CN115213191A - 厨余垃圾资源化处理水解酸化分段发酵工艺处理技术 - Google Patents
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Abstract
本发明属于厨余垃圾处理技术领域，具体为厨余垃圾资源化处理水解酸化分段发酵工艺处理技术，该厨余垃圾资源化处理水解酸化分段发酵工艺处理技术的具体步骤流程如下：S1：将厨余果蔬垃圾倒入垃圾接收槽内，通过调控水解段和酸化段反应器的运行控制参数，使水解段和酸化段成为两个独立的处理单元，达到各自水解微生物和酸化微生物的最佳生长条件，实现完全彻底的水解酸化过程，从而大幅度提高厨余垃圾制备有机酸的效率以及生产运行的稳定性，各自搭建独立的反应器单元，相互之间既存在能量传递，又对各自阶段的微生物活动不产生干扰，使微生物与养分充分接触，生物反应更彻底，物质转化更充分，大幅度提高了工艺能效。
Description
技术领域
本发明涉及厨余垃圾处理技术领域，具体为厨余垃圾资源化处理水解酸化分段发酵工艺处理技术。
背景技术
厨余垃圾是指居民日常生活及食品加工、饮食服务、单位供餐等活动中产生的垃圾，包括丢弃不用的菜叶、剩菜、剩饭、果皮、蛋壳、茶渣、骨头等，其主要来源为家庭厨房、餐厅、饭店、食堂、市场及其他与食品加工有关的行业，厨余垃圾含有极高的水分与有机物，很容易腐坏，产生恶臭。经过妥善处理和加工，可转化为新的资源，高有机物含量的特点使其经过严格处理后可作为肥料、饲料，也可产生沼气用作燃料或发电，油脂部分则可用于制备生物燃料。
水解酸化工艺通过水解细菌和酸化菌共同作用，将难生物降解的大分子物质转化成易生物降解的小分子物质。水解是有机物在胞外酶催化条件下发生的生化反应，酸化是胞内新陈代谢的发酵过程，两个阶段完全可以分开依次进行。
水解阶段是复杂的非溶解性的大分子有机聚合物被转化为简单的溶解性小分子有机物单体或二聚体的过程，此过程中以细菌胞外酶作用为主，使固体有机物质降解为溶解性有机物质，大分子有机物质降解为小分子有机物质；酸化阶段，小分子有机物进入到酸化菌内，随着酸化菌的新陈代谢转化为更为简单的化合物，比如挥发性脂肪酸、乳酸、乙醇等，并分泌到细胞外，从化学反应机理来说，是一种有机物既是电子受体也是电子供体的氧化还原反应过程。
传统的水解酸化发酵工艺处理技术，效率低，稳定性差，生物反应不彻底，物质转化不充分。
发明内容
本发明的目的在于提供厨余垃圾资源化处理水解酸化分段发酵工艺处理技术，以解决上述背景技术中提出的现有水解酸化发酵工艺处理技术效率较低，稳定性较差，生物反应不够彻底，物质转化不够充分的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：厨余垃圾资源化处理水解酸化分段发酵工艺处理技术，该厨余垃圾资源化处理水解酸化分段发酵工艺处理技术的具体步骤流程如下：
S1：将厨余果蔬垃圾倒入垃圾接收槽内，待处理；
S2：将垃圾接收槽内部的果蔬垃圾通过利用垃圾接收槽尾端的破袋装置进行快速破碎；
S3：破碎后，利用液压流量控制装置，将垃圾接收槽内的垃圾通入粗破碎分选系统内，将一部分难破碎杂质筛分出，剩余部分通入重力分选装置，通过重力分选装置筛分出一些重杂质，剩余部分再通入精分制浆装置；通过精分制浆装置筛分出一些轻杂质，剩余部分通入浆料暂存池；浆液由水泵输送到除油除砂装置，进一步进行杂质筛分处理，需要进行浆液回流调质时，则从浆料池将浆液抽回到垃圾接收槽，重复S3的处理流程，也可同时开启，一部分浆液回流调质，一部分进入除油除砂装置除杂；
S4：经除油除砂装置除杂完毕的垃圾浆液通入水解反应器中，需要处理的物质进入水解阶段后，与水解细菌充分混合，在水解细菌的胞外酶催化作用下发生生化反应，使大分子有机物降解成小分子有机物，调控水解反应器的运行控制，使反应器内水解细菌处于最佳生产条件下，使其水解效率最大化，得到完全充分的水解产物；
S5：经由水解细菌充分降解的均质浆液再进入到酸化反应器，被完全水解的小分子有机物对于酸化菌是最佳养分，水解产物被酸化菌选择性进入酸化菌细胞内，在细胞内发生酸化发酵反应，提取水解产物中可自主利用的能量，经由酸化发酵后产生以各类小分子有机酸为主的代谢产物；
