CN109365480A - 厨余垃圾和餐厨垃圾协同处理设备及处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种厨余垃圾和餐厨垃圾协同处理设备及处理方法包括厨余垃圾处理系统、餐厨垃圾处理系统、后期处理系统；所述的厨余垃圾处理系统和餐厨垃圾处理系统分别与后期处理系统衔接。本发明可实现厨余垃圾和餐厨垃圾两种不同类型的物料进行协同处理，提高单一项目的规模化效益。本发明将两种垃圾并入餐厨垃圾处理生产线处置，实现厨余垃圾沥水中的油分提油回收以及高浓度有机质进行湿法厌氧消化生产沼气，提高资源回收利用率。

Description

厨余垃圾和餐厨垃圾协同处理设备及处理方法

技术领域

本发明涉及垃圾处理领域，特别是涉及一种厨余垃圾和餐厨垃圾协同处理设备及处理方法。

背景技术

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、骨头等易腐性垃圾以及农贸果蔬市场废弃的瓜果蔬菜等为主，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。

餐厨垃圾是指餐饮业经营者单位食堂等餐厨废弃物产生单位(含个体工商户、下同)在食品生产、经营活动中产生的食物残余、食品加工废料、过期食品等，其含水率可达85%及以上（含固率一般在15%以下），相比厨余垃圾含水率更高，而且含有较多的油脂成分。因此，餐厨垃圾适合采用湿法厌氧发酵技术处理。

现有产品结构组成

厨余垃圾和餐厨垃圾因含固率指标不同，其物料形态和杂质混合状态不同，一般情况下这两类垃圾采用不同类的工艺流程处置。比如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。

餐厨垃圾采用以湿法厌氧发酵技术为核心的工艺流程处理：餐厨垃圾经机械自动分选机分离出大量的不可生物降解杂质如塑料、金属、木块等，随后将除杂后的餐厨垃圾进行浆化处理形成有机浆料，有机浆料经过加热搅拌和固液分离后形成含油有机料液和分离固相。分离固相一般作为废渣出厂处置，对预处理产生的含油有机料液进行油分分离及油脂回收，剩余有机料液输送至厌氧均质罐，接着经泵输送至湿法厌氧发酵装置内发酵，产生沼气进行发电利用，同时利用沼气发电机组余热产生热水或蒸汽回流至预处理工段的加热搅拌单元和提油单元以及厌氧发酵装置进行供热，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。

现在产品缺陷

在未实行垃圾分类之前，来源于家庭的厨余垃圾容易混入大量的纸张、塑料、织物等，这些杂质会吸附厨余垃圾中的水分、油分，使得厨余垃圾表观看起来较干，在预处理生产线上比较容易输送，对设备的污染也较小。但随着各地垃圾分类政策的实施，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成分，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。

餐厨垃圾项目工艺技术比较成熟，运用案例较多，但餐厨垃圾项目一般规模较小，设备的规模化经济性能还有很大提升空间，而且餐厨垃圾的预处理系统环节会产生固相有机质，无法作为资源进入湿法厌氧消化罐处置，只能作为废弃物出厂处置，降低项目效益、增加项目生产运行成本。

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、处理效果好的厨余垃圾和餐厨垃圾协同处理设备。

本发明的另一个目的在于提供一种处理效果好的厨余垃圾和餐厨垃圾协同处理方法。

为实现上述目的，本发明的技术解决方案是：

本发明是一种厨余垃圾和餐厨垃圾协同处理设备，包括厨余垃圾处理系统、餐厨垃圾处理系统、后期处理系统；所述的厨余垃圾处理系统和餐厨垃圾处理系统分别与后期处理系统衔接；

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、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、干法厌氧消化装置依工艺步骤依次衔接；

所述的餐厨垃圾处理系统包括餐厨接料系统、自动分选装置、加热搅拌装置、固液分离设备、除渣除砂装置、加热缓冲罐、提油装置、均质罐、湿法厌氧消化装置；所述的餐厨接料系统、自动分选装置、加热搅拌装置、固液分离设备、除渣除砂装置、加热缓冲罐、提油装置、均质罐、湿法厌氧消化装置依工艺步骤依次衔接；其中，所述的餐厨接料系统通过管道与加热搅拌装置连接，固液分离设备通过输送机构或运输机构与厨余垃圾处理系统中的中间储料仓衔接；

