CN113399434A - 厨余垃圾协同湿式与干式厌氧消化处理系统与处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及厨余垃圾协同湿式与干式厌氧消化处理系统与处理方法。包括厨余垃圾接料斗、粗破碎机、磁选机、星盘筛、变径螺旋挤压装置、螺压脱水机、除砂机、除杂分离机、油水分离装置、湿式厌氧发酵罐和干式厌氧发酵罐，其中的油水分离装置根据物料含油实际情况选配。本发明可省略传统预处理环节的制浆工段，极大地降低了制浆环节带来的设备磨损、由浆液含固率高导致的砂石分离难和制浆设备通量小等问题，充分发挥湿式厌氧处理吃细粮和干式厌氧吃粗粮的协同优势，并结合物料含油情况，可选择性的增加除油预处理工段，具有分选效率高、设备磨损低、有机质利用率高、过程无需额外加水、污水产量低、节约用地等一系列优势。
Description
技术领域
本发明属于源分类厨余垃圾厌氧消化处理技术领域，尤其是涉及一种厨余垃圾协同湿式与干式厌氧消化处理系统与处理方法。
背景技术
源分类厨余垃圾，包括家庭分类的厨余垃圾、果蔬垃圾、菜市场垃圾。由于垃圾分类机制在我国推广实施还处于起步阶段，各地垃圾分类水平参差不齐，以上海为代表的垃圾分类制度下，厨余垃圾分类水平相对较高，分类后的厨余垃圾具有含水率高、含油率高、有机质含量高等特点。但即便如此，厨余垃圾中仍含有部分干扰物，例如；塑料袋、包装盒、骨头、贝壳等不可降解干扰物。
国内在选择厨余垃圾厌氧消化工艺时，基本以单一的湿式厌氧消化或干式厌氧消化为主。然而，厨余垃圾湿式厌氧消化往往面临制浆难题，大量纤维类有机物无法被磨碎，从而导致制浆设备磨损大、处理效率低等问题。而制浆后的浆液由于含固率高，砂石无法有效去除，往往需要添加大量稀释水予以去除，并需满足湿式厌氧进料含固率要求。为避免上述问题，目前国内厨余垃圾基本以挤压脱水预处理为主，从而导致整个系统有机质损失严重；而分类较好的厨余垃圾含水率往往较高，干式厌氧消化虽然可省去预处理制浆环节，但较高的含水率会导致厌氧罐内分层，无法实现正常的进出料。
因此，如何解决上述一系列问题，实现高效分选厨余垃圾干扰物的同时，满足后续厌氧处理环节的需求，是厨余垃圾预处理环节的一大难题。
发明内容
针对国内源分类后的厨余垃圾含水率高、含油率高、有机质含量高的特点，而以单一的湿式厌氧消化或干式厌氧消化为主的处理方式存在缺陷，本发明提供一种厨余垃圾协同湿式与干式厌氧消化处理系统与处理方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
本发明提供一种厨余垃圾协同湿式与干式厌氧消化处理方法，包括以下步骤：
厨余垃圾接料斗接收厨余垃圾，并将厨余垃圾中的游离水分离，游离水被沥至沥水箱中，通过输送泵送至除砂机，固相通过无轴螺旋输送机送至粗破碎机，
粗破碎机对固相物料进行粗破碎，粗破碎的物料经磁选机的磁选去除金属后，通过无轴螺旋输送机被送至星盘筛，
星盘筛进行物料的筛选分离，筛上物送至变径螺旋挤压装置，星盘筛筛下物进入螺压脱水机，
变径螺旋挤压装置对筛上物进行挤压，挤压液相进入除砂机，挤压固相可根据有机质含量情况选择堆肥利用或直接作为残渣外运；
螺压脱水机对星盘筛筛下物脱水，脱水后有机固相进入干式厌氧发酵罐，脱水后的液相进入除砂机；
除砂机接收沥水箱中的游离水以及螺压脱水机脱水后的液相，用于将蛋壳、骨头、砂石类的重物质去除，除砂后的液相进入除杂分离机，
