CN111570466A - 协同处理厨余垃圾和餐饮垃圾的系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了协同处理厨余垃圾和餐饮垃圾的系统及方法，系统包括厨余垃圾预处理单元、餐饮垃圾预处理单元、混合装置和干式厌氧发酵装置，厨余垃圾预处理单元具有厨余垃圾入口、第一渗滤液出口、第一无机杂质出口和破碎后厨余垃圾出口；餐饮垃圾预处理单元具有餐饮垃圾入口、第二无机杂质出口、第三无机杂质出口、第二渗滤液出口、油脂出口、废水出口和餐饮垃圾浆料出口；混合装置具有破碎后厨余垃圾入口、餐饮垃圾浆料入口和混合有机浆料出口，所述餐饮垃圾浆料入口与所述餐饮垃圾浆料出口相连；干式厌氧发酵装置具有混合有机浆料入口、沼气出口和厌氧消化液出口，所述混合有机浆料入口与所述混合有机浆料出口通过刮板输送机相连。

Description

协同处理厨余垃圾和餐饮垃圾的系统及方法
技术领域
本发明属于有机固废资源化、无害化和减量化技术领域，具体涉及一种协同处理厨余垃圾和餐饮垃圾的系统及方法。
背景技术
餐饮垃圾主要是食物残余、即餐馆、饭店、单位食堂等的饮食剩余物以及后厨的果蔬、肉食、油脂、面点等的加工过程的废弃物。食物残余以淀粉类、食物纤维类、动物脂肪类等有机质为主要成分，具有含水率高、油脂、盐分含量高、易腐变发酵、发臭的特点，餐饮垃圾组分与各地饮食习惯相关性较大，餐饮垃圾的含水率一般在85％-90％之间，餐饮垃圾有机质含量在90％以上，其他杂物主要包括海鲜贝壳类、塑料橡胶类、餐巾纸类、筷子、破盘破碗、玻璃瓶/杯、金属盒类等，成分非常复杂。
厨余垃圾目前是以家庭日常生活中丢弃的果蔬及食物下脚料，剩菜剩饭、瓜果皮等易腐有机垃圾为主。此外，菜场垃圾的主要成分为丢弃的腐烂水果、蔬菜、鱼类、禽类等动物内脏等有机垃圾，也是厨余垃圾的主要来源，由于国内垃圾分类处于起步阶段，运送处理的厨余垃圾较餐饮垃圾成分更为复杂，杂质含量更高，厨余垃圾与餐饮垃圾性质较为相近，但由于以生料为主，相对盐分、油脂含量低。
目前我国餐饮垃圾和厨余垃圾的主要处理技术包括，粉碎直排、填埋处理、焚烧、肥料化处理等：
(1)粉碎直排
粉碎直排处理是欧美国家处理少量分散餐厨垃圾的主要方法，在餐厨垃圾发生点对其直接进行破碎、粉碎处理，然后采用水力冲刷，将其排入城市市政下水管网，与城市污水合并进入城市污水处理厂进行集中处理。随着社会的发展，人民生活水平的提高，餐饮垃圾及厨余垃圾产生量日益增多，餐饮垃圾及厨余垃圾粉碎直接排入下水道，没有实现资源化及减量化，很难应用于规模化处理。餐饮垃圾及厨余垃圾成分复杂，都含有纤维类物质，如果排入城市的市政管网很容易造成管网堵塞。
(2)填埋处理技术
填埋是大多数国家生活垃圾无害化处理的主要处理方式，但是，由于其占用大量土地，耗用大量征地等费用，填埋场占地面积大，处理能力有限，服务期满后仍需要新建填埋场，进一步占用土地资源；餐厨垃圾的渗滤液会污染地下水及土壤，垃圾堆放产生的臭气严重影响空气质量，形成不可逆的对周围大范围的大气及水土的二次污染，没有对垃圾进行资源化利用等原因，无论在欧美、日本还是中国，都不提倡餐厨垃圾进行填埋，有很多国家已经明令禁止餐厨垃圾进入填埋场处理。
在当前土地资源紧缺、人民对环境影响的关注度越来越高的大前提下，填埋处理技术明显不适合我国餐厨垃圾处理的实际情况。但作为餐厨垃圾分选处理后无机杂质的一种最终处理手段具有一定的可行性，因此填埋可作为餐饮垃圾及厨余垃圾处理的一个辅助处理环节。
(3)焚烧处理技术
焚烧处理处理量大，减容性好，焚烧过程中产生的热量用来发电可以实现垃圾的能源化。但由于餐厨垃圾的含水率平均在80％以上，热值在2011kJ/kg左右，不适合焚烧处理。
由于我国各省市生活习惯不同，餐厨垃圾收集分类程度不同，我国餐厨垃圾与国外餐厨垃圾差异较大，其特点是含水率高，热值低，很难直接进行焚烧处理，另外焚烧处理投资过高，国内外利用焚烧直接处理餐厨垃圾的应用经验较少。
(4)肥料化处理技术
餐厨垃圾的肥料化处理主要是指好氧堆肥技术，好氧堆肥过程是在有氧条件下，利用好氧微生物分泌的胞外酶将有机固体分解为可溶性有机物，再渗入到细胞中，通过微生物的新陈代谢，实现整个堆肥过程。形成堆肥产品富含腐殖质和N、P、K等营养元素，既是土壤改良剂，也是优质肥料。好氧堆肥化工艺所需的最适含水率为50％-60％，如果水分超过70％，堆体温度则难以上升，分解速度明显降低。
好氧堆肥缺点是由于我国餐厨垃圾的复杂性，对有害的有机物、油脂、盐分及重金属等的污染无法很好解决，无害化不彻底；处理过程不封闭，容易造成二次污染；有机肥料质量受餐厨垃圾成分制约很大，往往造成销路不畅；堆肥处理周期较长占地面积大，卫生条件相对较差。
我国餐厨垃圾起步较晚，就目前而言，我国现有的城市垃圾堆肥厂采用的技术落后、机械化、自动化程度较低，许多堆肥产品并达不到使用标准，因销售问题成品肥料又成为了垃圾。
(5)饲料化技术
饲料化处理技术主要采用物理手段将餐厨垃圾经过高温加热，烘干处理，杀毒灭菌，除去盐分等，可以最终生成蛋白饲料添加剂等可利用物质。
饲料化有两种方式：1)生物处理制饲料，原理是将培养出的菌种加入餐厨垃圾密封储罐，菌种进行繁殖并杀除病原菌制成饲料。2)高温消毒制饲料，原理是采用高温消毒原理，杀除病毒、经粉碎后加工成饲料，可供禽畜食用。
比较成熟的餐厨垃圾加工饲料方法是将制粒技术、挤压膨化和干燥技术等手段综合利用。挤压后饲料中的细菌浓度要远远低于其它样品中的细菌浓度。由于挤压时不断升高的温度，一个单螺杆干燥挤压工艺可以大大减少潜在的病原菌浓度。目前已经有些厂家研制了配套技术设备并投入运行使用。
餐厨垃圾作饲料所面临的主要问题是饲料安全及同源性问题，面对消毒要求的提高，必将在设备、技术等方面作相应调整，从而增加了处理成本此外，对有害有机物及重金属等的污染无法很好解决、无害化不彻底。因此，在该技术的选择方面要十分谨慎。
因此，目前的处理餐厨垃圾和厨余垃圾的技术有待改进。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种协同处理厨余垃圾和餐饮垃圾的系统及方法，该系统可以实现餐饮垃圾和厨余垃圾协同处理，工艺简单合理、投资低，能够最大化的实现餐饮垃圾及厨余垃圾的无害化、资源化、减量化，为我国有机垃圾协协同处理提供借鉴。
在本发明的一个方面，本发明提出了一种协同处理厨余垃圾和餐饮垃圾的系统。根据本发明的实施例，所述系统包括：
厨余垃圾预处理单元，所述厨余垃圾预处理单元具有厨余垃圾入口、第一渗滤液出口、第一无机杂质出口和破碎后厨余垃圾出口；
餐饮垃圾预处理单元，所述餐饮垃圾预处理单元具有餐饮垃圾入口、第二无机杂质出口、第三无机杂质出口、第二渗滤液出口、油脂出口、废水出口和餐饮垃圾浆料出口；
混合装置，所述混合装置具有破碎后厨余垃圾入口、餐饮垃圾浆料入口和混合有机浆料出口，所述破碎后厨余垃圾入口与所述破碎后厨余垃圾入口相连，所述餐饮垃圾浆料入口与所述餐饮垃圾浆料出口相连；
