CN107460214A - 一种适用于易降解有机废物强化产酸的方法及其装备 - Google Patents
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Abstract
本发明专利公开了一种以易降解有机废物为主要原料，添加支撑物，采用喷淋方式强化产酸的方法及其装备。本发明将有机废物与支撑物混合，混合原料孔隙率在0.3～0.6，按照喷淋频率8～16次/天、单次喷淋时间10～30分钟/次、日喷淋量与底物比(w/w)8:1～16:1、喷淋周期7～11天的程序对混合原料进行喷淋。喷淋周期内喷淋频率可保持不变或随着反应的进行而逐渐降低。本发明可显著提高有机废物水解产酸效率，缩短产酸时间，适合市政垃圾、污泥、畜禽粪便等废物的处理需求，应用前景广阔。
Description
技术领域
本发明涉及一种适用于易降解有机废物强化产酸的方法及其装备，属于环境工程和能源技术领域。
背景技术
易降解有机废物，包括餐厨垃圾废物、果蔬垃圾废物等，是城市生活垃圾中有机物的主要成分，具有含水率高，有机质含量高、易腐烂等特点，如果不及时处理会产生大量渗滤液，还会散发恶臭，严重危害生活环境。但是由于易降解有机废物含水率高，热值较低，燃烧时需要添加辅助燃料，不能满足垃圾焚烧发电的热量要求，难以采用焚烧法处理。并且由于其含水率高的特点，在填埋过程中会产生大量渗滤液，容易造成二次污染，也不符合卫生填埋的要求。而采用厌氧消化处理易降解有机废物具有许多优点，反应前既不需要加水也不需要脱水，简化了前处理，也节约了耗能；并且厌氧消化具有有机负荷高、占地少、周期短、对环境造成的负面作用小的特点，符合当前城市垃圾处理需求。目前已有大量研究集中在优化厌氧消化处理方法上。
公开号为CN103820502A的中国专利申请公开了一种两相厌氧厌氧发酵产沼气方法。该工艺使用秸秆和餐厨垃圾为原料，添加绳结丝填料，充填率为20％。两相厌氧发酵，混合物料换料周期为28～31天。该工艺物料停留周期长，使用绳结丝填料，难以清洁和二次利用，增加了处理成本。
公开号为CN103834560A的中国专利申请公开了一种用于处理餐厨垃圾生产碳源的产酸发酵罐。该装置在发酵罐主体上安装转动主轴，在主轴上安装搅拌浆叶，通过控制搅拌转速使物料达到均匀；发酵罐下方安装有超声波脉冲发生器强化产酸。该工艺在发酵过程中使用搅拌装置耗能较高，使用超声波脉冲发生器强化产酸增加了成本。
公开号为CN103243125A的中国专利申请公开了一种利用餐厨垃圾厌氧制碳源的方法。该方法将餐厨垃圾经粉碎后放入厌氧产酸反应器中进行发酵，发酵过后的餐厨垃圾经过离心分离装置得到富含有机酸的上清液，送入脱氮除磷系统中。该工艺无法在发酵过程中进行固液分离，需要后续离心处理，增加了处理成本。
发明内容
本发明的目的是针对厌氧发酵处理易降解有机废物技术存在的问题提供一种能够强化产酸的方法及其设备，将易腐烂有机废物与支撑物混合至合适密度与孔隙率，通过优化渗滤液喷淋方式强化产酸。本处理方法具有对水解酸化效率高，处理量大，处理时间短等优点。
为实现本发明的目的，本发明提供一种适用于易降解有机废物强化产酸的方法及其装备，其特征在于包括以下步骤：
步骤1，将有机废物与支撑物混合；
步骤2，新鲜沼液喷淋在步骤1的混合物表面，并收集渗滤液；
步骤3，渗滤液循换喷淋，并检测挥发酸浓度；
步骤4，挥发酸浓度达到最高以后，停止喷淋。
作为优选，步骤1中，所述有机废物可以为餐厨垃圾、果蔬废弃物、污泥、畜禽粪便等，所述有机废物含固率在10％～30％。
作为优选，步骤1中，所述有机废物放入水解酸化装置之前，粒径需破碎至1～2cm。
作为优选，步骤1中，所述有机废物放入水解酸化装置之前与支撑物混合，使孔隙率在0.3～0.6范围内
作为优选，步骤1中，所述支撑物可以是粉碎的农作物秸秆、园林废弃物或塑料填料。
作为优选，步骤2中，所述沼液等间隔喷淋，喷淋频率为8～16次/天，单次喷淋时间为10～30分钟/次，喷淋量与底物比(w/w)为8:1～16:1，喷淋周期为1～2天。
作为优选，步骤3所述渗滤液喷淋频率可与步骤2所述沼液喷淋频率相同或随着反应的进行而逐渐降低，日喷淋量与底物比(w/w)为8:1～16:1，喷淋周期为6～9天。
作为优选，步骤2、3中，所述发酵温度控制在35～39℃范围内。
作为优选，步骤2、3中，所述发酵pH控制在5.5～7.5范围内。
作为优选，所述强化产酸装备由恒温水浴箱(1)、水解酸化罐(2)、温度探头(3)、出气口(4)、喷淋装置(5)、填料仓(6)、筛板(7)、渗滤液仓(8)、水浴夹层(9)循环泵(10)、循环泵(11)、沼液罐(12)、水浴夹层(13)组成。