除杂分离机用于接收除砂后的液相，并对其进行除杂分离，除杂分离机分离液相进入湿式厌氧发酵罐，除杂分离机分离的固相进入干式厌氧发酵罐，
湿式厌氧发酵罐针对湿物料进行厌氧发酵，
干式厌氧发酵罐对螺压脱水机脱水后有机固相以及除杂分离机分离的固相进行干式厌氧发酵。
在本发明的一个实施方式中，除杂分离机分离液相中的含油率大于1％时，配置油水分离装置，除杂分离机分离液相进入油水分离装置进行油水分离，提油后的液相进入湿式厌氧发酵罐，油水分离装置得到毛油。即油水分离装置是根据液相中的含油率而选配的。
在本发明的一个实施方式中，干式厌氧发酵罐和/或湿式厌氧发酵罐中的沼渣根据有机质含量情况选择堆肥利用或直接作为残渣外运。
在本发明的一个实施方式中，除砂机分离出的蛋壳、骨头、砂石类的重物质根据有机质含量情况选择堆肥利用或直接作为残渣外运。
在本发明的一个实施方式中，所述接料斗底部配置无轴螺旋输送机，无轴螺旋输送机底部设置孔径为6-10mm的沥水孔，用于将厨余垃圾中的游离水分离，便于后续固相与液相的分别输送。
在本发明的一个实施方式中，所述粗破碎机采用双轴破碎机，破碎粒径100-250mm。
在本发明的一个实施方式中，所述星盘筛的筛分孔径60-80mm，筛分粒径根据干式厌氧进料需求而选取的。
在本发明的一个实施方式中，所述螺压脱水机筛网孔径5mm。
在本发明的一个实施方式中，所述螺压脱水机可根据电流自动调节压缩比。
在本发明的一个实施方式中，所述变径螺旋挤压装置的变径比1：0.6-0.8。
在本发明的一个实施方式中，所述除杂分离机筛网孔径0.8-1mm。
在本发明的一个实施方式中，所述油水分离装置包括加热罐、三相离心机、立式离心机等主要设备组成，油水分离装置可根据物料含油情况选配，当挤压脱水液相中的含油率大于1％时，需配置油水分离装置。
在本发明的一个实施方式中，所述干式厌氧发酵罐可选择立式或卧式干式厌氧发酵罐。
本发明还提供一种厨余垃圾协同湿式与干式厌氧消化处理系统，所述系统包括厨余垃圾接料斗、粗破碎机、磁选机、星盘筛、变径螺旋挤压装置、螺压脱水机、除砂机、除杂分离机、湿式厌氧发酵罐和干式厌氧发酵罐。
在本发明的一个实施方式中，除杂分离机分离液相中的含油率大于1％时，配置油水分离装置，除杂分离机分离液相进入油水分离装置进行油水分离，提油后的液相进入湿式厌氧发酵罐。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
一是本发明特别适合垃圾分类质量较好的地区，可省略传统预处理环节的制浆工段，极大降低了制浆环节带来的设备磨损、由浆液含固率高导致的砂石分离难和制浆设备通量小等问题；
二是充分发挥湿式厌氧处理吃细粮和干式厌氧吃粗粮的协同优势，相比传统单一湿式或单一干式厌氧，可最大程度提高有机质利用率；
三是工艺本身过程中无需额外加水稀释，降低了自来水消耗的同时，也极大地降低了后续污水处理量；
四是本发明可结合物料含油情况，可选择性的增加除油预处理工段，以回收油脂外售，提高资源化水平。
本发明具有预处理分选效率高、设备磨损低、有机质利用率高、过程无需额外加水、污水产量低、节约用地等一系列优势。
附图说明
图1为本发明实施例1中一种厨余垃圾协同湿式与干式厌氧消化处理方法工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
