CN110938526A - 一种厨余垃圾处理成套装置及处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种厨余垃圾处理成套装置及处理方法，该装置包括垃圾池、浆液池、清液池以及残渣池，垃圾池附近设有抓斗行车机构和破碎机，破碎机破碎后物料可进入浆液池中，浆液池通过进料管道依次连通第一进料泵、第一发酵罐、第二进料泵和第二发酵罐，第一和第二发酵罐的底部分别与挤压机顶部的进料口连通，挤压机的液相出口与清液池连通，挤压机的挤出残渣可送入残渣池，第二发酵罐的液相出口与清液池连通，第二发酵罐的气相出口与沼气储罐连通。优点为，能够将预处理后的厨余垃圾经破碎、调浆和两次发酵后转变为COD达标的清液及附加值高的沼气，该成套装置整体性好、占地面积小且易安装维护，对厨余垃圾的处理效率高，适于工业化推广使用。

Description

一种厨余垃圾处理成套装置及处理方法

技术领域

本发明涉及垃圾处理领域，具体涉及一种厨余垃圾处理成套装置及处理方法。

背景技术

厨余垃圾是城市生活垃圾的一部分，是指来自千家万户日常烹调中废弃的下脚料和剩饭剩菜，包括剩菜、剩饭、菜叶、果皮、蛋壳等，除此之外，过期食品、腐烂水果蔬菜、枯萎花草和家庭盆栽等也是厨余垃圾的一份子，也即目前部分地区实行垃圾分类要求时，每家必须分拣出的湿垃圾，其与餐厨垃圾最大的区别是油脂含量相对少些，对环境的危险相对小些，但垃圾量更大，含有大量的有机营养物质。

目前厨余垃圾处理时多采用相对较简单的的单相厌氧发酵工艺，其在一个发酵罐中进行消化反应，发酵后的有机物质转化为沼气，废水直接被排除，但其稳定性较差，沼气产量不稳定且发酵速度相对较慢，不适用于具有一定规模的厨余垃圾工业化处理和资源化利用。

发明内容

本发明提供一种厨余垃圾处理成套装置及处理方法，旨在提供一种发酵速度快、沼气产量稳定的适于厨余垃圾规模化处理的成套装置和方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种厨余垃圾处理成套装置，其包括用于储放预处理后厨余垃圾的垃圾池、用于调配发酵用垃圾浆液的浆液池、用于存放发酵后产生清液的清液池以及用于收集发酵后固体残余物的残渣池，所述垃圾池附近设有抓斗行车机构和破碎机，所述抓斗行车机构可将所述垃圾池内垃圾抓起并投入所述破碎机的进料斗内，所述破碎机的出料口通过第一螺旋输送机将破碎后物料送入所述浆液池中，所述浆液池通过进料管道依次连通第一进料泵、第一发酵罐、第二进料泵和第二发酵罐，所述第一发酵罐和第二发酵罐的底部固相出口分别通过第二螺旋输送机及第三螺旋输送机与挤压机顶部的进料口连通，所述挤压机的液相出口通过管道与所述清液池连通，所述挤压机的固相出口通过第四螺旋输送机与所述残渣池连通，所述第二发酵罐的液相出口通过清液收集管道与所述清液池连通，所述第二发酵罐的气相出口通过气体收集管道与沼气储罐连通，所述清液池通过清液回用管道与所述浆液池连通，所述清液回用管道上设有水泵。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述第一发酵罐和第二发酵罐之间还通过回送调和管道连通以将所述第二发酵罐内的发酵液向所述第一发酵罐中回送以调节所述第一发酵罐内的酸碱度。

采用上述进一步结构改进的好处为，利用两发酵罐内的物料转移，合理利用第二次发酵罐内发酵过程中pH上升的发酵液来中和第一发酵罐内溶液的酸性，可有效提高第一发酵罐内浆液水解酸化的效率。

进一步，所述第一发酵罐的中下部与上部通过第一循环管道连通，所述第一循环管道上设有第一循环泵和pH调节罐，所述pH调节罐设于所述第一循环泵的输出侧，所述回送调和管道与所述第一循环管道连通，所述回送调和管道和所述第一循环管道上分别设有相互独立的截止阀。

