CN109290343A - 多类型易腐垃圾协同厌氧消化处理设备及处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多类型易腐垃圾协同厌氧消化处理设备及处理方法，包括厨余垃圾处理系统、果蔬垃圾处理系统、后期处理系统；所述的厨余垃圾处理系统和果蔬垃圾处理系统分别与后期处理系统衔接。本发明将其并入湿法厌氧发酵工艺生产线处置，有效解决单一工艺处理时无法将厨余垃圾有机质和各类营养元素全面资源化利用的不足之处，提高厨余垃圾资源化水平。本发明配置了带沥水功能的中间储料仓以及挤水机，解决了垃圾分类后高纯度的易腐垃圾含水率过高无法满足干法厌氧发酵工艺技术对物料含固率指标要求的问题。

Description

多类型易腐垃圾协同厌氧消化处理设备及处理方法

技术领域

本发明涉及垃圾处理领域，特别是涉及一种多类型易腐垃圾协同厌氧消化处理设备及处理方法。

背景技术

有机固体废弃物的厌氧发酵依据总固体（TS）含量高低分为湿法发酵和干法发酵。干法厌氧发酵是指TS含量在20%-40%的厌氧发酵处理工艺；湿法厌氧发酵是指TS含量在5%-12%的厌氧发酵处理工艺。

城市分类的厨余垃圾，主要以来源于家庭日常生活中废弃的剩菜、剩饭、蛋壳、瓜果皮核、茶渣、骨头等易腐性垃圾为主，容易腐坏、产生恶臭，其含水率约为60%-70%左右（含固率约为30%-40%）。因此，厨余垃圾适合采用干法厌氧发酵技术处理。

集中性的果蔬废弃物是指在收获、贮存、加工、装卸及运输过程中产生大量的果蔬副产物，如叶、根、茎和果实以及过期、变质的果蔬食品，产生场所可能是果蔬生产基地、加工厂、中转运输站和农贸市场、食品加工厂、冻库等。这类果蔬废弃物具有区域性和集中性的特点，以及含水率极高（约85%-95%）、有机质含量低、营养元素种类不够丰富（特别是缺乏金属类微量元素）等特性，比较不适宜作为单一物料来源进行厌氧发酵技术处理。

现有产品结构组成

厨余垃圾采用以干法厌氧发酵技术为核心的工艺流程处理：厨余垃圾先经破碎或破袋、人工分拣、滚筒筛分或星型筛分、磁选、风选、重力筛分等预处理生产线设备去除杂质，随后将提取的易腐垃圾输送至中间储料仓暂存，接着经螺旋输送设备或者皮带输送至干法厌氧发酵装置内发酵，产生沼气进行发电利用，同时利用沼气利用系统产生的热水回流至厌氧发酵装置进行供热保温，最后项目产生的沼液及其它污水共同进行污水处置、沼渣进行生物干化或堆肥处置。

当前对于果蔬废弃物，主要采取肥料化处置（包括堆肥处理以及沤肥处理）；或者饲料化处置，将废弃物制作成蔬菜粉、颗粒饲料等；或者混入生活垃圾中进入焚烧厂或者填埋场处置。

现在产品缺陷

分类后的厨余垃圾以高纯度的家庭废弃的易腐性垃圾为主，纸张、塑料、织物等杂质含量已经大量减少，导致这些分类后的厨余垃圾在收集、运输以及在末端处理厂的预处理车间会产生大量的厨余沥水，仍采用传统的以干法厌氧消化工艺技术为核心的工艺流程生产线处理会带来一些问题：

（1）分类后的厨余垃圾纯度越高，其含固率也越低，导致经预处理后的易腐垃圾无法满足干法厌氧消化工艺技术对进罐原料含固率的指标要求，影响生产。

（2）分类后的厨余垃圾在预处理生产线各个环节中会快速释放产生厨余沥水，该厨余沥水含有较高的有机质和其它丰富的营养元素，但无法进入干法厌氧消化罐处置，降低项目效益，同时将其作为污水处理时增加生产成本。

