其中浮渣进口39、浮渣输送管道40和浮渣出口41依次连通。
所述第一管道除砂装置20和第二管道除砂装置28均包括循环物料进口42、循环物料出口43、第二排渣口44和除砂罐45，其中循环物料进口42设置于除砂罐45的罐体中间，循环物料出口43设置于除砂罐45的顶部，第二排渣口44设置于除砂罐45的底部。
管道除砂装置的工作原理为：物料通过循环物料进口42进入管道除砂装置的除砂罐45内，在该装置内，由于物料输送空间的突然变大，根据物料中不同成分的密度不同，从而实现不同成分的分离。在该装置内，密度大的杂质沉到该装置底部，最终通过第二排渣口44排出，其余物料通过循环物料出口43排出，从而实现物料中重杂质的分离。
沼气储柜11对装置产生的沼气进行储存，沼气经净化后可进行资源化利用，可用于热电联供、锅炉供热，制作天然气和制作车用燃气等。
本发明的工作过程如下：餐饮垃圾经预处理装置1预处理后，进入缓冲罐2中进行调浆，将物料固含率调配为适合泵送及厌氧发酵的浆液，经搅拌后通过第一输送泵3进入热交换设备4进行物料加热，物料加热热量来源于沼气能源的转化，当物料温度达到厌氧消化最佳反应温度时，物料进入水解罐5中进行水解反应，将餐饮垃圾中不易降解的大分子有机物转化为易降解的小分子有机物，便于后续的厌氧消化产沼气，同时产生少量的沼气。在水解罐5中，配置了除浮渣装置、排沉渣装置、物料循环装置、浮渣冲洗装置和管道除砂装置，其中水解罐5的除浮渣装置可积存水解罐5中的浮渣，通过排浮渣管道进入第二沼渣储罐12中，水解罐5的排沉渣装置通过刮渣器将沉渣积存在罐底，通过排渣泵6排至第一沼渣储罐10中，水解罐5的第一物料循环装置13对水解罐5内的物料进行混匀，同时在循环过程中配置第一管道除砂装置20，将循环物料中的砂砾去除，水解罐5顶部的浮渣清洗装置利用高压水对罐内的浮渣进行冲洗，水解罐5中产生的沼气进入沼气储柜11中，水解罐5配套第一温度传感器16、第一液位控制器17及第一正负压保护器18，实现对水解罐5内温度、液位及沼气压力的控制。
经水解罐5处理后的物料通过第二输送泵7进入厌氧罐8中，餐厨垃圾中的大部分有机物在此进行厌氧消化处理，产生大量的沼气。在厌氧罐8中，也配置了除浮渣装置、物料循环装置、浮渣冲洗装置、管道除砂装置及物料保温热交换装置，厌氧罐8的除浮渣装置、物料循环装置、浮渣冲洗装置、管道除砂装置的作用与水解罐5相对应的装置作用相同，厌氧罐8的物料保温热交换装置29在物料循环搅拌过程中进行，热量来源同样来自沼气能源转化，利用物料保温热交换装置29维持厌氧罐内物料温度稳定，厌氧罐8配套第二温度传感器24、第二液位控制器25及第二正负压保护器26，作用与水解罐5的相对应设备相同。
厌氧罐8中产生的大量沼气进入沼气储柜11中，经净化后可进行后续的利用，沼气可利用于热电联供、锅炉供热，制作天然气和制作车用燃气等，厌氧反应的沼渣通过第三输送泵9进入第一沼渣储罐10中，第一沼渣储罐10和第二沼渣储罐12中的物料可作为液态有机肥，也可经好氧堆肥处理后生产固态有机肥，也可经特种压滤脱水机处理后进行卫生填埋。
上述步骤中所有的物料输送均通过管道输送，无臭气溢出点，可保证良好的工作环境，装置中所需的热源、电源均来自于餐饮垃圾厌氧消化处理后产生的沼气能源，实现餐饮垃圾的综合处理及资源的循环利用。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明整体构思前提下，还可以作出若干改变和改进，这些也应该视为本发明的保护范围。
Claims (11)
