CN115254920A - 一种厨余垃圾无害化处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种厨余垃圾无害化处理工艺，是先将厨余垃圾进行去杂、去水和去油处理后，然后在发酵桶内进行密封发酵，在厌氧菌的存在下，酵母菌可以将厨余垃圾中的淀粉和部分碳水化合物(固态碳)转化为糖，同时产生二氧化碳，再经过曲霉的作用，将糖转化为醇，实现了将厨余垃圾中的固态碳转化为液态碳醇类的目的。本发明一种厨余垃圾无害化处理工艺，将厨余垃圾变废为宝，转化为可作为高能燃料的醇和固态肥料，且工艺成本低，稳定性好，实现了厨余垃圾最大程度的无害化回收利用。
Description
技术领域
本发明涉及厨余垃圾处理技术领域，具体涉及的是一种厨余垃圾无害化处理工艺。
背景技术
厨余垃圾主要是指居民日常生活及除此以外的食品加工、饮食服务、单位供餐等活动中产生的垃圾。厨余垃圾中富含营养成分，主要包括淀粉、碳水化合物、游离糖、蛋白质、脂肪、纤维素以及无机盐等，因此，厨余垃圾极其容易发酵、变质、腐烂，不仅产生大量的毒素，散发恶臭气体，还会污染水体和大气，所以厨余垃圾如果得不到及时处理，不仅影响城市市容和环境卫生，而且会传播疾病，危害人们的日常生活和身体健康。随着人们生活水平的日益提高以及全球人口的增加，厨余垃圾的产量呈现明显的增长趋势。目前，全球每年产生的城市生活垃圾为500亿t左右，其中厨余垃圾约占其中的10％～20％，我国目前年产生厨余垃圾9000万吨。
目前全社会还没有建立健全的厨余垃圾处理管理体制，最为普遍的处理方式就是混在普通垃圾中，直接混合填埋或者直接运到农场喂猪。而填埋不仅浪费土地，降解时间长，还污染环境。
随着人们观念的普遍改变以及新技术的出现，厨余垃圾处理的一些新技术也正慢慢地取代传统的处置方法，就目前情况来看，主要有如下几种处理方式：
1、肥料化处理：厨余垃圾的肥料化处理方法主要包括好氧堆肥和厌氧消化两种。好氧堆肥过程是在有氧条件下，利用好氧微生物分泌的胞外酶将有机物固体分解为可溶解有机物质，再渗入到细胞中，通过微生物的新陈代谢实现整个堆肥过程。厌氧消化处理是指在特定的厌氧条件下，微生物将有机垃圾进行分解，其中的碳、氢、氧转化为甲烷和二氧化碳，而氮、磷、钾等元素则存留于残留物中，并转化为易被植物吸收利用的形式。厨余垃圾的肥料化处理的缺点是肥料质量不高，同时较高质量的堆肥方式成本比较高，推广较为困难。
2、饲料化处理：厨余垃圾的饲料化处理原理是利用厨余垃圾中含有大量的有机物，通过对其粉碎、脱水、发酵、软硬分离后，将垃圾转变成高热量的动物饲料，变废为宝。但就总体来说，厨余垃圾饲料化同样存在着质量不高、销路不好的问题。
3、能源化处理：厨余垃圾的能源化处理主要包括焚烧法、热分解法、发酵制氢等。焚烧法处理厨余垃圾效率较高，最终产生约5％的利于处置的残余物，焚烧是在特制的焚烧炉中进行，产生的热能可转换为蒸汽或电能，从而实现能源的回收利用，但厨余垃圾的含水率高、热值较低，燃烧时需要添加辅助燃料，从而造成投资大的问题，同时有害的尾气处理也是一个难题；热分解法是将垃圾在高温下进行热解，使垃圾中所含的热量转换成燃气、油和碳的形式，然后再进行利用，热解法具有广阔的应用前景，但技术尚未达到试用阶段，目前应用较少；氢作为一种高质量的清洁能源，是普遍认为的最有潜力的替代能源，但是目前的发酵制氢成本高昂，不便推广。
因此，针对目前厨余垃圾处理的存在的缺点，有必要开发出一种成本低、无害化的生产工艺来替代。
发明内容
本发明的目的在于提供一种厨余垃圾无害化处理工艺，将厨余垃圾变废为宝，转化为可作为高能燃料的醇和固态肥料，且工艺成本低，稳定性好，实现了厨余垃圾最大程度的无害化回收利用。
为了达成上述目的，本发明的解决方案是：
一种厨余垃圾无害化处理工艺，包括以下步骤：
步骤1、先对收集的厨余垃圾进行去杂、去水和去油处理，得到厨余垃圾残渣；
步骤2、然后向厨余垃圾残渣中依次添加发酵菌种组合物、酒和水进行搅拌，使得厨余垃圾残渣的含水量控制在60％～70％，所述发酵菌种组合物的添加量占所述厨余垃圾残渣重量的2％～10％，所述发酵菌种组合物和酒的重量比为1:1～2:1；