所述的厨余垃圾处理系统中的厨余接料系统通过管道与餐厨垃圾处理系统中的加热搅拌装置连接；

所述的厨余垃圾处理系统中的中间储料仓通过管道与餐厨垃圾处理系统中的加热搅拌装置连接；

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。

所述的中间储料仓侧面及底部分别设有沥水装置。

本发明是一种厨余垃圾和餐厨垃圾协同处理方法，包括厨余垃圾处理步骤、餐厨垃圾处理步骤、后期处理步骤；所述的厨余垃圾处理步骤和餐厨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，并将厨余沥水中含有较高的有机质和适量的油分收集后并入餐厨垃圾处理系统中的加热搅拌装置处置，作为水源补充并回收油分、有机质；

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；易腐性垃圾在中间储料仓排出的沥水含有较高的有机质和油分，收集后并入餐厨垃圾处理系统的加热搅拌装置处置，作为水源补充并回收油分、有机质；

S3: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；

所述的餐厨垃圾处理步骤包括：

S1：餐厨垃圾经车辆收运后卸料至餐厨接料系统，将收集的餐厨垃圾沥水输送至加热搅拌装置处置，将沥水后的餐厨垃圾经管道、泵输送至自动分选装置处理，去除杂质（外运处置）后通过浆化处理成有机浆料；

S2:餐厨垃圾浆料依次进入加热搅拌装置，将多种形态的脂肪物质转化为具有流动性的液态油分，在进入固液分离设备将有机浆料中的有机料液和固相有机质通过机械设备进行固液分离；固液分离设备分离出来的固相有机质并入厨余垃圾处理系统的中间储料仓，提高餐厨垃圾中的有机质回收利用率；

S3:所述的固液分离设备分离出来的液相（有机料液）进入除渣除砂装置，去除料液中的惰性残渣、砂石（外运处置），随后将有机料液输送至加热缓冲罐加热、三相提油设备提取毛油，脱油后的料液进入均质罐暂存；

S4：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：餐厨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，本发明具有的优点：

（1）处理物料对象：本发明可实现厨余垃圾和餐厨垃圾两种不同类型的物料进行协同处理，提高单一项目的规模化效益。

（2）提高厨余垃圾沥水中有机质和油分的资源回收利用率：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，本发明将两种垃圾并入餐厨垃圾处理生产线处置，实现厨余垃圾沥水中的油分提油回收以及高浓度有机质进行湿法厌氧消化生产沼气，提高资源回收利用率。

（3）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，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。

（4）餐厨垃圾固相有机质资源回收利用措施：传统餐厨垃圾处理生产线将餐厨垃圾中的固相有机质作为废渣处置，本发明将其并入厨余垃圾处理生产线处置，提高固相有机质资源化回收利用率。

（5）部分设施协同利用：将沼气利用系统、厌氧污泥脱水系统、沼液污水处理系统和沼渣处理系统协同共用，提高设备使用效率，节省项目投资，提高项目经济效益。

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是本发明的工艺流程图。

具体实施方式

如图1所示，本发明一种厨余垃圾和餐厨垃圾协同处理设备，包括厨余垃圾处理系统1、餐厨垃圾处理系统2、后期处理系统3。

所述的厨余垃圾处理系统1和餐厨垃圾处理系统2分别与后期处理系统3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、干法厌氧消化装置14；所述的厨余接料系统11、预处理系统12、中间储料仓13、干法厌氧消化装置14依工艺步骤依次衔接；所述的厨余接料系统11和中间储料仓13带有沥水功能。在本实施例中，所述的中间储料仓13侧面及底部分别设有沥水装置。