干式厌氧发酵装置，所述干式厌氧发酵装置具有混合有机浆料入口、沼气出口和厌氧消化液出口，所述混合有机浆料入口与所述混合有机浆料出口通过刮板输送机相连。
根据本发明实施例的协同处理厨余垃圾和餐饮垃圾的系统，通过将餐饮垃圾及厨余垃圾分别经过各自的预处理单元，厨余垃圾经预处理后可以分离其中的渗滤液和无机杂质，而餐饮垃圾经预处理后分离其中的无机杂质和油脂等，然后将厨余垃圾预处理后得到的破碎后厨余垃圾和餐饮垃圾预处理后的餐饮垃圾浆料供给至混合装置进行混合，将得到的混合有机浆料供给至干式厌氧发酵装置进行厌氧发酵，使得混合有机浆料中的有机质在无氧环境下自然降解，得到沼气和厌氧消化液，由于一般餐饮垃圾含水率较高，而厨余垃圾含水率相对餐饮垃圾低，所以协同厌氧发酵采用干式厌氧消化，能够避免餐饮垃圾含水率过高导致厌氧易分层和厨余垃圾固体杂质较多导致厌氧装置易堵塞等问题，充分发挥厌氧发酵的工艺优势，提高厌氧装置的安全性及产沼气效率，并且干式厌氧发酵较湿式厌氧发酵产沼液量少，可以减少沼液处理难题，高温干式厌氧发酵有机负荷高，产沼气率高，提供整个运营项目的收益，同时干式厌氧发酵可以避免物料结壳等二次污染问题。由此，采用该系统可以实现餐饮垃圾和厨余垃圾协同处理，工艺简单合理、投资低，能够最大化的实现餐饮垃圾及厨余垃圾的无害化、资源化、减量化，为我国有机垃圾协协同处理提供借鉴。
另外，根据本发明上述实施例的协同处理厨余垃圾和餐饮垃圾的系统还可以具有如下附加的技术特征：
在本发明的一些实施例中，所述厨余垃圾预处理单元包括：垃圾储坑，所述垃圾储坑具有所述厨余垃圾入口、所述第一渗滤液出口和堆滤后料出口；滚筒筛，所述滚筒筛具有堆滤后料入口、所述第一无机杂质出口和有机垃圾出口，所述堆滤后料入口与所述堆滤后料出口相连；磁选机，所述磁选机具有有机垃圾入口、金属出口和磁选后垃圾出口，所述有机垃圾入口与所述有机垃圾出口相连；剪切式破碎机，所述剪切式破碎机具有磁选后垃圾入口和所述破碎后厨余垃圾出口，所述磁选后垃圾入口与所述磁选后垃圾出口相连。由此，可以实现厨余垃圾的减量化处理。
在本发明的一些实施例中，所述餐饮垃圾预处理单元包括：杂质分离器，所述杂质分离器具有所述餐饮垃圾入口、所述第二无机杂质出口和分离后料出口；破碎分选制浆机，所述破碎分选制浆机具有分离后料入口、水入口、所述第三无机杂质入口和有机浆料出口，所述分离后料入口与所述分离后料出口相连，所述水入口与所述第一渗滤液出口和所述第二渗滤液出口相连；蒸煮装置，所述蒸煮装置具有有机浆料入口和蒸煮后料出口，所述有机浆料入口与所述有机浆料出口相连；三相分离机，所述三相分离机具有蒸煮后料入口、所述油脂出口、所述废水出口和所述餐饮垃圾浆料出口，所述蒸煮后料入口和所述蒸煮后料出口相连，所述废水出口与所述水入口相连。由此，可以实现餐饮垃圾的减量化处理。
在本发明的一些实施例中，上述系统进一步包括：沼气净化装置，所述沼气净化装置内设有生物填料层，并且所述沼气净化装置具有第一沼气入口和脱硫后沼气出口，所述第一沼气入口与所述沼气出口相连；沼气提纯装置，所述沼气提纯装置具有脱硫后沼气入口和车用燃气出口，所述脱硫后沼气入口与所述脱硫后沼气出口相连。由此，可以实现餐饮垃圾和厨余垃圾的资源化利用。
在本发明的一些实施例中，上述系统进一步包括：固液分离装置，所述固液分离装置具有厌氧消化液入口、沼渣出口和沼液出口，所述厌氧消化液入口与所述厌氧消化液出口相连；污水处理装置，所述污水处理装置具有沼液入口和达标水出口，所述沼液入口与所述沼液出口相连。由此，可以避免环境污染。
在本发明的一些实施例中，上述系统进一步包括：沼气锅炉，所述沼气锅炉具有第二沼气入口、冷却水入口、换热烟气出口和蒸汽出口，所述第二沼气入口与所述沼气出口相连，所述蒸汽出口与所述蒸煮装置相连。由此，可以降低系统对外界能源的依赖。
在本发明的再一个方面，本发明提出了一种采用上述系统协同处理厨余垃圾和餐饮垃圾的方法。根据本发明的实施例，所述方法包括：
(1)将厨余垃圾供给至所述厨余垃圾预处理单元中进行预处理，以便得到第一渗滤液、第一无机杂质和破碎后厨余垃圾；
(2)将餐饮垃圾供给至所述餐饮垃圾预处理单元进行预处理，以便得到第二无机杂质、第三无机杂质、第二渗滤液、油脂、废水和餐饮垃圾浆料；
(3)将所述破碎后厨余垃圾与所述餐饮垃圾浆料供给至所述混合装置进行混合，以便得到混合有机浆料；
(4)将所述混合有机浆料供给至所述干式厌氧发酵装置进行厌氧发酵处理，以便得到沼气和厌氧消化液。
根据本发明实施例的协同处理厨余垃圾和餐饮垃圾的方法，通过将餐饮垃圾及厨余垃圾分别经过各自的预处理单元，厨余垃圾经预处理后可以分离其中的渗滤液和无机杂质，而餐饮垃圾经预处理后分离其中的无机杂质和油脂等，然后将厨余垃圾预处理后得到的破碎后厨余垃圾和餐饮垃圾预处理后的餐饮垃圾浆料供给至混合装置进行混合，将得到的混合有机浆料供给至干式厌氧发酵装置进行厌氧发酵，使得混合有机浆料中的有机质在无氧环境下自然降解，得到沼气和厌氧消化液，由于一般餐饮垃圾含水率较高，而厨余垃圾含水率相对餐饮垃圾低，所以协同厌氧发酵采用干式厌氧消化，能够避免餐饮垃圾含水率过高导致厌氧易分层和厨余垃圾固体杂质较多导致厌氧装置易堵塞等问题，充分发挥厌氧发酵的工艺优势，提高厌氧装置的安全性及产沼气效率，并且干式厌氧发酵较湿式厌氧发酵产沼液量少，可以减少沼液处理难题，高温干式厌氧发酵有机负荷高，产沼气率高，提供整个运营项目的收益，同时干式厌氧发酵可以避免物料结壳等二次污染问题。由此，采用该方法可以实现餐饮垃圾和厨余垃圾协同处理，工艺简单合理、投资低，能够最大化的实现餐饮垃圾及厨余垃圾的无害化、资源化、减量化，为我国有机垃圾协协同处理提供借鉴。
另外，根据本发明上述实施例的协同处理厨余垃圾和餐饮垃圾的方法还可以具有如下附加的技术特征：
在本发明的一些实施例中，步骤(1)按照下列步骤进行：(1-1)将所述厨余垃圾供给至垃圾储坑中进行堆滤，以便得到第一渗滤液和堆滤后料；(1-2)将所述堆滤后料供给至滚筒筛中进行筛分，以便得到第一无机杂质和有机垃圾；(1-3)将所述有机垃圾供给至磁选机中进行磁选，以便得到金属和磁选后垃圾；(1-4)将所述磁选后垃圾供给至剪切式破碎机进行剪切破碎，以便得到所述破碎后厨余垃圾。由此，可以实现厨余垃圾的减量化处理。
在本发明的一些实施例中，步骤(2)按照下列步骤进行：(2-1)将所述餐饮垃圾供给至接料斗，以便得到第二渗滤液和沥水后餐饮垃圾；(2-2)将所述沥水后餐饮垃圾供给至杂质分离器进行分离，以便得到所述第二无机杂质和分离后料；(2-3)将所述分离后料与所述第一渗滤液和所述第二渗滤液供给至破碎分选制浆机中破碎分选后进行制浆，以便得到所述第三杂质和有机浆料；(2-4)将所述有机浆料供给至蒸煮装置进行蒸煮，以便得到蒸煮后料；(2-5)将所述蒸煮后料供给至三相分离机进行分离，以便得到所述油脂、所述废水和所述餐饮垃圾浆料，并将所述废水的一部分供给至步骤(2-3)的所述破碎分选制浆机中。由此，可以实现餐饮垃圾的减量化处理。
