CN110698234A - 一种厨余垃圾的处理方法及其采用的好氧发酵设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种厨余垃圾的处理方法及其采用的好氧发酵设备，该方法的步骤包括：1)垃圾分选；2)破碎；3)压榨脱水；4)利用纤维素酶溶液进行细胞水脱除；5)好氧发酵制备有机肥料；6)利用压榨液制备有机液态肥。采用的好氧发酵设备包括具有粉碎及脱水功能的垃圾预处理装置、发酵仓和物料储仓，垃圾预处理装置的输出端与物料储仓的进料口经第一输送装置相连接，物料储仓的出料口经第二输送装置与垃圾预处理装置及发酵仓相连接，通过第二输送装置将物料输送至垃圾预处理装置或者发酵仓。本发明无需在发酵过程中添加额外热源即可直接进行好氧发酵，大大降低了发酵过程所需的能耗，而且操作简单、发酵充分，能使有机质降解彻底。

Description

一种厨余垃圾的处理方法及其采用的好氧发酵设备

技术领域

本发明属于厨余垃圾资源化处理领域，具体涉及一种厨余垃圾的处理方法及其采用的好氧发酵设备。

背景技术

厨余垃圾含有极高的水分与有机物，很容易腐坏，产生恶臭。经过妥善处理和加工，可转化为新的资源，高有机物含量的特点使其经过严格处理后可作为肥料、饲料，也可产生沼气用作燃料或发电，油脂部分则可用于制备生物燃料。

好氧堆肥是在微生物作用下通过发酵使有机物矿质化、腐殖化和无害化而变成腐熟肥料的过程，通过好氧堆肥来处理有机垃圾并生产有机肥料，是有机垃圾无害化处理和肥料化利用的重要途径。此外，市场上也出现了利用特殊的微生物菌剂来专门发酵处理有机垃圾并生产有机肥料，这种处理工艺比较传统堆肥方式具有明显的改进。

目前市场上一体化设备成肥作为易腐垃圾堆肥化处理的一种方式，由于其设备高度集成化、通风供氧充分，发酵周期短等优点，已受到各界的广泛推崇。但目前市场上一体化好氧发酵设备的研究仍存在设备能耗高、物料翻抛不均匀、产物腐熟程度不够及有机质降解不彻底等问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种厨余垃圾的处理方法及其采用的好氧发酵设备，该处理方法以及好氧发酵设备无需外加热源、操作简单、发酵充分，能使有机质降解彻底。

本发明以如下技术方案解决上述技术问题：

本发明一种厨余垃圾的处理方法，包括如下步骤：

(1)垃圾分选：将混合垃圾倾倒在分拣平台上进行分选，以去除不可发酵的杂物，将余下的厨余垃圾送入下一工序；

(2)破碎：将厨余垃圾输送至破碎机进行破碎处理，使破碎后的厨余垃圾粒径为1-6cm；

(3)压榨脱水：将经破碎后的厨余垃圾进入脱水机中进行压榨脱水，得到含水率为79％-85％的一次脱水物料，再将一次脱水物料输送至物料储仓进行存放；

(4)细胞水脱除：将体积浓度为0.05％-0.1％的纤维素酶溶液按液料体积比1:100-120喷洒至一次脱水物料中，在物料储仓中存放12-24h后，再将一次脱水物料输送至步骤2)的破碎机中进行破碎处理，然后再经脱水机进行脱水处理，得到含水率为50％-65％、粒径为 1-4cm的二次脱水物料；

(5)好氧发酵：将二次脱水物料直接输送至发酵仓内进行好氧发酵，再将发酵后得到的腐熟物料经陈化腐熟处理，即得到有机肥料。

步骤(2)中，将从脱水机流出的压榨液输送至有机废水储仓，并在有机废水储仓中进行好氧发酵，将发酵后得到的发酵液按《有机液体肥料》标准进行营养配比，即得到有机液态肥。

本发明可以在有机废水储仓中设置曝气管，并对压榨液进行连续曝气。

步骤(5)中，所述发酵仓包括相连通的快速升温仓和稳定发酵仓，二次脱水物料先在快速升温仓内维持发酵3-7天，再输送至稳定发酵仓；若快速升温仓内的物料含水率高于60％，则将稳定发酵仓内的部分物料返回输送至快速升温仓内，并搅拌调节物料含水率至50％-60％，以达到升温发酵条件。

