CN106854617B - 一种将餐厨垃圾进行沼气资源利用的装置 - Google Patents

一种将餐厨垃圾进行沼气资源利用的装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种将餐厨垃圾进行沼气资源利用的装置，包括通过气体通道连接的厌氧发酵系统和沼气净化系统；所述厌氧发酵系统内设有将餐厨垃圾粉碎的破碎组件以及用于提供恒定厌氧发酵温度的加热组件；所述沼气净化系统内设有除尘组件以及生物净化组件，所述除尘组件与气体通道对接，将厌氧发酵系统产生的沼气进行除尘净化，所述生物净化组件与除尘组件串联设置，对除尘后的沼气进行生物脱硫后输出。本发明通过将餐厨垃圾进行厌氧发酵产生沼气，并通过对沼气进行净化后实现沼气的资源化利用，使用方便、高效，有效解决了餐厨垃圾的处理难题以及实现沼气资源的有效利用。

Description

一种将餐厨垃圾进行沼气资源利用的装置
技术领域
本发明属于餐厨垃圾处理技术，具体涉及一种将餐厨垃圾进行沼气资源利用的装置。
背景技术
餐厨垃圾具有含水率高、有机物含量高、高油脂、高盐度的特点，容易发酵、变质、腐烂、滋生病原微生物，并散发恶臭，产生大量温室气体，引发居民的投诉等，餐厨垃圾的有效治理关乎环境保护，并影响人们的身心健康。
针对餐厨垃圾对环境造成的重大影响，需对其进行有效处理，传统的处理方式有卫生填埋和焚烧等。卫生填埋法处理量大，运行费用相对较低，但是占地面积较大，且存在水、气等二次污染；焚烧法相对而言无害化程度高，占地面积小，但投资大，且餐厨垃圾由于含水量大，热值低，焚烧困难，易产生二噁英等有毒有害物质，造成二次污染。
餐厨垃圾中的有机物含量较高，具有极大的资源化利用价值，而常见的有好氧堆肥和厌氧发酵等，好氧堆肥对含水量高、有机物含量高的餐厨垃圾有很好的适用性，但高油量和高盐量限制了堆肥过程微生物的生长，影响效果。厌氧消化分为常温(20～25℃)、中温(30～40℃)、高温(50～60℃)消化，其中高温消化是生化速率最高和产气率最大的。厌氧发酵产生沼气可用于发电，发酵的剩余物还可经好氧堆肥作有机肥，不过厌氧消化过程中存在水解速度慢、酸抑制、氨氮抑制以及产生H2S恶臭气体等问题。
发明内容
本发明解决的技术问题是：针对现有的餐厨垃圾存在的处理难题，提供一种新型的利用餐厨垃圾进行沼气资源利用的装置。
本发明采用如下技术方案实现：
一种将餐厨垃圾进行沼气资源利用的装置，包括通过气体通道连接的厌氧发酵系统和沼气净化系统；所述厌氧发酵系统内设有将餐厨垃圾粉碎的破碎组件以及用于提供恒定厌氧发酵温度的加热组件；所述沼气净化系统内设有除尘组件以及生物净化组件，所述除尘组件与气体通道对接，将厌氧发酵系统产生的沼气进行除尘净化，所述生物净化组件与除尘组件串联设置，对除尘后的沼气进行生物脱硫后输出。
进一步的，所述厌氧发酵系统和沼气净化系统分别设置在厌氧发酵段箱体和沼气净化段箱体内；两个箱体之间通过气体通道连通，其中厌氧发酵段箱体上设置餐厨垃圾的加料口，所述沼气净化段箱体上设置沼气的出风口。
进一步的，所述加热组件采用微波加热器，所述微波加热器设置在厌氧发酵段箱体内壁上。
