CN114011856B - 一种农村餐厨垃圾好氧与厌氧协同的处置方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种农村餐厨垃圾好氧与厌氧协同的处置方法，包括以下步骤：预处理，对餐厨垃圾进行粉碎和脱水；好氧堆肥，好氧堆肥包括启动段、高温段与腐熟段，启动段中嗜温菌群对餐厨垃圾堆肥初步降解，并将脱水后餐厨垃圾中与降解产生的渗滤液分离出来；高温段中，则是嗜热菌群对餐厨垃圾进行高速降解；腐熟段中，由嗜温菌群降解餐厨垃圾中的难降解有机物，合成腐殖质；物料腐熟后便可输出有机肥料；厌氧发酵，通过厌氧细菌降解餐厨垃圾脱水和好氧堆肥初步降解时产生的渗滤液。本发明将脱水与好氧堆肥初步降解阶段产生的渗滤液分离出被厌氧细菌降解，利于堆肥前期的启动与升温。
Description
技术领域
本发明涉及餐厨垃圾处理技术领域，特别是涉及一种农村餐厨垃圾好氧与厌氧协同的处置方法。
背景技术
当前，餐厨垃圾的处理技术主要有好氧堆肥与厌氧发酵法。厌氧发酵可以利用有机废物，产生甲烷、氢气等沼气资源。然而，大部分厌氧发酵工艺对管理技术水平要求较高，更适用于有机废物的规模化处理，而农村的分散式居住情况与管理水平不足则限制了厌氧发酵技术的推行。
好氧堆肥的优点在于处理成本低，且能将垃圾转化为较为稳定的腐殖质，产物可作为有机肥使用。因此，好氧堆肥技术相较厌氧发酵更适用于农村餐厨垃圾的处理。但是，由于餐厨垃圾的高含水率，好氧堆肥前期往往会产生大量的渗滤液。餐厨垃圾渗滤液有机质与氨氮含量较高，在排放时必须满足相关污染物排放标准，实现废水的达标排放。因此，好氧堆肥工艺往往需要配套污水处理工程，大大增加了好氧堆肥工艺的建设成本。
为了解决餐厨垃圾的渗滤液问题，当前市场上也出现了多种密闭式高温堆肥设备，利用外界供热与微生物产热作用蒸发水分，避免渗滤液的产生，减少污水处理工程的投入。但是，未经干湿分离的餐厨垃圾前期含水率较高，导致堆体孔隙中水分较多，氧气量不足，不利于好氧微生物生长。不进行干湿分离时，餐厨垃圾的高油脂量也是堆肥中的问题因子。一方面，有氧环境下，霉菌活动较为旺盛，油脂很容易在霉菌的作用下产生致癌物质黄曲霉素，危害人体健康；另一方面，油脂在堆体中会包裹支撑介质，影响堆体通气状况，干扰微生物的正常生命活动。
发明内容
本发明的目的是提供一种农村餐厨垃圾好氧与厌氧协同的处置方法，以解决上述现有技术存在的问题。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种农村餐厨垃圾好氧与厌氧协同的处置方法，包括以下步骤：
包括以下步骤：
步骤一，预处理，对餐厨垃圾进行粉碎和脱水；
步骤二，好氧堆肥，所述好氧堆肥包括启动段、高温段与腐熟段，所述启动段用于进行堆肥的升温阶段，嗜温菌群将对餐厨垃圾进行初步降解，并实现餐厨垃圾中的渗滤液分离；嗜温菌群降解餐厨垃圾中的有机物，并放出大量热量，导致堆体温度上升，并进入所述的高温段；高温段中，高活性的嗜热菌群将快速降解餐厨垃圾有机物质；有机垃圾易降解物质降解完成后，堆体温度将慢慢下降，进入所述的腐熟段；所述腐熟段中，嗜温菌群将降解餐厨垃圾中的难降解物质，并实现餐厨垃圾的腐熟化，腐熟后即可进行物料出料；
步骤三，厌氧发酵，通过厌氧细菌降解餐厨垃圾脱水和好氧堆肥初步降解时产生的渗滤液，并将渗滤液回流至好氧堆肥高温反应阶段。
优选的，所述餐厨垃圾通过进料装置输送；所述餐厨垃圾通过粉碎机粉碎，粉碎后的所述餐厨垃圾通过脱水装置脱水，所述好氧堆肥在堆肥仓内进行；所述厌氧发酵在厌氧生物滤池中进行。
优选的，所述堆肥仓内通过隔板分隔为堆肥仓启动段、堆肥仓高温段与堆肥仓腐熟段，所述堆肥仓启动段和堆肥仓高温段内设置有加热装置，步骤二中，所述好氧堆肥启动段在所述堆肥仓启动段中进行；所述好氧堆肥高温段在所述堆肥仓高温段中进行；所述氧堆肥腐熟段在所述堆肥仓腐熟段中进行；
