CN112808738A - 一种利用餐厨垃圾制备碳源的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用餐厨垃圾制备碳源的方法，步骤1，餐厨垃圾进行分选制浆制得浆液；步骤2，对所述浆液进行一次水解后除杂；步骤3，将除杂后的所述浆液进行二次水解、提油后制得最终水解液；步骤4，对所述最终水解液进行提纯得到初级碳源产品；步骤5，将初级碳源产品进行脱氮除磷得到二级碳源产品；步骤6，将脱氮除磷后的二级碳源产品浓缩后，即得到最终的碳源产品。采用该方法制备的碳源产品能替代现有市售碳源产品，并能方便的根据污水处理项目需求，调配制备不同浓度的碳源产品。该方法既能实现餐厨垃圾处理的减量化、资源化，又能降低污水处理的碳源成本，提高脱氮效率。
Description
技术领域
本发明涉及固废处理领域，尤其涉及一种利用餐厨垃圾制备污水处理所需碳源的方法。
背景技术
随着废水排放标准的提高，不论是市政污水处理厂还是中晚期垃圾填埋场的渗滤液，都面临碳氮比失衡、碳源不足问题，为使出水总氮达标，需投加碳源。目前水处理项目中常用的碳源有甲醇、葡萄糖、乙酸钠等。
目前市售碳源价格昂贵，不仅增加污水处理成本，而且还有诸多弊端。如甲醇为甲类危险化学品，储存、使用均有严格要求，同时甲醇具有毒害作用；葡萄糖容易引起细菌的大量繁殖，导致污泥膨胀；乙酸钠COD当量低，投加量大，且产泥量大。
寻求替代传统碳源已经成为生物脱氮研究方向之一。目前新型碳源有生物质碳源。生物质碳源利用生物工程原理，对一些糖类、废料等进行发酵，生产无毒无害的生物制品，主要组分是小分子有机酸、醇类、糖类。其较单一的化学品更容易被微生物利用，其使用成本比单一化学品便宜，具备极高的性价比。餐厨垃圾有机物含量高，成为生物质碳源制备的常用原料之一。利用餐厨垃圾制备碳源既可实现餐厨垃圾的减量化，又成为实现资源化的新途径。但目前餐厨垃圾制备碳源有两大问题亟需解决，一是餐厨垃圾含有大量油脂、氮、磷等；二是制备的碳源COD当量低。
发明内容
基于现有技术所存在的问题，本发明的目的是提供一种利用餐厨垃圾制备碳源的方法，能解决现有利用餐厨垃圾制备碳源，所存在的餐厨垃圾含有大量油脂、氮、磷等；二是制备的碳源COD当量低等问题。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
步骤1，餐厨垃圾进行分选制浆制得浆液；
步骤2，对所述浆液进行一次水解后除杂；
步骤3，将除杂后的所述浆液进行二次水解、提油后制得最终水解液；
步骤4，对所述最终水解液进行提纯得到初级碳源产品；
步骤5，将初级碳源产品进行脱氮除磷得到二级碳源产品；
步骤6，将脱氮除磷后的二级碳源产品浓缩后，即得到最终的碳源产品。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的利用餐厨垃圾制备碳源的方法，其有益效果为：
通过设置除杂、提纯、脱氮除磷和浓缩等处理，能有效去除餐厨垃圾的油脂、氮、磷，并提升制得的最终碳源产品的COD当量。该方法工艺并不复杂，能有效利用餐厨垃圾制得高质量的碳源产品，既能实现餐厨垃圾处理的减量化、资源化，又可降低污水处理的碳源成本，提高脱氮效率。
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中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，对于本领域的普通技术人员来讲，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附图。
图1为本发明实施例提供的利用餐厨垃圾制备碳源的方法的处理流程图。
具体实施方式
下面结合本发明的具体内容，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。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。本发明实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
如图1所示，本发明实施例提供一种利用餐厨垃圾制备碳源的方法，包括以下步骤：
步骤1，餐厨垃圾进行分选制浆制得浆液；
步骤2，对所述浆液进行一次水解后除杂；
步骤3，将除杂后的所述浆液进行二次水解、提油后制得最终水解液；
步骤4，对所述最终水解液进行提纯得到初级碳源产品；
步骤5，将初级碳源产品进行脱氮除磷得到二级碳源产品；
步骤6，将脱氮除磷后的二级碳源产品浓缩后，即得到最终的碳源产品。
上述方法的步骤1中，采用挤压腔表面的通孔直径为3～6mm、挤压压力为10～20MPa的高压挤压机进行分选制浆。
上述方法的步骤2中，通过蒸汽将所述浆液加热至40～50℃后，向所述浆液内添加活性酶β进行一次水解；
采用除杂机去除一次水解液的杂质。