参考图1，本实施例提供一种厨余垃圾协同湿式与干式厌氧消化处理方法，包括以下步骤：
厨余垃圾接料斗接收厨余垃圾，并将厨余垃圾中的游离水分离，游离水被沥至沥水箱中，通过输送泵送至除砂机，固相通过无轴螺旋输送机送至粗破碎机，
粗破碎机对固相物料进行粗破碎，粗破碎的物料经磁选机的磁选去除金属后，通过无轴螺旋输送机被送至星盘筛，
星盘筛进行物料的筛选分离，筛上物送至变径螺旋挤压装置，星盘筛筛下物进入螺压脱水机，
变径螺旋挤压装置对筛上物进行挤压，挤压液相进入除砂机，挤压固相可根据有机质含量情况选择堆肥利用或直接作为残渣外运；
螺压脱水机对星盘筛筛下物脱水，脱水后有机固相进入干式厌氧发酵罐，脱水后的液相进入除砂机；
除砂机接收沥水箱中的游离水以及螺压脱水机脱水后的液相，用于将蛋壳、骨头、砂石类的重物质去除，除砂后的液相进入除杂分离机，
除杂分离机用于接收除砂后的液相，并对其进行除杂分离，除杂分离机分离液相进入湿式厌氧发酵罐，除杂分离机分离的固相进入干式厌氧发酵罐，
湿式厌氧发酵罐针对湿物料进行厌氧发酵，
干式厌氧发酵罐对螺压脱水机脱水后有机固相以及除杂分离机分离的固相进行干式厌氧发酵。
本实施例中，除杂分离机分离液相中的含油率大于1％时，配置油水分离装置，除杂分离机分离液相进入油水分离装置进行油水分离，提油后的液相进入湿式厌氧发酵罐，油水分离装置得到毛油。即油水分离装置是根据液相中的含油率而选配的。
本实施例中，干式厌氧发酵罐和/或湿式厌氧发酵罐中的沼渣根据有机质含量情况选择堆肥利用或直接作为残渣外运。
本实施例中，除砂机分离出的蛋壳、骨头、砂石类的重物质根据有机质含量情况选择堆肥利用或直接作为残渣外运。
本实施例中，所述接料斗底部配置无轴螺旋输送机，无轴螺旋输送机底部设置孔径为6-10mm的沥水孔，用于将厨余垃圾中的游离水分离，便于后续固相与液相的分别输送。
本实施例中，所述粗破碎机采用双轴破碎机，破碎粒径100-250mm。
本实施例中，所述星盘筛的筛分孔径60-80mm，筛分粒径根据干式厌氧进料需求而选取的。
本实施例中，所述螺压脱水机筛网孔径5mm。
本实施例中，所述螺压脱水机可根据电流自动调节压缩比。
本实施例中，所述变径螺旋挤压装置的变径比1：0.6-0.8。
本实施例中，所述除杂分离机筛网孔径0.8-1mm。
本实施例中，当设置油水分离装置时，所述油水分离装置包括加热罐、三相离心机、立式离心机等主要设备组成，油水分离装置可根据物料含油情况选配，当挤压脱水液相中的含油率大于1％时，需配置油水分离装置。
本实施例中，所述干式厌氧发酵罐可选择立式或卧式干式厌氧发酵罐。
参考图1，本实施例还提供一种厨余垃圾协同湿式与干式厌氧消化处理系统，所述系统包括厨余垃圾接料斗、粗破碎机、磁选机、星盘筛、变径螺旋挤压装置、螺压脱水机、除砂机、除杂分离机、湿式厌氧发酵罐和干式厌氧发酵罐。
本实施例的有益效果在于：一是可省略传统预处理环节的制浆工段，极大降低了制浆环节带来的设备磨损、由浆液含固率高导致的砂石分离难和制浆设备通量小等问题；二是充分发挥湿式厌氧处理吃细粮和干式厌氧吃粗粮的协同优势，相比传统单一湿式或单一干式厌氧，可最大程度提高有机质利用率；三是工艺本身过程中无需额外加水稀释，降低了自来水消耗的同时，也极大地降低了后续污水处理量；四是本发明可结合物料含油情况，可选择性的增加除油预处理工段，以回收油脂外售，提高资源化水平。