在本发明的一些实施例中，上述方法进一步包括：(5)将所述沼气的一部分供给至含有生物填料层的沼气净化装置中，以便得到脱硫后沼气；(6)将所述脱硫后沼气供给至沼气提纯装置，以便得到车用燃气。由此，可以实现餐饮垃圾和厨余垃圾的资源化利用。
在本发明的一些实施例中，上述方法进一步包括：(7)将所述厌氧消化液供给至固液分离装置中进行固液分离，以便得到沼渣和沼液；(8)将所述沼液供给至污水处理装置中进行处理后达标排放。由此，可以避免环境污染。
在本发明的一些实施例中，上述方法进一步包括：(9)将所述沼气的另一部分供给至沼气锅炉中进行燃烧后与冷却水进行换热，以便得到换热烟气和蒸汽，并将所述蒸汽供给至步骤(2-4)中的所述蒸煮装置。由此，可以降低系统对外界能源的依赖。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明一个实施例的协同处理厨余垃圾和餐饮垃圾的系统结构示意图；
图2是根据本发明再一个实施例的协同处理厨余垃圾和餐饮垃圾的系统结构示意图；
图3是根据本发明又一个实施例的协同处理厨余垃圾和餐饮垃圾的系统结构示意图；
图4是根据本发明又一个实施例的协同处理厨余垃圾和餐饮垃圾的系统结构示意图；
图5是根据本发明又一个实施例的协同处理厨余垃圾和餐饮垃圾的系统结构示意图；
图6是根据本发明又一个实施例的协同处理厨余垃圾和餐饮垃圾的系统结构示意图；
图7是根据本发明一个实施例的协同处理厨余垃圾和餐饮垃圾的方法流程示意图；
图8是根据本发明再一个实施例的协同处理厨余垃圾和餐饮垃圾的方法流程示意图；
图9是根据本发明又一个实施例的协同处理厨余垃圾和餐饮垃圾的方法流程示意图；
图10是根据本发明又一个实施例的协同处理厨余垃圾和餐饮垃圾的方法流程示意图；
图11是根据本发明又一个实施例的协同处理厨余垃圾和餐饮垃圾的方法流程示意图；
图12是根据本发明又一个实施例的协同处理厨余垃圾和餐饮垃圾的方法流程示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等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。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本发明的一个方面，本发明提出了一种协同处理厨余垃圾和餐饮垃圾的系统。根据本发明的实施例，参考1，该系统包括：厨余垃圾预处理单元100、餐饮垃圾预处理单元200、混合装置300和干式厌氧发酵装置400。
根据本发明实施例，厨余垃圾预处理单元100具有厨余垃圾入口101、第一渗滤液出口102、第一无机杂质出口103和破碎后厨余垃圾出口104，且适于对厨余垃圾进行预处理，以便得到第一渗滤液、第一无机杂质和破碎后厨余垃圾。
根据本发明一个实施例，参考图2，厨余垃圾预处理单元100包括垃圾储坑11、滚筒筛12、磁选机13和剪切式破碎机14。
根据本发明的具体实施例，参考图2，垃圾储坑11具有厨余垃圾入口101、第一渗滤液出口102和堆滤后料出口113。具体的，厨余垃圾经计量称重后进入卸料间，卸入垃圾储坑11，厨余垃圾在垃圾储坑中堆存，然后采用抓斗上料至板式给料机，板式给料机下部设有集液槽，该集液槽可收集厨余垃圾渗滤液，收集在集液槽中的第一渗滤液自流至渗滤液收集池，料斗中的堆滤后料由板式给料机输送进入皮带输送机，经均匀布料后再进入后续工段的滚筒筛12。
根据本发明的具体实施例，参考图2，滚筒筛12具有堆滤后料入口121、第一无机杂质出口103和有机垃圾出口123，堆滤后料入口121与堆滤后料出口113相连，且适于对上述得到的堆滤后料进行筛分，筛上物为大块塑料、纸张和木块等即为第一无机杂质，该第一无机杂质送至焚烧系统进行焚烧，而得到的筛下物为有机垃圾进入后续磁选机13中。具体的，滚筒筛设置80mm单级筛分，该滚筒筛12内设有破袋刀结构，具有极高的破袋效率，能有效避免未破袋导致的有机物从筛上物损失。
根据本发明的具体实施例，参考图2，磁选机13具有有机垃圾入口131、金属出口132和磁选后垃圾出口133，有机垃圾入口131与有机垃圾出口123相连，且适于对滚筒筛12中得到的有机垃圾进行磁选，以便分离出有机垃圾中的金属，剩余的磁选后垃圾供给至后续的剪切式破碎机14进行处理。
根据本发明的具体实施例，参考图2，剪切式破碎机14具有磁选后垃圾入口141和破碎后厨余垃圾出口104，磁选后垃圾入口141与磁选后垃圾出口133相连，且适于将上述得到的磁选后垃圾进行剪切破碎，得到破碎后厨余垃圾。具体的，剪切式破碎机14主要靠“剪和切”的原理，来完成破碎厨余垃圾的过程，马达带动减速机通过刀辊轴将扭矩传递给破碎机的动刀，动刀的刀钩勾住物料往下撕，对辊的刀片像剪刀一样切碎物料，破碎比大，出料粒度大，对韧性物料破碎效果好。并且剪切式破碎机14根据刀片设计尺寸不同，能够达到的破碎后物料粒径尺寸也不同，为达到理想的物料粒径，可按照要求设置多级破碎。
根据本发明的实施例，参考图1，餐饮垃圾预处理单元200具有餐饮垃圾入口201、第二渗滤液出口207、第二无机杂质出口202、第三无机杂质出口203、油脂出口204、废水出口205和餐饮垃圾浆料出口206，且适于对餐饮垃圾进行预处理，以便得到第二无机杂质、第三无机杂质、第二渗滤液、油脂、废水和餐饮垃圾浆料。
根据本发明一个实施例，参考图3，餐饮垃圾预处理单元200包括杂质分离器21、破碎分选制浆机22、蒸煮装置23和三相分离机24。
根据本发明的具体实施例，参考图3，杂质分离器21具有餐饮垃圾入口201、第二无机杂质出口202、第二渗滤液出口207、和分离后料出口213，且适于对餐饮垃圾进行分离，以便得到含有较大粒径的塑料、金属、玻璃等的第二无机杂质、第二渗滤液以及分离后料。具体的，餐饮垃圾通过收集进厂计量后，将餐饮垃圾经过杂质分离器，将粒径较大的塑料、金属、玻璃等杂质分离出来，剩余的分离后料供给至接料斗中，同时分离后料中的液体经过接料斗底部滤水螺旋将第二渗滤液沥出，流入到渗滤液收集池暂存。接料斗区域尽量密闭，防止臭气外溢，产生的臭气由引风机引出送至除臭系统。同时杂质分离器设置在接料斗之前，将餐饮垃圾中的大物质在前段去除，有效避免预处理单元输送、破碎设备的卡堵问题，杂质分离器装置为螺旋结构，不缠绕、不卡阻、不挂料。需要说明的是，本领域技术人员可以根据实际需要选择具体结构的杂质分离器，只要能实现大件物料如玻璃瓶、盘、碟、塑料等杂物的有效分选，保证分选过程中脆性杂物不破碎(减轻后道工序的除砂难度，减少输送系统磨损)即可。并且接料斗安装于卸料坑内，卸料间产臭气量较多，设计采用两道红外快速帆布卷帘门，尽量防止卸料间内臭气外溢。卸料间内设除臭管道收集风口、植物液喷淋系统，保证卸料区域空气清新。接料斗顶部采用密封设计，卸料口盖板与卸料间红外快速卷帘门联锁。接料斗顶部装有排气口，臭气负压收集后送至除臭系统，防止臭气外溢。接料斗底部螺旋输送机采用双螺旋设计，保证物料顺利输送。螺旋输送机与物料接触部分均采用304不锈钢材质，保证设备的耐腐蚀性。