作为优选，所述强化产酸装备中，喷淋装置(5)安装在水解酸化罐(2)内上部。
作为优选，所述强化产酸装备中，筛板(7)上的孔径为2mm～5mm。
本发明具有以下优点或积极效果：
(1)本发明的适用于易腐烂有机废物强化产酸的方法处理设备结构简单、运行稳定、处理量大、水解酸化效率高，显著提高了单位时间废物处理量，节约了时间与成本；
(2)本发明的适用于易降解有机废物的方法所添加的支撑物可选择农作物秸秆、园林废弃物等，实现了废物再利用，并且节约了成本；
(3)本发明的强化产酸方法通过优化喷淋方式提高水解酸化效率，方法简单，无需添加其它化学试剂，耗能较低；
(4)本发明的水解酸化装备无需搅拌，耗能较低；
(5)本发明的强化产酸方法产酸时间在7～10天左右，缩短了厌氧发酵产酸周期；
(6)本法发明的强化产酸处理设备结构紧凑、占地面积小、运行成本低、操作简便、缩短了水解酸化时间，提高了有机废物处理效率。
附图说明：
图1为本发明的装备示意图。
附图标记说明：
1.恒温水浴箱；2.水解酸化罐；3.温度探头；4.出气口；5.喷淋装置；6.填料仓；7.筛板；8.渗滤液仓；9.水浴夹层；10.循环泵；11.循环泵；12.沼液罐；13.水浴夹层。
具体实施方式：
下面参照附图1详细说明本发明强化产酸装备。
如图1所示，本发明的强化产酸设备包括水浴箱(1)、水解酸化罐(2)、和沼液罐(12)。
水浴箱1通过管路顺序连接有水解酸化罐(2)和沼液罐(12)。其中水浴箱(1)提供水浴循环保温；水解酸化罐(2)储存有机废物和渗滤液；沼液罐(12)用于向水解酸化罐中输送沼液。
水解酸化罐(2)中的原料为有机废物与支撑物的混合物，支撑物选择农作物秸秆、园林废弃物或其他塑料填料中的一种或多种。
沼液罐(12)中的沼液通过泵(10)泵入到水解酸化罐(2)中填料仓，通过喷淋装置(5)均匀喷淋在填料上，进行厌氧发酵，产生的气体可通过出气口(4)进行收集，渗滤液渗滤到渗滤液仓(8)；沼液完全喷淋完毕后，关闭泵(10)，打开泵(11)，进行渗滤液的再循环，以此强化产酸过程。
水解酸化罐(2)中设有温度探头(4)，监控发酵温度。
水解酸化罐(2)和沼液罐(12)设有水浴夹层(9)和(13)，起保温作用。
水解酸化罐(2)中填料仓(6)和渗滤液仓(8)中间设置有多孔筛板(7)，筛板上的孔径为2～5mm，使渗滤液能够渗漏到渗滤液仓(8)中，并防止原料进入渗滤液仓(8)中。
最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (7)
1.一种适用于易降解有机废物的强化产酸方法及其装备，其特征在于包括如下步骤：
步骤1，将有机废物与支撑物混合；
步骤2，新鲜沼液喷淋在步骤1的混合物表面，并收集渗滤液；
步骤3，渗滤液循换喷淋，并检测挥发酸浓度；
步骤4，挥发酸浓度达到最高以后，停止喷淋。
2.根据权利要求1所述的一种适用于易降解有机废物的强化产酸方法及其装备，其特征在于：步骤1所述有机废物可以为餐厨垃圾、果蔬废弃物、污泥、畜禽粪便等，所述有机废物含固率在10％～30％，有机废物粒径需破碎至1～2cm。
3.根据权利要求1所述的一种适用于易降解有机废物的强化产酸方法及其装备，其特征在于：步骤1所述支撑物可以是粉碎的农作物秸秆、园林废弃物或塑料填料，混合物孔隙率在0.3～0.6范围内。
4.根据权利要求1所述的一种适用于易降解有机废物的强化产酸方法及其装备，其特征在于：步骤2所述沼液喷淋方法，喷淋频率为8～16次/天，单次喷淋时间为10～30分钟/次，喷淋量与底物比(w/w)为8:1～16:1，喷淋周期为1～2天。
5.根据权利要求1所述的一种适用于易降解有机废物的强化产酸方法及其装备，其特征在于：步骤3所述渗滤液喷淋频率可与步骤2所述沼液喷淋频率相同或随着反应的进行而逐渐降低，日喷淋量与底物比(w/w)为8:1～16:1，喷淋周期为6～9天。
6.根据权利要求1所述的一种适用于易降解有机废物的强化产酸方法及其装备，其特征在于：所述沼液和渗滤液pH需控制在5.5～7.5。
7.根据权利要求1所述的一种适用于易降解有机废物的强化产酸方法及其装备，其特征在于：所述的强化产酸装备由恒温水浴箱(1)、水解酸化罐(2)、温度探头(3)、出气口(4)、喷淋装置(5)、填料仓(6)、筛板(7)、渗滤液仓(8)、水浴夹层(9)循环泵(10)、循环泵(11)、沼液罐(12)、水浴夹层(13)组成，喷淋装置(5)安装在水解酸化罐(2)内上部，筛板(7)上的孔径为2mm～5mm。
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