总体而言，本实施例提供的处理系统与处理方法具有预处理分选效率高、设备磨损低、有机质利用率高、过程无需额外加水、污水产量低、节约用地等一系列优势。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种厨余垃圾协同湿式与干式厌氧消化处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
厨余垃圾接料斗接收厨余垃圾，并将厨余垃圾中的游离水分离，游离水被沥至沥水箱中，通过输送泵送至除砂机，固相通过无轴螺旋输送机送至粗破碎机，
粗破碎机对固相物料进行粗破碎，粗破碎的物料经磁选机的磁选去除金属后，通过无轴螺旋输送机被送至星盘筛，
星盘筛进行物料的筛选分离，筛上物送至变径螺旋挤压装置，星盘筛筛下物进入螺压脱水机，
变径螺旋挤压装置对筛上物进行挤压，挤压液相进入除砂机，挤压固相可根据有机质含量情况选择堆肥利用或直接作为残渣外运；
螺压脱水机对星盘筛筛下物脱水，脱水后有机固相进入干式厌氧发酵罐，脱水后的液相进入除砂机；
除砂机接收沥水箱中的游离水以及螺压脱水机脱水后的液相，用于将重物质去除，除砂后的液相进入除杂分离机，
除杂分离机用于接收除砂后的液相，并对其进行除杂分离，除杂分离机分离液相进入湿式厌氧发酵罐，除杂分离机分离的固相进入干式厌氧发酵罐，
湿式厌氧发酵罐针对湿物料进行厌氧发酵，
干式厌氧发酵罐对螺压脱水机脱水后有机固相以及除杂分离机分离的固相进行干式厌氧发酵。
2.根据权利要求1所述的一种厨余垃圾协同湿式与干式厌氧消化处理方法，其特征在于，除杂分离机分离液相中的含油率大于1％时，配置油水分离装置，除杂分离机分离液相进入油水分离装置进行油水分离，提油后的液相进入湿式厌氧发酵罐，油水分离装置得到毛油。
3.根据权利要求1所述的一种厨余垃圾协同湿式与干式厌氧消化处理方法，其特征在于，干式厌氧发酵罐和/或湿式厌氧发酵罐中的沼渣根据有机质含量情况选择堆肥利用或直接作为残渣外运；
除砂机分离出的蛋壳、骨头、砂石重物质根据有机质含量情况选择堆肥利用或直接作为残渣外运。
4.根据权利要求1所述的一种厨余垃圾协同湿式与干式厌氧消化处理方法，其特征在于，所述接料斗底部配置无轴螺旋输送机，无轴螺旋输送机底部设置孔径为6-10mm的沥水孔，用于将厨余垃圾中的游离水分离，便于后续固相与液相的分别输送。
5.根据权利要求1所述的一种厨余垃圾协同湿式与干式厌氧消化处理方法，其特征在于，所述粗破碎机采用双轴破碎机，破碎粒径100-250mm。
6.根据权利要求1所述的一种厨余垃圾协同湿式与干式厌氧消化处理方法，其特征在于，所述星盘筛的筛分孔径60-80mm。
7.根据权利要求1所述的一种厨余垃圾协同湿式与干式厌氧消化处理方法，其特征在于，所述螺压脱水机筛网孔径5mm。
8.根据权利要求1所述的一种厨余垃圾协同湿式与干式厌氧消化处理方法，其特征在于，所述变径螺旋挤压装置的变径比1：0.6-0.8。
9.根据权利要求1所述的一种厨余垃圾协同湿式与干式厌氧消化处理方法，其特征在于，所述除杂分离机筛网孔径0.8-1mm。
10.一种厨余垃圾协同湿式与干式厌氧消化处理系统，其特征在于，所述系统包括厨余垃圾接料斗、粗破碎机、磁选机、星盘筛、变径螺旋挤压装置、螺压脱水机、除砂机、除杂分离机、湿式厌氧发酵罐和干式厌氧发酵罐。
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