CN106890841B - 有机废弃物生态循环资源化处理方法 - Google Patents
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Abstract
一种有机废弃物生态循环资源化处理方法，该方法包括：（1）布设一级收储点，用于收集及储存来源于农村的的有机废弃物；（2）设立并建设有机废弃物集中处理厂，安装有机废弃物处理设备；（3）收集及储运；（4）有机废弃物的处理，得到沼气、沼渣和沼液；沼气提纯压缩成生物质天然气，沼渣烘干后配制成固态有机肥，沼液一方面直接回流进入厌氧反应设备，一方面配制成液态有机肥。该方法采用一级收储运方式进行有机废弃物收集，简单易行，有机废弃物全部得到无害化处置和资源化利用，全面解决农村环境污染问题，改善人居生态，生物质有机肥的使用将有效避免秸秆直接还田带来的缺苗、滋生病虫害、减产的问题，并改良土壤结构，有利于生态农业发展。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于对禽畜粪便、厕所黑水、农业秸秆、厨余垃圾、城市粪便、果蔬垃圾和生化污泥等有机废弃物进行收集、储藏、运输、处理和资源化利用的运行方法，属于有机废弃物处理技术领域。
背景技术
人类生产和日常生活中会产生大量的有机废弃物，包括农业秸秆、厕改黑水、畜禽粪便、餐厨垃圾、市政污泥、城市粪便、果蔬垃圾等，这些物质需要及时收集和储藏，并运输到处理地进行处理。
农业秸秆具有资源量大、种类多、分散和季节性强的特性，收集费时费工、堆放密度低、储存占地面积大、易燃、易霉。秸秆的集储运成为制约其大规模利用的主要瓶颈。因此，如何建立合理的、高效的秸秆收储运体系是秸秆生物质能产业发展必须首先解决的关键问题。
目前，传统的“三级”收储运体系，即村级收集，输送到乡镇储存，由乡镇输送到县级处理厂统一处理，这种模式运行效率较低。
发明内容
本发明针对现有各类有机废弃物在收集、储藏、运输和处理等方面存在的不足，提供一种快速高效、利于处理、能够资源化循环利用、避免二次污染的有机废弃物生态循环资源化处理方法。
本发明的有机废弃物生态循环资源化处理方法，采用以下技术方案：
该方法，包括收集、储存、运输、处理以及资源化利用，有机废弃物包括农业秸秆(如玉米秸秆、小麦秸秆、瓜秧等各种生物质秸秆)、厕所黑水(厕改黑水)、畜禽粪便、餐厨垃圾、市政污泥、城市粪便和果蔬垃圾；具体过程如下所述：
(1)布设一级收储点：
布设一级收储点，用于收集及储存来源于农村的的有机废弃物，包括农业秸秆、厕所黑水和畜禽粪便；一级收储点由项目公司负责建立，并负责日常的储存和维护管理。
一级收储点的建设包括农业秸秆存储厂房、厕所黑水与禽畜粪便储存池、沼液存储池、消防设施、排水设施、监控设施、质检计量、门卫室(含监控)和临时休息室(含卫生间)。
一级收储点的建设要求包括：
①10～50亩储存用地，交通便利，场地上方无高压线；
②地磅、质检和值班用房；
③设置隔离围栏，围栏高度不低于2.5米；
④不低于50吨的地磅一台；
⑤配有可监控存储中心各个角落的监控系统且能够联接互联网；
⑥场地内修建有排水沟，备有消防泵及配套消防器材；
⑦具有防火和防雷安全措施。
(2)设立并建设有机废弃物集中处理厂
集中处理厂由项目公司建设，集中处理厂内安装有机废弃物处理设备；将各种有机废弃物在集中处理厂集中处理，有效避免单独处理的弊端。
高蛋白的粪便污水和高碳水化合物的秸秆能有效互补，避免早期粪便产气过快、易酸化的现象，也使产沼过程更稳定。
(3)收集及储运：
对于农业秸秆，现场采用打捆机将秸秆在田间直接收集打捆(圆捆或方捆)，并进一步压缩(便于秸秆运输和储存)，将原料收集至就近的一级收储点，并存储到一级收储点的农业秸秆存储厂房内，由项目公司负责输送至集中处理厂；