采用上述进一步结构改进的好处为，第一循环管道将第一发酵罐内中下部的发酵液抽送出后再回送至第一发酵罐的上部，形成发酵液的循环流动，起到搅拌传质及使发酵菌落更均匀的目的，提高水解酸化效率，循环过程中通过pH调节罐加入碱性物质使发酵液接近中性以更快的完成浆料中有机物的水解及酸化。

进一步，所述第二发酵罐的中下部与上部通过第二循环管道连通，所述第二循环管道上设有第二循环泵。

采用上述进一步结构改进的好处为，第二循环管道及第二循环泵可使第二发酵罐内的原料循环流动，提高发酵产生沼气的效率。

进一步，所述清液收集管道与所述第二循环管道连通且连通点位于所述第二循环泵的输出侧，所述清液收集管道及所述第二循环管道上分别设有相互独立的截止阀。

采用上述进一步结构改进的好处为，第二循环泵不仅能使第二发酵罐内的原料循环流动，也可以在原料发酵至COD降到设定值以下成为清液后向外排放。

进一步，所述气体收集管道上设有气体输送泵及向所述沼气储罐单向通气的单向止回阀。

采用上述进一步结构改进的好处为，让第二发酵罐内产生的沼气加压后储存于沼气罐中，防止沼气汇集于第二发酵罐中压力过高而引发危险。

进一步，所述抓斗行车机构包括天车、吊索及电动液压抓斗。

采用上述进一步结构改进的好处为，保证厨余垃圾向破碎机的平稳输送，节省人力；上述结构的抓斗行车机构易安装维护且方便操控。

进一步，所述垃圾池与所述破碎机进料斗之间还设有渗滤液导流板，所述渗滤液导流板呈倒V形以将电动液压抓斗起吊后行走于所述垃圾池及破碎机之间时滴落的垃圾渗滤液导流向所述垃圾池或所述破碎机进料斗。

采用上述进一步结构改进的好处为，防止抓斗行走时滴落的渗滤液或垃圾碎料污染垃圾池及破碎机之间的地面。

进一步，所述清液回用管道还与市政排污管道连通且连通处位于所述水泵的输出侧，所述清液回用管道与所述市政排污管道上分别设有相互独立的截止阀。

采用上述进一步结构改进的好处为，清液可回用也可直接经市政排污管道外排。

本发明还提供一种厨余垃圾处理方法，其通过上述的成套装置进行厨余垃圾处理，包括如下步骤：

S1.将经破袋及筛选预处理后的厨余垃圾投放入垃圾池中，启动抓斗行车机构将垃圾池内的厨余垃圾抓取后投入破碎机进料斗，启动破碎机将厨余垃圾打碎并由第一螺旋输送机送入浆液池；

S2.通过清液回用管道将清液池内存放的自来水或清液送入浆液池内，配制出设定固含量的浆液，然后通过第一进料泵将配好的浆液送入第一发酵罐中，发酵一段时间后，通过第二进料泵将第一发酵罐内的发酵液逐渐泵入第二发酵罐中，同时第一进料泵向第一发酵罐中补充浆液，第一发酵罐和第二发酵罐内物料发酵时可分别开启第一循环泵和第二循环泵进行罐内物料的循环搅拌，第一发酵罐内物料循环搅拌时可通过pH调节罐将物料pH调整至中性，调节pH时可通过回送调和管道将第二发酵罐内的物料送入第二发酵罐以增加第一发酵罐内物料的碱度；

S3.第二发酵罐在发酵过程中通过气体输送泵不断的将罐内沼气泵入沼气储罐内存放，当检测到第二循环管道内物料的COD降至设定值以下时，将第二发酵罐内上层清液通过清液回收管道排放至清液池内；

S4.发酵处理过程中，通过所述第二螺旋输送机和第三螺旋输送机定期将沉积于所述第一发酵罐和第二发酵罐底部的无机残余物排出至挤压机内，经挤压机挤出处理，挤出液进入清液池，剩余的固体残渣由第四螺旋输送机送入残渣池，残渣池内残渣最后由运渣车运出填埋。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提供了一种针对厨余垃圾处理的成套装置，能够将预处理后的厨余垃圾经破碎、调浆和两次发酵后转变为COD含量达到排放标准的清液及附加值高的沼气，该成套装置系统性好、占地面积小且易安装维护，对厨余垃圾的处理效率高，适于工业化推广使用；其中第一次发酵为水解酸化，第二发酵为甲烷发酵，第一次发酵产物为第二次发酵的原料且第二次发酵过程中产生的碱度相对较大的发酵液可回送至第一发酵罐中调高pH以提高发酵效率；第二次发酵完成产生的清液可用于与破碎后的厨余垃圾混合配制浆液，节省自来水用量，综合成本更低。