根据本发明的具体实施例，参考图3，破碎分选制浆机22具有分离后料入口221、水入口222、第三无机杂质入口203和有机浆料出口223，分离后料入口221与分离后料出口213相连，水入口222与第一渗滤液出口102和第二渗滤液出口207相连，且适于将上述得到的分离后料与第一渗滤液和第二渗滤液破碎分选后进行制浆，以便分离出分离后料中的金属、塑料、竹木、筷子、骨头等第三无机杂质，而得到的有机浆料供给至后续的蒸煮装置23中。破碎分选制浆机采用全封闭式机械化连续运行，能实现轻物质和易碎、不易碎的物质高效的去除，可有效解决餐饮垃圾因粘度大、杂物多造成的难以处理的问题。破碎分选制浆机集物料破碎、制浆和杂质分选于一体，自动化程度高，结构紧凑，功能完善。设备与物料接触部分均采用不锈钢材质，耐腐蚀性强，破碎锤采用合金材质，强度高，耐磨性好，并且本申请将上述厨余垃圾预处理得到的第一渗滤液和餐饮垃圾预处理后得到的第二渗滤液供给破碎分选制浆机中，不仅省去了外来自来水的供给，而且实现渗滤液的资源化利用。
根据本发明的具体实施例，参考图3，蒸煮装置23具有有机浆料入口231和蒸煮后料出口232，有机浆料入口231与有机浆料出口223相连，且适于将上述得到的有机浆料进行蒸煮，得到蒸煮后料。具体的，餐饮垃圾油脂含量高，如不分离，进入后续干式厌氧发酵装置，会引起厌氧菌的长链脂肪酸中毒，从而影响厌氧消化的处理效果，所以必须将餐饮垃圾中的大部分油脂分离出来。而餐饮垃圾中的油脂主要以可浮油、分散油、乳化油、固相内部油等形式存在。其中可浮油滴粒径较大，利用静置即能上浮分离开，而分散油、乳化油及固体内部油利用一般的重力分离方法效果都比较差，而本申请通过设置蒸煮装置将其内有机浆料加热至65-70℃，可使有机浆料内部包含的油脂大部分转化成浮油，从而利于后续油脂的分离。
根据本发明的具体实施例，参考图3，三相分离机24具有蒸煮后料入口241、油脂出口204、废水出口205和餐饮垃圾浆料出口206，蒸煮后料入口241和蒸煮后料出口232相连，废水出口205与水入口222相连，且适于对上述得到的蒸煮后料进行三相分离，以便分离得到油脂、废水和餐饮垃圾浆料，并将分离后的废水的一部分返回破碎分选制浆机22中参与制浆。具体的，利用三相分离机高速离心原理，将蒸煮后料中的油脂分离出来，油脂经过储存后定期外售，同时保证有机浆料进入后续干式厌氧发酵装置400前的油脂含量要求。而分离出的废水一部分返回破碎分选制浆机22中参与制浆，而剩余废水与三相分离机24中分离的固体物料混合制浆，得到餐饮垃圾浆料。
根据本发明的实施例，参考图1，混合装置300具有破碎后厨余垃圾入口301、餐饮垃圾浆料入口302和混合有机浆料出口303，破碎后厨余垃圾入口301与破碎后厨余垃圾入口104相连，餐饮垃圾浆料入口302与餐饮垃圾浆料出口206相连，且适于将上述厨余垃圾预处理单元100得到的破碎后厨余垃圾和上述餐饮垃圾预处理单元200得到的餐饮垃圾浆料进行混合，得到混合有机浆料。优选的，破碎后厨余垃圾与餐饮垃圾浆料的质量比不低于1.53。发明人发现，若破碎处理后厨余垃圾与餐饮垃圾浆料的质量比低于1.53，则无法满足干式厌氧发酵的反应条件，而只能进行半干式厌氧发酵甚至湿式厌氧发酵，从而无法实现厨余垃圾和餐饮垃圾的干式厌氧协同化处理，而本申请通过控制破碎后厨余垃圾与餐饮垃圾浆料的质量比不低于1.53，可以保证其进料条件满足干式厌氧发酵的反应条件，能够避免餐饮垃圾含水率过高导致厌氧易分层和厨余垃圾固体杂质较多导致厌氧装置易堵塞等问题，充分发挥干式厌氧发酵的工艺优势，提高厌氧装置的安全性及产沼气效率。
根据本发明的实施例，干式厌氧发酵装置400具有混合有机浆料入口401、沼气出口402和厌氧消化液出口403，混合有机浆料入口401与混合有机浆料出口303通过刮板输送机41相连，且适于采用刮板输送机41将混合装置300中得到的混合有机浆料供给至干式厌氧发酵装置400中进行厌氧发酵，以便得到沼气和厌氧消化液。发明人发现，通过将厨余垃圾预处理后得到的破碎后厨余垃圾和餐饮垃圾预处理后的餐饮垃圾浆料混合后的有机浆料供给至干式厌氧发酵装置进行厌氧发酵，使得混合有机浆料中的有机质在无氧环境下自然降解，得到沼气和厌氧消化液，由于一般餐饮垃圾含水率较高，而厨余垃圾含水率相对餐饮垃圾低，所以协同厌氧发酵采用干式厌氧消化，能够避免餐饮垃圾含水率过高导致厌氧易分层和厨余垃圾固体杂质较多导致厌氧装置易堵塞等问题，充分发挥厌氧发酵的工艺优势，提高厌氧装置的安全性及产沼气效率，并且干式厌氧发酵较湿式厌氧发酵产沼液量少，可以减少沼液处理难题，高温干式厌氧发酵有机负荷高，产沼气率高，提供整个运营项目的收益，同时干式厌氧发酵可以避免物料结壳等二次污染问题。
具体的，餐饮垃圾经预处理后得到的餐饮垃圾浆料与厨余垃圾经过预处理后得到的破碎后厨余垃圾混合后的混合有机浆料含固率大于20wt％，采用螺杆泵、渣浆泵等容易发生堵塞故障，而本申请通过采用刮板输送机将混合装置得到的混合有机浆料输送至干式厌氧发酵装置，可以有效避免物料堵塞，解决设备故障率高的难题。
餐饮垃圾经预处理后得到的餐饮垃圾浆料与厨余垃圾经过预处理后得到的破碎后厨余垃圾混合后的混合有机浆料通过板式输送机送入干式厌氧发酵装置后，在密闭环境下进行生物降解，经过约20d的厌氧发酵过程，其中的有机质部分生物降解并产生沼气，厌氧发酵后的剩余物为厌氧消化液。并且干式厌氧发酵罐为钢混结构，现场土建施工。发酵装置内设有搅拌器，保证将发酵装置内的物料搅拌均匀。同时控制发酵温度为50～60℃，优选55℃，干式厌氧发酵装置采用盘管加热方式，同时在外壁采用保温措施，减少热量损失。同时，干式厌氧发酵装置内设有在线仪表，对干式厌氧发酵装置内物料高度、温度、pH、沼气压力等参数实时监测，保证厌氧发酵装置稳定运行。
根据本发明实施例的协同处理厨余垃圾和餐饮垃圾的系统，通过将餐饮垃圾及厨余垃圾分别经过各自的预处理单元，厨余垃圾经预处理后可以分离其中的渗滤液和无机杂质，而餐饮垃圾经预处理后分离其中的无机杂质和油脂等，然后将厨余垃圾预处理后得到的破碎后厨余垃圾和餐饮垃圾预处理后的餐饮垃圾浆料供给至混合装置进行混合，将得到的混合有机浆料供给至干式厌氧发酵装置进行厌氧发酵，使得混合有机浆料中的有机质在无氧环境下自然降解，得到沼气和厌氧消化液，由于一般餐饮垃圾含水率较高，而厨余垃圾含水率相对餐饮垃圾低，所以协同厌氧发酵采用干式厌氧消化，能够避免餐饮垃圾含水率过高导致厌氧易分层和厨余垃圾固体杂质较多导致厌氧装置易堵塞等问题，充分发挥厌氧发酵的工艺优势，提高厌氧装置的安全性及产沼气效率，并且干式厌氧发酵较湿式厌氧发酵产沼液量少，可以减少沼液处理难题，高温干式厌氧发酵有机负荷高，产沼气率高，提供整个运营项目的收益，同时干式厌氧发酵可以避免物料结壳等二次污染问题。由此，采用该系统可以实现餐饮垃圾和厨余垃圾协同处理，工艺简单合理、投资低，能够最大化的实现餐饮垃圾及厨余垃圾的无害化、资源化、减量化，为我国有机垃圾协协同处理提供借鉴。
进一步地，参考图4，上述协同处理厨余垃圾和餐饮垃圾的系统还包括沼气净化装置500和沼气提纯装置600。