步骤(5)中，物料在稳定发酵仓内经5-15天发酵后，得到腐熟物料，再将腐熟物料送至密闭通风处进行陈化腐熟10-30天，即得到有机肥料。

实施本发明厨余垃圾的处理方法采用的好氧发酵设备包括具有粉碎及脱水功能的垃圾预处理装置、发酵仓和物料储仓，所述垃圾预处理装置的输出端与物料储仓的进料口通过第一输送装置相连接，物料储仓的出料口经第二输送装置与垃圾预处理装置及发酵仓相连接，通过第二输送装置将物料储仓的物料输送至垃圾预处理装置或者发酵仓。

所述垃圾预处理装置包括垃圾提升装置、皮带分选装置、破碎机和脱水机，垃圾提升装置设置在皮带分选装置的进料端，皮带分选装置的出料端连接破碎机的进料端，破碎机的出料端连接脱水机的进料端，脱水机的出料端连接第一输送装置的输入端，第一输送装置的输出端连接物料储仓的进料口，物料储仓经第二输送装置与破碎机的进料端连接，形成输送回路。

所述发酵仓包括相连接的快速升温仓和稳定发酵仓，物料储仓安装在快速升温仓的顶部，快速升温仓经第二输送装置与物料储仓相连接，所述快速升温仓和稳定发酵仓均呈U 型结构，其侧壁均开设有出料口，其内均设有搅拌装置，所述搅拌装置采用的搅拌桨呈螺旋布置。

所述第一输送装置包括相连接的水平螺旋输送机和倾斜螺旋输送机，水平螺旋输送机的一端位于与脱水机的出料端下方，水平螺旋输送机的另一端与倾斜螺旋输送机的一端相连接，倾斜螺旋输送机的另一端与物料储仓相连接。

所述第二输送装置包括相连接的横向正反转输送机和纵向输送机，纵向输送机的一端位于物料储仓的出料口下方，纵向输送机的另一端安装在横向正反转输送机的中部上方，通过调节横向正反转输送机的输送方向，可将物料储仓的物料输送至破碎机或发酵仓内。

所述快速升温仓和稳定发酵仓的顶部均开设有人孔、通风孔和抽风口，所述抽风口外接除臭系统。

本发明具有如下有益效果：

1、本发明可对厨余垃圾进行深度预处理，厨余垃圾经分选、破碎、压榨脱水，再经细胞水脱除工艺，物料的含水率降至50％-65％，即通过预处理就可达到有机垃圾好氧发酵的适宜含水率。与传统的厨余垃圾预处理方法相比，本发明处理方法通过在一次脱水物料中加入纤维素酶，有效破坏物料的细胞壁，使更多的细胞水析出，经过二次脱水后，物料含水率大大降低。因此，在发酵过程中无需添加额外热源来降低厨余垃圾的含水率，预处理后可直接进行好氧发酵，大大降低了发酵过程所需的能耗。

2、本发明对厨余垃圾压榨液进一步发酵处理，可制得有机液态肥，使有机废水得到二次利用，变废为宝。

3、本发明可实现腐熟物料自动返混工艺，可对发酵过程中的含水率进行实时调节，使发酵过程中物料的含水率保持在50％-60％，保证升温发酵过程的运行。

4、本发明好氧发酵设备通过在发酵仓的顶部设置物料储存，经一次脱水后的物料在物料储仓中密闭储存12-24h，使更多的细胞水析出，再通过二次脱水，物料的含水率大大降低，从而达到适宜发酵条件。

5、本发明好氧发酵设备设置2个发酵仓，分别为快速升温仓和稳定发酵仓，2个发酵仓内设置的搅拌装置既可对物料进行搅拌混合，又可对物料进行正反向传输。通过搅拌装置对稳定发酵仓内的物料反向输送至快速升温仓，可对快速升温仓的物料含水率进行实时调节，使快速升温仓内物料快速升温发酵，从而缩短发酵所需时间，使发酵过程有机质降解更彻底。

