CN111515222A - 一种厨余湿垃圾好氧发酵处理系统及其应用方法 - Google Patents

一种厨余湿垃圾好氧发酵处理系统及其应用方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种厨余湿垃圾好氧发酵处理系统及其应用方法,处理系统包括进料斗、破碎机、螺杆挤压脱水机、油水处理装置、发酵仓、中空转动轴及固定在转动轴上的中空叶片、驱动电机、供氧风机、废气抽风机、生物净化滤床等结构。本发明的系统可连续进料、发酵、出料,运行稳定,提高了发酵仓等设备的运行效率,便于实现自动化和高水平的维护管理;系统设备和设施完全布置在在一个密封的空间内,无恶臭气体溢出、无难闻气味、无噪声扰民问题。

Description

一种厨余湿垃圾好氧发酵处理系统及其应用方法
技术领域
本发明属于固体废弃物处理技术领域,具体涉及厨余湿垃圾处理与资源化技术。
背景技术
厨余湿垃圾包括居民垃圾分类产生的湿垃圾和餐厨垃圾,是居民家庭、餐馆、饭店、单位食堂、食品加工、饮食服务、单位供餐等活动中产生的饮食剩余物以及果蔬、肉食、油脂、面点加工过程的废弃物,主要来自家庭厨房、饭店、餐厅、酒楼及内部运营的企事业单位食堂。厨余湿垃圾的主要组成包括:动物骨骼内脏、菜梗菜叶、果皮果壳、残枝落叶、剩菜剩饭,以淀粉类、食物纤维素、蛋白质、动植物脂肪类为主,有机物占干物质的95%以上。厨余湿垃圾呈现粘稠的液态、半固态,具有如下特点:含水率高、可达80%-95%;盐分含量高,部分地区含辣椒、醋酸高;富含氮、磷、钾、钙及各种微量元素;存在有病原菌、病原微生物;易腐烂、变质、发臭、滋生蚊虫。
目前我国厨余湿垃圾处理技术主要有厌氧消化、好氧处理和饲料化等。由于厨余湿垃圾存在有病原菌、病原微生物,易传播疾病,不仅存在食品安全问题,还会诱发养殖场发生瘟疫,直接饲料化应用目前已经严格禁止。其中厌氧消化是主流技术,因技术成熟而推崇者众多。但餐厨垃圾特有的高盐度又严重制约了其厌氧发酵微生物代谢活性,需要筛选富集培养耐盐厌氧微生物群落,对预处理技术和调试要求较高,发酵效率低、速度慢,资源化转化率低,不能切实解决餐厨垃圾处理负担,而且产生恶臭气体影响环境卫生,厌氧发酵产生的大量沼液难以有效处理,常常需要运输到污水处理厂与污水协同处理,沼液远距离运输大幅度增加了厌氧处理的成本。好氧发酵最大的优势是发酵周期短、垃圾资源化率高、减量率高,但是现有的好氧发酵技术都需要很大的场地和复杂的操作。
2017年3月,国家发改委、住建部发布《生活垃圾分类制度实施方案》,要求在全国46个城市先行实施生活垃圾强制分类。2019年6月,住建部、发改委、生态环境部等九部门联合印发《住房和城乡建设部等部门关于在全国地级及以上城市全面开展生活垃圾分类工作的通知》。居民垃圾分类导致厨余湿垃圾的发生量大幅度增加,现有的垃圾处理技术又很难解决巨量的厨余湿垃圾处理的难题,迫切需要发展高效环保的厨余湿垃圾处理资源化的技术和成套装备。
发明内容
为了克服目前厨余湿垃圾处理方面存在的突出问题,本发明公开了一种厨余湿垃圾好氧发酵处理系统及其应用方法,旨在为厨余湿垃圾低能耗、低成本的处理和资源化利用提供新的装备和方法。
为实现发明目的,本发明采取如下技术方案:
一种厨余湿垃圾好氧发酵处理系统,其特点在于:所述厨余湿垃圾好氧发酵处理系统为系统一或系统二;
所述系统一的结构为:
包括进料斗,所述进料斗的出料口连通于破碎机的入口;所述破碎机的出口连通于螺杆挤压脱水机的入口;
在所述螺杆挤压脱水机上设置有油水出口和脱水后固体出口;所述油水出口经管路连通至油水处理装置;所述脱水后固体出口经输送管路或输送机连通至发酵仓的进料口;
所述发酵仓为横向放置且两端面密封的圆筒状,一端为设有进料口的进料端、另一端为出料端;所述发酵仓的筒壁是由外筒壁和内筒壁构成的双层筒壁结构,内外筒壁之间形成有缝隙;在所述内筒壁的顶部靠近出料端设置有连通缝隙和发酵仓内腔的通气口;
在所述发酵仓的内腔中、沿所述发酵仓的长度方向设置有中空转动轴,所述中空转动轴通过驱动电机驱动;沿所述中空转动轴的轴向设置有中空叶片,所述中空转动轴的中空结构与所述中空叶片的中空结构连通;在所述中空叶片的背面开设有释气结构;
