CN110116126B - 一种餐厨垃圾、污泥协同处置方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种餐厨垃圾、污泥协同处置方法，包括以下步骤：物料接收；大物质分拣；精分制浆；除渣除杂以及油脂回收；厌氧消化处理；调理处理；板框压滤处理；干化处理；炭化处理；获得产品。本发明通过对餐厨垃圾进行精分制浆、除渣除杂、油脂回收以及厌氧消化处理，得到沼气和沼液，实现餐厨垃圾减量的同时得到了生物质能源；本方法可将多余的沼气通入干化、炭化系统作为补给热源，提高了能源利用效率，且解决了餐厨垃圾厌氧消化处理、沼渣处理和污泥干化、炭化能源补给问题，提高了沼气利用效率，并实现了沼渣和污泥的减量化、稳定化、无害化以及资源化的处置，具有较高的环境效益和经济效益，在餐厨垃圾和污泥处理处置领域具有推广价值。
Description
技术领域
本发明属于有机固废处置与可再生能源技术领域，涉及到一种餐厨垃圾、污泥协同处置方法。
背景技术
餐厨垃圾是由餐厅、食堂、食品加工厂等场所产生的各种垃圾组成的，其主要组成成分有粮食、蔬菜、植物油、动物油、肉骨及少量废餐具、牙签、餐纸、菜刀等。餐厨垃圾含水率高达80％～90％，有机质含量达90％以上；除此之外，餐厨垃圾中还富含氮、磷、钾等微量元素，具有很高的利用价值。餐厨垃圾处理一般使用厌氧消化技术，餐厨垃圾厌氧消化产生的沼气通常用于发电和提纯压缩，难以高效利用，厌氧消化产生的沼渣需处理处置。
污泥是污水处理过程中的产物，机械脱水后污泥含水率通常为60％～80％，易腐败发臭，需进一步进行减量和稳定处理。污泥高干脱水+干化炭化可将污泥含水率降低至5％以下，保留了大部分固定碳和氮、磷等营养元素，实现污泥减量化、稳定化、无害化和资源化。
污泥炭化产生的热解气燃烧往往不能满足污泥干化和炭化热量需求，需补充生物质燃料、天然气能源。餐厨垃圾厌氧产生的沼渣含水率高、体积大，有恶臭味，富含氮、磷、钾等营养元素，需进行减量化、稳定化、无害化甚至是资源化处理。
发明内容
本发明的目的在于提供的一种餐厨垃圾、污泥协同处置方法，解决了餐厨垃圾以及污泥无法实现协同处理，以及产生的沼气存在能源利用率低、稳定性差以及资源化差的问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种餐厨垃圾、污泥协同处置方法，包括以下步骤：
S1、物料接收：餐厨垃圾由运输车卸料至物料接收斗，料斗底部设置两组双螺旋给料机，对垃圾及袋装垃圾粗破碎的同时挤压出垃圾中的水分，产生的沥液收集，并通过泵输送至步骤S3中；
市政污泥通过运输车运送至污泥接收池进行暂存；
S2、大物质分拣：接收料斗中剩余物料经集料输送机输送至大物质分拣机，其中的粗大物料在螺旋输送机出料口收集后外运焚烧或填埋；
S3、精分制浆：大物质分拣后物料进入精分制浆机，筛分出的小体积杂质收集后与S2中粗大物料协同焚烧或填埋，且精分制浆机同时将物料切削，物料切削后与步骤S1沥液及步骤S4中分离的水混合制成浆液；
S4、除渣除杂以及油脂回收：浆液通过沉淀方式去除底部沉砂和上部漂浮物后，进入加热搅拌装置，向加热搅拌装置通入饱和蒸汽或热水，在加热搅拌装置以及搅拌器的作用下物料均匀受热，浆液中难分离的固态油脂液态化，加热后的浆液进入三相分离器分离，得到浆料、粗油脂和水；
S5、厌氧消化处理：三相分离后的浆料通过泵输送至水解罐，水解后的浆料输送至厌氧消化罐，水解罐和厌氧消化罐使用热蒸汽或热水保温，浆料厌氧消化后产物有沼液和沼气；
S6、调理处理：沼液经离心机离心脱水后得到含水率80％沼渣，将沼渣和(或)步骤S1中的市政污泥协同输送至调理池，使用干化炭化烟气冷凝水和水处理工艺产生的剩余污泥调节污泥/沼渣含水率≥90％，并添加调理剂，搅拌均匀；
S7、板框压滤处理：调理后污泥/沼渣经板框压滤机进行固液分离，得到含水率60％以下泥饼以及压滤液；
S8、干化处理：泥饼经破碎后进入内热式干化炉，干化炉通过热烟气直接与污泥/沼渣换热，蒸发的水汽通过引风机抽出，干化后污泥/沼渣含水率为20％-30％；
S9、炭化处理：干化后污泥/沼渣进入外热式炭化炉，炭化炉通过在炉体夹套内通入热烟气与污泥/沼渣间接换热，炭化后的热烟气通入干化炉，污泥/沼渣裂解气通入二燃室燃烧；