附图说明

图1是本发明好氧发酵设备的立体结构图；

图2是图1中稳定发酵仓的透视图。

图中：

A-垃圾预处理装置，B-第一输送装置，C-发酵仓，D-第二输送装置；

1-垃圾提升装置；2-皮带输送装置；3-破碎机；4-脱水机；5-水平螺旋输送机；6-倾斜螺旋输送机；7-物料储仓；8-纵向输送机；9-横向正反转输送机；10-快速升温仓；11-稳定发酵仓；12-人孔；13-通风孔；14-抽风口；15-出料口；16-搅拌装置。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明，但本发明并不局限于以下实施例。

如图1和图2所示，本发明好氧发酵设备包括具有粉碎及脱水功能的垃圾预处理装置A、发酵仓C和物料储仓7，垃圾预处理装置A的输出端与物料储仓7的进料口通过第一输送装置B相连接，物料储仓7的出料口经第二输送装置D与垃圾预处理装置A及发酵仓C相连接，通过第二输送装置D将物料储仓7的物料输送至垃圾预处理装置A或者发酵仓C。

所述垃圾预处理装置A包括垃圾提升装置1、皮带分选装置2、破碎机3和脱水机4，所述脱水机4采用旋挤压脱水机；垃圾提升装置1设置在皮带分选装置2的进料端，皮带分选装置2的出料端连接破碎机3的进料端，破碎机3的出料端连接脱水机4的进料端，脱水机4的出料端连接第一输送装置A的输入端，第一输送装置A的输出端连接物料储仓 7的进料口，物料储仓7经第二输送装置D与破碎机3的进料端连接，形成输送回路。

所述第一输送装置B包括相连接的水平螺旋输送机5和倾斜螺旋输送机6，水平螺旋输送机5的一端位于脱水机4的出料端下方，水平螺旋输送机5的另一端与倾斜螺旋输送机6 的一端相连接，倾斜螺旋输送机6的另一端与物料储仓7的进料口相连接。

所述发酵仓C包括相连通的快速升温仓10和稳定发酵仓11，快速升温仓10和稳定发酵仓11的顶部均开设有人孔12、通风孔13和抽风口14，抽风口14外接除臭系统。通过人孔12可观察物料的发酵情况，还可供技术人员进入发酵仓内检修。设置通风孔13可对发酵仓内进行强制供氧，通过抽风口14可将发酵过程产生的臭气和水蒸气抽出，并经除臭系统处理后达标排放。

物料储仓7安装在快速升温仓10的顶部，快速升温仓10经第二输送装置D与物料储仓7相连接，快速升温仓10和稳定发酵仓11均呈U型结构，其侧壁均开设有出料口15，其内均设有搅拌装置16，搅拌装置采用的搅拌桨呈螺旋布置，并且稳定发酵仓11内的搅拌装置具有正反转功能。

所述第二输送装置D包括相连接的横向正反转输送机9和纵向输送机8，横向正反转输送机9和纵向输送机8均为螺旋输送机。纵向输送机8的一端位于物料储仓7的出料口下方，纵向输送机8的另一端安装在横向正反转输送机9的中部上方，横向正反转输送机9 的一端与快速升温仓10相连接，另一端与破碎机3的进料端相连接，横向正反转输送机9 设置有正反转功能，通过调节横向正反转输送机的输送方向，可将物料储仓的物料输送至破碎机3或快速升温仓10内。

本发明好氧发酵设备的工作原理如下：

混合垃圾通过垃圾提升装置1进入皮带分选装置2，筛选出金属、玻璃、塑料等不可发酵物，然后将余下的厨余垃圾送入破碎机3进行破碎处理，然后再进入脱水机4进行压榨脱水处理，再通过水平螺旋输送机5和倾斜螺旋输送机6将一次脱水物料输送至物料储仓7，在物料储仓7中存放12-24h后，再将一次脱水物料输送至破碎机中进行二次破碎处理，然后再经脱水机4进行二次脱水处理，得到含水率为50％-65％、粒径为1-4cm的二次脱水物料，再将二次脱水物料依次经过水平螺旋输送机5、倾斜螺旋输送机6、物料储仓7、纵向输送机8及横向正反转输送机9输送至快速升温仓10进行发酵，通过对快速升温仓10内的物料含水率进行实时调节，使快速升温仓10内物料快速升温发酵，然后再将物料送至发酵仓内进行好氧发酵，再将发酵后得到的腐熟物料经陈化腐熟处理，即得到有机肥料；同时将从脱水机流出的压榨液输送至有机废水储仓，并在有机废水储仓中进行好氧发酵，将发酵后得到的发酵液按《有机液体肥料》标准进行营养配比，即得到有机液态肥。