（3）分类后的厨余垃圾高含水率、高油分，皮带输送时存在沿生产线滴漏、污染车间场地以及输送皮带打滑等问题。

果蔬废弃物具有含水率极高（约85%-95%）、有机质含量低、营养元素种类不够丰富（特别是缺乏金属类微量元素）等特性：堆肥处理会产生大量的渗滤液、好氧发酵升温困难，堆肥物料腐熟度不足、品质不好；饲料化制作面临市场应用少、推广难、产品容易库存积压等问题；热值低，不利焚烧处置；容易腐烂产生渗滤液、恶臭，直接填埋会产生二次污染，而且有机质成分没有得到有效资源利用造成浪费。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种资源回收利用率高、处理效果好的多类型易腐垃圾协同厌氧消化处理设备。

本发明的另一个目的在于提供一种处理效果好的多类型易腐垃圾协同厌氧消化处理设备及处理方法。

为实现上述目的，本发明的技术解决方案是：

本发明是一种多类型易腐垃圾协同厌氧消化处理设备，包括厨余垃圾处理系统、果蔬垃圾处理系统、后期处理系统；所述的厨余垃圾处理系统和果蔬垃圾处理系统分别与后期处理系统衔接；

所述的果蔬垃圾处理系统包括果蔬接料系统、粉碎制浆机、均质罐、湿法厌氧消化装置；所述的果蔬接料系统、粉碎制浆机、均质罐、湿法厌氧消化装置依工艺步骤依次衔接；

所述的厨余垃圾处理系统包括厨余接料系统、预处理系统、中间储料仓、挤水机、干法厌氧消化装置；所述的厨余接料系统、预处理系统、中间储料仓、挤水机、干法厌氧消化装置依工艺步骤依次衔接；所述的厨余接料系统通过管道与果蔬垃圾处理系统中的加粉碎制浆机连接；所述的中间储料仓和挤水机分别通过管道与果蔬垃圾处理系统中的均质罐连接；

所述的后期处理系统包括沼气利用系统、厌氧污泥脱水系统、污水处理系统、沼渣处理系统；所述的沼气利用系统分别衔接厨余垃圾处理系统和餐厨垃圾处理系统，厌氧污泥脱水系统分别衔接厨余垃圾处理系统和餐厨垃圾处理系统，厌氧污泥脱水系统依工序分别与污水处理系统和沼渣处理系统衔接。

本发明是一种多类型易腐垃圾协同厌氧消化处理方法，包括厨余垃圾处理步骤、果蔬垃圾处理步骤、后期处理步骤；所述的厨余垃圾处理步骤和果蔬垃圾处理步骤分别与后期处理步骤衔接；

所述的厨余垃圾处理步骤包括：

S1：厨余垃圾经车辆收运后卸料至厨余接料系统，随后经皮带输送至预处理系统处理，并将厨余沥水收集后并入集中性果蔬垃圾处理系统中的粉碎制浆机，对果蔬废弃物加水加湿，以利于粉碎制浆机操作；

S2:厨余垃圾经预处理系统处理后，将分拣出来的杂质外运处置，剩余的易腐性垃圾输送进入中间储料仓（带沥水功能），随后将高含固率的易腐垃圾经螺旋及皮带输送进入干法厌氧消化装置处置；

S3:当中间储料仓沥水效果变差、输出易腐垃圾含固率未达到干法厌氧发酵指标要求时，可将易腐垃圾输送入挤水机再次挤压后进入干法厌氧消化装置处置。

所述的果蔬垃圾处理步骤包括：

S1:集中性果蔬废弃物经车辆收运后卸料至果蔬接料系统（带沥水功能），加入厨余沥水后进行粉碎制浆操作，制成具有流动性的有机浆料；在本步骤中，集中性果蔬废弃物纯度很高，基本没有杂物，可不需要预处理除杂工序，缩短工艺流程、节约项目投资。

