CN109759424A - 一种有机废弃物处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种有机废弃物处理方法，所述方法主要是对有机废弃物进行无害化处理、资源化利用，分离转化得到的灭菌五谷虫可作为蛋白饲料，虫粪沙作为有机肥，生物柴油和沼气可作为燃料；形成完整的循环经济产业链。转化得到的沼气热值在26兆焦/立方米，可转化成热能和电能；得到的生物柴油达到BD100标准，由于其废气排放不含硫氧化物，排出颗粒物和CO的量低于矿物柴油，其环境特性与排放性能均优于矿物柴油，可生物降解，无毒性，对环境无害，可用于任何柴油引擎，使用、处理、运输和储藏都极其安全。
Description
技术领域
本发明属于废弃物处理技术领域，具体涉及一种有机废弃物处理方法。
背景技术
从事餐饮服务或单位供餐等活动的宾馆，从事食品生产加工的饭店、餐馆和机关、部队、院校、企事业单位的食堂，以及个人或食品工厂在生产、经营过程中产生的食物残余、食品加工废料、过期食品、废弃食用油脂等均属于有机废弃物，这些废弃物一般不会被再次加工，而是直接倒掉，造成环境的污染和能源的浪费。
目前，无论是能源还是化学工业的基本原料都主要来自于石油，据专家预测，世界的石油储量约可维持27年，天然气45年，所以开发和生产新能源和基础化工原料具有深远意义。
发明内容
为了解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种有机废弃物处理方法，其有利于环境的良性发展，提高了废弃物的处理效率。
本发明的目的是提供一种有机废弃物处理方法。
根据本发明的具体实施方式的有机废弃物处理方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将有机废弃物进行固液分离，形成分离后的固体和分离后的液体，然后将所述液体进行油水分离，得到废水和废油脂；
(2)将步骤(1)分离得到的所述固体进行粉碎形成浆料，加入五谷虫初孵幼虫进行吞噬，吞噬完成后将五谷虫与虫粪沙分离，分离后的五谷虫进行高温灭杀；
(3)将步骤(1)分离得到的所述废水中先后加入产酸菌和甲烷菌加工形成沼气；
(4)将步骤(1)分离得到的所述废油脂经过滤除杂后作为原料油使用。
根据本发明的具体实施方式的有机废弃物处理方法，其中，所述浆料与五谷虫的添加量的比例为(45-55):1。五谷虫的灭菌采用105-115℃,2分钟进行灭杀，灭菌后的五谷虫作为昆虫蛋白饲料或添加剂待用；分离后的虫粪沙作为有机肥料待用。
根据本发明的具体实施方式的有机废弃物处理方法，进一步的，步骤(2)中，所述浆料与五谷虫的添加量的比例为50:1。
根据本发明的具体实施方式的有机废弃物处理方法，其中，步骤(2)中，对所述虫粪沙进行集中堆肥5-7天，堆肥的温度为50-70℃，堆肥后制成不同规格有机肥使用。
根据本发明的具体实施方式的有机废弃物处理方法，其中，步骤(3)中，采用IC厌氧反应器+SBR+MBR法将所述废水加工形成沼气，所述IC厌氧反应器+SBR+MBR法包括水解阶段、酸化阶段、酸性衰退阶段和甲烷化阶段四个阶段。