根据本发明的实施例，沼气净化装置500内设有生物填料层(未示出)，并且沼气净化装置500具有第一沼气入口501和脱硫后沼气出口502，第一沼气入口501与沼气出口402相连，且适于对上述干式厌氧发酵装置400中得到的沼气的一部分进行净化，以便得到脱硫后沼气。具体的，沼气净化装置包括依次相连的生物脱硫塔和干法脱硫设备，干式厌氧发酵装置产生的沼气先送至生物脱硫塔，生物脱硫塔内部填加具有高空隙率、高缓冲能力和高持水量的生物填料层，以确保具有脱硫特征的微生物可以在上面附着生长。并通过在生物脱硫塔内部设置营养液循环喷淋，利用其中富含的微生物及营养元素培养脱硫菌群，从而使沼气中的H2S得以氧化生成S并进一步氧化生成S2O3 2-、SO4 2-等产物，从而达到去除H2S的目的，并且采用生物脱硫塔可将沼气中H2S浓度由2500ppm降至200ppm，而经生物脱硫塔处理后的沼气经干法脱硫装置进行干法脱硫，干法脱硫是在脱硫设备内装填一定高度的脱硫剂，经生物脱硫塔后的沼气自下而上通过脱硫剂，H2S被去除，实现脱硫过程，其中脱硫剂以氧化铁为主要活性催化组分，并添加多种助催化剂与载体，在常温常压下通过催化作用去除H2S，脱硫率可达90％以上，可将生物脱硫后沼气中H2S进一步降至7.5ppm以下。需要说明的是，本领域技术人员可以根据实际需要对生物填料层和脱硫菌群进行选择，只要能实现上述脱硫功能即可。干法脱硫连续再生工艺具硫容高、床层阻力小、操作方便、可连续再生、再生工艺简单等特点。脱硫再生工艺原理如下：
脱硫：Fe2O3·H2O+3H2S＝Fe2S3·H2O+3H2O
再生：2Fe2S3·H2O+3O2＝2Fe2O3·H2O+6S
综合以上两反应式，脱硫再生反应式如下：H2S+1/2O2＝S+H2O(反应条件是Fe2O3·H2O)。。需要说明的是，本领域技术人员可以根据实际需要对生物填料层和脱硫菌群进行选择，只要能实现上述脱硫功能即可。
根据本发明的实施例，沼气提纯装置600具有脱硫后沼气入口601和车用燃气出口602，脱硫后沼气入口601与脱硫后沼气出口502相连，且适于对上述得到的脱硫后沼气进行提纯处理，以便得到车用燃气。具体的，沼气提纯装置600为膜提纯设备，上述得到的脱硫后沼气首先进行预处理以去除沼气中的颗粒物、水分、油类物质等，待达到进入膜提纯设备的进气要求(压力2～3Kpa；温度＜55℃；CH4 55～65体积％；CO2 35～45体积％；H2S＜7.5mg/Nm3；H2O 50％～100％RH；注：本标准中气体体积的标准参比条件是101.325kPa，20℃)后供给至膜提纯设备中，膜组件对沼气进行粗脱碳和精脱碳，经过膜提纯后最终生成CH4纯度高于97％的天燃气产品，膜组件同时可将沼气中水分脱除，最终使得生物燃气的露点完全能够达到车用燃气的露点要求。膜提纯分离出的废气可以直接排放，也可以将CO2进行回收，纯度高于97％的生物燃气进入CNG压缩机系统，通过压缩机将压力提升至25MPa，达到车用燃气的压力标准，并通过加气柱加入撬装车中，可外售或运至周边各加气站使用。膜组件是整个膜提纯设备的核心，二氧化碳通过二级中空纤维膜组后，达到设计输出要求。系统的外排气在一级膜组中被排放，成为排放气。经过二级膜组后，二级膜组的排放气通过回流返回稳压缓冲罐，完成闭式循环。中空纤维膜的工作原理是通过不同气体在高分子材料中空纤维膜内的渗透速率不同，将不同气体分子进行分离。其中，渗透速率快的气体称为“快气”，渗透速率慢的气体称为“慢气”。“快气”因其渗透得快，大部分被富集在进气口一端而有很小一部分穿透至排气口一端；“慢气”因其渗透得慢，所以大部分穿透膜组至排气口一端而有很小一部分被富集在进气口一端。沼气中的水、硫化氢、二氧化碳和氧气均为“快气”，而氮气、甲烷则为“慢气”。所以，膜组件的这种选择性渗透吸附特性，决定了膜法沼气提纯不仅可以脱去大量二氧化碳，同时可以除去部分硫化氢和氧气杂质。
进一步地，参考图5，上述协同处理厨余垃圾和餐饮垃圾的系统还包括：固液分离装置700和污水处理装置800。
根据本发明的实施例，固液分离装置700具有厌氧消化液入口701、沼渣出口702和沼液出口703，厌氧消化液入口701与厌氧消化液出口403相连，且适于对上述干式厌氧发酵装置400中得到的厌氧消化液进行固液分离，得到沼渣和沼液。具体的，固液分离装置700为两相卧螺离心机，干式厌氧发酵装置400产生的厌氧消化液泵送至两相卧螺离心机，两相卧螺离心机是利用固液两相的密度差，在离心机的作用下，加快固相颗粒的沉降速度来实现固液分离，其分离过程为加入絮凝剂(例如，絮凝剂为PAM或铁盐)后的厌氧消化液经入口管道送至两相卧螺离心机的转鼓内混合腔，由于转子的高速旋转和摩擦阻力，厌氧消化液在转子内被加速并形成一个圆柱液环层，在离心力的作用下，比重较大固体颗粒沉降到转鼓内壁形成泥层，再利用螺旋和转鼓的相对速度差把固相推向转鼓锥端，推出液面之后泥渣得以脱水干燥，推向排渣口排出，上清液从转鼓大端排出，实现固液分离，经过固液分离产生的含水80％的沼渣送至焚烧厂焚烧，产生的沼液泵送至后续污水处理装置800进行处理。
根据本发明的实施例，污水处理装置800具有沼液入口801和达标水出口802，沼液入口801与沼液出口703相连，且适于对沼液进行净化，实现废水的达标排放。需要说明的是，本领域技术人员可以根据实际需要对净化过程的具体操作进行选择，只要能够实现沼液的达标排放即可，此处不再赘述。
进一步地，参考图6，上述协同处理厨余垃圾和餐饮垃圾的系统还包括：沼气锅炉900，沼气锅炉900具有第二沼气入口901、冷却水入口902、换热烟气出口903和蒸汽出口904，第二沼气入口901与沼气出口402相连，蒸汽出口904与蒸煮装置23相连，且适于对上述干式厌氧发酵装置400得到的沼气的另一部分进行燃烧后与冷却水进行换热，得到换热烟气和蒸汽，并将蒸汽供给至蒸煮装置23中作为加热有机浆料的热源使用。
在本发明的再一个方面，本发明提出了一种采用上述的系统协同处理厨余垃圾和餐饮垃圾的方法。根据本发明的实施例，参考图7，该方法包括：
S100：将厨余垃圾供给至厨余垃圾预处理单元中进行预处理
该步骤中，将厨余垃圾供给至厨余垃圾预处理单元中进行预处理，以便得到第一渗滤液、第一无机杂质和破碎后厨余垃圾。
根据本发明的一个实施例，参考图8，步骤S100按照下列步骤进行：
S110：将厨余垃圾供给至垃圾储坑中进行堆滤
该步骤中，将厨余垃圾供给至垃圾储坑中进行堆滤，以便得到第一渗滤液和堆滤后料。具体的，厨余垃圾经计量称重后进入卸料间，卸入垃圾储坑11，厨余垃圾在垃圾储坑中堆存，然后采用抓斗上料至板式给料机，板式给料机下部设有集液槽，该集液槽可收集厨余垃圾渗滤液，收集在集液槽中的渗滤液自流至渗滤液收集池，料斗中的堆滤后料由板式给料机输送进入皮带输送机，经均匀布料后再进入后续工段的滚筒筛12。
S120：将堆滤后料供给至滚筒筛中进行筛分
该步骤中，将堆滤后料供给至滚筒筛中进行筛分，筛上物为大块塑料、纸张和木块等即为第一无机杂质，该第一无机杂质送至焚烧系统进行焚烧，而得到的筛下物为有机垃圾进入后续磁选机13中。具体的，滚筒筛设置80mm单级筛分，该滚筒筛12内设有破袋刀结构，具有极高的破袋效率，能有效避免未破袋导致的有机物从筛上物损失。