S2:集中性果蔬废弃物加工成有机浆料后，和厨余沥水、厨余挤压水共同进入均质罐；

S3：均质罐内的料液最终进入湿法厌氧消化装置处置；

所述的后期处理步骤包括：

S1：果蔬垃圾处理步骤中的湿法厌氧消化装置产生的沼气和厨余垃圾处理步骤中干法厌氧消化装置产生的沼气并入沼气利用系统共同处理、产生的厌氧污泥可并入脱水系统处理；

S2:厌氧污泥经脱水系统处理后产生的沼液进入污水处理系统处理，沼渣进入沼渣处理系统处理。采用上述方案后，本发明具有以下优点：

（1）提高厨余垃圾资源化水平：传统厨余垃圾处理生产线将厨余垃圾沥水作为污水废弃物处置。本发明将其并入湿法厌氧发酵工艺生产线处置，有效解决单一工艺处理时无法将厨余垃圾有机质和各类营养元素全面资源化利用的不足之处，提高厨余垃圾资源化水平。

（2）提高干法厌氧消化处理物料含固率措施：本发明配置了带沥水功能的中间储料仓以及挤水机，解决了垃圾分类后高纯度的易腐垃圾含水率过高无法满足干法厌氧发酵工艺技术对物料含固率指标要求的问题。

（3）丰富集中性果蔬废弃物资源化利用途径：本发明将极高含水率（85%-95%）、有机质含量较低、营养元素种类较少的集中性果蔬废弃物，与含有较高有机质及其它营养元素（特别是金属类微量元素）的厨余沥水、厨余挤压水协同处置，不仅实现了集中性果蔬废弃物资源化利用，也解决了厨余沥水、厨余挤压水作为渗滤液处理时的难题。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。

附图说明

图1是本发明的结构框图。

具体实施方式

如图1所示，本发明是一种多类型易腐垃圾协同厌氧消化处理设备及处理方法，包括厨余垃圾处理系统1、果蔬垃圾处理系统2、后期处理系统3。

所述的厨余垃圾处理系统1和果蔬垃圾处理系统2分别与后期处理系统衔接3。

所述的果蔬垃圾处理系统2包括果蔬接料系统21、粉碎制浆机22、均质罐23、湿法厌氧消化装置24；所述的果蔬接料系统21、粉碎制浆机22、均质罐23、湿法厌氧消化装置24依工艺步骤依次衔接。

所述的厨余垃圾处理系统1包括厨余接料系统11、预处理系统12、中间储料仓13、挤水机14、干法厌氧消化装置15；所述的厨余接料系统11、预处理系统12、中间储料仓13、挤水机14、干法厌氧消化装置15依工艺步骤依次衔接；所述的厨余接料系统11通过管道与果蔬垃圾处理系统2中的加粉碎制浆机22连接；所述的中间储料仓13和挤水机14分别通过管道与果蔬垃圾处理系统2中的均质罐23连接。

所述的后期处理系统3包括沼气利用系统31、厌氧污泥脱水系统32、污水处理系统33、沼渣处理系统34。所述的沼气利用系统31分别衔接厨余垃圾处理系统1中的干法厌氧消化装置15和果蔬垃圾处理系统2中的湿法厌氧消化装置24，厌氧污泥脱水系统32分别衔接厨余垃圾处理系统1中的干法厌氧消化装置14和果蔬垃圾处理系统2中的湿法厌氧消化装置24，厌氧污泥脱水系统32依工序分别与污水处理系统33和沼渣处理系统34衔接。

本发明是一种多类型易腐垃圾协同厌氧消化处理方法，包括厨余垃圾处理步骤、果蔬垃圾处理步骤、后期处理步骤；所述的厨余垃圾处理步骤和果蔬垃圾处理步骤分别与后期处理步骤衔接。

所述的厨余垃圾处理步骤包括：

S1：厨余垃圾经车辆收运后卸料至厨余接料系统11，随后经皮带输送至预处理系统12处理，并将厨余沥水收集后并入集中性果蔬垃圾处理系统中的粉碎制浆机22，对果蔬废弃物加水加湿，以利于粉碎制浆机22操作；在本步骤中，厨余接料系统11具有厨余沥水和收集功能，避免大量厨余沥水积存在物料中后在后续的皮带输送机输送时，造成生产线上污水滴漏以及皮带打滑等问题。

S2:厨余垃圾经预处理系统12处理后，将分拣出来的杂质外运处置，剩余的易腐性垃圾输送进入中间储料仓13（带沥水功能），随后将高含固率的易腐垃圾经螺旋及皮带输送进入干法厌氧消化装置15处置；