对于农村厕所黑水，统一收集，并运送到一级存储点的厕所黑水存储池存放，之后由项目公司根据需求自行输送至集中处理厂；
对于禽畜粪便，统一收集(安排车辆抽取粪污)，直接运输至一级收储点的厕所黑水与禽畜粪便储存池或集中处理厂；
对于餐厨垃圾、市政污泥、城市粪便和果蔬垃圾，统一收集，并输送至集中处理厂，项目公司无害化处置；
(4)有机废弃物的处理
项目公司将运送至集中处理厂的农业秸秆进行预处理，预处理后的农业秸秆与厕所黑水、禽畜粪便、城市粪便、果蔬垃圾、市政污泥和餐厨垃圾一起进行厌氧反应处理；厌氧反应处理后得到沼气、沼渣和沼液；沼气一方面经过提纯压缩成生物质天然气，并入燃气管网，作为燃料使用；沼渣烘干后配制成固态有机肥；沼液一方面直接回流进入厌氧反应设备(调节物料浓度)和一级收储点的沼液存储池(方便各用户取用)，一方面配制成商品液态有机肥(包括叶面肥、冲释肥等)。
过程(4)中农业秸秆的预处理包括拆捆、粉碎、沼液回喷预发酵和制浆等。农业秸秆粉碎至长度1-30mm。
过程(4)中农业秸秆、果蔬垃圾和餐厨垃圾粉碎后与厕所黑水、禽畜粪便和城市粪便一起制浆，然后进行厌氧反应处理。
本发明打破了传统的“三级”收储运体系，采用一级收储运方式进行有机废弃物收集，简单易行，实现了资源化循环利用，具有以下特点：
(1)有机废弃物全部得到无害化处置和资源化利用，全面解决农村环境污染问题，改善人居生态，为美丽乡村建设、农村环境综合整治提供保障。
(2)拓宽分布式能源渠道，加快促进清洁能源使用。
(3)生物质有机肥的使用将有效避免秸秆直接还田带来的缺苗、滋生病虫害、减产的问题，并改良土壤结构、增加土壤有机质、提高土壤肥力、促进微生物活力和作物根系的发育，有利于生态农业发展。
附图说明
图1是本发明有机废弃物的生态循环处理方法的模式过程示意图。
图2是本发明有机废弃物的生态循环处理模式的处理过程示意图
图3是本发明有机废弃物的生态循环处理方法的生态循环利用示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明的有机废弃物的生态循环处理模式，包括收集、储存、运输、处理以及资源化利用。本发明中所指的有机废弃物包括生物质秸秆(农业秸秆)、厕所黑水(厕改黑水)、畜禽粪便、餐厨垃圾、市政污泥、城市粪便和果蔬垃圾等，其中农业秸秆、厕所黑水和畜禽粪便主要集中在农村，餐厨垃圾、市政污泥、城市粪便和果蔬垃圾主要集中在城镇。具体过程如下所述。
一.布设(设立并建设)一级收储点
对于农村有机废弃物，设立并建设一级收储点。一级收储点由项目公司负责建立，并负责日常的储存和维护管理。
(1)一级收储点的选择：根据农业秸秆等废弃有机物的资源分布、交通便利、运距适中的原则选择和布设一级收储点。
一级收储点可选择在有机废弃物集中的村设立，再组织规划农户、养殖户、种植户等，将相邻3～7公里范围内村庄的有机废弃物统一集中至一级收储点储存。
(2)一级收储点的建设：包括农业秸秆存储厂房、厕所黑水与禽畜粪便储存池、沼液存储池、消防设施、排水设施、监控设施、质检设施、计量设施、门卫室(含监控)和临时休息室(含卫生间)等。
(3)一级储存点的建设要求：
①10～50亩储存用地，交通便利，场地上方无高压线；
②地磅、质检和值班用房；
③设置隔离围栏，围栏高度不低于2.5米；
④不低于50吨的地磅一台；
⑤配有可监控存储中心各个角落的监控系统且能够联接互联网；
⑥场地内修建有排水沟，备有消防泵及配套消防器材；
⑦具有防火和防雷安全措施。
二.设立并建设有机废弃物集中处理厂