稳定发酵仓11内设置的搅拌装置16既可对物料进行搅拌混合，又可对物料进行正反向传输，物料可通过出料口15从快速升温仓10进入稳定发酵仓11，再由稳定发酵仓11通过出料口15出料。若快速升温仓内的物料含水率高于60％，则将稳定发酵仓内的部分物料返回输送至快速升温仓内，并搅拌调节物料含水率至50％-60％，以达到升温发酵条件。

以下是本发明厨余垃圾的处理方法的实施例：

实施例1

一种厨余垃圾的处理方法，包括如下步骤：

(1)垃圾分选：将混合垃圾倾倒在分拣平台上进行分选，筛选出金属、玻璃、塑料等不可发酵物，将得到的厨余垃圾进入下一工序；

(2)破碎：将厨余垃圾输送至破碎机进行破碎，破碎后的粒径为1cm；

(3)压榨脱水：将经破碎后的厨余垃圾送入螺旋挤压脱水机中进行压榨脱水，得到一次脱水物料，一次脱水物料的含水率为79％，再将一次脱水物料输送至物料储仓进行存放；

(4)细胞水脱除：将体积浓度为0.05％的纤维素酶溶液按液料体积比1:100喷洒至一次脱水物料中，在物料储仓中存放12h后，再将一次脱水物料输送至破碎机破碎，然后经螺旋挤压脱水，得到二次脱水物料，二次脱水物料的粒径为1cm，含水率为50％；

(5)好氧发酵：将得到的二次脱水物料经第一输送装置、物料储仓、第二输送装置输送至发酵仓内进行好氧发酵，发酵仓包括快速升温仓和稳定发酵仓，二次脱水物料先在快速升温仓内维持发酵3天，再通过螺旋搅拌装置逐渐输送至稳定发酵仓；物料在稳定发酵仓内经5天发酵后，得到腐熟物料，再将所述腐熟物料送至密闭通风处进行陈化腐熟10天，即得到有机肥料；

(6)物料返混：测定快速升温仓内物料含水率，若物料含水率高于60％，则控制稳定发酵仓内的螺旋搅拌装置反转，将稳定发酵仓内的部分物料返回输送至快速升温仓内，并搅拌调节物料含水率至50％，以达到升温发酵条件；

(7)将螺旋挤压脱水机下方流出的压榨液经管道流至有机废水储仓，并在有机废水储仓中进行好氧发酵，在有机废水储仓中设置曝气管，并对压榨液进行连续曝气，然后将发酵后得到的发酵液按《有机液体肥料》进行营养配比，即得到有机液态肥。

实施例2

一种厨余垃圾的处理方法，包括如下步骤：

(1)垃圾分选：将混合垃圾倾倒在分拣平台上进行分选，筛选出金属、玻璃、塑料等不可发酵物，得到的厨余垃圾进入下一工序；

(2)破碎：将厨余垃圾输送至破碎机进行破碎，破碎后的粒径为3cm；

(3)压榨脱水：将经破碎后的厨余垃圾进入螺旋挤压脱水机中进行压榨脱水，得到一次脱水物料，一次脱水物料的含水率为80％，再将一次脱水物料输送至物料储仓进行存放；

(4)细胞水脱除：将体积浓度为0.09％的纤维素酶溶液按液料体积比1:105喷洒至一次脱水物料中，在物料储仓中存放18h后，再将一次脱水物料输送至破碎机破碎，然后经螺旋挤压脱水，得到二次脱水物料，所述二次脱水物料的粒径为2cm，含水率为60％；