根据本发明的具体实施方式的有机废弃物处理方法，进一步的，所述水解阶段具体为：向所述废水中加入产酸菌，使固体物质降解为溶解性的物质，大分子物质降解为小分子物质；酸化阶段具体为：所述废水中的碳水化合物降解为脂肪酸；所述酸性衰退阶段具体为：所述水解阶段和所述酸化阶段产生的有机酸和溶解的含氮化合物分解成氮、胺和少量的CO2、N2、CH4、H2；所述甲烷化阶段具体为：向所述有机酸中加入甲烷菌，使有机酸转化为沼气。其中的水解和产酸进行得较快，难于分开。酸性衰退阶段中，由于产氮细菌的活动使氨态氮浓度增加，氧化还原势降低，pH值上升，pH值的变化为甲烷创造了适宜的条件，酸性衰退阶段的副产物还有H2S、吲哚、粪臭素、和硫醇等，由此可见，使厌氧发酵带有不良气味的过程发生在这一阶段，经过第四阶段后不良气味减少；甲烷化阶段产生的沼气热值在26兆焦/立方米，可转化成热能和电能。
根据本发明的具体实施方式的有机废弃物处理方法，其中，步骤(4)中，所述废油脂放入反应釜中生产加工成柴油。
根据本发明的具体实施方式的有机废弃物处理方法，进一步的，所述废油脂放入QY生物柴油反应釜中采用“一步法QY生物柴油技术”生产加工成生物柴油。本发明得到的生物柴油达到BD100标准，由于其废气排放不含硫氧化物，排出颗粒物、HC和CO的量低于矿物柴油，其环境特性与排放性能均优于矿物柴油。BD100生物柴油可生物降解，无毒性，对环境无害，可用于任何柴油引擎；在所有替代燃油中介于1号柴油和2号柴油之间；其燃点是矿物柴油的两倍，使用、处理、运输和储藏都极其安全。
根据本发明的具体实施方式的有机废弃物处理方法，更进一步的，所述一步法QY生物柴油技术包括油脂净化过程、油脂转化过程、生物柴油物理分离过程和甲醇回收过程。
根据本发明的具体实施方式的有机废弃物处理方法，其中，所述油脂净化过程具体为：利用高温蒸汽对所述废油脂进行熔油，然后采用多重滤网过滤除粗杂，再升温静置破乳分水，脂层经叶滤机压滤除细杂后，除细杂后的净油作为生产原料油使用，废水和废渣进行下一步处理；所述油脂转化过程具体为：采用低碳醇以气相方式不断引入反应体系对所述废水和废渣进行酯化反应，同时将甲醇精馏回收，然后降温，排除反应釜底部废液，釜内混脂经碱中和后再进行酯交换反应，反应结束升温脱醇，静置分离上层甘油，再离心分离后，泵入甘油储罐；除甘油外的粗酯则送入下一过程；所述生物柴油物理分离过程具体为：由上一过程送来的所述粗酯，进行连续式闪蒸脱溶、干蒸汽脱臭、入主塔精馏，即得成品生物柴油或更高级的化工用脂肪酸甲脂，同时分出泵前液和植物沥青；所述甲醇回收过程具体为：将过量的稀甲醇送入甲醇精馏塔精馏成为含量99％的甲醇后重复使用。
反应中过量甲醇必须回收和重复利用，以降低生产成本，因此过量的稀甲醇经甲醇精馏塔精馏成为含量99％的甲醇后重复使用。
产酸菌又称酸性腐化菌，水解菌。多属于异养型兼性菌菌群，产酸菌能够将非溶解性的有机物质分解并转化为简单的溶解性物质，这些转化后的溶解性物质能够为产甲烷菌生长繁殖提供营养物质，产酸菌通过自身活动能够消除厌氧消化初期所带入的溶解氧，并且能够裂解苯环、重金属等对产甲烷菌有害的物质。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1)本发明有机废弃物处理方法是对有机废弃物进行无害化处理、资源化利用，主要是采用生物转化，分离转化得到的灭菌五谷虫可作为蛋白饲料，虫粪沙作为有机肥，生物柴油和沼气可作为燃料，形成完整的循环经济产业链；本发明将有机物废弃物分离后的所有物质均进行了较好的转化，做到了废弃物的充分利用，而且转化后的产物均无毒、无害，有利于环境的良性发展，提高了废弃物的处理效率；
(2)本发明转化得到的沼气热值在26兆焦/立方米，可转化成热能和电能；