集中处理厂由项目公司建设，集中处理厂内安装有机废弃物处理设备，如中国专利CN205874408U公开的《高固循环厌氧反应器》和CN205874409U公开的《高固螺旋厌氧反应器》，各种设备的运行模式可以参照CN104211173A公开的《模块化智能厌氧反应系统》。各种设备的罐体可采用CN204369638U公开的《污水处理设备模块化拼装罐体》，拼接单片都使用激光进行高精准度的焊接，完全保证产品的质量，且均采用智能模块化拼接完成，具有极高的品控和集群美观度。
CN205874408U公开的《高固循环厌氧反应器》和CN205874409U公开的《高固螺旋厌氧反应器》在工艺和设备上进行了革命性的创新，进入反应器的固体含量高达10～20％，反应器内部采用垂直式无缝隙搅拌进行内部物料的混合和传质，经过精细设计的装置可将整个反应器内的物料进行充分的混合和均匀，彻底解决了物料下沉堆积和秸秆上浮堵塞的致命性问题。
将农村厕所黑水、禽畜粪便、秸秆和城市有机废弃物集中处理，可有效避免单独处理粪便和秸秆的弊端。高蛋白的粪便污水和高碳水化合物的秸秆能有效互补，避免早期粪便产气过快、易酸化的现象，也使产沼过程更稳定。
三.收集及储运
对于农村有机废弃物，采取就近原则运输至一级储存点或集中处理厂(项目地点)，由项目公司完成后续运输及无害化处置工作。城市有机废弃物，直接运输至集中处理厂；由项目公司完成无害化处置工作。
①农业秸秆的收运
农业秸秆(玉米秸秆、小麦秸秆、瓜秧等生物质秸秆)，现场采用打捆机将秸秆在田间直接收集打捆(圆捆或方捆)，并进一步压缩(便于秸秆运输和储存)，由居民、经济人或收储公司负责将原料收集至就近的一级储存点。
在一级收储点计量并存放到一级收储点的农业秸秆存储厂房内，由项目公司根据需求对秸秆进行预处理(预处理也可以在集中处理厂进行，如粉碎，包装)，并负责后续运输(输送至集中处理厂)和无害化处置。
②农村厕所黑水的收运
农村厕所黑水统一收集，并运送到一级存储点的厕所黑水存储池存放，之后由项目公司根据需求自行后续运输和现场的运营管理。可采用以下方式：
方式一：成立专业团队，负责实施厕所的检修、黑水收运工作(运输至就近的一级收储点)，并由项目公司免费或收费处置。
方式二：实行市场化运作，统一负责厕所检修、黑水收运工作(运输至就近的一级收储点)，由项目公司免费或收费处置。
③禽畜粪便的收运
禽畜粪便由各养殖户自行建设畜便储存池，统一收集(安排车辆抽取粪污)直接运输至项目地(集中处理厂或厕所黑水与禽畜粪便储存池)，由项目公司收费或免费处置。
对于分散，目前没有实施粪便和尿液处置的养殖户，实行市场化运行方式。
方式一：由养殖企业或个体户将以上粪便和尿液直接运输至项目地；由项目公司免费处置。
方式二：实行市场化运作，由项目公司负责收集运输至项目地处置；由项目公司免费处置，但需要养殖企业承担收集运输费用。
④餐厨垃圾的收运
统一收集，并输送至集中处理厂，用户付费(财政结算的方式)，项目公司无害化处置。
⑤市政污泥的收运
统一收集，并输送至集中处理厂，产生污泥单位或政府付费(财政结算的方式)，项目公司无害化处置。
⑥城市粪便的收运
收集并运输到集中处理厂，并由项目公司免费无害化处置。
⑦果蔬垃圾的收运
收集并运输到集中处理厂，并由项目公司免费无害化处置。
四.有机废弃物的处理
如图2所示，项目公司将运送至集中处理厂的农业秸秆进行拆捆和粉碎等预处理，预处理后的农业秸秆与厕所黑水、禽畜粪便、城市粪便、果蔬垃圾、市政污泥和餐厨垃圾一起制浆后进行厌氧反应处理。农业秸秆的预处理包括拆捆、粉碎，沼液回喷预发酵和制浆，粉碎至长度1-30mm。或者将农业秸秆、果蔬垃圾和餐厨垃圾均进行粉碎，然后与厕所黑水、禽畜粪便和城市粪便一起制浆。图2中的溶浆池是厕改黑水和禽畜粪便的均质功能池设置在在集中处理厂。