进一步的，所述厌氧发酵箱体内通过隔板分隔为若干相互连通的发酵仓格，所述加料口覆盖所有发酵仓格设置，所述发酵仓格的底部为设有排渣口的底板；每个发酵仓格内设置有一组破碎组件。
进一步的，所述破碎组件为螺旋搅拌器，所述螺旋搅拌器的螺旋叶片上设有若干破碎刀片。
进一步的，所述厌氧发酵箱体底部设有螺旋输送机，所述螺旋输送机与排渣口对接，用于收集输送从排渣口排出的沼渣。
进一步的，所述除尘组件采用湿式除尘，在沼气净化段箱体的底部装填循环液，所述气体通道出口设置到循环液的液面下方。
进一步的，所述生物净化组件为设置在循环液液面上方的生物滴滤床，所述生物滴滤床的生物填料中培养可用于脱硫的微生物。
进一步的，所述生物滴滤床通过循环液系统与箱体底部的循环液连接。
进一步的，所述沼气净化段箱体的出风口处设有除雾器。
本发明具有如下有益效果：
1)采用微波加热的方式，发酵过程中受热均匀、温度灵活可控；
2)厌氧发酵段箱体内通过隔板分为多个发酵仓格，实现分区厌氧发酵，有效避免厌氧发酵产物中的酸、氨氮等抑制问题；
3)螺旋搅拌器采用螺旋叶片与破碎刀片结合的方式，同步实现餐厨垃圾的搅拌和破碎，提高餐厨垃圾受热面积，提高厌氧发酵效率；
4)针对餐厨垃圾发酵产生的沼气采用硫杆菌生物脱硫，净化效率高；
5)厌氧发酵产生的沼气气体经气体通道首先进入循环液中，去除尘埃的同时将气体中易溶于水的杂质成分予以脱除；
6)利用螺旋输送机实现沼渣的及时高效收集。
以下结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。
附图说明
图1为实施例中的一种将餐厨垃圾进行沼气资源利用的装置外部示意图。
图2为实施例中的一种将餐厨垃圾进行沼气资源利用的装置俯视图。
图3为实施例中的一种将餐厨垃圾进行沼气资源利用的装置内部示意图。
图中标号：1-厌氧发酵段箱体；2-微波加热器；3-沼气净化段箱体；4-出风口；5-检修门；6-支柱；7-螺旋输送机；8-排渣口；9-加料口；10-搅拌电机；11-螺旋搅拌器，111-搅拌轴，112-螺旋叶片，113-破碎刀片；12-气体通道；13-除雾器；14-生物滴滤床；15-循环液系统，151-循环泵，152-循环管道，153-喷头；16-隔板。
具体实施方式
实施例
参见图1至图3，图示中的一种将餐厨垃圾进行沼气资源利用的装置为本发明的优选实施方案，包括厌氧发酵段箱体1、微波加热器2、沼气净化段箱体3、出风口4、检修门5、立柱6、螺旋输送机7、排渣口8、加料口9、搅拌电机10、螺旋搅拌器11、气体通道12、除雾器13、生物滴滤床14、循环液系统15、隔板16等部件。
本实施例通过将餐厨垃圾在厌氧发酵系统内进行厌氧发酵后产生沼气，并对产生的沼气通过沼气净化系统除杂、脱硫后进行资源化利用。本实施例将厌氧发酵系统和沼气净化系统分别设置在厌氧发酵段箱体1和沼气净化段箱体3中，将厌氧发酵段箱体1内发酵产生的沼气通过气体通道12直接输送至沼气净化段箱体3内，其中恒温加热、搅拌破碎、厌氧发酵等过程在厌氧发酵段箱体1内进行，沼气除尘、生物脱硫、沼气除湿等过程在沼气净化段箱体3内进行。
厌氧发酵段箱体1和沼气净化段箱体3一体连接，通过支柱6支撑设置，在两个箱体上设有检修门5。