步骤3、然后将搅拌均匀的厨余垃圾残渣转移至发酵桶内密封发酵，发酵温度控制在30～35℃，发酵时间控制在10～30天，得到发酵产物；
步骤4、然后将发酵产物在75～85℃下进行蒸馏，收集蒸馏得到的液态产物酒精；
步骤5、然后将蒸馏后残留的发酵产物进行固液分离，分离得到回用发酵水和肥料；
步骤2中，所述发酵菌种组合物由厌氧菌、酵母菌和曲霉按照按活菌数比3:2:1～1:2:3组成。
步骤1中，所述去水和去油处理是将厨余垃圾在脱水设备中进行分离，从而将油水除去。
步骤2中，所述厌氧菌包括甲烷菌和益生菌。
步骤4中，在所述蒸馏过程中，收集75～80℃下蒸馏得到的液态产物，得到浓度不低于60％的酒精，收集80～85℃下蒸馏得到的液态产物，得到浓度在30％～60％的酒精。
步骤5中，所述固液分离是采用压滤法进行的。
采用上述技术方案后，本发明一种厨余垃圾无害化处理工艺，将厨余垃圾在发酵桶内进行密封发酵，在厌氧菌的存在下，酵母菌可以将厨余垃圾中的淀粉和部分碳水化合物(固态碳)转化为糖，同时产生二氧化碳，再经过曲霉的作用，将糖转化为醇，实现了将厨余垃圾中的固态碳转化为液态碳醇类的目的。
本发明一种厨余垃圾无害化处理工艺，具有以下有益效果：
1、整个处理工艺对环境无害无污染，尤其是发酵过程中无臭味产生，实现了对厨余垃圾的无二次污染回收利用；
2、整个处理工艺过程较为简单，无需复杂的设备及操作过程，工艺成本低，且操作的稳定性好；
3、发酵后得到的液态碳产物为酒精，占发酵产物的40％～55％，作为高能燃料具有一定的工业价值，对残留的发酵产物进行固液分离，分离得到回用发酵水和肥料，回用发酵水可替代发酵过程中添加的酒，用于下次发酵，消除氨氮，去除臭味，肥料占发酵产物的20％左右，可用作有机肥，因此，整个处理工艺中的产物均可得到再利用，从而实现厨余垃圾的资源最大利用，具有较高的经济效益和生态效益。
进一步，所述发酵菌种组合物的添加量占所述厨余垃圾残渣重量的2％～10％，发酵菌种组合物的添加量与发酵时间密切相关，发酵菌种组合物的添加量越大，所需的发酵时间越少，因此可根据实际需要控制发酵菌种组合物的添加量。
具体实施方式
为了进一步解释本发明的技术方案，下面通过具体案例来对本发明进行详细阐述。
案例1
一种厨余垃圾无害化处理工艺，包括以下步骤：
步骤1、先对收集的厨余垃圾进行分拣去杂，而后在脱水设备中进行分离，从而将油水除去，得到厨余垃圾残渣；
步骤2、然后向厨余垃圾残渣中依次添加发酵菌种组合物、浓度为30％的酒和水进行搅拌，使得厨余垃圾残渣的含水量控制在60％～70％，发酵菌种组合物的添加量占厨余垃圾残渣重量的3％，发酵菌种组合物和酒的重量比为1:1，发酵菌种组合物由厌氧菌(包括甲烷菌和益生菌)、酵母菌和曲霉按照按活菌数比3:2:1组成；
步骤3、然后将搅拌均匀的厨余垃圾残渣转移至发酵桶内密封发酵，发酵温度控制在35℃，发酵时间控制在30天，得到发酵产物；
步骤4、然后将发酵产物采用蒸发器在75～85℃下进行蒸馏，在蒸馏过程中，收集75～80℃下蒸馏得到的液态产物，得到浓度不低于60％的酒精，占发酵产物的总重量的10％～15％，收集80～85℃下蒸馏得到的液态产物，得到浓度在30％～60％的酒精，占发酵产物的总重量的30～40％；
步骤5、然后将蒸馏后残留的发酵产物采用压滤机进行固液分离，分离得到回用发酵水和肥料，肥料占发酵产物的总重量的20％，剩下的发酵产物为回用发酵水。
案例2
一种厨余垃圾无害化处理工艺，包括以下步骤：
步骤1、先对收集的厨余垃圾进行分拣去杂，而后在脱水设备中进行分离，从而将油水除去，得到厨余垃圾残渣；
步骤2、然后向厨余垃圾残渣中依次添加发酵菌种组合物、浓度为30％的酒和水进行搅拌，使得厨余垃圾残渣的含水量控制在60％～70％，发酵菌种组合物的添加量占厨余垃圾残渣重量的6％，发酵菌种组合物和酒的重量比为2:1，发酵菌种组合物由厌氧菌(包括甲烷菌和益生菌)、酵母菌和曲霉按照按活菌数比2:2:1组成；
步骤3、然后将搅拌均匀的厨余垃圾残渣转移至发酵桶内密封发酵，发酵温度控制在30℃，发酵时间控制在20天，得到发酵产物；