所述隔板上开设有通孔，所述堆肥仓启动段、堆肥仓高温段与堆肥仓腐熟段通过所述通孔连通，所述通孔上滑动连接有挡板；所述堆肥仓启动段、堆肥仓高温段与堆肥仓腐熟段内均设置有搅拌装置；所述堆肥仓启动段底部设置有出油孔，所述堆肥仓侧壁开设有出料口，所述出料口与所述腐熟段连通。
优选的，所述堆肥仓启动段、堆肥仓高温段与堆肥仓腐熟段的体积比为0.75:1:1。
优选的，所述厌氧生物滤池内设置有填料区和布水系统，步骤三中所述厌氧发酵在所述填料区内厌氧细菌的作用下进行，所述布水系统用于回收所述脱水装置和所述堆肥仓启动段产生的渗滤液，在所述厌氧生物滤池内厌氧细菌的作用下对所述渗滤液初步降解，并将初步降解后的所述渗滤液回流至所述堆肥仓的高温段。
优选的，所述餐厨垃圾在所述堆肥仓启动段的停留时间为2-3天；所述餐厨垃圾在所述堆肥仓高温段停留时间为4-5天；所述餐厨垃圾在所述堆肥仓腐熟段停留时间为7-8天。
优选的，所述脱水装置和所述出油孔产生的渗滤液在所述厌氧生物滤池的所述布水系统的停留时间为12-15h。
优选的，所述堆肥仓侧面固定连接有通风装置，所述通风装置用于对所述堆肥仓供氧。
优选的，所述餐厨垃圾的粉碎粒径为60mm。
优选的，所述厌氧生物滤池内设置有气体收集装置，所述气体收集装置用于收集厌氧生物滤池产生的废气，所述气体收集装置出口端连通有气体除臭设备，所述堆肥仓上开设有排气孔，所述排气孔与所述气体除臭设备连通。
本发明公开了以下技术效果：
1)分段式设计可以维持各个阶段的优势微生物，提高腐熟速度；同时，刚进入堆肥仓的物料必须经过一定时间的降解才能进入下一个阶段，避免影响出料质量。
2)脱水与好氧堆肥初步降解阶段产生的渗滤液分离出被厌氧细菌降解，利于堆肥前期的启动与升温，并将被厌氧细菌降解后的渗滤液回流至好氧堆肥高温阶段渗滤液中的小分子有机物增加了物料中的易降解物质，提供微生物生命活动所需营养物质；另一方面，渗滤液回流提高了堆体含水率，水分蒸发的同时带走大量热量，保持堆体水分与温度的动态平衡，高温阶段中的微生物活性也能够长时间维持。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种农村餐厨垃圾好氧与厌氧协同的处置方法的流程图。
其中，1、进料装置；2、粉碎机；3、脱水装置；4、启动段；5、高温段；6、腐熟段；7、通风装置；8、气体除臭设备；9、厌氧生物滤池。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
本发明提供一种农村餐厨垃圾好氧与厌氧协同的处置方法，包括以下步骤：
步骤一，预处理，对餐厨垃圾进行粉碎和脱水；
步骤二，好氧堆肥，好氧堆肥包括启动段、高温段与腐熟段，启动段用于进行堆肥的升温阶段，嗜温菌群将对餐厨垃圾进行初步降解，并实现餐厨垃圾中的渗滤液分离；嗜温菌群降解餐厨垃圾中的有机物，并放出大量热量，导致堆体温度上升，并进入的高温段；高温段中，高活性的嗜热菌群将快速降解餐厨垃圾有机物质；有机垃圾易降解物质降解完成后，堆体温度将慢慢下降，进入的腐熟段；腐熟段中，嗜温菌群将降解餐厨垃圾中的难降解物质，并实现餐厨垃圾的腐熟化，腐熟后即可进行物料出料；
步骤三，厌氧发酵，通过厌氧细菌降解餐厨垃圾脱水和好氧堆肥初步降解时产生的渗滤液，并将渗滤液回流至好氧堆肥高温反应阶段。
进一步的，餐厨垃圾通过进料装置1输送；餐厨垃圾通过粉碎机2粉碎，粉碎后的餐厨垃圾通过脱水装置3脱水，好氧堆肥在堆肥仓内进行；厌氧发酵在厌氧生物滤池9中进行。
进一步的，堆肥仓内通过隔板分隔为堆肥仓启动段4、堆肥仓高温段5与堆肥仓腐熟段6，堆肥仓启动段4和堆肥仓高温段5内设置有加热装置，步骤二中，好氧堆肥启动段在堆肥仓启动段4中进行；好氧堆肥高温段在堆肥仓高温段5中进行；氧堆肥腐熟段在堆肥仓腐熟段6中进行；