1.一种餐饮垃圾厌氧消化处理装置，包括预处理装置（1）、缓冲罐（2）、第一输送泵（3）和热交换设备（4），还包括水解罐（5），所述预处理装置（1）、缓冲罐（2）、第一输送泵（3）、热交换设备（4）和水解罐（5）通过管道依次连接，其特征在于：所述水解罐（5）内设置有第一排沉渣装置（35）和第一除浮渣装置（36），水解罐（5）包括四个出口，分别是水解沉渣出口、水解浮渣出口、水解沼气出口和水解物料出口，所述水解沉渣出口与排渣泵（6）的进口和第一排沉渣装置（35）连接，排渣泵（6）的出口与第一沼渣储罐（10）的进口连接；所述水解浮渣出口与第二沼渣储罐（12）的进口和第一除浮渣装置（36）连接；所述水解沼气出口与沼气储柜（11）的进口连接；所述水解物料出口与第二输送泵（7）的进口连接，第二输送泵（7）的出口与厌氧罐（8）的进口连接；所述厌氧罐（8）内设置有第二除浮渣装置（37），厌氧罐（8）包括三个出口，分别是厌氧沼渣出口、厌氧浮渣出口和厌氧沼气出口，所述厌氧沼渣出口与第三输送泵（9）的进口连接，第三输送泵（9）的出口与第一沼渣储罐（10）的进口连接；所述厌氧浮渣出口与第二沼渣储罐（12）的进口和第二除浮渣装置（37）连接；所述厌氧沼气出口与沼气储柜（11）的进口连接。
2.根据权利要求1所述的餐饮垃圾厌氧消化处理装置，其特征在于：所述缓冲罐（2）内部设置有搅拌装置（38）。
3.根据权利要求1所述的餐饮垃圾厌氧消化处理装置，其特征在于：所述水解罐（5）上设置有第一物料循环装置（13），水解罐（5）内部分为水解发酵区（14）和第一沼气集中区（15），水解罐（5）侧壁上设置有第一温度传感器（16），水解罐（5）顶部设置有第一液位控制器（17）、第一正负压保护器（18）和第一浮渣冲洗装置（19）。
4.根据权利要求3所述的餐饮垃圾厌氧消化处理装置，其特征在于：所述水解罐（5）的第一物料循环装置（13）上设置有第一管道除砂装置（20）。
5.根据权利要求1所述的餐饮垃圾厌氧消化处理装置，其特征在于：所述厌氧罐（8）上设置有第二物料循环装置（21），厌氧罐（8）内部分为厌氧发酵区（22）和第二沼气集中区（23），厌氧罐（8）侧壁上设置有第二温度传感器（24），厌氧罐（8）顶部设置有第二液位控制器（25）、第二正负压保护器（26）和第二浮渣冲洗装置（27）。
6.根据权利要求5所述的餐饮垃圾厌氧消化处理装置，其特征在于：所述厌氧罐（8）的第二物料循环装置（21）上设置有第二管道除砂装置（28）和物料保温热交换装置（29）。
7.根据权利要求1所述的餐饮垃圾厌氧消化处理装置，其特征在于：所述第一沼渣储罐（10）和第二沼渣储罐（12）均包括爬梯（30）、密闭式罐体（31）和搅拌器（32）。
8.根据权利要求7所述的餐饮垃圾厌氧消化处理装置，其特征在于：所述搅拌器（32）在液面处设置栅条（33），中间设置桨叶（34）。
9.根据权利要求1所述的餐饮垃圾厌氧消化处理装置，其特征在于：所述第一除浮渣装置（36）和第二除浮渣装置（37）均包括浮渣进口（39）、浮渣输送管道（40）和浮渣出口（41），其中浮渣进口（39）、浮渣输送管道（40）和浮渣出口（41）依次连通。
10.根据权利要求4所述的餐饮垃圾厌氧消化处理装置，其特征在于：所述第一管道除砂装置（20）包括循环物料进口（42）、循环物料出口（43）、第二排渣口（44）和除砂罐（45），其中循环物料进口（42）设置于除砂罐（45）的罐体中间，循环物料出口（43）设置于除砂罐（45）的顶部，第二排渣口（44）设置于除砂罐（45）的底部。
11.根据权利要求6所述的餐饮垃圾厌氧消化处理装置，其特征在于：所述第二管道除砂装置（28）均包括循环物料进口（42）、循环物料出口（43）、第二排渣口（44）和除砂罐（45），其中循环物料进口（42）设置于除砂罐（45）的罐体中间，循环物料出口（43）设置于除砂罐（45）的顶部，第二排渣口（44）设置于除砂罐（45）的底部。
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