S3:当中间储料仓13沥水效果变差、输出易腐垃圾含固率未达到干法厌氧发酵指标要求时，可将易腐垃圾输送入挤水机14再次挤压后进入干法厌氧消化装置15处置。在本步骤中，厨余垃圾前端收运和预处理系统12生产车间一般情况下8小时工作制运行，但后端的干法厌氧消化装置15需要24小时连续式运行，该③中间储料仓13可起到两段工艺衔接、物料稳定供应作用。经预处理后输送进入中间储料仓13中的易腐性垃圾含水率可达80%左右，该垃圾在中间储料仓13停留时间约3天，在此期间会渗出大量的厨余沥水。传统的中间储料仓13为顶部进料、前端出料，其它四面为密闭结构，导致仓内物料沥水无法外排，最终仓内沥水仍与易腐垃圾包裹在一起后从仓前端出口排出输送进入干法厌氧发酵装置，从而导致进入干法厌氧发酵装置的物料含固率指标无法满足其要求，影响生产。本发明将该中间储料仓13改造为侧面及底部都具有沥水功能的装置，使得仓内物料在3天的停留期间内释放的厨余垃圾沥水及时外排，最终从仓前端出口排出的易腐垃圾含固率指标可满足干法厌氧发酵装置进料要求。当中间储料仓13沥水效果变差、输出易腐垃圾含固率未达到干法厌氧发酵指标要求时，可将易腐垃圾输送入挤水机14再次挤压后进入干法厌氧消化装置15处置。

所述的果蔬垃圾处理步骤包括：

S1:集中性果蔬废弃物经车辆收运后卸料至果蔬接料系统21（带沥水功能），加入厨余沥水后进行粉碎制浆操作，制成具有流动性的有机浆料；在本步骤中，集中性果蔬废弃物纯度很高，基本没有杂物，可不需要预处理除杂工序，缩短工艺流程、节约项目投资。

S2:集中性果蔬废弃物加工成有机浆料后，和厨余沥水、厨余挤压水共同进入均质罐23；在本步骤中，果蔬废弃物有机浆料中有机质含量较低，营养成分种类较少，特别是缺乏金属类微量元素等，不利厌氧菌种繁殖发酵。厨余垃圾在中间储料仓13排出的沥水以及挤水机14产生的厨余挤压水含有较高的有机质和其它营养元素，可收集后并入集中性果蔬废弃物处理生产线的均质罐23，提高和丰富待湿法厌氧发酵物料的有机质含量和营养元素种类，特别是增加金属类微量元素，有利厌氧菌种繁殖发酵。同时也解决了厨余沥水、厨余挤压水作为垃圾渗滤液处理时SS、氨氮、COD、BOD等指标过高较难处理的问题。

S3：均质罐23内的料液最终进入湿法厌氧消化装置24处置；

所述的后期处理步骤包括：

S1：果蔬垃圾处理步骤中的湿法厌氧消化装置24产生的沼气和厨余垃圾处理步骤中干法厌氧消化装置15产生的沼气并入沼气利用系统共同处理、产生的厌氧污泥可并入脱水系统处理；

S2:厌氧污泥经脱水系统处理后产生的沼液进入污水处理系统处理，沼渣进入沼渣处理系统处理。在本步骤中，沼气可经脱硫、压力缓冲、提纯、发电处理，发电机组产生的余热经热交换后产生热水供应给干法厌氧消化装置15和湿法厌氧消化装置24，实现项目热能自产自足。

本发明的重点就在于：

（1）分类后的厨余垃圾经预处理分选出来的易腐垃圾，具有非常明显的高含水率（60%-70%）特性。本发明通过自带沥水功能的接料系统和中间储料仓13以及挤水机14，沥除易腐垃圾中的水分，提高待发酵物料的含固率，使其满足干法厌氧消化工艺技术对物料含固率的指标要求。

（2）厨余垃圾处理生产线各个环节收集的沥水或挤压水具有较高的有机质和其它丰富的营养元素种类特性，作为渗滤液污水处置时，SS、氨氮、COD、BOD等指标过高技术难度和运营成本都较高。本发明通过湿法厌氧消化工艺技术协同处置，提高了厨余垃圾资源化利用率。同时减少直接排入渗滤液污水处理系统的渗滤液量，减少项目运行费用。