隔板上开设有通孔，堆肥仓启动段4、堆肥仓高温段5与堆肥仓腐熟段6通过通孔连通，通孔上滑动连接有挡板；堆肥仓启动段4、堆肥仓高温段5与堆肥仓腐熟段6内均设置有搅拌装置；堆肥仓启动段4底部设置有出油孔，堆肥仓侧壁开设有出料口，出料口与腐熟段6连通。物料进入堆肥仓后，通孔为封闭状态。通孔进料前1h打开，搅拌装置包括固定连接在堆肥仓外壁的驱动电机，驱动电机输出端固定连接螺杆，螺杆用于对物料进行搅拌以及输送物料，通孔与堆肥仓舱体底部有一定高度差，起到接种微生物的作用。堆肥仓侧壁开设出料口，出料孔与腐熟段6连通，物料进入腐熟段6后，进行降温阶段与腐熟阶段。腐熟段6物料达到一定量，可经由堆肥仓出料口进行出料。出料后的物料仍需一定时间的放置，达到较好的腐熟度。隔板上固定连接有驱动电机，挡板通过驱动电机驱动。为保证嗜温菌和嗜热菌处于最适温度，堆肥仓启动段4的温度为30～40℃；堆肥仓高温段5的温度为50～60℃。堆肥仓启动段4底部出油孔的设置可使物料进行升温过程中，内部的渗滤液通过出油孔渗出。
进一步的，由于物料在降解过程中体积会不断减小，结合各反应段停留时间，堆肥仓启动段4、堆肥仓高温段5与堆肥仓腐熟段6的体积比为0.75:1:1。
进一步的，厌氧生物滤池9内设置有填料区和布水系统，步骤三中厌氧发酵在填料区内厌氧细菌的作用下进行，布水系统用于回收脱水装置3和堆肥仓启动段4产生的渗滤液，在厌氧生物滤池9内厌氧细菌的作用下对渗滤液初步降解，并将初步降解后的渗滤液回流至堆肥仓的高温段5。渗滤液回流可维持堆体营养物质、水分与温度的动态平衡，厌氧生物滤池9辅助降解油脂。油脂在好氧堆肥中有一定的负面作用，但是却是厌氧发酵体系中的良好碳源。在厌氧微生物的作用下，渗滤液将发生水解酸化等反应，部分油脂由大分子转化为小分子产物，利于回流至好氧堆肥处理。物料进入堆肥仓高温段5一段时间后，堆体温度将不断提高，厌氧生物滤池9布水系统在堆肥仓高温段5进料后4-6h打开，将初步处置后的渗滤液排入。
由于微生物活性较强，堆肥仓高温段5中堆体物料中的易降解有机物快速消耗，导致堆肥仓高温段5中堆体温度迅速增加。高温状态下，堆体中的水分也会不断蒸发，带走热量。由于堆体水分和易降解有机物的减少与过高温度的出现，部分微生物将会死亡。将厌氧生物滤池9初步处理的渗滤液回流至好氧堆肥高温段5，一方面，渗滤液中的小分子有机物增加了物料中的易降解物质，提供微生物生命活动所需营养物质；另一方面，渗滤液回流提高了堆体含水率，水分蒸发的同时带走大量热量，保持堆体水分与温度的动态平衡，高温阶段中的微生物活性也能够长时间维持。
渗滤液经过厌氧生物滤池9初步处理后，水解酸化的发生导致渗滤液呈弱酸性，回流至好氧堆肥高温段5后，由于环境温度较高，乙酸、丁酸等物质将挥发溢出，维持系统酸碱度的稳定；由于厌氧生物滤池9仅做初步处理，水力停留时间较短，仍有一部分大分子油脂未被降解，而好氧堆肥高温阶段微生物活性旺盛，对油脂有较强的负荷能力，可维持系统的稳定运行。
进一步的，餐厨垃圾在堆肥仓启动段4的停留时间为2-3天；餐厨垃圾在堆肥仓高温段5停留时间为4-5天；餐厨垃圾在堆肥仓腐熟段6停留时间为7-8天。
进一步的，脱水装置3和出油孔产生的渗滤液在厌氧生物滤池9的布水系统的停留时间为12-15h。在水泵(图中未表现出)的作用下回流至堆肥仓高温段5。
进一步的，为保证堆肥仓内的氧气含量，堆肥仓侧面固定连接有通风装置7，通风装置7用于对堆肥仓供氧。
进一步的，餐厨垃圾的粉碎粒径为60mm。
进一步的，为避免臭味溢出，厌氧生物滤池9内设置有气体收集装置，气体收集装置用于收集厌氧生物滤池9产生的废气，气体收集装置出口端连通有气体除臭设备8，堆肥仓上开设有排气孔，排气孔与气体除臭设备8连通。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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，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。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (7)