S130：将有机垃圾供给至磁选机中进行磁选
该步骤中，将上述得到的有机垃圾供给至磁选机中进行磁选，以便分离出有机垃圾中的金属，剩余的磁选后垃圾供给至后续的剪切式破碎机14进行处理。
S140：将磁选后垃圾供给至剪切式破碎机进行剪切破碎
该步骤中，将上述得到的磁选后垃圾供给至剪切式破碎机进行剪切破碎，以便得到所述破碎后厨余垃圾。具体的，剪切式破碎机14主要靠“剪和切”的原理，来完成破碎厨余垃圾的过程，马达带动减速机通过刀辊轴将扭矩传递给破碎机的动刀，动刀的刀钩勾住物料往下撕，对辊的刀片像剪刀一样切碎物料，破碎比大，出料粒度大，对韧性物料破碎效果好。并且剪切式破碎机14根据刀片设计尺寸不同，能够达到的破碎后物料粒径尺寸也不同，为达到理想的物料粒径，可按照要求设置多级破碎。
S200：将餐饮垃圾供给至餐饮垃圾预处理单元进行预处理
该步骤中，将餐饮垃圾供给至所述餐饮垃圾预处理单元进行预处理，以便得到第二无机杂质、第三无机杂质、第二渗滤液、油脂、废水和餐饮垃圾浆料。
根据本发明的一个实施例，参考图9，步骤S200按照下列步骤进行：
S210：将餐饮垃圾供给至杂质分离器进行分离
该步骤中，将餐饮垃圾供给至杂质分离器进行分离，以便得到含有较大粒径的塑料、金属、玻璃等的第二无机杂质、第二渗滤液以及分离后料。具体的，餐饮垃圾通过收集进厂计量后，将餐饮垃圾经过杂质分离器，将粒径较大的塑料、金属、玻璃等杂质分离出来，剩余的分离后料供给至接料斗中，同时分离后料中的液体经过接料斗底部滤水螺旋将第二渗滤液沥出，流入到渗滤液收集池暂存。接料斗区域尽量密闭，防止臭气外溢，产生的臭气由引风机引出送至除臭系统。同时杂质分离器设置在接料斗之前，将餐饮垃圾中的大物质在前段去除，有效避免预处理单元输送、破碎设备的卡堵问题，杂质分离器装置为螺旋结构，不缠绕、不卡阻、不挂料。需要说明的是，本领域技术人员可以根据实际需要选择具体结构的杂质分离器，只要能实现大件物料如玻璃瓶、盘、碟、塑料等杂物的有效分选，保证分选过程中脆性杂物不破碎(减轻后道工序的除砂难度，减少输送系统磨损)即可。并且接料斗安装于卸料坑内，卸料间产臭气量较多，设计采用两道红外快速帆布卷帘门，尽量防止卸料间内臭气外溢。卸料间内设除臭管道收集风口、植物液喷淋系统，保证卸料区域空气清新。接料斗顶部采用密封设计，卸料口盖板与卸料间红外快速卷帘门联锁。接料斗顶部装有排气口，臭气负压收集后送至除臭系统，防止臭气外溢。接料斗底部螺旋输送机采用双螺旋设计，保证物料顺利输送。螺旋输送机与物料接触部分均采用304不锈钢材质，保证设备的耐腐蚀性。
S220：将分离后料与第一渗滤液和第二渗滤液供给至破碎分选制浆机中破碎分选后进行制浆
该步骤中，将上述得到的分离后料与第一渗滤液和第二渗滤液供给至破碎分选制浆机中破碎分选后进行制浆，以便分离出分离后料中的金属、塑料、竹木、筷子、骨头等第三无机杂质，而得到的有机浆料供给至后续的蒸煮装置23中。破碎分选制浆机采用全封闭式机械化连续运行，能实现轻物质和易碎、不易碎的物质高效的去除，可有效解决餐饮垃圾因粘度大、杂物多造成的难以处理的问题。破碎分选制浆机集物料破碎、制浆和杂质分选于一体，自动化程度高，结构紧凑，功能完善。设备与物料接触部分均采用不锈钢材质，耐腐蚀性强，破碎锤采用合金材质，强度高，耐磨性好，并且本申请将上述厨余垃圾预处理得到的第一渗滤液和餐饮垃圾预处理后得到的第二渗滤液供给破碎分选制浆机中，不仅省去了外来自来水的供给，而且实现渗滤液的资源化利用。
S230：将有机浆料供给至蒸煮装置进行蒸煮
该步骤中，将上述有机浆料供给至蒸煮装置进行蒸煮，以便得到蒸煮后料。具体的，餐饮垃圾油脂含量高，如不分离，进入后续干式厌氧发酵装置，会引起厌氧菌的长链脂肪酸中毒，从而影响厌氧消化的处理效果，所以必须将餐饮垃圾中的大部分油脂分离出来。而餐饮垃圾中的油脂主要以可浮油、分散油、乳化油、固相内部油等形式存在。其中可浮油滴粒径较大，利用静置即能上浮分离开，而分散油、乳化油及固体内部油利用一般的重力分离方法效果都比较差，而本申请通过设置蒸煮装置将其内有机浆料加热至65-70℃，可使有机浆料内部包含的油脂大部分转化成浮油，从而利于后续油脂的分离。
S240：将蒸煮后料供给至三相分离机进行分离，并将废水供给至步骤S220
该步骤中，将上述得到的蒸煮后料供给至三相分离机进行三相分离，以便分离得到油脂、废水和餐饮垃圾浆料，并将分离后的废水返回步骤S220的破碎分选制浆机22中参与制浆。具体的，利用三相分离机高速离心原理，将蒸煮后料中的油脂分离出来，油脂经过储存后定期外售，同时保证有机浆料进入后续干式厌氧发酵装置400前的油脂含量要求。而分离出的废水一部分返回破碎分选制浆机22中参与制浆，而剩余废水与三相分离机24中分离的固体物料混合制浆，得到餐饮垃圾浆料。
S300：将破碎后厨余垃圾与餐饮垃圾浆料供给至混合装置进行混合
该步骤中，将上述步骤S100中厨余垃圾预处理单元100得到的破碎后厨余垃圾和上述步骤S200中餐饮垃圾预处理单元200得到的餐饮垃圾浆料供给至混合装置300中进行混合，得到混合有机浆料。优选的，破碎后厨余垃圾与餐饮垃圾浆料的质量比不低于1.53。发明人发现，若破碎处理后厨余垃圾与餐饮垃圾浆料的质量比低于1.53，则无法满足干式厌氧发酵的反应条件，而只能进行半干式厌氧发酵甚至湿式厌氧发酵，从而无法实现厨余垃圾和餐饮垃圾的干式厌氧协同化处理，而本申请通过控制破碎后厨余垃圾与餐饮垃圾浆料的质量比不低于1.53，可以保证其进料条件满足干式厌氧发酵的反应条件，能够避免餐饮垃圾含水率过高导致厌氧易分层和厨余垃圾固体杂质较多导致厌氧装置易堵塞等问题，充分发挥干式厌氧发酵的工艺优势，提高厌氧装置的安全性及产沼气效率。
S400：将混合有机浆料供给至干式厌氧发酵装置进行厌氧发酵处理
该步骤中，将上述得到的混合有机浆料供给至干式厌氧发酵装置400进行厌氧发酵处理，以便得到沼气和厌氧消化液。发明人发现，通过将厨余垃圾预处理后得到的破碎后厨余垃圾和餐饮垃圾预处理后的固渣混合后的有机浆料供给至干式厌氧发酵装置进行厌氧发酵，使得混合有机浆料中的有机质在无氧环境下自然降解，得到沼气和厌氧消化液，由于一般餐饮垃圾含水率较高，而厨余垃圾含水率相对餐饮垃圾低，所以协同厌氧发酵采用干式厌氧消化，能够避免餐饮垃圾含水率过高导致厌氧易分层和厨余垃圾固体杂质较多导致厌氧装置易堵塞等问题，充分发挥厌氧发酵的工艺优势，提高厌氧装置的安全性及产沼气效率，并且干式厌氧发酵较湿式厌氧发酵产沼液量少，可以减少沼液处理难题，高温干式厌氧发酵有机负荷高，产沼气率高，提供整个运营项目的收益，同时干式厌氧发酵可以避免物料结壳等二次污染问题。
具体的，餐饮垃圾经预处理后得到的餐饮垃圾浆料与厨余垃圾经过预处理后得到的破碎后厨余垃圾混合后的混合有机浆料含固率大于20wt％，采用螺杆泵、渣浆泵等容易发生堵塞故障，而本申请通过采用刮板输送机将混合装置得到的混合有机浆料输送至干式厌氧发酵装置，可以有效避免物料堵塞，解决设备故障率高的难题。