所述的餐厨垃圾处理系统2包括餐厨接料系统21、自动分选装置22、加热搅拌装置23、固液分离设备24、除渣除砂装置25、加热缓冲罐26、提油装置27、均质罐28、湿法厌氧消化装置29；所述的餐厨接料系统21、自动分选装置22、加热搅拌装置23、固液分离设备24、除渣除砂装置25、加热缓冲罐26、提油装置27、均质罐28、湿法厌氧消化装置29依工艺步骤依次衔接；其中，所述的餐厨接料系统21通过管道与加热搅拌装置23连接，固液分离设备24通过输送机构或运输机构与厨余垃圾处理系统1中的中间储料仓13衔接。所述的餐厨接料系统21带有沥水功能。

所述的厨余垃圾处理系统1中的厨余接料系统11通过管道与餐厨垃圾处理系统2中的加热搅拌装置23连接；厨余沥水中含有较高的有机质和适量的油分收集后并入餐厨垃圾处理系统2的加热搅拌装置23处置，作为水源补充并回收油分、有机质。

所述的厨余垃圾处理系统1中的中间储料仓13通过管道与餐厨垃圾处理系统2中的加热搅拌装置23连接；易腐性垃圾在中间储料仓13排出的沥水含有较高的有机质和油分可收集后并入餐厨垃圾处理系统2的加热搅拌装置23处置，作为水源补充并回收油分、有机质。

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14和餐厨垃圾处理系统2中的湿法厌氧消化装置29，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和餐厨垃圾处理系统2中的湿法厌氧消化装置29，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。

本发明是一种厨余垃圾和餐厨垃圾协同处理方法，包括厨余垃圾处理步骤、餐厨垃圾处理步骤、后期处理步骤。所述的厨余垃圾处理步骤和餐厨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，并将厨余沥水中含有较高的有机质和适量的油分收集后并入餐厨垃圾处理系统中的加热搅拌装置23处置，作为水源补充并回收油分、有机质；本步骤中，由于厨余接料系统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；易腐性垃圾在中间储料仓13排出的沥水含有较高的有机质和油分，收集后并入餐厨垃圾处理系统的加热搅拌装置23处置，作为水源补充并回收油分、有机质；

S3: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14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14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④干法厌氧发酵装置，从而导致进入④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。本发明专利将该③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④干法厌氧发酵装置进料要求。

所述的餐厨垃圾处理步骤包括：

S1：餐厨垃圾经车辆收运后卸料至餐厨接料系统21，将收集的餐厨垃圾沥水输送至加热搅拌装置23处置，将沥水后的餐厨垃圾经管道、泵输送至自动分选装置22处理，去除杂质（外运处置）后通过浆化处理成有机浆料；

在本步骤中，所述的餐厨接料系统21具有餐厨沥水和收集功能，使得餐厨垃圾沥水中大量的有机质和油分得到回收利用；所述的自动分选装置22可去除大量的不可生物降解杂质如塑料、金属、木块等，提高待后续处理的餐厨垃圾纯度。

S2:餐厨垃圾浆料依次进入加热搅拌装置23，将多种形态的脂肪物质转化为具有流动性的液态油分，在进入固液分离设备24将有机浆料中的有机料液和固相有机质通过机械设备进行固液分离；固液分离设备24分离出来的固相有机质并入厨余垃圾处理系统的中间储料仓13，提高餐厨垃圾中的有机质回收利用率；在本步骤中，所述的餐厨垃圾有机浆料中含有较多颗粒状或固态或油脂凝固等形态的脂肪类废弃物经过加热搅拌装置23后可将多种形态的脂肪物质转化为具有流动性的液态油分，便于后续油分回收；所述的固液分离设备24将有机浆料中的有机料液和固相有机质通过机械设备进行固液分离，便于后续固液分开处置。

S3:所述的固液分离设备24分离出来的液相（有机料液）进入除渣除砂装置25，去除料液中的惰性残渣、砂石（外运处置），随后将有机料液输送至加热缓冲罐26加热、三相提油设备提取毛油，脱油后的料液进入均质罐28暂存；

S4：均质罐28内的料液（餐厨垃圾经前端一系列工艺流程处理后的料液）最终进入湿法厌氧消化装置29处置；

所述的后期处理步骤包括：

S1：餐厨垃圾处理步骤中的湿法厌氧消化装置29产生的沼气和厨余垃圾处理步骤中干法厌氧消化装置14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；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或蒸汽供应给厨余垃圾干法厌氧消化装置14、餐厨垃圾加热搅拌装置23、餐厨垃圾有机料液提油设备前端的加热缓冲罐26以及餐厨垃圾湿法厌氧消化装置29，实现项目热能自产自足。