(3)本发明得到的生物柴油达到BD100标准，由于其废气排放不含硫氧化物，排出颗粒物、HC和CO的量低于矿物柴油，其环境特性与排放性能均优于矿物柴油。BD100生物柴油可生物降解，无毒性，对环境无害，可用于任何柴油引擎；在所有替代燃油中介于1号柴油和2号柴油之间；其燃点是矿物柴油的两倍，使用、处理、运输和储藏都极其安全。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
本发明中的有机废弃物指在生产、生活和其他活动中产生的丧失原有利用价值或者虽未丧失利用价值但被抛弃或者放弃的固态、液态或者气态的有机类物品和物质，包括：从事餐饮服务或单位供餐等活动的宾馆，从事食品生产加工的饭店、餐馆，机关、部队、院校、企事业单位的食堂，个人或食品工厂在生产、经营过程中产生的食物残余、食品加工废料、过期食品、废弃食用油脂(包括不可再食用的动植物油脂和各类油水混合物)；禽畜养殖过程中病祸等非正常宰杀的禽畜尸体及粪便，禽畜屠宰场的废弃物。
实施例1
本实施例提供了一种有机废弃物处理方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将有机废弃物进行固液分离，形成分离后的固体和分离后的液体，然后将所述液体进行油水分离，得到废水和废油脂；
(2)将步骤(1)分离得到的所述固体进行粉碎形成浆料，加入五谷虫初孵幼虫进行吞噬，吞噬完成后将五谷虫与虫粪沙分离，分离后的五谷虫进行高温灭杀；
(3)将步骤(1)分离得到的所述废水中先后加入产酸菌和甲烷菌加工形成沼气；
(4)将步骤(1)分离得到的所述废油脂经过滤除杂后作为原料油使用。
实施例2
本实施例提供了一种有机废弃物处理方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将有机废弃物进行固液分离，形成分离后的固体和分离后的液体，然后将所述液体进行油水分离，得到废水和废油脂；
(2)将步骤(1)分离得到的所述固体进行粉碎形成浆料，加入五谷虫初孵幼虫进行吞噬，吞噬完成后将五谷虫与虫粪沙分离，所述浆料与五谷虫的添加量的比例为55:1；分离后的五谷虫进行高温灭杀作为昆虫蛋白饲料或添加剂待用；分离后的虫粪沙进行集中堆肥5-7天，堆肥的温度为50-70℃，堆肥后制成不同规格有机肥待用；
(3)将步骤(1)分离得到的所述废水采用IC厌氧反应器+SBR+MBR法加工形成沼气，所述IC厌氧反应器+SBR+MBR法包括水解阶段、酸化阶段、酸性衰退阶段和甲烷化阶段四个阶段，所述水解阶段具体为：向所述废水中加入产酸菌，使固体物质降解为溶解性的物质，大分子物质降解为小分子物质；酸化阶段具体为：所述废水中的碳水化合物降解为脂肪酸；所述酸性衰退阶段具体为：所述水解阶段和所述酸化阶段产生的有机酸和溶解的含氮化合物分解成氮、胺和少量的CO2、N2、CH4、H2；所述甲烷化阶段具体为：向所述有机酸中加入甲烷菌，使有机酸转化为沼气。其中的水解和产酸进行得较快，难于分开。酸性衰退阶段中，由于产氮细菌的活动使氨态氮浓度增加，氧化还原势降低，pH值上升，pH值的变化为甲烷创造了适宜的条件，酸性衰退阶段的副产物还有H2S、吲哚、粪臭素、和硫醇等，由此可见，使厌氧发酵带有不良气味的过程发生在这一阶段，经过第四阶段后不良气味减少；甲烷化阶段产生的沼气热值在26兆焦/立方米，可转化成热能和电能；