S6：反应不充分的酸化发酵产物亦可进行回流调质，回到水解反应器前端，重复水解和酸化反应阶段；反应充分的酸化发酵产物进入VFAs制备反应器，处理后，再通入浮渣挤压装置，筛分出细微杂质，将剩余物质通入VFAs超滤纯化装置，处理后外运补充碳源；
S7：整个步骤流程中产生的难破碎杂质、重杂质、轻杂质、细重杂质和细轻杂质通入杂质挤压装置，挤掉杂质中多余的水分，外运焚烧发电。
优选的，在厨余垃圾处理技术领域，创新性提出水解与酸化分段发酵工艺，水解和酸化两个阶段，根据各自反应条件不同，进行分开调控，形成两个独立的运行单元，降低了传统水解酸化阶段的技术难度。
优选的，所述S4步骤中，最佳水解反应条件：酸碱度5.0-6.0；温度25-35摄氏度；悬浮物10×104～15×104mg/L；最佳酸化反应条件：酸碱度3.0-4.5；温度20-30摄氏度；悬浮物8×104～12×104mg/L。
优选的，所述S6步骤中，设计酸化到水解的回流机制，保证反应的高效性和彻底性。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
通过调控水解段和酸化段反应器的运行控制参数，使水解段和酸化段成为两个独立的处理单元，达到各自水解微生物和酸化微生物的最佳生长条件，实现完全彻底的水解酸化过程，从而大幅度提高厨余垃圾制备有机酸的效率以及生产运行的稳定性。
各自搭建独立的反应器单元，相互之间既存在能量传递，又对各自阶段的微生物活动不产生干扰，使微生物与养分充分接触，生物反应更彻底，物质转化更充分，大幅度提高了工艺能效。
附图说明
图1为本处理工艺步骤流程图；
图2为水解、酸化两个阶段的发酵反应装置。
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。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“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。
实施例一：
请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：厨余垃圾资源化处理水解酸化分段发酵工艺处理技术，该厨余垃圾资源化处理水解酸化分段发酵工艺处理技术的具体步骤流程如下：
S1：将厨余果蔬垃圾倒入垃圾接收槽内，待处理；
S2：将垃圾接收槽内部的果蔬垃圾通过利用垃圾接收槽尾端的破袋装置进行快速破碎，对内部的果蔬垃圾进行粉碎，便于后期进一步的加工处理；
S3：破碎后，利用液压流量控制装置，将垃圾接收槽内的垃圾通入粗破碎分选系统内，将一部分难破碎杂质筛分出，剩余部分通入重力分选装置，通过重力分选装置筛分出一些重杂质，剩余部分再通入精分制浆装置；通过精分制浆装置筛分出一些轻杂质，剩余部分通入浆料暂存池；浆液由水泵输送到除油除砂装置，对内部的油污杂质进行处理，进一步进行杂质筛分处理，需要进行浆液回流调质时，则从浆料池将浆液抽回到垃圾接收槽，重复S3的处理流程，也可同时开启，一部分浆液回流调质，一部分进入除油除砂装置除杂；
S4：经除油除砂装置除杂完毕的垃圾浆液通入水解反应器中，需要处理的物质进入水解阶段后，与水解细菌充分混合，在水解细菌的胞外酶催化作用下发生生化反应，使大分子有机物降解成小分子有机物，调控水解反应器的运行控制，使反应器内水解细菌处于最佳生产条件下，使其水解效率最大化，得到完全充分的水解产物，在水解的过程中，最佳水解反应条件：酸碱度5.0-6.0；温度25-35摄氏度；悬浮物10×104～15×104mg/L；最佳酸化反应条件：酸碱度3.0-4.5；温度20-30摄氏度；悬浮物8×104～12×104mg/L；
S5：经由水解细菌充分降解的均质浆液再进入到酸化反应器，被完全水解的小分子有机物对于酸化菌是最佳养分，水解产物被酸化菌选择性进入酸化菌细胞内，在细胞内发生酸化发酵反应，提取水解产物中可自主利用的能量，经由酸化发酵后产生以各类小分子有机酸为主的代谢产物；