上述方法的步骤3中，通过蒸汽将所述浆液加热至70～80℃，向所述浆液内投加活性酶γ进行二次水解；
采用三相分离机对二次水解液进行提油。通过该步骤3能有效去除餐厨垃圾中的油脂，保证最终制得碳源产品的质量。
上述方法的步骤4中，采用物料膜系统对所述最终水解液进行提纯，提纯得到的滤液为初级碳源产品。
上述方法的步骤5中，采用鸟粪石法对初级碳源产品进行脱氮除磷，并回收作为肥料的氮和磷；通过本步骤5，能去除餐厨垃圾中的氮和磷，保证最终制得碳源产品的质量。
上述方法的步骤6中，采用膜深度处理系统对初级碳源产品进行浓缩，浓缩液作为最终的碳源产品进行灌装。通过除杂、提纯、浓缩等处理，有效提升制得碳源产品的COD当量。
本发明的有益效果是：
(1)通过本发明的方法，能有效减少餐厨垃圾处理量，降低垃圾处理成本，可实现垃圾处理无害化、减量化；
(2)本发明的方法不仅能将餐厨垃圾制取碳源产品外售，又可增加餐厨垃圾处理收益，实现垃圾处理资源化；
(3)通过该方法制备的碳源产品性能稳定，性价比高，可替代传统碳源产品，有效降低污水处理厂处理成本。
下面对本发明实施例具体作进一步地详细描述。
参见图1，本发明的方法采用餐厨垃圾制备碳源产品，包括以下步骤：
步骤1)收集的餐厨垃圾卸入料斗中，通过螺旋进入高压挤压机；优选的，该高压挤压机将餐厨垃圾分为有机浆液和固体残渣两部分，固体残渣外运处理，有机浆液泵入暂存罐；
步骤2)暂存罐中的有机浆液采用蒸汽加热至40～50℃，添加活性酶β，进行一次水解反应2h，一次水解后浆液通过除杂机去除塑料、纤维、砂粒等杂质，除杂后的有机浆液泵入蒸煮罐；
步骤3)蒸煮罐中的有机浆液采用蒸汽加热至70～80℃，添加活性酶γ，进行二次水解反应2h，二次水解后浆液泵入三相分离机；优选地，该三相分离机将有机浆液分为三部分，分别为固相、液相和油相。其中，液相含油率＜0.5％；
步骤4)三相分离后液相泵入物料膜系统进行提纯；优选地，该物料膜系统将液相分为清液和浓缩液，选取清液作为初级碳源产品；其中，初级碳源产品的COD为50000～60000mg/L，氨氮400～600mg/L，总磷200～350mg/L；
步骤5)制取的初级碳源产品采用鸟粪石法回收氮、磷；优选地，初级碳源产品泵入混凝沉淀装置，在加药区投加镁盐并调节pH至9左右，搅拌均匀，混合液进入沉淀区沉淀2h，沉淀可回收作为肥料，上清液作为二级碳源产品，二级碳源产品的氨氮100～200mg/L，总磷10～50mg/L；
步骤6)脱氮除磷后的二级碳源产品经膜深度处理系统；优选地，该膜深度处理系统，将二级碳源产品分为清液和浓缩液；清液COD为3000～4000mg/L，浓缩液的COD为150000～180000mg/L；将浓缩液灌装作为最终碳源产品外售。
采用本发明方法制备的碳源产品能替代现有市售碳源产品，并能方便的根据污水处理项目需求，调配制备不同浓度的碳源产品。本发明方法既能实现餐厨垃圾处理的减量化、资源化，又可降低污水处理的碳源成本，提高脱氮效率。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
Claims (7)
1.一种利用餐厨垃圾制备碳源的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，餐厨垃圾进行分选制浆制得浆液；
步骤2，对所述浆液进行一次水解后除杂；
步骤3，将除杂后的所述浆液进行二次水解、提油后制得最终水解液；
步骤4，对所述最终水解液进行提纯得到初级碳源产品；
步骤5，将初级碳源产品进行脱氮除磷得到二级碳源产品；
步骤6，将脱氮除磷后的二级碳源产品浓缩后，即得到最终的碳源产品。
2.根据权利要求1所述的利用餐厨垃圾制备碳源的方法，其特征在于，所述步骤1中，采用挤压腔表面的通孔直径为3～6mm、挤压压力为10～20MPa的高压挤压机进行分选制浆。
3.根据权利要求1或2所述的利用餐厨垃圾制备碳源的方法，其特征在于，所述步骤2中，通过蒸汽将所述浆液加热至40～50℃后，向所述浆液内添加活性酶β进行一次水解；
采用除杂机去除一次水解液的杂质。
4.根据权利要求1或2所述的利用餐厨垃圾制备碳源的方法，其特征在于，所述步骤3中，通过蒸汽将所述浆液加热至70～80℃，向所述浆液内投加活性酶γ进行二次水解；
采用三相分离机对二次水解液进行提油。
5.根据权利要求1或2所述的利用餐厨垃圾制备碳源的方法，其特征在于，所述步骤4中，采用物料膜系统对所述最终水解液进行提纯，提纯得到的滤液为初级碳源产品。
6.根据权利要求1或2所述的利用餐厨垃圾制备碳源的方法，其特征在于，所述步骤5中，采用鸟粪石法对初级碳源产品进行脱氮除磷，并回收作为肥料的氮和磷。
7.根据权利要求1或2所述的利用餐厨垃圾制备碳源的方法，其特征在于，所述步骤6中，采用膜深度处理系统对初级碳源产品进行浓缩，浓缩液作为最终的碳源产品进行灌装。
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