S10、污泥/沼渣炭化后获得含水率为5％以下产品。
进一步地，所述水解罐的水解酸化和厌氧消化罐的厌氧消化需要热源进行加热和保温处理，加热或保温处理利用沼气燃烧供热。
进一步地，所述调理剂包括聚硅硫酸铁、聚合硫酸铁、聚丙烯酰胺、EDTA表面活性剂、硫酸亚铁中的至少一种。
进一步地，所述板框压滤处理以及干化炭化处理产生的废水经处理后水质达纳管标准，排入市政管网，废水处理过程中产生的污泥，通过泵抽送至调理池，与污泥和沼渣协同高干脱水、干化炭化。
进一步地，所述步骤S5中厌氧消化产生的沼气经过冷凝脱水和脱硫后，一部分通入沼气锅炉燃烧，燃烧产生的热水/蒸汽用于步骤S4中餐厨垃圾浆料加热和步骤S5中水解罐、厌氧消化罐保温，剩余沼气通入炭化二燃室燃烧。
本发明的有益效果：
1、本发明通过对餐厨垃圾进行精分制浆、除渣除杂、油脂回收以及厌氧消化处理，得到沼气和沼液，实现餐厨垃圾减量的同时得到了生物质能源；且通过污泥和沼渣共同经调理处理、干化处理、炭化处理以及炭化处理，使得污泥和沼渣实现四化目标；在餐厨垃圾单独进行厌氧消化处理时，产生的多余沼气用于发电、提纯压缩或通过火炬燃烧，而本协同处置方法将多余的沼气通入干化、炭化系统作为补给热源，提高了能源利用效率；
2、本方法解决了餐厨垃圾厌氧消化处理沼渣处理和污泥干化、炭化能源补给问题，提高了沼气利用效率，并实现了沼渣和污泥的减量化、稳定化、无害化以及资源化的处置，具有较高的环境效益和经济效益，在餐厨垃圾和污泥处理处置领域具有较高的推广价值。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明中一种餐厨垃圾、污泥协同处置方法的工艺流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1所示，一种餐厨垃圾、污泥协同处置方法，包括以下步骤：
S1、物料接收：餐厨垃圾由运输车卸料至物料接收斗，料斗底部设置两组双螺旋给料机，对大块垃圾及袋装垃圾粗破碎的同时挤压出垃圾中的水分，产生的沥液收集，并通过螺杆泵输送至步骤S3中；
市政污泥通过运输车(污泥含水率大于80％)运送至污泥接收池暂存；
S2、大物质分拣：接收料斗中剩余物料经集料输送机输送至大物质分拣机，其中的粗大物料在螺旋输送机出料口收集后外运焚烧或填埋，物料尺寸大于60mm的作为粗大物料；
S3、精分制浆：大物质分拣后物料进入精分制浆机，筛分出的小体积杂质收集后与S2中粗大物料协同焚烧或填埋，且精分制浆机同时将物料切削，切削后与步骤S1沥液及步骤S4中分离的水混合制成浆液；
S4、除渣除杂以及油脂回收：浆液通过沉淀方式去除底部沉砂和上部漂浮物后，进入加热搅拌装置，向加热搅拌装置通入饱和蒸汽或热水，在加热搅拌装置以及搅拌器的作用下物料均匀受热，浆液中难分离的固态油脂液态化，加热后的浆液进入三相分离器分离，得到浆料、粗油脂和水；
S5、厌氧消化处理：三相分离后的浆料通过泵输送至水解罐，水解后的浆料输送至厌氧消化罐，水解罐和厌氧消化罐使用热蒸汽或热水保温，厌氧消化采用中温CSTR工艺，浆料厌氧消化后产物有沼液和沼气；通过水解罐和厌氧消化管可使水解酸化菌和产甲烷菌在各自适宜环境中生长，有利于提高厌氧消化速率、增加沼气产量；
其中，水解罐的水解酸化和厌氧消化罐的厌氧消化需要热源进行加热和保温处理，加热或保温处理利用沼气燃烧供热。
S6、调理处理：沼液经离心机离心脱水后得到含水率80％沼渣，降低沼液碱度值和盐分，以利于降低调理剂用量，改善调理效果，将沼渣和(或)步骤S1中市政污泥协同输送至调理池，使用干化炭化烟气冷凝水和水处理工艺产生的剩余污泥调节污泥/沼渣含水率≥90％，并添加调理剂，搅拌均匀，其中，调理剂包括聚硅硫酸铁、聚合硫酸铁、聚丙烯酰胺、EDTA表面活性剂、硫酸亚铁中的至少一种，本申请文件中采用的调理剂为300kg/TDS聚硅硫酸铁和3kg/TDS聚丙烯酰胺，添加的顺序依次为300kg/TDS聚硅硫酸铁和3kg/TDS聚丙烯酰胺；
S7、板框压滤处理：调理后污泥/沼渣经过滤面积400m2隔膜式板框压滤机进行固液分离，得到含水率60％以下泥饼以及压滤液；
S8、干化处理：泥饼经破碎后进入内热式干化炉，干化炉通过热烟气直接与污泥/沼渣换热，蒸发的水汽通过引风机抽出，干化后污泥/沼渣含水率为20％-30％；