（3）集中性果蔬废弃物具有量集中、含水率极高、营养元素种类较少特点，比较不适宜作为单一物料来源进行厌氧发酵技术处理。本发明通过厨余垃圾沥水、厨余垃圾挤水水的协同处置，提高和丰富了果蔬废弃物的有机质含量和营养元素种类，特别是金属类微量元素，发明创新了集中性果蔬废弃物新的资源化利用途径。

以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，故不能以此限定本发明实施的范围，即依本发明申请专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明专利涵盖的范围内。

Claims (2)

1.一种多类型易腐垃圾协同厌氧消化处理设备，其特征在于：包括厨余垃圾处理系统、果蔬垃圾处理系统、后期处理系统；所述的厨余垃圾处理系统和果蔬垃圾处理系统分别与后期处理系统衔接；

所述的果蔬垃圾处理系统包括果蔬接料系统、粉碎制浆机、均质罐、湿法厌氧消化装置；所述的果蔬接料系统、粉碎制浆机、均质罐、湿法厌氧消化装置依工艺步骤依次衔接；

所述的厨余垃圾处理系统包括厨余接料系统、预处理系统、中间储料仓、挤水机、干法厌氧消化装置；所述的厨余接料系统、预处理系统、中间储料仓、挤水机、干法厌氧消化装置依工艺步骤依次衔接；所述的厨余接料系统通过管道与果蔬垃圾处理系统中的加粉碎制浆机连接；所述的中间储料仓和挤水机分别通过管道与果蔬垃圾处理系统中的均质罐连接；

所述的后期处理系统包括沼气利用系统、厌氧污泥脱水系统、污水处理系统、沼渣处理系统；所述的沼气利用系统分别衔接厨余垃圾处理系统和餐厨垃圾处理系统，厌氧污泥脱水系统分别衔接厨余垃圾处理系统和餐厨垃圾处理系统，厌氧污泥脱水系统依工序分别与污水处理系统和沼渣处理系统衔接。

2.一种根据权利要求1所述的多类型易腐垃圾协同厌氧消化处理方法，其特征在于：包括厨余垃圾处理步骤、果蔬垃圾处理步骤、后期处理步骤；所述的厨余垃圾处理步骤和果蔬垃圾处理步骤分别与后期处理步骤衔接；

所述的厨余垃圾处理步骤包括：

S1：厨余垃圾经车辆收运后卸料至厨余接料系统，随后经皮带输送至预处理系统处理，并将厨余沥水收集后并入集中性果蔬垃圾处理系统中的粉碎制浆机，对果蔬废弃物加水加湿，以利于粉碎制浆机操作；

S2:厨余垃圾经预处理系统处理后，将分拣出来的杂质外运处置，剩余的易腐性垃圾输送进入中间储料仓，随后将高含固率的易腐垃圾经螺旋及皮带输送进入干法厌氧消化装置处置；

S3:当中间储料仓沥水效果变差、输出易腐垃圾含固率未达到干法厌氧发酵指标要求时，可将易腐垃圾输送入挤水机再次挤压后进入干法厌氧消化装置处置；

所述的果蔬垃圾处理步骤包括：

S1:集中性果蔬废弃物经车辆收运后卸料至果蔬接料系统，加入厨余沥水后进行粉碎制浆操作，制成具有流动性的有机浆料；在本步骤中，集中性果蔬废弃物纯度很高，基本没有杂物，可不需要预处理除杂工序，缩短工艺流程、节约项目投资；

S2:集中性果蔬废弃物加工成有机浆料后，和厨余沥水、厨余挤压水共同进入均质罐；

S3：均质罐内的料液最终进入湿法厌氧消化装置处置；

所述的后期处理步骤包括：

S1：果蔬垃圾处理步骤中的湿法厌氧消化装置产生的沼气和厨余垃圾处理步骤中干法厌氧消化装置产生的沼气并入沼气利用系统共同处理、产生的厌氧污泥可并入脱水系统处理；

S2:厌氧污泥经脱水系统处理后产生的沼液进入污水处理系统处理，沼渣进入沼渣处理系统处理。