步骤4、然后将发酵产物采用蒸发器在75～85℃下进行蒸馏，在蒸馏过程中，收集75～80℃下蒸馏得到的液态产物，得到浓度不低于60％的酒精，占发酵产物的总重量的10％～15％，收集80～85℃下蒸馏得到的液态产物，得到浓度在30％～60％的酒精，占发酵产物的总重量的30～40％；
步骤5、然后将蒸馏后残留的发酵产物采用压滤机进行固液分离，分离得到回用发酵水和肥料，肥料占发酵产物的总重量的20％，剩下的发酵产物为回用发酵水。
案例3
一种厨余垃圾无害化处理工艺，包括以下步骤：
步骤1、先对收集的厨余垃圾进行分拣去杂，而后在脱水设备中进行分离，从而将油水除去，得到厨余垃圾残渣；
步骤2、然后向厨余垃圾残渣中依次添加发酵菌种组合物、浓度为30％的酒和水进行搅拌，使得厨余垃圾残渣的含水量控制在60％～70％，发酵菌种组合物的添加量占厨余垃圾残渣重量的10％，发酵菌种组合物和酒的重量比为1:1，发酵菌种组合物由厌氧菌(包括甲烷菌和益生菌)、酵母菌和曲霉按照按活菌数比1:2:3组成；
步骤3、然后将搅拌均匀的厨余垃圾残渣转移至发酵桶内密封发酵，发酵温度控制在35℃，发酵时间控制在10天，得到发酵产物；
步骤4、然后将发酵产物采用蒸发器在75～85℃下进行蒸馏，在蒸馏过程中，收集75～80℃下蒸馏得到的液态产物，得到浓度不低于60％的酒精，占发酵产物的总重量的10％～15％，收集80～85℃下蒸馏得到的液态产物，得到浓度在30％～60％的酒精，占发酵产物的总重量的30～40％；
步骤5、然后将蒸馏后残留的发酵产物采用压滤机进行固液分离，分离得到回用发酵水和肥料，肥料占发酵产物的总重量的20％，剩下的发酵产物为回用发酵水。
本发明一种厨余垃圾无害化处理工艺，具有以下有益效果：
1、整个处理工艺对环境无害无污染，尤其是发酵过程中无臭味产生，实现了对厨余垃圾的无二次污染回收利用；
2、整个处理工艺过程较为简单，无需复杂的设备及操作过程，工艺成本低，且操作的稳定性好；
3、发酵后得到的液态碳产物为酒精，占发酵产物的40％～55％，具有一定的工业价值，对残留的发酵产物进行固液分离，分离得到回用发酵水和肥料，回用发酵水可替代发酵过程中添加的酒，用于下次发酵，消除氨氮，去除臭味，肥料占发酵产物的20％左右，可做有机肥，因此，整个处理工艺中的产物均可得到再利用，从而实现厨余垃圾的资源最大利用，具有较高的经济效益和生态效益。
上述案例并非限定本发明的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。
Claims (5)
1.一种厨余垃圾无害化处理工艺，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1、先对收集的厨余垃圾进行去杂、去水和去油处理，得到厨余垃圾残渣；
步骤2、然后向厨余垃圾残渣中依次添加发酵菌种组合物、酒和水进行搅拌，使得厨余垃圾残渣的含水量控制在60％～70％，所述发酵菌种组合物的添加量占所述厨余垃圾残渣重量的2％～10％，所述发酵菌种组合物和酒的重量比为1:1～2:1；
步骤3、然后将搅拌均匀的厨余垃圾残渣转移至发酵桶内密封发酵，发酵温度控制在30～35℃，发酵时间控制在10～30天，得到发酵产物；
步骤4、然后将发酵产物在75～85℃下进行蒸馏，收集蒸馏得到的液态产物酒精；
步骤5、然后将蒸馏后残留的发酵产物进行固液分离，分离得到回用发酵水和肥料；
步骤2中，所述发酵菌种组合物由厌氧菌、酵母菌和曲霉按照按活菌数比3:2:1～1:2:3组成。
2.根据权利要求1所述的一种厨余垃圾无害化处理工艺，其特征在于：步骤1中，所述去水和去油处理是将厨余垃圾在脱水设备中进行分离，从而将油水除去。
3.根据权利要求1所述的一种厨余垃圾无害化处理工艺，其特征在于：步骤2中，所述厌氧菌包括甲烷菌和益生菌。
4.根据权利要求1所述的一种厨余垃圾无害化处理工艺，其特征在于：步骤4中，在所述蒸馏过程中，收集75～80℃下蒸馏得到的液态产物，得到浓度不低于60％的酒精，收集80～85℃下蒸馏得到的液态产物，得到浓度在30％～60％的酒精。
5.根据权利要求1所述的一种厨余垃圾无害化处理工艺，其特征在于：步骤5中，所述固液分离是采用压滤法进行的。
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