采用CN205874408U公开的《高固循环厌氧反应器》和CN205874409U公开的《高固螺旋厌氧反应器》，将有机废弃物在厌氧反应器内形成大幅度地循环翻动，强烈传质和强化循环，使物料混合充分，罐体壁面及底部物料也得到了充分搅拌，不会造成原料沉积现象。这两种厌氧反应器特别适用于泥浆状、高糊状等黏度较大或者固体含量大(可达到20％)的固体废弃物的发酵处理，适应性强，可实现规模化处理。
厌氧反应处理后得到沼气、沼渣和沼液。沼气经过消泡和预处理，一方面经过提纯压缩成生物质天然气，并入燃气管网，作为生活、生产或车用燃料，一方面稳压后并网发电(沼气不用经过提纯压缩)。
沼渣，沼渣烘干后添加营养盐，混合造粒，制成固有机肥。
沼液，一方面直接回流进入厌氧反应设备(调节物料浓度)和一级收储点的沼液存储池(方便用户取用)，一方面加入氮磷盐配制成液态有机肥(包括叶面肥、冲释肥等)。
根据就近原则，由各用户在一级收储点的沼液存储池或集中处理厂的储存点取用。由项目公司将生产的液态有机肥运输至一级收储点的沼液存储池。
经过上述对有机废弃物的收集及处理，使有机废弃物达到了如图3所示的生态循环资源化利用。
Claims (5)
1.一种有机废弃物生态循环资源化处理方法，其特征在于：
(1)布设一级收储点：
布设一级收储点，用于收集及储存来源于农村的有机废弃物，包括农业秸秆、厕所黑水和畜禽粪便；一级收储点由项目公司负责建立，并负责日常的储存和维护管理；
一级收储点的建设包括农业秸秆存储厂房、厕所黑水与畜禽粪便储存池、沼液存储池、消防设施、排水设施、监控设施、质检设施、计量设施、门卫室和临时休息室；
(2)设立并建设有机废弃物集中处理厂：
集中处理厂由项目公司建设，集中处理厂内安装有机废弃物处理设备；将各种有机废弃物在集中处理厂集中处理，有效避免单独处理的弊端；
(3)收集及储运：
对于农业秸秆，在田间现场直接收集打捆，将原料收集至就近的一级收储点，并存储到一级收储点的农业秸秆存储厂房内，由项目公司负责输送至集中处理厂；
对于厕所黑水，统一收集并运送到一级收储点的厕所黑水与畜禽粪便储存池存放，之后由项目公司根据需求自行输送至集中处理厂；
对于畜禽粪便，统一收集，直接运输至一级收储点的厕所黑水与畜禽粪便储存池或集中处理厂；
对于餐厨垃圾、市政污泥、城市粪便和果蔬垃圾，统一收集并输送至集中处理厂；
(4)有机废弃物的处理：
项目公司将运送至集中处理厂的农业秸秆进行预处理，预处理后的农业秸秆与厕所黑水、畜禽粪便、城市粪便、果蔬垃圾、市政污泥和餐厨垃圾一起进行厌氧反应处理；厌氧反应处理后得到沼气、沼渣和沼液；沼气发电或经过提纯压缩成生物质天然气，并入燃气管网，作为燃料使用；沼渣烘干后配制成固态有机肥；沼液一方面直接回流进入厌氧反应设备和一级收储点的沼液存储池，一方面配制成液态有机肥。
2.根据权利要求1所述的有机废弃物生态循环资源化处理方法，其特征在于：所述一级收储点的建设要求包括：
①10～50亩储存用地，交通便利，场地上方无高压线；
②质检、计量和值班用房；
③设置隔离围栏，围栏高度不低于2.5米；
④不低于50吨的地磅一台；
⑤配有监控一级收储点各个角落的监控系统且能够联接互联网；
⑥场地内修建有排水沟，备有消防泵及配套消防器材；
⑦具有防火和防雷安全措施。
3.根据权利要求1所述的有机废弃物生态循环资源化处理方法，其特征在于：所述(4)中农业秸秆的预处理包括拆捆、粉碎，沼液回喷预发酵和制浆。
4.根据权利要求3所述的有机废弃物生态循环资源化处理方法，其特征在于：所述农业秸秆粉碎长度为1-30mm。
5.根据权利要求1所述的有机废弃物生态循环资源化处理方法，其特征在于：所述(4)中农业秸秆、果蔬垃圾和餐厨垃圾粉碎后与厕所黑水、畜禽粪便和城市粪便一起制浆，然后进行厌氧反应处理。
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