餐饮垃圾经预处理后得到的餐饮垃圾浆料与厨余垃圾经过预处理后得到的破碎后厨余垃圾混合后的混合有机浆料通过板式输送机送入干式厌氧发酵装置后，在密闭环境下进行生物降解，经过约20d的厌氧发酵过程，其中的有机质部分生物降解并产生沼气，厌氧发酵后的剩余物为厌氧消化液。并且干式厌氧发酵罐为钢混结构，现场土建施工。发酵装置内设有搅拌器，保证将发酵装置内的物料搅拌均匀。同时控制发酵温度为50～60℃，优选55℃，干式厌氧发酵装置采用盘管加热方式，同时在外壁采用保温措施，减少热量损失。同时，干式厌氧发酵装置内设有在线仪表，对干式厌氧发酵装置内物料高度、温度、pH、沼气压力等参数实时监测，保证厌氧发酵装置稳定运行。
根据本发明实施例的协同处理厨余垃圾和餐饮垃圾的方法，通过将餐饮垃圾及厨余垃圾分别经过各自的预处理单元，厨余垃圾经预处理后可以分离其中的渗滤液和无机杂质，而餐饮垃圾经预处理后分离其中的无机杂质和油脂等，然后将厨余垃圾预处理后得到的破碎后厨余垃圾和餐饮垃圾预处理后的餐饮垃圾浆料供给至混合装置进行混合，将得到的有机浆料供给至干式厌氧发酵装置进行厌氧发酵，使得混合有机浆料中的有机质在无氧环境下自然降解，得到沼气和厌氧消化液，由于一般餐饮垃圾含水率较高，而厨余垃圾含水率相对餐饮垃圾低，所以协同厌氧发酵采用干式厌氧消化，能够避免餐饮垃圾含水率过高导致厌氧易分层和厨余垃圾固体杂质较多导致厌氧装置易堵塞等问题，充分发挥厌氧发酵的工艺优势，提高厌氧装置的安全性及产沼气效率，并且干式厌氧发酵较湿式厌氧发酵产沼液量少，可以减少沼液处理难题，高温干式厌氧发酵有机负荷高，产沼气率高，提供整个运营项目的收益，同时干式厌氧发酵可以避免物料结壳等二次污染问题。由此，采用该方法可以实现餐饮垃圾和厨余垃圾协同处理，工艺简单合理、投资低，能够最大化的实现餐饮垃圾及厨余垃圾的无害化、资源化、减量化，为我国有机垃圾协协同处理提供借鉴。
进一步地，参考图10，上述协同处理厨余垃圾和餐饮垃圾的方法还包括
S500：将沼气的一部分供给至含有生物填料层的沼气净化装置中
该步骤中，将上述步骤S400得到的沼气的一部分供给至含有生物填料层的沼气净化装置中进行净化，以便得到脱硫后沼气。具体的，沼气净化装置包括依次相连的生物脱硫塔和干法脱硫设备，干式厌氧发酵装置产生的沼气先送至生物脱硫塔，生物脱硫塔内部填加具有高空隙率、高缓冲能力和高持水量的生物填料层，以确保具有脱硫特征的微生物可以在上面附着生长。并通过在生物脱硫塔内部设置营养液循环喷淋，利用其中富含的微生物及营养元素培养脱硫菌群，从而使沼气中的H2S得以氧化生成S并进一步氧化生成S2O3 2-、SO4 2-等产物，从而达到去除H2S的目的，并且采用生物脱硫塔可将沼气中H2S浓度由2500ppm降至200ppm，而经生物脱硫塔处理后的沼气经干法脱硫装置进行干法脱硫，干法脱硫是在脱硫设备内装填一定高度的脱硫剂，经生物脱硫塔后的沼气自下而上通过脱硫剂，H2S被去除，实现脱硫过程，其中脱硫剂以氧化铁为主要活性催化组分，并添加多种助催化剂与载体，在常温常压下通过催化作用去除H2S，脱硫率可达90％以上，可将生物脱硫后沼气中H2S进一步降至7.5ppm以下。需要说明的是，本领域技术人员可以根据实际需要对生物填料层和脱硫菌群进行选择，只要能实现上述脱硫功能即可。干法脱硫连续再生工艺具硫容高、床层阻力小、操作方便、可连续再生、再生工艺简单等特点。脱硫再生工艺原理如下：
脱硫：Fe2O3·H2O+3H2S＝Fe2S3·H2O+3H2O
再生：2Fe2S3·H2O+3O2＝2Fe2O3·H2O+6S
综合以上两反应式，脱硫再生反应式如下：H2S+1/2O2＝S+H2O(反应条件是Fe2O3·H2O)。需要说明的是，本领域技术人员可以根据实际需要对生物填料层和脱硫菌群进行选择，只要能实现上述脱硫功能即可。
S600：将脱硫后沼气供给至沼气提纯装置
该步骤中，将上述步骤S500得到的脱硫后沼气供给至沼气提纯装置进行提纯处理，以便得到车用燃气。具体的，沼气提纯装置600为膜提纯设备，上述得到的脱硫后沼气首先进行预处理以去除沼气中的颗粒物、水分、油类物质等，待达到进入膜提纯设备的进气要求(压力2～3Kpa；温度＜55℃；CH4 55～65体积％；CO2 35～45体积％；H2S＜7.5mg/Nm3；H2O50％～100％RH；注：本标准中气体体积的标准参比条件是101.325kPa，20℃)后供给至膜提纯设备中，膜组件对沼气进行粗脱碳和精脱碳，经过膜提纯后最终生成CH4纯度高于97％的天燃气产品，膜组件同时可将沼气中水分脱除，最终使得生物燃气的露点完全能够达到车用燃气的露点要求。膜提纯分离出的废气可以直接排放，也可以将CO2进行回收，纯度高于97％的生物燃气进入CNG压缩机系统，通过压缩机将压力提升至25MPa，达到车用燃气的压力标准，并通过加气柱加入撬装车中，可外售或运至周边各加气站使用。膜组件是整个膜提纯设备的核心，二氧化碳通过二级中空纤维膜组后，达到设计输出要求。系统的外排气在一级膜组中被排放，成为排放气。经过二级膜组后，二级膜组的排放气通过回流返回稳压缓冲罐，完成闭式循环。中空纤维膜的工作原理是通过不同气体在高分子材料中空纤维膜内的渗透速率不同，将不同气体分子进行分离。其中，渗透速率快的气体称为“快气”，渗透速率慢的气体称为“慢气”。“快气”因其渗透得快，大部分被富集在进气口一端而有很小一部分穿透至排气口一端；“慢气”因其渗透得慢，所以大部分穿透膜组至排气口一端而有很小一部分被富集在进气口一端。沼气中的水、硫化氢、二氧化碳和氧气均为“快气”，而氮气、甲烷则为“慢气”。所以，膜组件的这种选择性渗透吸附特性，决定了膜法沼气提纯不仅可以脱去大量二氧化碳，同时可以除去部分硫化氢和氧气杂质。
进一步地，参考图11，上述协同处理厨余垃圾和餐饮垃圾的方法还包括：
S700：将厌氧消化液供给至固液分离装置中进行固液分离
该步骤中，将上述步骤S400得到的厌氧消化液供给至固液分离装置中进行固液分离，以便得到沼渣和沼液。具体的，固液分离装置700为两相卧螺离心机，干式厌氧发酵装置400产生的厌氧消化液泵送至两相卧螺离心机，两相卧螺离心机是利用固液两相的密度差，在离心机的作用下，加快固相颗粒的沉降速度来实现固液分离，其分离过程为加入絮凝剂(例如，絮凝剂为PAM或铁盐)后的厌氧消化液经入口管道送至两相卧螺离心机的转鼓内混合腔，由于转子的高速旋转和摩擦阻力，厌氧消化液在转子内被加速并形成一个圆柱液环层，在离心力的作用下，比重较大固体颗粒沉降到转鼓内壁形成泥层，再利用螺旋和转鼓的相对速度差把固相推向转鼓锥端，推出液面之后泥渣得以脱水干燥，推向排渣口排出，上清液从转鼓大端排出，实现固液分离，经过固液分离产生的含水80％的沼渣送至焚烧厂焚烧，产生的沼液泵送至后续步骤S800进行处理。
S800：将沼液供给至污水处理装置中