具体的，厌氧发酵段箱体的顶部设置加料口9，用于从上向箱体内投入餐厨垃圾，底部的底板上设有排渣口8，用于及时将发酵后的沼渣排出。
在厌氧发酵系统内设有将餐厨垃圾粉碎的破碎组件以及用于提供恒定厌氧发酵温度的加热组件。
本实施例中的破碎组件为图3中所示的螺旋搅拌器11，螺旋搅拌器11竖直设置在厌氧发酵段箱体1内，其搅拌轴111与厌氧发酵段箱体顶部的搅拌电机10连接，在搅拌轴111上设有螺旋叶片112，通过搅拌轴111带动螺旋叶片112转动，对厌氧发酵箱体1内的餐厨垃圾进行搅拌，同时在螺旋搅拌器11的螺旋叶片112上均匀设置若干破碎刀片113，在搅拌餐厨垃圾的同时，能够将餐厨垃圾进行破碎切割，形成更小体积的垃圾碎片颗粒，有利于快速发酵。
本实施例中的加热组件采用微波加热器2，将微波加热器2布置在厌氧发酵段箱体1的内壁，对堆积在厌氧发酵段箱体1内的餐厨垃圾加热，实现厌氧发酵过程中的恒温调节。
为了避免大量堆积的餐厨垃圾在发酵过程中出现发酵产物的酸、氨氮等抑制问题，本实施例将厌氧发酵段箱体1内部设置若干竖直的隔板16，将厌氧发酵段箱体1的内腔分隔成若干发酵仓格，相邻发酵仓格的隔板顶部设有流通通道，使所有的发酵仓格之间相互连通，该流通通道同时与连接沼气净化段箱体3的气体通道12连通，每个发酵仓格产生的沼气通过隔板顶部的流通通道汇聚至气体通道12输送至沼气净化段箱体3内。
加料口9采用长条形设置在厌氧发酵段箱体1的顶部，并覆盖所有的发酵仓格，能够通过加料口9将餐厨垃圾分别投入到任意一个发酵仓格中；同样的，微波加热器2的微波辐射范围应当包括每一个发酵仓格，保证每个发酵仓格中的温度恒定；每个发酵仓格的底板上均设有排渣口8。
在厌氧发酵段箱体1的底部设置螺旋输送机7，螺旋输送机7与排渣口8对接，在发酵过程中，螺旋输送机7停止，螺旋输送机将排渣口8封闭，厌氧发酵段箱体1内的垃圾碎片颗粒不会持续从排渣口8掉出，发酵完成后，螺旋输送机7启动，将螺旋输送槽内的沼渣轴向输出，此时厌氧发酵段箱体1内的沼渣会持续从排渣口进入螺旋输送机内，实现沼渣的统一输送收集。
沼气净化系统内设有串联设置的除尘组件以及生物净化组件，对厌氧发酵系统产生的沼气进行除杂和脱硫。
本实施例中的除尘组件采用湿式除尘，具体方式在沼气净化段箱体3的底部装填循环液，形成循环液池，厌氧发酵段箱体1连接过来的气体通道12的出口端设置在循环液的液位以下，输送过来的沼气通入循环液中进行鼓气，脱除沼气中的尘埃以及易融于水的杂质。循环液采用普通的自来水或纯净水。
生物净化组件设置在循环液液面上方的沼气净化段箱体3内，本实施例的生物净化组件采用生物滴滤床14，在床层内填装生物填料，并在生物填料上培养硫杆菌，通过循环液除尘后的沼气从生物滴滤床14的缝隙中渗透，通过硫杆菌对沼气中的H2S等含硫杂质成分进行脱除。
生物滴滤床14的顶部设置用于喷淋的喷头153，用于提供硫杆菌生存所需的水分。本实施例设置循环液系统15，将底部的循环液引出，通过循环泵151和循环管道152连接至喷头153，通过循环喷淋循环液对生物滴滤床进行供水。
由于采用湿式除尘，通过循环液后的沼气存在大量的水气，本实施例在沼气净化段箱体3顶部的出风口4处设有除雾器13，用于将沼气中的水气脱出后输出。
