CN113680796B - 一种用于餐厨垃圾资源化利用的高效预处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于餐厨垃圾资源化利用的高效预处理方法，该方法无需精准设定撕碎的粒径，极大地扩大了可用于餐厨垃圾资源化利用预处理的设备范围，从而可以减少处理成本，提高处理积极性。同时通过振动力和重力的双重作用实现物料的减容脱盐。从而区别于现有技术中的传统脱盐减容通道，可以做到多级同步减容，结合筛孔孔径的由大到小的设定，可以实现快速调整粒径分类，形成减容‑分类同步完成，实现堆肥前对餐厨垃圾颗粒的快速前处理。经过本发明公开的餐厨垃圾堆肥前处理装置处理的物料能够满足堆肥发酵的水、盐要求，无需其他处理，仅需添加辅料调整C/N比后就可以直接进行好氧堆肥。
Description
技术领域
本发明属于农业资源化领域，特别是涉及餐厨垃圾在资源化中的利用，更为具体的说是涉及一种用于餐厨垃圾资源化利用的高效预处理方法。
背景技术
餐厨垃圾是生活垃圾中的一部分，其来源是生活中未被利用而直接丢弃的食物。研究表明，全球生产的食物中30%-50%被作为餐厨垃圾丢弃。区别于其他的易腐生活垃圾，餐厨垃圾含有更为丰富的营养元素和有机物质，因此极易腐败变质，散发恶臭，传播细菌和病毒，给环境带来巨大的污染，甚至危及人体健康。
但同时，由于餐厨垃圾中不仅含有淀粉、纤维素、蛋白质脂类和无机盐等，同时还含有少量氮、磷、钾、钙、镁、铁等微量元素，因此其具有更高的回收利用价值。
堆肥是餐厨垃圾的再生化利用方式之一。堆肥也称为好氧堆肥，是指好氧微生物在有氧的条件下，将易腐垃圾中的有机物转化为无机物质，同时释放能量的过程。餐厨垃圾中丰富的有机质和全面的营养元素有利于微生物的生长繁殖，是好氧堆肥的优质原料。
但是由于餐厨垃圾的含水量和含氧量均显著高于好氧堆肥中对物料的要求，因此，必须在进入堆肥程序前对餐厨垃圾进行有效处理，从而严格控制原料（物料）的含水量和盐分。
目前在本领域当中对于餐厨垃圾的预处理方法是一个研究的热点，但是现有技术中对于餐厨垃圾的预处理方式往往需要繁琐的工艺步骤以及多样的处理条件，这都造成了餐厨垃圾在资源化利用推广中的难题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是如何高效地将餐厨垃圾处理形成适合于好氧堆肥的物料原料。
为了解决上述技术问题，本发明公开了一种用于餐厨垃圾资源化利用的高效预处理方法，包括以下步骤：
S1：将待资源化利用的餐厨垃圾进行撕碎操作；
S2：将S1中撕碎后得到的粒径不一的餐厨垃圾颗粒缓慢通过多层振动筛网，其中各层筛网的筛孔孔径不同，并且由上至下筛孔孔径由大至小设置；
S3：分别在不同的筛网层收集不同粒径范围的餐厨垃圾颗粒，并将对应粒径范围的餐厨垃圾颗粒按照以下方式进行处理。
a. 将符合堆肥粒径要求的餐厨垃圾颗粒合并后，送至堆肥处；
b. 将粒径小于堆肥粒径要求的餐厨垃圾颗粒合并，作为粉状废弃物；一般来说，这部分占餐厨垃圾干物重的比例小于10%；
c. 将粒径大于堆肥粒径要求的餐厨垃圾颗粒合并后，重新送入S1中进行撕碎，并再次按照S2、S3的步骤进行处理。