(5)好氧发酵：将得到的二次脱水物料经第一输送装置、物料储仓、第二输送装置输送至发酵仓内进行好氧发酵，发酵仓包括快速升温仓和稳定发酵仓，二次脱水物料先在快速升温仓内维持发酵5天，再通过螺旋搅拌装置逐渐输送至稳定发酵仓；物料在稳定发酵仓内经10天发酵后，得到腐熟物料，再将所述腐熟物料送至密闭通风处进行陈化腐熟20天，即得到有机肥料。

(6)物料返混：测定快速升温仓内物料含水率，若物料含水率高于60％，则控制稳定发酵仓内的螺旋搅拌装置反转，将稳定发酵仓内的部分物料返回输送至快速升温仓内，搅拌调节物料含水率至55％，以达到升温发酵条件；

(7)将螺旋挤压脱水机下方流出的压榨液经管道流至有机废水储仓，并在有机废水储仓中进行好氧发酵，在有机废水储仓中设置曝气管，并对压榨液进行连续曝气，将发酵后得到的发酵液按《有机液体肥料》标准进行营养配比，即得到有机液态肥。

实施例3

一种厨余垃圾的处理方法，包括如下步骤：

(1)垃圾分选：将混合垃圾倾倒在分拣平台上进行分选，筛选出金属、玻璃、塑料等不可发酵物，得到的厨余垃圾进入下一工序；

(2)破碎：将厨余垃圾输送至破碎机进行破碎，破碎后的粒径为6cm；

(3)压榨脱水：将经破碎后的厨余垃圾进入螺旋挤压脱水机中进行压榨脱水，得到一次脱水物料，一次脱水物料的含水率为85％，再将一次脱水物料输送至物料储仓进行存放；

(4)细胞水脱除：将体积浓度为0.1％的纤维素酶溶液按液料体积比1:120喷洒至一次脱水物料中，在物料储仓中存放24h后，再将一次脱水物料输送至破碎机破碎，然后经螺旋挤压脱水，得到二次脱水物料，所述二次脱水物料的粒径为4cm，含水率为65％；

(5)好氧发酵：将得到的二次脱水物料经第一输送装置、物料储仓、第二输送装置输送至发酵仓内进行好氧发酵，发酵仓包括快速升温仓和稳定发酵仓，二次脱水物料先在快速升温仓内维持发酵7天，再通过螺旋搅拌装置逐渐输送至稳定发酵仓；物料在稳定发酵仓内经15天发酵后，得到腐熟物料，再将所述腐熟物料送至密闭通风处进行陈化腐熟30天，即得到有机肥料。

(6)物料返混：测定快速升温仓内物料含水率，若物料含水率高于60％，则控制稳定发酵仓内的螺旋搅拌装置反转，将稳定发酵仓内的部分物料返回输送至快速升温仓内，搅拌调节物料含水率至60％，以达到升温发酵条件；

(7)将螺旋挤压脱水机下方流出的压榨液经管道流至有机废水储仓，并在有机废水储仓中进行好氧发酵，在有机废水储仓中设置曝气管，并对压榨液进行连续曝气，将发酵后得到的发酵液按《有机液体肥料》标准进行营养配比，即得到有机液态肥。

将实施例3中得到的有机肥料进行检测，具体技术指标如表1所示。

表1有机肥料技术指标

从上表可以看出，采用本发明的厨余垃圾处理方法及发酵设备，得到的有机肥料完全符合NY525-2012指标，不存在重金属污染问题。

以上所述之实施例只是本发明的较佳实施方式而己，并非用来限制本发明实施范围，如权利要求书所记载的内容，在不脱离本发明主要思想情况下进行的各种变更，均包括于本发明申请专利范围内。

Claims (11)

1.一种厨余垃圾的处理方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)垃圾分选：将混合垃圾倾倒在分拣平台上进行分选，以去除不可发酵的杂物，将余下的厨余垃圾送入下一工序；