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。

本发明的重点就在于：

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，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。

(1)厨余垃圾处理生产线各个环节收集的沥水或挤压水具有高有机质、高油分特性。本发明通过餐厨垃圾湿法厌氧消化工艺技术协同处置，提高油分的资源回收率和沥水中有机质的资源回收，使得厨余垃圾得到更加全面、充分、高效的处置。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。

(2)餐厨垃圾处理生产线产生的固相有机质具有高含固、高有机质特性，原本作为废渣出厂处置。本发明通过厨余垃圾干法消化工艺技术协同处置，提高餐厨垃圾固相有机质的资源回收利用率，使得餐厨垃圾得到更加全面、充分、高效的处置。同时减少直接外排的废渣处理量，减少项目废渣处置费用。

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 (3)

1.一种厨余垃圾和餐厨垃圾协同处理设备，其特征在于： 包括厨余垃圾处理系统、餐厨垃圾处理系统、后期处理系统；所述的厨余垃圾处理系统和餐厨垃圾处理系统分别与后期处理系统衔接；

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、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、干法厌氧消化装置依工艺步骤依次衔接；

所述的餐厨垃圾处理系统包括餐厨接料系统、自动分选装置、加热搅拌装置、固液分离设备、除渣除砂装置、加热缓冲罐、提油装置、均质罐、湿法厌氧消化装置；所述的餐厨接料系统、自动分选装置、加热搅拌装置、固液分离设备、除渣除砂装置、加热缓冲罐、提油装置、均质罐、湿法厌氧消化装置依工艺步骤依次衔接；其中，所述的餐厨接料系统通过管道与加热搅拌装置连接，固液分离设备通过输送机构或运输机构与厨余垃圾处理系统中的中间储料仓衔接；

所述的厨余垃圾处理系统中的厨余接料系统通过管道与餐厨垃圾处理系统中的加热搅拌装置连接；

所述的厨余垃圾处理系统中的中间储料仓通过管道与餐厨垃圾处理系统中的加热搅拌装置连接；

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.根据权利要求1所述的厨余垃圾和餐厨垃圾协同处理设备，其特征在于：所述的中间储料仓侧面及底部分别设有沥水装置。

3.一种根据权利要求1所述的厨余垃圾和餐厨垃圾协同处理方法，其特征在于：包括厨余垃圾处理步骤、餐厨垃圾处理步骤、后期处理步骤；所述的厨余垃圾处理步骤和餐厨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，并将厨余沥水中含有较高的有机质和适量的油分收集后并入餐厨垃圾处理系统中的加热搅拌装置处置，作为水源补充并回收油分、有机质；

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；易腐性垃圾在中间储料仓排出的沥水含有较高的有机质和油分，收集后并入餐厨垃圾处理系统的加热搅拌装置处置，作为水源补充并回收油分、有机质；

S3: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；

所述的餐厨垃圾处理步骤包括：

S1：餐厨垃圾经车辆收运后卸料至餐厨接料系统，将收集的餐厨垃圾沥水输送至加热搅拌装置处置，将沥水后的餐厨垃圾经管道、泵输送至自动分选装置处理，去除杂质后通过浆化处理成有机浆料；

S2:餐厨垃圾浆料依次进入加热搅拌装置，将多种形态的脂肪物质转化为具有流动性的液态油分，在进入固液分离设备将有机浆料中的有机料液和固相有机质通过机械设备进行固液分离；固液分离设备分离出来的固相有机质并入厨余垃圾处理系统的中间储料仓，提高餐厨垃圾中的有机质回收利用率；

S3:所述的固液分离设备分离出来的液相进入除渣除砂装置，去除料液中的惰性残渣、砂石，随后将有机料液输送至加热缓冲罐加热、三相提油设备提取毛油，脱油后的料液进入均质罐暂存；

S4：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：餐厨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。