S9、炭化处理：干化后污泥/沼渣进入外热式炭化炉，炭化炉通过在炉体夹套内通入热烟气与污泥/沼渣间接换热，炭化后的热烟气通入干化炉，污泥/沼渣裂解气通入二燃室燃烧；
S10、污泥/沼渣炭化后含水率为5％以下产品，该产品内含有固定碳、氮、磷、钾等养分，具有一定的吸附作用，且可作为有机肥、吸附剂等方式利用。
板框压滤和干化炭化工艺单元产生的废水经过水处理单元，采用两级A/O+MBR工艺处理后水质达纳管标准，排入市政管网，废水处理过程中产生的污泥，通过泵抽送至调理池，与污泥和沼渣协同高干脱水、干化炭化。
步骤S5中厌氧消化产生的沼气经过冷凝脱水和脱硫后，一部分通入沼气锅炉燃烧，燃烧产生的热水/蒸汽用于步骤S4中餐厨垃圾浆料加热和步骤S5中水解罐、厌氧消化罐保温，剩余沼气通入炭化二燃室燃烧。
以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种餐厨垃圾、污泥协同处置方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、物料接收：餐厨垃圾由运输车卸料至物料接收斗，料斗底部设置两组双螺旋给料机，对垃圾及袋装垃圾粗破碎的同时挤压出垃圾中的水分，产生的沥液收集，并通过泵输送至步骤S3中；
市政污泥通过运输车运送至污泥接收池进行暂存；
S2、大物质分拣：接收料斗中剩余物料经集料输送机输送至大物质分拣机，其中的粗大物料在螺旋输送机出料口收集后外运焚烧或填埋；
S3、精分制浆：大物质分拣后物料进入精分制浆机，筛分出的小体积杂质收集后与S2中粗大物料协同焚烧或填埋，且精分制浆机同时将物料切削，物料切削后与步骤S1沥液及步骤S4中分离的水混合制成浆液；
S4、除渣除杂以及油脂回收：浆液通过沉淀方式去除底部沉砂和上部漂浮物后，进入加热搅拌装置，向加热搅拌装置通入饱和蒸汽或热水，在加热搅拌装置以及搅拌器的作用下物料均匀受热，浆液中难分离的固态油脂液态化，加热后的浆液进入三相分离器分离，得到浆料、粗油脂和水；
S5、厌氧消化处理：三相分离后的浆料通过泵输送至水解罐，水解后的浆料输送至厌氧消化罐，水解罐和厌氧消化罐使用热蒸汽或热水保温，浆料厌氧消化后产物有沼液和沼气；
S6、调理处理：沼液经离心机离心脱水后得到含水率80％沼渣，将沼渣和步骤S1中的市政污泥输送至调理池，使用干化炭化烟气冷凝水和水处理工艺产生的剩余污泥调节污泥/沼渣含水率≥90％，并添加调理剂，搅拌均匀；
S7、板框压滤处理：调理后污泥/沼渣经过板框压滤机进行固液分离，得到含水率60％以下泥饼以及压滤液；
S8、干化处理：泥饼经破碎后进入内热式干化炉，干化炉通过热烟气直接与污泥/沼渣换热，蒸发的水汽通过引风机抽出，干化后污泥/沼渣含水率为20％-30％；
S9、炭化处理：干化后污泥/沼渣进入外热式炭化炉，炭化炉通过在炉体夹套内通入热烟气与污泥/沼渣间接换热，炭化后的热烟气通入干化炉，污泥/沼渣裂解气通入二燃室燃烧；
S10、污泥/沼渣炭化后获得含水率为5％以下的产品。
2.根据权利要求1所述的一种餐厨垃圾、污泥协同处置方法，其特征在于：所述水解罐的水解酸化和厌氧消化罐的厌氧消化需要热源进行加热和保温处理，加热或保温处理利用沼气燃烧供热。
3.根据权利要求1所述的一种餐厨垃圾、污泥协同处置方法，其特征在于：所述调理剂包括聚硅硫酸铁、聚合硫酸铁、聚丙烯酰胺、EDTA表面活性剂、硫酸亚铁中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的一种餐厨垃圾、污泥协同处置方法，其特征在于：所述板框压滤处理以及干化炭化处理产生的废水处理后水质达纳管标准，排入市政管网，废水处理过程中产生的污泥，通过泵抽送至调理池，与污泥和沼渣协同高干脱水、干化炭化。
5.根据权利要求1所述的一种餐厨垃圾、污泥协同处置方法，其特征在于：所述步骤S5中厌氧消化产生的沼气经过冷凝脱水和脱硫后，一部分通入沼气锅炉燃烧，燃烧产生的热水/蒸汽用于步骤S4中餐厨垃圾浆料加热和步骤S5中水解罐、厌氧消化罐保温，剩余沼气通入炭化二燃室燃烧。
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