设置供氧风机,所述供氧风机通过供氧管路连通至所述转动轴的中空结构;
在所述发酵仓的出料端底部设置有腐熟垃圾物料出口,在所述腐熟垃圾物料出口处设置有腐熟垃圾输送机;
在所述发酵仓外筒壁的底部靠近进料端设有废气出口、靠近出料端设有凝结水出口;所述废气出口经废气抽风机通过管路连通于生物净化滤床;
所述系统二的结构为:
包括进料斗,所述进料斗的出料口连通于破碎机的入口;所述破碎机的出口经输送管路或输送机连通至发酵仓的进料口;
所述发酵仓为横向放置且两端面密封的圆筒状,一端为设有进料口的进料端、另一端为出料端;所述发酵仓的筒壁是由外筒壁和内筒壁构成的双层筒壁结构,内外筒壁之间形成有缝隙;在所述内筒壁的顶部靠近出料端设置有连通缝隙和发酵仓内腔的通气口;
在所述发酵仓的内腔中、沿所述发酵仓的长度方向设置有中空转动轴,所述中空转动轴通过驱动电机驱动;沿所述中空转动轴的轴向设置有中空叶片,所述中空转动轴的中空结构与所述中空叶片的中空结构连通;在所述中空叶片的背面(背面指背离出料端的一面)开设有释气结构;
设置供氧风机,所述供氧风机通过供氧管路连通至所述中空转动轴的中空结构;
在所述发酵仓的出料端底部设置有腐熟垃圾物料出口,在所述腐熟垃圾物料出口处设置有腐熟垃圾输送机;
在所述发酵仓外筒壁的底部靠近进料端设有废气出口、靠近出料端设有凝结水出口;所述废气出口经废弃抽风机通过管路连通于生物净化滤床。
进一步地,在所述供氧风机的风管内安装有若干电热丝,用于作为加热器,电热丝的数量和功率按需设置。
进一步地,所述发酵仓倾斜设置,进料端高度高于出料端高度,倾斜角度为1-5°。
进一步地,在所述好氧发酵处理系统外设置有处理系统密封罩,形成密封车间。
进一步地,所述中空叶片为整体式的中空螺旋叶片;或所述中空叶片为沿中空转动轴轴向呈螺旋状排列的多个单独的中空叶片,各中空叶片朝向出料端倾斜;所述中空叶片的末端(远离中空转动轴的一端)距离发酵仓内壁1-5cm。
进一步地,所述释气结构为释气孔或释气狭缝;
进一步地,所述释气结构设置在所述中空叶片前端(靠近中空转动轴的一端)至1/3~2/3中空叶片长度处。
进一步地,在所述发酵仓内腔的中部设置有一个半月形挡风板,所述半月形挡风板的弧形部分贴合固定在内筒壁顶部。
进一步地,所述发酵仓内腔的前后两部分别设置有返料装置,各返料装置以斜对角方式安装在中空转动轴上。
所述厨余湿垃圾好氧发酵处理系统的应用方法为:
当为系统一时,所述应用方法包括如下步骤:
1A、将待处理的厨余湿垃圾倒入进料斗中,进料斗内的物料借助重力落入破碎机中并破碎,破碎处理后的垃圾落入螺杆挤压脱水机中;
厨余湿垃圾中的油水在螺杆挤压脱水机中被挤出并从油水出口流入油水处理装置,脱水后固体输送到发酵仓的进料端;
1B、开启供氧风机及风管内的电热丝,使热风输送到中空转动轴和中空叶片,通过中空叶片上的释气结构把热空气释放到发酵仓的内腔中,加热发酵仓内物料并提供微生物好氧发酵所需氧气;
1C、启动驱动电机,带动发酵仓内的中空转动轴和中空叶片转动,搅拌并推移发酵仓内脱水后厨余垃圾向出料端移动,厨余垃圾在发酵仓内空气加热和好氧发酵放热,发酵温度逐步升高到65-80℃,厨余垃圾在发酵仓内停留时间为12-24h;
1D、发酵后的腐熟垃圾从腐熟垃圾物料出口出料,并用腐熟垃圾输出机输送到堆场或者运输车辆的车斗内;
1E、发酵仓内的废气从发酵仓内筒壁顶部的通气口进入内外筒壁之间的缝隙,然后从发酵仓外筒壁底部的废气出口排出,并经废弃抽风机引入生物净化滤床中进行净化,废气经生物净化后从排气管排空;
废气中的水蒸汽在内外筒壁之间的缝隙中部分凝结,凝结水从凝结水出口流出,通过管路直接排空或通过管路输送到油水处理装置;
1F、厨余湿垃圾中的油水流入油水处理装置后,经隔油处理回收生物油作为工业原料,除油后的废水流入间歇式活性污泥处理池,废水经生化法处理至满足排污要求后通过排水管排入污水管网;
当为系统二时,所述应用方法包括如下步骤:
2A、在待处理的厨余湿垃圾中加入生物质废弃物,混合均匀,使所得混合垃圾的含水率在55~70%;
将所述混合垃圾倒入进料斗中,进料斗内的物料借助重力落入破碎机中并破碎,破碎处理后的垃圾输送到发酵仓的进料端;