附图说明

图1为本发明提供的一种厨余垃圾处理成套装置的示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、垃圾池；2、浆液池；3、清液池；4、残渣池；5、抓斗行车机构；6、破碎机；7、第一螺旋输送机；8、第一进料泵；9、第一发酵罐；10、第二进料泵；11、第二发酵罐；12、第二螺旋输送机；13、第三螺旋输送机；14、挤压机；15、第四螺旋输送机；16、清液收集管道；17、气体收集管道；18、沼气储罐；19、清液回用管道；20、水泵；21、回送调和管道；22、第一循环泵；23、pH调节罐；24、第二循环泵；25、气体输送泵；26、渗滤液导流板。

具体实施方式

以下结合附图及具体实施例对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

在本发明的描述中，若用到“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示方位的术语，其指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1所示，本发明提供一种厨余垃圾处理成套装置，其包括用于储放预处理后厨余垃圾的垃圾池1、用于调配发酵用垃圾浆液的浆液池2、用于存放发酵后产生清液的清液池3以及用于收集发酵后固体残余物的残渣池4，所述垃圾池1附近设有抓斗行车机构5和破碎机6，所述抓斗行车机构5可将所述垃圾池1内垃圾抓起并投入所述破碎机6的进料斗内，所述破碎机6的出料口通过第一螺旋输送机7将破碎后物料送入所述浆液池2中，所述浆液池2通过进料管道依次连通第一进料泵8、第一发酵罐9、第二进料泵10和第二发酵罐11，所述第一发酵罐9和第二发酵罐11的底部固相出口分别通过第二螺旋输送机12及第三螺旋输送机13与挤压机14顶部的进料口连通，所述挤压机14的液相出口通过管道与所述清液池3连通，所述挤压机14的固相出口通过第四螺旋输送机15与所述残渣池4连通，所述第二发酵罐11的液相出口通过清液收集管道16与所述清液池3连通，所述第二发酵罐11的气相出口通过气体收集管道17与沼气储罐18连通，所述清液池3通过清液回用管道19与所述浆液池2连通，所述清液回用管道19上设有水泵20。

需要说明的是，破碎机和各螺旋输送机均可市场采购，第一及第二发酵罐的底部优选设计为漏斗状且在最下端设置排出残渣的固相出口。

在本发明的一个较佳实施例中，所述第一发酵罐9和第二发酵罐11之间还通过回送调和管道21连通以将所述第二发酵罐11内的发酵液向所述第一发酵罐9中回送以调节所述第一发酵罐9内的酸碱度。

在上述结构的基础上，本发明的另一个较佳实施例为，所述第一发酵罐9的中下部与上部通过第一循环管道连通，所述第一循环管道上设有第一循环泵22和pH调节罐23，所述pH调节罐23设于所述第一循环泵22的输出侧，所述回送调和管道21与所述第一循环管道连通，所述回送调和管道21和所述第一循环管道上分别设有相互独立的截止阀。

需要说明的是，回送调和管道也可不与第一循环管道连通，而是独立于第一循环管道外的管道，回送调和管道上单独设置用于将第二发酵罐内的浆液回送至第一发酵罐的液体泵。

本发明的一个较佳实施例为，所述第二发酵罐11的中下部与上部通过第二循环管道连通，所述第二循环管道上设有第二循环泵24。

本发明的一个较佳实施例为，所述清液收集管道16与所述第二循环管道连通且连通点位于所述第二循环泵24的输出侧，所述清液收集管道16及所述第二循环管道上分别设有相互独立的截止阀。

本发明的一个较佳实施例为，所述气体收集管道17上设有气体输送泵25及向所述沼气储罐18单向通气的单向止回阀。

本发明的一个较佳实施例为，所述抓斗行车机构5包括天车、吊索及电动液压抓斗。

需要说明的是，天车可在龙门架的水平轨道上行走，天车上设有电动葫芦以收放吊索。

本发明的一个较佳实施例为，所述垃圾池1与所述破碎机6进料斗之间还设有渗滤液导流板26，所述渗滤液导流板26呈倒V形以将电动液压抓斗起吊后行走于所述垃圾池1及破碎机6之间时滴落的垃圾渗滤液导流向所述垃圾池1或所述破碎机6进料斗。