在本发明中，无需精准设定撕碎的粒径，极大地扩大了可用于餐厨垃圾资源化利用预处理的设备范围，从而可以减少处理成本，提高处理积极性。同时经过撕碎的物料在通过振动筛网的过程中，在振动和重力的双重作用下实现物料的减容脱盐。由于多层筛网具有不同筛孔孔径，因此区别于现有技术中的传统脱盐减容通道，可以做到多级同步减容，结合筛孔孔径的由大到小的设定，可以实现快速调整粒径分类，形成减容-分类同步完成，从而实现堆肥前对餐厨垃圾颗粒的快速前处理。同时，由于综合利用振动力和重力，因此能够保证餐厨垃圾颗粒在通过多层振动筛网的过程中充分减容。
作为一种优选的技术方案，所述步骤S3中符合堆肥粒径要求的餐厨垃圾颗粒的粒径为0.5-2厘米。利用粒径的选择，可以提高经过脱盐减容的处理后，产物直接用于堆肥的应用便捷性。经过本发明公开的技术方案，不会产生粉状或者絮状的预处理产物，餐厨垃圾物料结构完整，仍然保持颗粒状，从而确保其进入堆肥程序中后能够满足发酵堆物料的要求。
进一步优选地，多层振动筛网以振动频率960次/分钟、振幅小于等于4毫米的方式进行振动。
在一个优选的技术方案中，所述多层振动筛网具有一定垂直倾斜角度，所述倾斜角小于等于80°。进一步优选地，所述倾斜角为80°。
相较于垂直设置，在倾斜角的作用下可以延长餐厨垃圾颗粒在多层振动筛网中的行走时间，从而提高减容脱盐效果。
作为一种优选的技术方案，所述餐厨垃圾颗粒在多层振动筛网中的平均行走速度为2米/分钟。
本发明通过无需精确控制物料的撕碎程度，利用多层振动筛网的方式同步实现餐厨垃圾颗粒分类收集和高效减容脱盐，并且在该预处理的过程中不改变餐厨垃圾颗粒的结构，避免由于过度挤压等传统脱盐减容方式造成物料粉末化的问题。经过本发明公开的餐厨垃圾堆肥前处理装置处理的物料能够满足堆肥发酵的水、盐要求，无需其他处理，仅需添加辅料调整C/N比后就可以直接进行好氧堆肥。
附图说明
图1为实施例中脱盐减容前后的对比图。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面我们结合具体的实施例对本发明进行进一步的阐述。
实施例1
一种用于餐厨垃圾资源化利用的高效预处理方法，包括以下步骤：
S1：将待资源化利用的餐厨垃圾进行撕碎操作；
S2：将S1中撕碎后得到的粒径不一的餐厨垃圾颗粒缓慢通过多层振动筛网，其中各层筛网的筛孔孔径不同，并且由上至下筛孔孔径由大至小设置；
S3：分别在不同的筛网层收集不同粒径范围的餐厨垃圾颗粒，并将对应粒径范围的餐厨垃圾颗粒按照以下方式进行处理。
a. 将符合堆肥粒径要求的餐厨垃圾颗粒合并后，送至堆肥处；
b. 将粒径小于堆肥粒径要求的餐厨垃圾颗粒合并，作为粉状废弃物；
c. 将粒径大于堆肥粒径要求的餐厨垃圾颗粒合并后，重新送入S1中进行撕碎，并再次按照S2、S3的步骤进行处理。
在本实施例中优选地设置有两层振动筛网，并且上层筛网的筛孔孔径设置为2厘米，下层筛网的筛孔孔径设置为0.5厘米。
进一步优选地，在本实施例中多层振动筛网以振动频率960次/分钟、振幅小于等于4毫米的方式进行振动。
将餐厨垃圾经过粗放的简单撕碎机撕碎，此时形成的餐厨垃圾颗粒的粒径不一，然后，将其放入三层振动筛网中，随着振动筛网的振动，餐厨垃圾颗粒被振动，当颗粒粒径小于筛孔的孔径时，其具有在重力作用下掉落的趋势。随着振动的进行，位于上部的餐厨垃圾颗粒被不断振动，并且从筛孔中掉落至下级筛网上。由于三层振动筛网同步振动，因此，被筛分为不同粒径族的餐厨垃圾颗粒同时进行减容脱盐和分类，当餐厨垃圾颗粒不再变化时，一般需要1分钟左右，就可以达到减容脱盐终点。
然后分别在不同的振动筛网层收集不同粒径的餐厨垃圾颗粒。