2B、开启供氧风机及风管内的电热丝,使热风输送到中空转动轴和中空叶片,通过中空叶片上的释气结构把热空气释放到发酵仓的内腔中,加热发酵仓内物料并提供微生物好氧发酵所需氧气;
2C、启动驱动电机,带动发酵仓内的中空转动轴和中空叶片转动,搅拌并推移发酵仓内混合垃圾向出料端移动,混合垃圾在发酵仓内空气加热和好氧发酵放热,发酵温度逐步升高到65-80℃,混合垃圾在发酵仓内停留时间为12-24h;
2D、发酵后的腐熟垃圾从腐熟垃圾物料出口出料,并用腐熟垃圾输出机输送到堆场或者运输车辆的车斗内,作为腐熟有机肥使用;
2E、发酵仓内的废气从发酵仓内筒壁顶部的通气口进入内外筒壁之间的缝隙,然后从发酵仓外筒壁底部的废气出口排出,并经废弃抽风机引入生物净化滤床中进行净化,废气经生物净化后从排气管排空;
废气中的水蒸汽在内外筒壁之间的缝隙中部分凝结,凝结水从凝结水出口流出,直接排空。
进一步地:当厨余湿垃圾的含水率≥80%时,利用系统一进行处理;当厨余湿垃圾的含水率<80%时,利用系统二进行处理。
进一步地,利用系统二时,厨余湿垃圾与生物质废弃物的质量比一般为1-5:1,生物质废弃物包括秸秆、树木落叶、草坪修剪废弃物、锯末和稻糠中的至少一种,生物质废弃物与厨余湿垃圾混合时的粒径不大于10cm,含水率不高于30%。
本发明的有益效果体现在:
1、本发明的厨余湿垃圾好氧发酵处理系统全部机电设备和设施被封闭在一个车间内,隔音效果好,室外噪音低,不存在处理设备噪音扰民的问题。处理车间只有进料斗、排气管、排水管、腐熟垃圾输送机与车间外联通,车间外的空气从进料斗周边缝隙进入车间内,车间内的气体通过供氧风机输送到发酵仓内,最后由废气抽风机输送到生物净化滤床净化后排空,整个车间内部呈现负压状态,即使在垃圾倒入进料斗的瞬间也无臭味气体逸散,完全消除了处理厨余湿垃圾臭气问题。
2、本发明的厨余湿垃圾好氧发酵处理系统,可连续进料、发酵、出料,运行稳定,提高了发酵仓等设备的运行效率,便于实现自动化和高水平的维护管理。发酵仓整体向出料端倾斜1-5°,发酵仓内物料借助重力沿斜坡向下运动,大幅度降低了推动物料连续出料的驱动力、能耗。
3、在供氧风机的送气管路中设置多根电热丝构成加热器,并可通过在发酵舱内设置热电偶监测温度的反馈来自动调节电热丝的功率,实现发酵仓发酵工作温度的自动控制。管路中的气流直接与电热丝换热,形成的热风在为发酵仓垃圾好氧微生物发酵供氧的同时,提高垃圾物料温度、好氧发酵速率。可在供氧风机与电加热器之间加装联运装置,以确保电加热器起动必须在供氧风机起动之后,在加热器前后加一差压装置,以防供氧风机故障时电加热器过热损坏。其效果在于风管内电热丝加热热效率接近100%。
4、供氧风机通过供氧管路与中空转动轴连接,中空转动轴的空心结构与空心叶片的空心结构连通,再通过空心叶片上的释气孔或释气狭缝把空气供应到发酵物料中,形成良好、顺达的发酵供气系统。同时,固定在中空转动轴上的中空叶片推动物料前移,并搅拌混合物料促进氧气传递。中空叶片的末端距离发酵仓内壁1-5cm,既避免中空叶片与发酵仓接触摩擦增大阻力,又避免发酵仓底部物料搅动不良缺氧产生臭气。释气孔或释气狭缝布置占据叶片长度的1/3~2/3,保证释气孔皆埋在垃圾物料中,避免释放气体在发酵仓上部构成短路导致换热、增氧效率降低。中空叶片上释气孔的数量或释气狭缝的尺寸从进料端到出料端逐渐减小,可以更好地满足进料端垃圾物料加热(进料端物料温度低)对热能的需求,提高了热能和供氧效率。该结构简化了系统,提高了供气效率,降低了好氧发酵供气量,改善了发酵环境,降低了运行成本。
5、发酵仓的筒壁是由外筒壁和内筒壁构成的双层筒壁结构,内外筒壁之间形成5-10cm的缝隙,在内筒壁的顶部靠近出料端设置有连通缝隙和发酵仓内腔的通气口。发酵仓内的废气从通气口进入内外筒之间的空隙,然后从废气出口进入废气抽风机及生物净化滤床。废气抽风机的风量大于供氧风机的风量,发酵仓内部形成负压状态。发酵仓的气体大部分来自于供氧风机的热风,少部分来自于腐熟垃圾物料出口的进风,腐熟垃圾物料出口进风与高温腐熟物料换热降低出料温度和水分含量。发酵仓内出来的高温气体(~60℃)在内外筒壁之间的缝隙中逆向流动,一方面为发酵仓内部物料加热,另一方面形成热保护层,降低发酵仓的热损失,降低所需电加热能量,降低运行成本。废气中的水蒸汽因换热降低温度在发酵仓的内外桶的缝隙中部分凝结,凝结水从凝结水出口流出,通过管路输送到油水处理装置,或用于设备、地面清洗后再汇入油水处理装置,或直接排空。