(2)破碎：将厨余垃圾输送至破碎机进行破碎处理；

(3)压榨脱水：将经破碎后的厨余垃圾进入脱水机中进行压榨脱水，得到含水率为79％-85％的一次脱水物料，再将一次脱水物料输送至物料储仓进行存放；

(4)细胞水脱除：将体积浓度为0.05％-0.1％的纤维素酶溶液按液料体积比1:100-120喷洒至一次脱水物料中，在物料储仓中存放12-24h后，再将一次脱水物料输送至步骤2)的破碎机中进行破碎处理，然后再经脱水机进行脱水处理，得到含水率为50％-65％的二次脱水物料；

(5)好氧发酵：将二次脱水物料直接输送至发酵仓内进行好氧发酵，再将发酵后得到的腐熟物料经陈化腐熟处理，即得到有机肥料。

2.根据权利要求1所述厨余垃圾的处理方法，其特征在于，步骤(3)中，将从脱水机流出的压榨液输送至有机废水储仓，并在有机废水储仓中进行好氧发酵，将发酵后得到的发酵液按《有机液体肥料》标准进行营养配比，即得到有机液态肥。

3.根据权利要求1或2所述厨余垃圾的处理方法，其特征在于，步骤(5)中，所述发酵仓包括相连通的快速升温仓和稳定发酵仓，二次脱水物料先在快速升温仓内维持发酵3-7天，再输送至稳定发酵仓；若快速升温仓内的物料含水率高于60％，则将稳定发酵仓内的部分物料返回输送至快速升温仓内，并搅拌调节物料含水率至50％-60％，以达到升温发酵条件。

4.根据权利要求3所述厨余垃圾的处理方法，其特征在于，步骤(5)中，物料在稳定发酵仓内经5-15天发酵后，得到腐熟物料，再将腐熟物料送至密闭通风处进行陈化腐熟10-30天，即得到有机肥料。

5.根据权利要求2所述厨余垃圾的处理方法，其特征在于，在有机废水储仓中设置曝气管，并对压榨液进行连续曝气。

6.实施权利要求1至5所述厨余垃圾处理方法采用的好氧发酵设备，其特征在于，该设备包括具有粉碎及脱水功能的垃圾预处理装置、发酵仓和物料储仓，所述垃圾预处理装置的输出端与物料储仓的进料口通过第一输送装置相连接，物料储仓的出料口经第二输送装置与垃圾预处理装置及发酵仓相连接，通过第二输送装置将物料储仓的物料输送至垃圾预处理装置或者发酵仓。

7.根据权利要求6所述的好氧发酵设备，其特征在于，所述垃圾预处理装置包括垃圾提升装置、皮带分选装置、破碎机和脱水机，垃圾提升装置设置在皮带分选装置的进料端，皮带分选装置的出料端连接破碎机的进料端，破碎机的出料端连接脱水机的进料端，脱水机的出料端连接第一输送装置的输入端，第一输送装置的输出端连接物料储仓的进料口，物料储仓经第二输送装置与破碎机的进料端连接，形成输送回路。

8.根据权利要求6所述的好氧发酵设备，其特征在于，所述发酵仓包括相连接的快速升温仓和稳定发酵仓，物料储仓安装在快速升温仓的顶部，快速升温仓经第二输送装置与物料储仓相连接，所述快速升温仓和稳定发酵仓均呈U型结构，其侧壁均开设有出料口，其内均设有搅拌装置，所述搅拌装置采用的搅拌桨呈螺旋布置。

9.根据权利要求7所述的好氧发酵设备，其特征在于，所述第一输送装置包括相连接的水平螺旋输送机和倾斜螺旋输送机，水平螺旋输送机的一端位于脱水机的出料端下方，水平螺旋输送机的另一端与倾斜螺旋输送机的一端相连接，倾斜螺旋输送机的另一端与物料储仓相连接。

10.根据权利要求7或8所述的好氧发酵设备，其特征在于，所述第二输送装置包括相连接的横向正反转输送机和纵向输送机，纵向输送机的一端位于物料储仓的出料口下方，纵向输送机的另一端安装在横向正反转输送机的中部上方，通过调节横向正反转输送机的输送方向，可将物料储仓的物料输送至破碎机或发酵仓内。

11.根据权利要求8所述的好氧发酵设备，其特征在于，所述快速升温仓和稳定发酵仓的顶部均开设有人孔、通风孔和抽风口，所述抽风口外接除臭系统。

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