1.一种农村餐厨垃圾好氧与厌氧协同的处置方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，预处理，对餐厨垃圾进行粉碎和脱水；
步骤二，好氧堆肥，所述好氧堆肥包括启动段、高温段与腐熟段，所述启动段用于进行堆肥的升温阶段，嗜温菌群将对餐厨垃圾进行初步降解，并实现餐厨垃圾中的渗滤液分离；嗜温菌群降解餐厨垃圾中的有机物，并放出大量热量，导致堆体温度上升，并进入所述的高温段；高温段中，高活性的嗜热菌群将快速降解餐厨垃圾有机物质；有机垃圾易降解物质降解完成后，堆体温度将慢慢下降，进入所述的腐熟段；所述腐熟段中，嗜温菌群将降解餐厨垃圾中的难降解物质，并实现餐厨垃圾的腐熟化，腐熟后即可进行物料出料；
步骤三，厌氧发酵，通过厌氧细菌降解餐厨垃圾脱水和好氧堆肥初步降解时产生的渗滤液，并将渗滤液回流至好氧堆肥高温反应阶段；
所述餐厨垃圾通过进料装置(1)输送；所述餐厨垃圾通过粉碎机(2)粉碎，粉碎后的所述餐厨垃圾通过脱水装置(3)脱水，所述好氧堆肥在堆肥仓内进行；所述厌氧发酵在厌氧生物滤池(9)中进行；
所述堆肥仓内通过隔板分隔为堆肥仓启动段(4)、堆肥仓高温段(5)与堆肥仓腐熟段(6)，所述堆肥仓启动段(4)和堆肥仓高温段(5)内设置有加热装置，步骤二中，所述好氧堆肥启动段在所述堆肥仓启动段(4)中进行；所述好氧堆肥高温段在所述堆肥仓高温段(5)中进行；所述好 氧堆肥腐熟段在所述堆肥仓腐熟段(6)中进行；
所述隔板上开设有通孔，所述堆肥仓启动段(4)、堆肥仓高温段(5) 与堆肥仓腐熟段(6)通过所述通孔连通，所述通孔上滑动连接有挡板；所述堆肥仓启动段(4)、堆肥仓高温段(5)与堆肥仓腐熟段(6)内均设置有搅拌装置；所述堆肥仓启动段(4)底部设置有出油孔，所述堆肥仓侧壁开设有出料口，所述出料口与所述堆肥仓 腐熟段(6)连通；
所述厌氧生物滤池(9)内设置有填料区和布水系统，步骤三中所述厌氧发酵在所述填料区内厌氧细菌的作用下进行，所述布水系统用于回收所述脱水装置(3)和所述堆肥仓启动段(4)产生的渗滤液，在所述厌氧生物滤池(9)内厌氧细菌的作用下对所述渗滤液初步降解，并将初步降解后的所述渗滤液回流至所述堆肥仓高温段(5)。
2.根据权利要求1所述的一种农村餐厨垃圾好氧与厌氧协同的处置方法，其特征在于：所述堆肥仓启动段(4)、堆肥仓高温段(5)与堆肥仓腐熟段(6)的体积比为0.75:1:1。
3.根据权利要求1所述的一种农村餐厨垃圾好氧与厌氧协同的处置方法，其特征在于：所述餐厨垃圾在所述堆肥仓启动段(4)的停留时间为2-3天；所述餐厨垃圾在所述堆肥仓高温段(5)停留时间为4-5天；所述餐厨垃圾在所述堆肥仓腐熟段(6)停留时间为7-8天。
4.根据权利要求1所述的一种农村餐厨垃圾好氧与厌氧协同的处置方法，其特征在于：所述脱水装置(3)和所述出油孔产生的渗滤液在所述厌氧生物滤池(9)的所述布水系统的停留时间为12-15h。
5.根据权利要求1所述的一种农村餐厨垃圾好氧与厌氧协同的处置方法，其特征在于：所述堆肥仓侧面固定连接有通风装置(7)，所述通风装置(7)用于对所述堆肥仓供氧。
6.根据权利要求1所述的一种农村餐厨垃圾好氧与厌氧协同的处置方法，其特征在于：所述餐厨垃圾的粉碎粒径为60mm。
7.根据权利要求1所述的一种农村餐厨垃圾好氧与厌氧协同的处置方法，其特征在于：所述厌氧生物滤池(9)内设置有气体收集装置，所述气体收集装置用于收集厌氧生物滤池(9)产生的废气，所述气体收集装置出口端连通有气体除臭设备(8)，所述堆肥仓上开设有排气孔，所述排气孔与所述气体除臭设备(8)连通。
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