6、当厨余垃圾的含水率低于80%时,厨余湿垃圾与松散状态的生物质颗粒物(破碎的各类秸秆废弃物、锯末、稻糠、庭院清理垃圾、园林废弃物)混合协同发酵,调理物料水分含量到适宜发酵的范围(55-70%),省却挤压脱水、废水处理过程。生物质废物的添加提高了待发酵物料的孔隙率和透气性,改善了氧气的传质。同时,增加生物质好氧发酵产生的热能,提高物料温度和腐熟速度,增强物料中水分蒸发,改善腐熟垃圾的组成和性能。
7、在发酵仓的中部设置一个半月形挡风板,挡风板的圆弧与发酵仓的顶部紧密接触,玄高为发酵仓半径的1/3~2/3,其作用是避免发酵仓前部的热风直接从发酵仓顶部进入通气口5E,设置该挡风板使热风透过物料进入发酵仓后端,促进热风与物料间换热、供氧,提高了换热和供氧效率。
8、发酵仓前后两部分别设置返料装置,该返料装置用5-10cm宽度的槽钢或角钢构成,斜对角方式安装在中空转动轴上,促进发酵仓内后端物料与前端混合,改变物料分散状态、透气性。刚进入发酵仓的固体垃圾温度低、微生物数量少,随着物料在发酵仓内前移,温度升高、微生物数量爆发式增长,部分前端物料返混到后端,起到接种微生物的作用,提高垃圾发酵速率,降低物料发酵所需的停留时间,提高设备的处理能力。
附图说明
图1为本发明厨余湿垃圾好氧发酵处理系统的第一种结构示意图;
图2为本发明厨余湿垃圾好氧发酵处理系统的第二种结构示意图;
图中标号:1-进料斗;2-破碎机;3-螺杆挤压脱水机;3A-油水出口;3B脱水后固体出口;4-油水处理装置;5-发酵仓;5A-进料口;5B-外筒壁;5C-内筒壁;5D-缝隙;5E通气口;6-中空转动轴;6A-中空叶片;6B-释气结构;7-驱动电机;8-供氧风机;9-腐熟垃圾物料出口;10-腐熟垃圾输送机;11-废气出口;12-凝结水出口;13-废气抽风机;14-生物净化滤床;15-处理系统密封罩;16-半月形挡风板;17-返料装置。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合实施例对本发明的具体实施方式做详细的说明。以下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、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。
本实施例的厨余湿垃圾好氧发酵处理系统包括两种系统结构。
如图1所示,系统一的结构为:
包括进料斗1,进料斗1的出料口连通于破碎机2的入口;破碎机2的出口连通于螺杆挤压脱水机3的入口;
在螺杆挤压脱水机3上设置有油水出口3A和脱水后固体出口3B;油水出口3A经管路连通至油水处理装置4;脱水后固体出口3B经输送管路或输送机连通至发酵仓5的进料口5A;
发酵仓5为横向放置且两端面密封的圆筒状,一端为设有进料口5A的进料端、另一端为出料端;发酵仓5的筒壁是由外筒壁5B和内筒壁5C构成的双层筒壁结构,内外筒壁之间形成有缝隙5D;在内筒壁5C的顶部靠近出料端设置有连通缝隙5D和发酵仓5内腔的通气口5E;
在发酵仓5的内腔中、沿发酵仓5的长度方向设置有中空转动轴6,中空转动轴6通过驱动电机7驱动;沿中空转动轴6的轴向设置有中空叶片6A,中空转动轴6的中空结构与中空叶片6A的中空结构连通;在中空叶片6A的背面(背面指背离出料端的一面)开设有释气结构6B;
设置供氧风机8,供氧风机8通过供氧管路连通至转动轴6的中空结构;
在发酵仓5的出料端底部设置有腐熟垃圾物料出口9,在腐熟垃圾物料出口9处设置有腐熟垃圾输送机10;
在发酵仓外筒壁5B的底部靠近进料端设有废气出口11、靠近出料端设有凝结水出口12;废气出口11经废气抽风机13通过管路连通于生物净化滤床14。
如图2所示,系统二的结构与系统一的结构类似,主要区别在于不包括螺杆挤压脱水机3和油水处理装置4,具体结构为:
包括进料斗1,进料斗1的出料口连通于破碎机2的入口;破碎机2的出口经输送管路或输送机连通至发酵仓5的进料口5A;
发酵仓5为横向放置且两端面密封的圆筒状,一端为设有进料口5A的进料端、另一端为出料端;发酵仓5的筒壁是由外筒壁5B和内筒壁5C构成的双层筒壁结构,内外筒壁之间形成有缝隙5D;在内筒壁5C的顶部靠近出料端设置有连通缝隙5D和发酵仓5内腔的通气口5E;
在发酵仓5的内腔中、沿发酵仓5的长度方向设置有中空转动轴6,中空转动轴6通过驱动电机7驱动;沿中空转动轴6的轴向设置有中空叶片6A,中空转动轴6的中空结构与中空叶片6A的中空结构连通;在中空叶片6A的背面(背面指背离出料端的一面)开设有释气结构6B;
设置供氧风机8,供氧风机8通过供氧管路连通至中空转动轴6的中空结构;
在发酵仓5的出料端底部设置有腐熟垃圾物料出口9,在腐熟垃圾物料出口9处设置有腐熟垃圾输送机10;
在发酵仓外筒壁5B的底部靠近进料端设有废气出口11、靠近出料端设有凝结水出口12;废气出口11经废弃抽风机13通过管路连通于生物净化滤床14。
进一步地,在供氧风机8的风管内安装有若干电热丝,用于作为加热器,电热丝的数量和功率按需设置。可通过在发酵舱内设置热电偶监测温度的反馈来自动调节电热丝的功率,实现发酵仓发酵工作温度的自动控制。
进一步地,螺杆挤压脱水机3可采用可满足脱水处理的任意脱水机结构,如可为设置有筛网的结构,筛网下设置有液体槽,靠近出料端的液体槽下设置油水出口。
进一步地,内外筒壁之间缝隙的宽度为5-10cm。
进一步地,油水处理装置4可采用满足油水分离要求的任意装置。
进一步地,发酵仓5倾斜设置,进料端高度高于出料端高度,倾斜角度为1-5°,以使发酵仓内物料借助重力沿斜坡向下运动,大幅度降低了推动物料连续出料的驱动力、能耗。具体的,本实施例中,发酵仓5可设置为内部尺寸为长6m、直径2m、仓室体积为19m3、倾斜角度为3°的圆筒状,从进料端到出料端的方向为长度方向。圆筒状结构可有效避免物料在角落滞留。
进一步地,在好氧发酵处理系统外设置有处理系统密封罩15,形成密封车间,不存在处理设备噪音扰民的问题,同时也完全消除了处理厨余湿垃圾臭气问题。
进一步地:中空叶片6A为整体式的中空螺旋叶片;或如图所示,中空叶片6A为沿中空转动轴轴向呈螺旋状排列的多个单独的中空叶片,各中空叶片6A朝向出料端倾斜;中空叶片6A的末端(远离中空转动轴的一端)距离发酵仓内壁1-5cm,既避免中空叶片与发酵仓接触摩擦增大阻力,又避免发酵仓底部物料搅动不良缺氧产生臭气。具体的,本实施例中,中空转动轴外径12cm、内径10cm,固定在其上的一系列中空叶片的宽度为25cm,末端距离发酵仓内壁4cm,中空叶片与中空转动轴的夹角为75-80°,相邻中空叶片间距为25cm。
进一步地,释气结构6B为释气孔或释气狭缝;释气结构6B设置在中空叶片6A前端(靠近中空转动轴的一端)至1/3~2/3中空叶片长度处,保证释气孔皆埋在垃圾物料中,避免释放气体在发酵仓上部构成短路导致换热、增氧效率降低。具体实施中:释气孔可设置为直径2mm,凹进5mm,延叶片延长方向排布,占据叶片长度的1/2,释气孔间距10cm。释气狭缝可设置为宽度5mm,占据叶片长度的1/2。
具体实施中,设置中空叶片上释气孔的数量或释气狭缝的尺寸从进料端到出料端逐渐减小,可以更好地满足进料端垃圾物料加热(进料端物料温度低)对热能的需求,提高了热能和供氧效率。
进一步地,在发酵仓内腔的中部设置有一个半月形挡风板16,半月形挡风板16的弧形部分贴合固定在内筒壁5C顶部,半月形挡风板促进热风与物料间换热、供氧。
进一步地,发酵仓内腔的前后两部分别设置有返料装置17,各返料装置17以斜对角方式安装在中空转动轴6上(倾斜方向为:靠近进料端的一侧低于靠近出料端的一侧),促进发酵仓内后端物料与前端混合,改变物料分散状态和透气性、丰富微生物数量和种群,提高发酵速率。
厨余湿垃圾应用上述的系统一或系统二皆可进行有效处理。
当为系统一时,应用方法包括如下步骤:
1A、将待处理的厨余湿垃圾倒入进料斗1中,进料斗内的物料借助重力落入破碎机2中并破碎,破碎处理后的垃圾落入螺杆挤压脱水机3中;