本发明的一个较佳实施例为，所述清液回用管道19还与市政排污管道连通且连通处位于所述水泵20的输出侧，所述清液回用管道19与所述市政排污管道上分别设有相互独立的截止阀。

通过上述的成套装置进行厨余垃圾处理的步骤如下：

S1.将经破袋及筛选预处理后的厨余垃圾投放入垃圾池1中，启动抓斗行车机构5将垃圾池1内的厨余垃圾抓取后投入破碎机6进料斗，启动破碎机6将厨余垃圾打碎(15-25mm条或颗粒状)并由第一螺旋输送机7送入浆液池2；

S2.通过清液回用管道19将清液池3内存放的自来水或清液送入浆液池2内，配制出设定固含量的浆液(其COD值约为8-12g/L)，然后通过第一进料泵8将配好的浆液送入第一发酵罐9中，发酵一段时间后(5d)，通过第二进料泵10将第一发酵罐9内的发酵液逐渐泵入第二发酵罐11中(流量200-300L/2d)，同时第一进料泵8向第一发酵罐9中补充浆液(流量200-300L/2d)，正常生产过程中进料和出液持续进行，第一发酵罐9和第二发酵罐11内物料发酵时可分别开启第一循环泵22和第二循环泵24进行罐内物料的循环搅拌，第一发酵罐9内物料循环搅拌时可通过pH调节罐23将物料pH调整至中性，调节pH时可通过回送调和管道21将第二发酵罐11内的物料送入第二发酵罐11以增加第一发酵罐9内物料的碱度(回送的量根据需要在0-50L/d的范围内任意调节)；

S3.第二发酵罐11在发酵过程中通过气体输送泵25不断的将罐内沼气泵入沼气储罐18内存放，当检测到第二循环管道内物料的COD降至设定值(80mg/L)以下时，将第二发酵罐11内上层清液通过清液回收管道排放至清液池3内；

S4.发酵处理过程中，通过所述第二螺旋输送机12和第三螺旋输送机13定期将沉积于所述第一发酵罐9和第二发酵罐11底部的无机残余物排出至挤压机14内，经挤压机14挤出处理，挤出液进入清液池3，剩余的固体残渣由第四螺旋输送机15送入残渣池4，残渣池4内残渣最后由运渣车运出填埋。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种厨余垃圾处理成套装置，其特征在于，包括用于储放预处理后厨余垃圾的垃圾池(1)、用于调配发酵用垃圾浆液的浆液池(2)、用于存放发酵后产生清液的清液池(3)以及用于收集发酵后固体残余物的残渣池(4)，所述垃圾池(1)附近设有抓斗行车机构(5)和破碎机(6)，所述抓斗行车机构(5)可将所述垃圾池(1)内垃圾抓起并投入所述破碎机(6)的进料斗内，所述破碎机(6)的出料口通过第一螺旋输送机(7)将破碎后物料送入所述浆液池(2)中，所述浆液池(2)通过进料管道依次连通第一进料泵(8)、第一发酵罐(9)、第二进料泵(10)和第二发酵罐(11)，所述第一发酵罐(9)和第二发酵罐(11)的底部固相出口分别通过第二螺旋输送机(12)及第三螺旋输送机(13)与挤压机(14)顶部的进料口连通，所述挤压机(14)的液相出口通过管道与所述清液池(3)连通，所述挤压机(14)的固相出口通过第四螺旋输送机(15)与所述残渣池(4)连通，所述第二发酵罐(11)的液相出口通过清液收集管道(16)与所述清液池(3)连通，所述第二发酵罐(11)的气相出口通过气体收集管道(17)与沼气储罐(18)连通，所述清液池(3)通过清液回用管道(19)与所述浆液池(2)连通，所述清液回用管道(19)上设有水泵(20)。

2.根据权利要求1所述的一种厨余垃圾处理成套装置，其特征在于，所述第一发酵罐(9)和第二发酵罐(11)之间还通过回送调和管道(21)连通以将所述第二发酵罐(11)内的发酵液向所述第一发酵罐(9)中回送以调节所述第一发酵罐(9)内的酸碱度。