譬如，在本实施例中粒径大于2厘米的餐厨垃圾颗粒会重新进行撕碎；粒径在0.5-2厘米的餐厨垃圾颗粒已经经过脱盐减容处理的餐厨垃圾颗粒可以直接送入到堆肥处，进行后续的堆肥处理；粒径小于0.5厘米的餐厨垃圾颗粒可以视为粉末，随污水被收集后，进行后续的处理和排放，该粉末能够提升污水处理过程中活性污泥的碳氮比，从而可以提高污水处理的效率。
当然根据不同的堆肥需要，可以设计不同的筛网孔径；也可以根据需要设置更多层次的筛网，从而得到不同粒径的餐厨垃圾可以，一次性满足不同堆肥处的需要。
实施例2
为了考察不同振动筛网倾斜角度对减容脱盐效果的影响，在本实施例中仅改变倾角高度，其余均按照实施例1中公开的方法进行处理。这里所说的垂直倾角是指筛网与垂直线之间的夹角。结果见表1；
表1：
首先看到，随着倾斜角的增加，被进一步筛分的程度增加，也就是说，当无倾角或者倾角过小时，餐厨垃圾颗粒并未完全达到筛分终点，因此调节倾斜角度，可以促进餐厨垃圾颗粒更好地被分类。但是，随着倾角的不断减小，其通过速度较快，筛分效果越来越差，所以在本发明中优选为80°作为最优倾斜角度。
可以看到，通过本实施例中垂直倾角的调整，在倾角小于等于80°的情况下随污水进入污水处理系统，进入污水处理系统的物料不足餐厨垃圾干重的10%。未排入污水中的或进入堆肥系统，或二次进入预处理，从而实现了餐厨垃圾的资源化处理。
实施例3
按照实施例2中优选地倾斜80°的方式对不同的餐厨垃圾进行测试。经过计算，含水量在90%左右的餐厨垃圾通过振动筛分机减容平均可以达到约68.5%，即1吨厨余垃圾经过分离获得固体315公斤，液体685公斤。
以其中一个处理为例，结合图1可以看到，如图1中a图所示，使用之前餐厨垃圾含水量比较高，经测定，该餐厨垃圾的含水量95%左右，pH值4.38，EC值15.58 ms/cm。经过本发明公开的处理后得到的可以直接用于堆肥的餐厨垃圾颗粒如图1中b图所示，经测定，其含水量70%左右，pH值4.49，EC值2.83 ms/cm。
以上所述是本发明的具体实施方式。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (2)
1.一种用于餐厨垃圾资源化利用的高效预处理方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：将待资源化利用的餐厨垃圾进行撕碎操作；
S2：将S1中撕碎后得到的粒径不一的餐厨垃圾颗粒缓慢通过多层振动筛网，其中各层筛网的筛孔孔径不同，并且由上至下筛孔孔径由大至小设置；所述多层振动筛网具有80°倾角；多层振动筛网以振动频率960次/分钟、振幅小于等于4毫米的方式进行振动；所述餐厨垃圾颗粒在多层振动筛网中的平均行走速度为2米/分钟；
S3：分别在不同的筛网层收集不同粒径范围的餐厨垃圾颗粒，并将对应粒径范围的餐厨垃圾颗粒按照以下方式进行处理，
a. 将符合堆肥粒径要求的餐厨垃圾颗粒合并后，送至堆肥处；被送往堆肥处的物料满足堆肥发酵的水、盐要求，无需进行含水量的调整和除盐处理，在添加辅料调整C/N比后直接进行好氧堆肥；
b. 将粒径小于堆肥粒径要求的餐厨垃圾颗粒合并，作为粉状废弃物；
c. 将粒径大于堆肥粒径要求的餐厨垃圾颗粒合并后，重新送入S1中进行撕碎，并再次按照S2、S3的步骤进行处理。
2.根据权利要求1所述的一种用于餐厨垃圾资源化利用的高效预处理方法，其特征在于：所述步骤S3中符合堆肥粒径要求的餐厨垃圾颗粒的粒径为0.5-2厘米。
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