厨余湿垃圾中的油水在螺杆挤压脱水机3中被挤出并从油水出口3A流入油水处理装置(4),脱水后固体(含水率55-70%)输送到发酵仓5的进料端;
进料斗、破碎机、螺杆挤压脱水机、发酵仓管路连接完全密闭。
1B、开启供氧风机8及风管内的电热丝,密闭车间内的空气通过供氧风机和管道内电加热形成热风,使热风输送到中空转动轴6和中空叶片6A,通过中空叶片上的释气结构6B把热空气释放到发酵仓5的内腔中,加热发酵仓内物料并提供微生物好氧发酵所需氧气;
选用风机风量200-600m3/h,风压10kPa,通过电极在线监测发酵仓废气出口11的氧含量,以体积百分比11.5-12.5%为控制点通过变频电机调控风机风量,以稳定发酵仓腐熟垃圾物料出口处物料温度65-70℃为目标自动调节电加热器的功率。
1C、启动驱动电机7,带动发酵仓5内的中空转动轴6和中空叶片6A转动,转速15~60r/h,搅拌并推移发酵仓内脱水后厨余垃圾向出料端移动,厨余垃圾在发酵仓内空气加热和好氧发酵放热,发酵温度逐步升高到65-80℃,厨余垃圾在发酵仓内停留时间为12-24h。
1D、发酵后的腐熟垃圾从腐熟垃圾物料出口9出料,并用腐熟垃圾输出机10输送到堆场或者运输车辆的车斗内。
1E、发酵仓内的废气从发酵仓内筒壁5C顶部的通气口5E进入内外筒壁之间的缝隙5D,然后从发酵仓外筒壁5B底部的废气出口11排出,并经废弃抽风机13引入生物净化滤床14中进行净化,废气经生物净化后从排气管排空;
具体实施中,生物滤床内径2m,填料2层,每层高度1m,填料选用老化垃圾分选得到的2-5cm颗粒物,废气在填料层中停留时间40-110S,生物净化滤床上部设置雾化喷淋装置,底部设置喷淋液收集池,并与废水处理池连接;
废气中的水蒸汽在内外筒壁之间的缝隙中部分凝结,凝结水从凝结水出口12流出,通过管路直接排空或通过管路输送到油水处理装置4。
1F、厨余湿垃圾中的油水流入油水处理装置4后,经隔油处理回收生物油作为工业原料,回收油的量占厨余垃圾比例为2-4%,除油后的废水流入间歇式活性污泥处理池,水处理池高1.8m、宽3m、长3m,有效体积13.5m3,按照曝气20h、沉淀2h、排水2h序批式运行,处理后的废水COD<500mg/L,排入污水管网。
当为系统二时,应用方法包括如下步骤:
2A、在待处理的厨余湿垃圾中加入生物质废弃物,混合均匀,使所得混合垃圾的含水率在55~70%;
将混合垃圾倒入进料斗1中,进料斗内的物料借助重力落入破碎机2中并破碎,破碎处理后的垃圾输送到发酵仓5的进料端;
进料斗、破碎机、发酵仓管路连接完全密闭。
2B、开启供氧风机8及风管内的电热丝,密闭车间内的空气通过供氧风机和管道内电加热形成热风,使热风输送到中空转动轴6和中空叶片6A,通过中空叶片上的释气结构6B把热空气释放到发酵仓5的内腔中,加热发酵仓内物料并提供微生物好氧发酵所需氧气;
选用风机风量200-600m3/h,风压10kPa,通过电极在线监测发酵仓废气出口11的氧含量,以体积百分比11.5-12.5%为控制点通过变频电机调控风机风量,以稳定发酵仓内出口端物料温度65-70℃为目标自动调节电加热器的功率。
2C、启动驱动电机7,带动发酵仓5内的中空转动轴6和中空叶片6A转动,转速15~60r/h),搅拌并推移发酵仓内混合垃圾向出料端移动,混合垃圾在发酵仓内空气加热和好氧发酵放热,发酵温度逐步升高到65-80℃,混合垃圾在发酵仓内停留时间为12-24h。
2D、发酵后的腐熟垃圾从腐熟垃圾物料出口9出料,并用腐熟垃圾输出机10输送到堆场或者运输车辆的车斗内,作为腐熟有机肥使用。
2E、发酵仓内的废气从发酵仓内筒壁5C顶部的通气口5E进入内外筒壁之间的缝隙5D,然后从发酵仓外筒壁5B底部的废气出口11排出,并经废弃抽风机13引入生物净化滤床14中进行净化,废气经生物净化后从排气管排空;
具体实施中,生物滤床内径2m,填料2层,每层高度1m,填料选用老化垃圾分选得到的2-5cm颗粒物,废气在填料层中停留时间40-110S,生物净化滤床上部设置雾化喷淋装置,底部设置喷淋液收集池,并与废水处理池连接;
废气中的水蒸汽在内外筒壁之间的缝隙中部分凝结,凝结水从凝结水出口12流出,直接排空。