(4)将步骤(1)分离得到的所述废油脂放入QY生物柴油反应釜中采用“一步法QY生物柴油技术”生产加工成生物柴油。本发明得到的生物柴油达到BD100标准，由于其废气排放不含硫氧化物，排出颗粒物、HC和CO的量低于矿物柴油，其环境特性与排放性能均优于矿物柴油。BD100生物柴油可生物降解，无毒性，对环境无害，可用于任何柴油引擎；在所有替代燃油中介于1号柴油和2号柴油之间；其燃点是矿物柴油的两倍，使用、处理、运输和储藏都极其安全。
实施例3
本实施例提供了一种有机废弃物处理方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将有机废弃物进行固液分离，形成分离后的固体和分离后的液体，然后将所述液体进行油水分离，得到废水和废油脂；
(2)将步骤(1)分离得到的所述固体进行粉碎形成浆料，加入五谷虫初孵幼虫进行吞噬，吞噬完成后将五谷虫与虫粪沙分离，所述浆料与五谷虫的添加量的比例为50:1；分离后的五谷虫进行高温灭杀作为昆虫蛋白饲料或添加剂待用；分离后的虫粪沙进行集中堆肥5-7天，堆肥的温度为50-70℃，堆肥后制成不同规格有机肥待用；
(3)将步骤(1)分离得到的所述废水采用IC厌氧反应器+SBR+MBR法加工形成沼气，所述IC厌氧反应器+SBR+MBR法包括水解阶段、酸化阶段、酸性衰退阶段和甲烷化阶段四个阶段，所述水解阶段具体为：向所述废水中加入产酸菌，使固体物质降解为溶解性的物质，大分子物质降解为小分子物质；酸化阶段具体为：所述废水中的碳水化合物降解为脂肪酸；所述酸性衰退阶段具体为：所述水解阶段和所述酸化阶段产生的有机酸和溶解的含氮化合物分解成氮、胺和少量的CO2、N2、CH4、H2；所述甲烷化阶段具体为：向所述有机酸中加入甲烷菌，使有机酸转化为沼气。其中的水解和产酸进行得较快，难于分开。酸性衰退阶段中，由于产氮细菌的活动使氨态氮浓度增加，氧化还原势降低，pH值上升，pH值的变化为甲烷创造了适宜的条件，酸性衰退阶段的副产物还有H2S、吲哚、粪臭素、和硫醇等，由此可见，使厌氧发酵带有不良气味的过程发生在这一阶段，经过第四阶段后不良气味减少；甲烷化阶段产生的沼气热值在26兆焦/立方米，可转化成热能和电能；
(4)将步骤(1)分离得到的所述废油脂放入QY生物柴油反应釜中采用“一步法QY生物柴油技术”生产加工成生物柴油。本发明得到的生物柴油达到BD100标准，由于其废气排放不含硫氧化物，排出颗粒物、HC和CO的量低于矿物柴油，其环境特性与排放性能均优于矿物柴油。BD100生物柴油可生物降解，无毒性，对环境无害，可用于任何柴油引擎；在所有替代燃油中介于1号柴油和2号柴油之间；其燃点是矿物柴油的两倍，使用、处理、运输和储藏都极其安全。一步法QY生物柴油技术包括油脂净化过程、油脂转化过程、生物柴油物理分离过程和甲醇回收过程。所述油脂净化过程具体为：利用高温蒸汽对所述废油脂进行熔油，然后采用多重滤网过滤除粗杂，再升温静置破乳分水，脂层经叶滤机压滤除细杂后，除细杂后的净油作为生产原料油使用，废水和废渣进行下一步处理；所述油脂转化过程具体为：采用低碳醇以气相方式不断引入反应体系对所述废水和废渣进行酯化反应，同时将甲醇精馏回收，然后降温，排除反应釜底部废液，釜内混脂经碱中和后再进行酯交换反应，反应结束升温脱醇，静置分离上层甘油，再离心分离后，泵入甘油储罐；除甘油外的粗酯则送入下一过程；所述生物柴油物理分离过程具体为：由上一过程送来的所述粗酯，进行连续式闪蒸脱溶、干蒸汽脱臭、入主塔精馏，即得成品生物柴油或更高级的化工用脂肪酸甲脂，同时分出泵前液和植物沥青；所述甲醇回收过程具体为：反应中过量甲醇必须回收和重复利用，以降低生产成本，因此将过量的稀甲醇送入甲醇精馏塔精馏成为含量99％的甲醇后重复使用。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种有机废弃物处理方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)将有机废弃物进行固液分离，形成分离后的固体和分离后的液体，然后将所述液体进行油水分离，得到废水和废油脂；