该步骤中，将沼液供给至污水处理装置中进行净化，实现废水的达标排放。需要说明的是，本领域技术人员可以根据实际需要对净化过程的具体操作进行选择，只要能够实现沼液的达标排放即可，此处不再赘述。
进一步地，参考图12，上述协同处理厨余垃圾和餐饮垃圾的方法还包括：
S900：将沼气的另一部分供给至沼气锅炉中进行燃烧后与冷却水进行换热，并将蒸汽供给至步骤S240
该步骤中，将上述步骤S400总干式厌氧发酵装置得到的沼气的另一部分供给至沼气锅炉中进行燃烧后与冷却水进行换热，以便得到换热烟气和蒸汽，并将蒸汽供给至步骤S230的蒸煮装置23中作为加热有机浆料的热源使用。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (12)

1.一种协同处理厨余垃圾和餐饮垃圾的系统，其特征在于，包括：
厨余垃圾预处理单元，所述厨余垃圾预处理单元具有厨余垃圾入口、第一渗滤液出口、第一无机杂质出口和破碎后厨余垃圾出口；
餐饮垃圾预处理单元，所述餐饮垃圾预处理单元具有餐饮垃圾入口、第二无机杂质出口、第三无机杂质出口、第二渗滤液出口、油脂出口、废水出口和餐饮垃圾浆料出口；
混合装置，所述混合装置具有破碎后厨余垃圾入口、餐饮垃圾浆料入口和混合有机浆料出口，所述破碎后厨余垃圾入口与所述破碎后厨余垃圾入口相连，所述餐饮垃圾浆料入口与所述餐饮垃圾浆料出口相连；
干式厌氧发酵装置，所述干式厌氧发酵装置具有混合有机浆料入口、沼气出口和厌氧消化液出口，所述混合有机浆料入口与所述混合有机浆料出口通过刮板输送机相连。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述厨余垃圾预处理单元包括：
垃圾储坑，所述垃圾储坑具有所述厨余垃圾入口、所述第一渗滤液出口和堆滤后料出口；滚筒筛，所述滚筒筛具有堆滤后料入口、所述第一无机杂质出口和有机垃圾出口，所述堆滤后料入口与所述堆滤后料出口相连；
磁选机，所述磁选机具有有机垃圾入口、金属出口和磁选后垃圾出口，所述有机垃圾入口与所述有机垃圾出口相连；
剪切式破碎机，所述剪切式破碎机具有磁选后垃圾入口和所述破碎后厨余垃圾出口，所述磁选后垃圾入口与所述磁选后垃圾出口相连。
3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述餐饮垃圾预处理单元包括：
杂质分离器，所述杂质分离器具有所述餐饮垃圾入口、所述第二无机杂质出口、第二渗滤液出口和分离后料出口；
破碎分选制浆机，所述破碎分选制浆机具有分离后料入口、水入口、所述第三无机杂质入口和有机浆料出口，所述分离后料入口与所述分离后料出口相连，所述水入口与所述第一渗滤液出口和所述第二渗滤液出口相连；
蒸煮装置，所述蒸煮装置具有有机浆料入口和蒸煮后料出口，所述有机浆料入口与所述有机浆料出口相连；
三相分离机，所述三相分离机具有蒸煮后料入口、所述油脂出口、所述废水出口和所述餐饮垃圾浆料出口，所述蒸煮后料入口和所述蒸煮后料出口相连，所述废水出口与所述水入口相连。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，进一步包括：
沼气净化装置，所述沼气净化装置内设有生物填料层，并且所述沼气净化装置具有第一沼气入口和脱硫后沼气出口，所述第一沼气入口与所述沼气出口相连；
沼气提纯装置，所述沼气提纯装置具有脱硫后沼气入口和车用燃气出口，所述脱硫后沼气入口与所述脱硫后沼气出口相连。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，进一步包括：
固液分离装置，所述固液分离装置具有厌氧消化液入口、沼渣出口和沼液出口，所述厌氧消化液入口与所述厌氧消化液出口相连；
污水处理装置，所述污水处理装置具有沼液入口和达标水出口，所述沼液入口与所述沼液出口相连。
6.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，进一步包括：
沼气锅炉，所述沼气锅炉具有第二沼气入口、冷却水入口、换热烟气出口和蒸汽出口，所述第二沼气入口与所述沼气出口相连，所述蒸汽出口与所述蒸煮装置相连。
7.一种采用权利要求1-6中任一项所述的系统协同处理厨余垃圾和餐饮垃圾的方法，其特征在于，包括：
(1)将厨余垃圾供给至所述厨余垃圾预处理单元中进行预处理，以便得到第一渗滤液、第一无机杂质和破碎后厨余垃圾；
(2)将餐饮垃圾供给至所述餐饮垃圾预处理单元进行预处理，以便得到第二无机杂质、第三无机杂质、第二渗滤液、油脂、废水和餐饮垃圾浆料；
(3)将所述破碎后厨余垃圾与所述餐饮垃圾浆料供给至所述混合装置进行混合，以便得到混合有机浆料；
(4)将所述混合有机浆料供给至所述干式厌氧发酵装置进行厌氧发酵处理，以便得到沼气和厌氧消化液。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤(1)按照下列步骤进行：
(1-1)将所述厨余垃圾供给至垃圾储坑中进行堆滤，以便得到第一渗滤液和堆滤后料；
(1-2)将所述堆滤后料供给至滚筒筛中进行筛分，以便得到第一无机杂质和有机垃圾；
(1-3)将所述有机垃圾供给至磁选机中进行磁选，以便得到金属和磁选后垃圾；
(1-4)将所述磁选后垃圾供给至剪切式破碎机进行剪切破碎，以便得到所述破碎后厨余垃圾。
9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，步骤(2)按照下列步骤进行：
(2-1)将所述餐饮垃圾供给至杂质分离器进行分离，以便得到所述第二无机杂质和分离后料；
(2-2)将所述分离后料与所述第一渗滤液和所述第二渗滤液供给至破碎分选制浆机中破碎分选后进行制浆，以便得到所述第三杂质和有机浆料；
(2-3)将所述有机浆料供给至蒸煮装置进行蒸煮，以便得到蒸煮后料；
(2-4)将所述蒸煮后料供给至三相分离机进行分离，以便得到所述油脂、所述废水和所述餐饮垃圾浆料，并将所述废水的一部分供给至步骤(2-2)的所述破碎分选制浆机中。
10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，进一步包括：
(5)将所述沼气的一部分供给至含有生物填料层的沼气净化装置中，以便得到脱硫后沼气；
(6)将所述脱硫后沼气供给至沼气提纯装置，以便得到车用燃气。
11.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，进一步包括：
(7)将所述厌氧消化液供给至固液分离装置中进行固液分离，以便得到沼渣和沼液；
(8)将所述沼液供给至污水处理装置中进行处理后达标排放。
12.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，进一步包括：
(9)将所述沼气的另一部分供给至沼气锅炉中进行燃烧后与冷却水进行换热，以便得到换热烟气和蒸汽，并将所述蒸汽供给至步骤(2-4)中的所述蒸煮装置。
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