具体实施中,考虑当厨余湿垃圾的处理成本,当厨余湿垃圾的含水率≥80%时优选利用系统一进行处理,当厨余湿垃圾的含水率<80%时优选利用系统二进行处理。

Claims (10)

1.一种厨余湿垃圾好氧发酵处理系统,其特征在于:所述厨余湿垃圾好氧发酵处理系统为系统一或系统二;
所述系统一的结构为:
包括进料斗(1),所述进料斗(1)的出料口连通于破碎机(2)的入口;所述破碎机(2)的出口连通于螺杆挤压脱水机(3)的入口;
在所述螺杆挤压脱水机(3)上设置有油水出口(3A)和脱水后固体出口(3B);所述油水出口(3A)经管路连通至油水处理装置(4);所述脱水后固体出口(3B)经输送管路或输送机连通至发酵仓(5)的进料口(5A);
所述发酵仓(5)为横向放置且两端面密封的圆筒状,一端为设有进料口(5A)的进料端、另一端为出料端;所述发酵仓(5)的筒壁是由外筒壁(5B)和内筒壁(5C)构成的双层筒壁结构,内外筒壁之间形成有缝隙(5D);在所述内筒壁(5C)的顶部靠近出料端设置有连通缝隙(5D)和发酵仓(5)内腔的通气口(5E);
在所述发酵仓(5)的内腔中、沿所述发酵仓(5)的长度方向设置有中空转动轴(6),所述中空转动轴(6)通过驱动电机(7)驱动;沿所述中空转动轴(6)的轴向设置有中空叶片(6A),所述中空转动轴(6)的中空结构与所述中空叶片(6A)的中空结构连通;在所述中空叶片(6A)的背面开设有释气结构(6B);
设置供氧风机(8),所述供氧风机(8)通过供氧管路连通至所述转动轴(6)的中空结构;
在所述发酵仓(5)的出料端底部设置有腐熟垃圾物料出口(9),在所述腐熟垃圾物料出口(9)处设置有腐熟垃圾输送机(10);
在所述发酵仓外筒壁(5B)的底部靠近进料端设有废气出口(11)、靠近出料端设有凝结水出口(12);所述废气出口(11)经废气抽风机(13)通过管路连通于生物净化滤床(14);
所述系统二的结构为:
包括进料斗(1),所述进料斗(1)的出料口连通于破碎机(2)的入口;所述破碎机(2)的出口经输送管路或输送机连通至发酵仓(5)的进料口(5A);
所述发酵仓(5)为横向放置且两端面密封的圆筒状,一端为设有进料口(5A)的进料端、另一端为出料端;所述发酵仓(5)的筒壁是由外筒壁(5B)和内筒壁(5C)构成的双层筒壁结构,内外筒壁之间形成有缝隙(5D);在所述内筒壁(5C)的顶部靠近出料端设置有连通缝隙(5D)和发酵仓(5)内腔的通气口(5E);
在所述发酵仓(5)的内腔中、沿所述发酵仓(5)的长度方向设置有中空转动轴(6),所述中空转动轴(6)通过驱动电机(7)驱动;沿所述中空转动轴(6)的轴向设置有中空叶片(6A),所述中空转动轴(6)的中空结构与所述中空叶片(6A)的中空结构连通;在所述中空叶片(6A)的背面开设有释气结构(6B);
设置供氧风机(8),所述供氧风机(8)通过供氧管路连通至所述中空转动轴(6)的中空结构;
在所述发酵仓(5)的出料端底部设置有腐熟垃圾物料出口(9),在所述腐熟垃圾物料出口(9)处设置有腐熟垃圾输送机(10);
在所述发酵仓外筒壁(5B)的底部靠近进料端设有废气出口(11)、靠近出料端设有凝结水出口(12);所述废气出口(11)经废弃抽风机(13)通过管路连通于生物净化滤床(14)。
2.根据权利要求1所述的厨余湿垃圾好氧发酵处理系统,其特征在于:在所述供氧风机(8)的送风管末端内部安装有若干电热丝。
3.根据权利要求1所述的厨余湿垃圾好氧发酵处理系统,其特征在于:所述发酵仓(5)倾斜设置,进料端高度高于出料端高度,倾斜角度为1-5°。
4.根据权利要求1所述的厨余湿垃圾好氧发酵处理系统,其特征在于:在所述好氧发酵处理系统外设置有处理系统密封罩(15)。
5.根据权利要求1所述的厨余湿垃圾好氧发酵处理系统,其特征在于:所述中空叶片(6A)为整体式的中空螺旋叶片;或所述中空叶片(6A)为沿中空转动轴轴向呈螺旋状排列的多个单独的中空叶片,各中空叶片(6A)朝向出料端倾斜;所述中空叶片(6A)的末端距离发酵仓内壁1-5cm。
6.根据权利要求1或5所述的厨余湿垃圾好氧发酵处理系统,其特征在于:所述释气结构(6B)为释气孔或释气狭缝;