3.根据权利要求2所述的一种厨余垃圾处理成套装置，其特征在于，所述第一发酵罐(9)的中下部与上部通过第一循环管道连通，所述第一循环管道上设有第一循环泵(22)和pH调节罐(23)，所述pH调节罐(23)设于所述第一循环泵(22)的输出侧，所述回送调和管道(21)与所述第一循环管道连通，所述回送调和管道(21)和所述第一循环管道上分别设有相互独立的截止阀。

4.根据权利要1所述的一种厨余垃圾处理成套装置，其特征在于，所述第二发酵罐(11)的中下部与上部通过第二循环管道连通，所述第二循环管道上设有第二循环泵(24)。

5.根据权利要求4所述的一种厨余垃圾处理成套装置，其特征在于，所述清液收集管道(16)与所述第二循环管道连通且连通点位于所述第二循环泵(24)的输出侧，所述清液收集管道(16)及所述第二循环管道上分别设有相互独立的截止阀。

6.根据权利要求1所述的一种厨余垃圾处理成套装置，其特征在于，所述气体收集管道(17)上设有气体输送泵(25)及向所述沼气储罐(18)单向通气的单向止回阀。

7.根据权利要求1所述的一种厨余垃圾处理成套装置，其特征在于，所述抓斗行车机构(5)包括天车、吊索及电动液压抓斗。

8.根据权利要求7所述的一种厨余垃圾处理成套装置，其特征在于，所述垃圾池(1)与所述破碎机(6)进料斗之间还设有渗滤液导流板(26)，所述渗滤液导流板(26)呈倒V形以将电动液压抓斗起吊后行走于所述垃圾池(1)及破碎机(6)之间时滴落的垃圾渗滤液导流向所述垃圾池(1)或所述破碎机(6)进料斗。

9.根据权利要求1至8任一项所述的一种厨余垃圾处理成套装置，其特征在于，所述清液回用管道(19)还与市政排污管道连通且连通处位于所述水泵(20)的输出侧，所述清液回用管道(19)与所述市政排污管道上分别设有相互独立的截止阀。

10.一种厨余垃圾处理方法，其特征在于，通过如权利要求1至9任一项的成套装置进行厨余垃圾处理，包括如下步骤：

S1.将经破袋及筛选预处理后的厨余垃圾投放入垃圾池(1)中，启动抓斗行车机构(5)将垃圾池(1)内的厨余垃圾抓取后投入破碎机(6)进料斗，启动破碎机(6)将厨余垃圾打碎并由第一螺旋输送机(7)送入浆液池(2)；

S2.通过清液回用管道(19)将清液池(3)内存放的自来水或清液送入浆液池(2)内，配制出设定固含量的浆液，然后通过第一进料泵(8)将配好的浆液送入第一发酵罐(9)中，发酵一段时间后，通过第二进料泵(10)将第一发酵罐(9)内的发酵液逐渐泵入第二发酵罐(11)中，同时第一进料泵(8)向第一发酵罐(9)中补充浆液，第一发酵罐(9)和第二发酵罐(11)内物料发酵时可分别开启第一循环泵(22)和第二循环泵(24)进行罐内物料的循环搅拌，第一发酵罐(9)内物料循环搅拌时可通过pH调节罐(23)将物料pH调整至中性，调节pH时可通过回送调和管道(21)将第二发酵罐(11)内的物料送入第二发酵罐(11)以增加第一发酵罐(9)内物料的碱度；

S3.第二发酵罐(11)在发酵过程中通过气体输送泵(25)不断的将罐内沼气泵入沼气储罐(18)内存放，当检测到第二循环管道内物料的COD降至设定值以下时，将第二发酵罐(11)内上层清液通过清液回收管道排放至清液池(3)内；

S4.发酵处理过程中，通过所述第二螺旋输送机(12)和第三螺旋输送机(13)定期将沉积于所述第一发酵罐(9)和第二发酵罐(11)底部的无机残余物排出至挤压机(14)内，经挤压机(14)挤出处理，挤出液进入清液池(3)，剩余的固体残渣由第四螺旋输送机(15)送入残渣池(4)，残渣池(4)内残渣最后由运渣车运出填埋。

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