本实施例将餐厨垃圾进行沼气资源化利用输出的沼气可通过容器收集或者至输送至燃烧设备处进行燃烧。
本实施例的工作过程如下：经初步去油除水等预处理后的餐厨垃圾经加料口9投入厌氧发酵段箱体1内，首先采用微波加热器2产生的微波对餐厨垃圾进行加热，将厌氧发酵段箱体1内的餐厨垃圾发酵温度控制在55℃左右，同时利用螺旋搅拌器11对箱体内的餐厨垃圾进行搅拌破碎，经搅拌破碎后的餐厨垃圾进行厌氧发酵，实现高效厌氧发酵处理。经过厌氧发酵产生的含硫沼气经气体通道12进入沼气净化段箱体3，首先经生物滴滤床14下部的循环液初步洗涤除尘净化，而后经生物滴滤床14进行生物脱硫，最后利用顶部的除雾器13对沼气进行除湿后从出风口4输出，进行沼气资源化利用，而发酵完成后的沼渣从厌氧发酵段箱体1底部的排渣口8经螺旋输送机7进行统一输出收集。
以上仅为本发明具体实施案例说明，不能以此限定本发明的权利保护范围。凡根据本发明申请权利要求书及说明书内容所作的等效变化与修改，皆在本发明保护的范围内。

Claims (8)

1.一种将餐厨垃圾进行沼气资源利用的装置，其特征在于：包括通过气体通道连接的厌氧发酵系统和沼气净化系统；
所述厌氧发酵系统内设有将餐厨垃圾粉碎的破碎组件以及用于提供恒定厌氧发酵温度的加热组件；
所述沼气净化系统内设有除尘组件以及生物净化组件，所述除尘组件与气体通道对接，将厌氧发酵系统产生的沼气进行除尘净化，所述生物净化组件与除尘组件串联设置，对除尘后的沼气进行生物脱硫后输出；
所述厌氧发酵系统和沼气净化系统分别设置在厌氧发酵段箱体和沼气净化段箱体内；两个箱体之间通过气体通道连通，其中厌氧发酵段箱体上设置餐厨垃圾的加料口，所述沼气净化段箱体上设置沼气的出风口；所述厌氧发酵箱体内通过隔板分隔为若干相互连通的发酵仓格，相邻发酵仓格的隔板顶部设有流通通道，使所有的发酵仓格之间相互连通，所述加料口覆盖所有发酵仓格设置，所述发酵仓格的底部为设有排渣口的底板；每个发酵仓格内设置有一组破碎组件。
2.根据权利要求1所述的一种将餐厨垃圾进行沼气资源利用的装置，所述加热组件采用微波加热器，所述微波加热器设置在厌氧发酵段箱体内壁上。
3.根据权利要求1所述的一种将餐厨垃圾进行沼气资源利用的装置，所述破碎组件为螺旋搅拌器，所述螺旋搅拌器的螺旋叶片上设有若干破碎刀片。
4.根据权利要求1所述的一种将餐厨垃圾进行沼气资源利用的装置，所述厌氧发酵箱体底部设有螺旋输送机，所述螺旋输送机与排渣口对接，用于收集输送从排渣口排出的沼渣。
5.根据权利要求1所述的一种将餐厨垃圾进行沼气资源利用的装置，所述除尘组件采用湿式除尘，在沼气净化段箱体的底部装填循环液，所述气体通道出口设置到循环液的液面下方。
6.根据权利要求5所述的一种将餐厨垃圾进行沼气资源利用的装置，所述生物净化组件为设置在循环液液面上方的生物滴滤床，所述生物滴滤床的生物填料中培养可用于脱硫的微生物。
7.根据权利要求6所述的一种将餐厨垃圾进行沼气资源利用的装置，所述生物滴滤床通过循环液系统与箱体底部的循环液连接。
8.根据权利要求7所述的一种将餐厨垃圾进行沼气资源利用的装置，所述沼气净化段箱体的出风口处设有除雾器。
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