所述释气结构(6B)设置在所述中空叶片(6A)前端至1/3~2/3中空叶片长度处。
7.根据权利要求1所述的厨余湿垃圾好氧发酵处理系统,其特征在于:在所述发酵仓(5)内腔的中部设置有一个半月形挡风板(16),所述半月形挡风板(16)的弧形部分贴合固定在内筒壁(5C)顶部。
8.根据权利要求1所述的厨余湿垃圾好氧发酵处理系统,其特征是:所述发酵仓内腔的前后两部分别设置有返料装置(17),各返料装置(17)以斜对角方式安装在中空转动轴(6)上。
9.一种权利要求1~8中任意一项所述厨余湿垃圾好氧发酵处理系统的应用方法,其特征在于:
当为系统一时,所述应用方法包括如下步骤:
1A、将待处理的厨余湿垃圾倒入进料斗(1)中,进料斗内的物料借助重力落入破碎机(2)中并破碎,破碎处理后的垃圾落入螺杆挤压脱水机(3)中;
厨余湿垃圾中的油水在螺杆挤压脱水机(3)中被挤出并从油水出口(3A)流入油水处理装置(4),脱水后固体输送到发酵仓(5)的进料端;
1B、开启供氧风机(8)及风管内的电热丝,使热风输送到中空转动轴(6)和中空叶片(6A),通过中空叶片上的释气结构(6B)把热空气释放到发酵仓(5)的内腔中,加热发酵仓内物料并提供微生物好氧发酵所需氧气;
1C、启动驱动电机(7),带动发酵仓(5)内的中空转动轴(6)和中空叶片(6A)转动,搅拌并推移发酵仓内脱水后厨余垃圾向出料端移动,厨余垃圾在发酵仓内空气加热和好氧发酵放热,发酵温度逐步升高到65-80℃,厨余垃圾在发酵仓内停留时间为12-24h;
1D、发酵后的腐熟垃圾从腐熟垃圾物料出口(9)出料,并用腐熟垃圾输出机(10)输送到堆场或者运输车辆的车斗内;
1E、发酵仓内的废气从发酵仓内筒壁(5C)顶部的通气口(5E)进入内外筒壁之间的缝隙(5D),然后从发酵仓外筒壁(5B)底部的废气出口(11)排出,并经废弃抽风机(13)引入生物净化滤床(14)中进行净化,废气经生物净化后从排气管排空;
废气中的水蒸汽在内外筒壁之间的缝隙中部分凝结,凝结水从凝结水出口(12)流出,通过管路直接排空或通过管路输送到油水处理装置(4);
1F、厨余湿垃圾中的油水流入油水处理装置(4)后,经隔油处理回收生物油作为工业原料,除油后的废水流入间歇式活性污泥处理池,废水经生化法处理至满足排污要求后通过排水管排入污水管网;
当为系统二时,所述应用方法包括如下步骤:
2A、在待处理的厨余湿垃圾中加入生物质废弃物,混合均匀,使所得混合垃圾的含水率在55~70%;
将所述混合垃圾倒入进料斗(1)中,进料斗内的物料借助重力落入破碎机(2)中并破碎,破碎处理后的垃圾输送到发酵仓(5)的进料端;
2B、开启供氧风机(8)及风管内的电热丝,使热风输送到中空转动轴(6)和中空叶片(6A),通过中空叶片上的释气结构(6B)把热空气释放到发酵仓(5)的内腔中,加热发酵仓内物料并提供微生物好氧发酵所需氧气;
2C、启动驱动电机(7),带动发酵仓(5)内的中空转动轴(6)和中空叶片(6A)转动,搅拌并推移发酵仓内混合垃圾向出料端移动,混合垃圾在发酵仓内空气加热和好氧发酵放热,发酵温度逐步升高到65-80℃,混合垃圾在发酵仓内停留时间为12-24h;
2D、发酵后的腐熟垃圾从腐熟垃圾物料出口(9)出料,并用腐熟垃圾输出机(10)输送到堆场或者运输车辆的车斗内,作为腐熟有机肥使用;
2E、发酵仓内的废气从发酵仓内筒壁(5C)顶部的通气口(5E)进入内外筒壁之间的缝隙(5D),然后从发酵仓外筒壁(5B)底部的废气出口(11)排出,并经废弃抽风机(13)引入生物净化滤床(14)中进行净化,废气经生物净化后从排气管排空;
废气中的水蒸汽在内外筒壁之间的缝隙中部分凝结,凝结水从凝结水出口(12)流出,直接排空。
10.根据权利要求9所述的应用方法,其特征在于:当厨余湿垃圾的含水率≥80%时,利用系统一进行处理;当厨余湿垃圾的含水率<80%时,利用系统二进行处理。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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