(2)将步骤(1)分离得到的所述固体进行粉碎形成浆料，加入五谷虫初孵幼虫进行吞噬，吞噬完成后将五谷虫与虫粪沙分离，分离后的五谷虫进行高温灭杀；
(3)将步骤(1)分离得到的所述废水中先后加入产酸菌和甲烷菌加工形成沼气；
(4)将步骤(1)分离得到的所述废油脂经过滤除杂后作为原料油使用。
2.根据权利要求1所述的有机废弃物处理方法，其特征在于，步骤(2)中，所述浆料与五谷虫的添加量的比例为(45-55):1。
3.根据权利要求2所述的有机废弃物处理方法，其特征在于，步骤(2)中，所述浆料与五谷虫的添加量的比例为50:1。
4.根据权利要求1所述的有机废弃物处理方法，其特征在于，步骤(2)中，对所述虫粪沙进行集中堆肥5-7天，堆肥的温度为50-70℃，堆肥后制成不同规格有机肥使用。
5.根据权利要求1所述的有机废弃物处理方法，其特征在于，步骤(3)中，采用IC厌氧反应器+SBR+MBR法将所述废水加工形成沼气，所述IC厌氧反应器+SBR+MBR法包括水解阶段、酸化阶段、酸性衰退阶段和甲烷化阶段四个阶段。
6.根据权利要求5所述的有机废弃物处理方法，其特征在于，所述水解阶段具体为：向所述废水中加入产酸菌，使固体物质降解为溶解性的物质，大分子物质降解为小分子物质；酸化阶段具体为：所述废水中的碳水化合物降解为脂肪酸；所述酸性衰退阶段具体为：所述水解阶段和所述酸化阶段产生的有机酸和溶解的含氮化合物分解成氮、胺和少量的CO2、N2、CH4、H2；所述甲烷化阶段具体为：向所述有机酸中加入甲烷菌，使有机酸转化为沼气。
7.根据权利要求1所述的有机废弃物处理方法，其特征在于，步骤(4)中，所述废油脂放入反应釜中生产加工成柴油。
8.根据权利要求7所述的有机废弃物处理方法，其特征在于，所述废油脂放入QY生物柴油反应釜中采用“一步法QY生物柴油技术”生产加工成生物柴油。
9.根据权利要求8所述的有机废弃物处理方法，其特征在于，所述一步法QY生物柴油技术包括油脂净化过程、油脂转化过程、生物柴油物理分离过程和甲醇回收过程。
10.根据权利要求9所述的有机废弃物处理方法，其特征在于，所述油脂净化过程具体为：利用高温蒸汽对所述废油脂进行熔油，然后采用多重滤网过滤除粗杂，再升温静置破乳分水，脂层经叶滤机压滤除细杂后，除细杂后的净油作为生产原料油使用，废水和废渣进行下一步处理；所述油脂转化过程具体为：采用低碳醇以气相方式不断引入反应体系对所述废水和废渣进行酯化反应，同时将甲醇精馏回收，然后降温，排除反应釜底部废液，釜内混脂经碱中和后再进行酯交换反应，反应结束升温脱醇，静置分离上层甘油，再离心分离后，泵入甘油储罐；除甘油外的粗酯则送入下一过程；所述生物柴油物理分离过程具体为：由上一过程送来的所述粗酯，进行连续式闪蒸脱溶、干蒸汽脱臭、入主塔精馏，即得成品生物柴油或更高级的化工用脂肪酸甲脂，同时分出泵前液和植物沥青；所述甲醇回收过程具体为：将过量的稀甲醇送入甲醇精馏塔精馏成为含量99％的甲醇后重复使用。
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