S6：反应不充分的酸化发酵产物亦可进行回流调质，回到水解反应器前端，重复水解和酸化反应阶段；反应充分的酸化发酵产物进入VFAs制备反应器，处理后，再通入浮渣挤压装置，筛分出细微杂质，将剩余物质通入VFAs超滤纯化装置，处理后外运，该步骤设计酸化到水解的回流机制，保证反应的高效性和彻底性；
S7：整个步骤流程中产生的难破碎杂质、重杂质、轻杂质、细重杂质和细轻杂质通入杂质挤压装置，挤掉杂质中多余的水分，外运焚烧发电。
在厨余垃圾处理技术领域，创新性提出水解与酸化分段发酵工艺，水解和酸化两个阶段，根据各自反应条件不同，进行分开调控，形成两个独立的运行单元，降低了传统水解酸化阶段的技术难度。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明；因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (4)
1.厨余垃圾资源化处理水解酸化分段发酵工艺处理技术，其特征在于，该厨余垃圾资源化处理水解酸化分段发酵工艺处理技术的具体步骤流程如下：
S1：将厨余果蔬垃圾倒入垃圾接收槽内，待处理；
S2：将垃圾接收槽内部的果蔬垃圾通过利用垃圾接收槽尾端的破袋装置进行快速破碎；
S3：破碎后，利用液压流量控制装置，将垃圾接收槽内的垃圾通入粗破碎分选系统内，将一部分难破碎杂质筛分出，剩余部分通入重力分选装置，通过重力分选装置筛分出一些重杂质，剩余部分再通入精分制浆装置；通过精分制浆装置筛分出一些轻杂质，剩余部分通入浆料暂存池；浆液由水泵输送到除油除砂装置，进一步进行杂质筛分处理，需要进行浆液回流调质时，则从浆料池将浆液抽回到垃圾接收槽，重复S3的处理流程，也可同时开启，一部分浆液回流调质，一部分进入除油除砂装置除杂；
S4：经除油除砂装置除杂完毕的垃圾浆液通入水解反应器中，需要处理的物质进入水解阶段后，与水解细菌充分混合，在水解细菌的胞外酶催化作用下发生生化反应，使大分子有机物降解成小分子有机物，调控水解反应器的运行控制，使反应器内水解细菌处于最佳生产条件下，使其水解效率最大化，得到完全充分的水解产物；
S5：经由水解细菌充分降解的均质浆液再进入到酸化反应器，被完全水解的小分子有机物对于酸化菌是最佳养分，水解产物被酸化菌选择性进入酸化菌细胞内，在细胞内发生酸化发酵反应，提取水解产物中可自主利用的能量，经由酸化发酵后产生以各类小分子有机酸为主的代谢产物；
S6：反应不充分的酸化发酵产物亦可进行回流调质，回到水解反应器前端，重复水解和酸化反应阶段；反应充分的酸化发酵产物进入VFAs制备反应器，处理后，再通入浮渣挤压装置，筛分出细微杂质，将剩余物质通入VFAs超滤纯化装置，处理后外运补充碳源；
S7：整个步骤流程中产生的难破碎杂质、重杂质、轻杂质、细重杂质和细轻杂质通入杂质挤压装置，挤掉杂质中多余的水分，外运焚烧发电。
2.根据权利要求1所述的厨余垃圾资源化处理水解酸化分段发酵工艺处理技术，其特征在于：在厨余垃圾处理技术领域，创新性提出水解与酸化分段发酵工艺，水解和酸化两个阶段，根据各自反应条件不同，进行分开调控，形成两个独立的运行单元，降低了传统水解酸化阶段的技术难度。
3.根据权利要求1所述的厨余垃圾资源化处理水解酸化分段发酵工艺处理技术，其特征在于：所述S4步骤中，最佳水解反应条件：酸碱度5.0-6.0；温度25-35摄氏度；悬浮物10×104～15×104mg/L；最佳酸化反应条件：酸碱度3.0-4.5；温度20-30摄氏度；悬浮物8×104～12×104mg/L。
4.根据权利要求1所述的厨余垃圾资源化处理水解酸化分段发酵工艺处理技术，其特征在于：所述S6步骤中，设计酸化到水解的回流机制，保证反应的高效性和彻底性。
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- 2022-05-17 CN CN202210541482.6A patent/CN115213191B/zh active Active
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