CN115301672A - 一种厨余垃圾综合处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种厨余垃圾综合处理方法。该方法的步骤包括：1)垃圾分拣；2)破碎脱水；3)微波破壁；4)二级脱水；5)水分调节；6)好氧发酵；7)压榨液厌氧发酵；8)AO污水处理。引入微波破壁技术对厨余垃圾进行破壁，然后再进行二级压榨，提高脱水率；以压榨液厌氧发酵产生的沼气作为固体渣水分去除的热源，烘干多余水分，节省固体废物处理成本；将压榨液厌氧反应产生的沼渣和污水处理系统产生的剩余污泥与厨余垃圾脱水后的固体渣一起协同处理，固体废物处置彻底；以压榨液作为沼液处理的碳源，节省污水处理成本。本发明处理厨余垃圾工艺设计合理，固体处理系统和液体处理系统资源能协同配置，无需外加辅料，运行成本低。

Description

一种厨余垃圾综合处理方法
技术领域
本发明涉及厨余垃圾无害化技术领域，尤其涉及一种厨余垃圾综合处理方法。
背景技术
厨余垃圾指家庭日常生活中丢弃的果蔬及食物下脚料、剩菜剩饭、瓜果皮等易腐有机垃圾。中国的厨余垃圾含有大量的果蔬、淀粉类有机质。厨余垃圾处理的目的一是稳定化，通过处理使厨余垃圾中的有机质得到降解，达到稳定，避免造成环境的二次污染；二是无害化，通过消毒杀灭寄生虫卵和病原微生物，防止病菌通过厨余垃圾扩散；三是减量化，通过减少厨余垃圾的体积，降低其最终处置费用。国内外厨余垃处理处置途径主要有厌氧消化工艺、好氧堆肥工艺和饲料化处理工艺。
厌氧消化是无氧环境下有机质的自然降解过程。在此过程中微生物分解有机物，最后产生甲烷和二氧化碳，产生的沼气可以作为资源进行回收利用，但是厌氧发酵后的沼液由于碳氮比失衡，要进一步净化处理需要额外添加碳源；沼渣通常采用好氧堆肥的方式进行处理，在堆肥过程中还需要添加秸秆木屑等作为调理剂。
好氧堆肥是现阶段处理厨余垃圾采用比较多的处理工艺，但现有技术往往只注重固体渣的处理，轻视压榨液的处理。厨余垃圾含水率在78％-90％，进行压榨脱水后，有将50％-70％转化为压榨液，压榨液处理也是厨余垃圾处理一大难题；厨余垃圾常规堆肥的工艺流程是：分拣、破碎、压榨脱水、好氧发酵。但是由于厨余垃圾中的水分主要以细胞水形式存在，经过一级机械脱水后，物料含水率还有75％-85％，要进行好氧发酵，就得消耗大量的能源烘干多余水分，将含水率调整至55％-60％。
中国专利CN110698234A公开了一种厨余垃圾的处理方法及其采用的好氧发酵设备，该设备采用分拣、破碎、压榨脱水、细胞破壁、二次脱水、好氧发酵的方式进行固体渣的处理；通过添加生物酶进行细胞破壁，二次脱水可以有效降低固体渣含水率，节省固体物料处理成本；压榨液先好氧发酵，然后按《有机液体肥料》标准进行营养配比，制作液体肥料，但是该方法并未对压榨液中固体物质去处作说明，且液体肥受制于产品品质，市场销路等的影响，产品去向也无法保证；
由于厨余垃圾中含有较多淀粉类物质，在进行压榨脱水时，大量淀粉类物质会转移到压榨液中，造成压榨液SS浓度偏高；厨余中的瓜果，蔬菜在进行压榨脱水时，大量的果胶类物质也会转移到压榨液中，这进一步增加了压榨液的SS含量，如直接进入常规的AO污水处理系统，过高的SS会导致系统崩溃。
厨余垃圾压榨液COD一般在20000mg/L左右，如直接进行AO生物降解，将压榨液COD降至500mg/L以下，则会产生大量的剩余污泥，如按沉淀池污泥含水率为99.2％进行计算，则10m3/d的压榨液处理系统产生的剩余污泥量(含水率99.2％)为16m3/d，湿污泥体积甚至超过进水体积，剩余污泥处理也是现阶段污水处理领域比较难解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种厨余垃圾综合处理方法。根据本发明的厨余垃圾综合处理方法，提供一种工艺流程合理，运行能耗低，无害化彻底的厨余垃圾综合处理方法，本发明采用的技术方案如下：
根据本发明的一个方面，提供了一种厨余垃圾综合处理方法，包括以下步骤：
(1)垃圾分拣：对厨余垃圾进行分拣，去除其中的金属和无机物杂质；
(2)破碎脱水：将步骤(1)分拣好的厨余垃圾进行破碎，将破碎后的物料进行挤压脱水，得到80％-85％一级脱水物料和一级压榨液，将一级压榨液收集；
(3)微波破壁：将一级脱水物料送至微波破壁机中进行微波破壁；
(4)二级脱水：将步骤(3)中微波破壁后的物料进行挤压脱水，得含水率为70％-78％二级脱水物料和二级压榨液；
(5)水分调节：将步骤(4)中的二级脱水物料放置在水分调节仓内，通过加热去除多余水分，将含水率调整至55％-60％；
(6)好氧发酵：将步骤(5)经调整后的物料送至好氧发酵仓，进行高温好氧发酵，发酵10-25d，得到有机营养土；
(7)压榨液厌氧发酵：收集步骤(2)产生的一级压榨液和步骤(4)产生的二级压榨液送至厌氧反应罐进行厌氧反应，反应后得到沼气、沼渣和沼液；沼气经净化后，作为步骤(5)加热的燃料，将沼渣与步骤(4)中的二级脱水物料进行混合再送入水分调节仓内；
(8)AO污水处理：向步骤(7)中产生的沼液加入碳源，将碳氮比调整至4-8，送入AO污水处理系统，将AO污水处理系统产生的剩余污泥和步骤(4)产生二级脱水物料混合再送入水分调节仓内。
优选的，所述步骤(2)和步骤(4)中采用螺旋挤压脱水机对物料进行挤压脱水。
优选的，所述步骤(3)中的微波破壁时间维持10min，经微波破壁后的物料送至储罐中静置2-6h。
优选的，步骤(8)中，碳源为所述一级压榨液或二级压榨液。
优选的，步骤(7)中的沼渣和步骤(6)中的剩余污泥，均经过机械脱水后含水率为70％-80％，再与步骤(4)中的二级脱水物料混合。
本发明采用的上述技术方案，具有如下显著效果：
(1)本发明将微波破壁技术引入厨余垃圾处理中，可以大幅度提高脱水率，减少水分调节能耗，节省运营成本；
(2)本发明利用压榨液厌氧发酵产生的沼气作为水分调节工序的热源，节约垃圾处理成本；
(3)本发明对厨余垃圾进行一次破碎压榨脱水、微波破壁、二次压榨，即降低了固体物料的含水率，又增加了压榨液数量，增加压榨液厌氧发酵产生的沼气量，降低固体渣水分调节能耗，资源配置合理，运行成本低；
(4)本发明中的压榨液首先进行厌氧发酵，可以充分利用压榨液中的果胶、淀粉类有机物质产甲烷，同时也破坏了压榨液中的胶体结构，方便后续固液分离；
(5)本发明中压榨液处理过程中产生的沼渣和剩余污泥均可和厨余压榨后的固体物料进行协同处置，进行资源化利用；
(6)本发明中沼液处理时所需的碳源为系统中产生的压榨液，无需外加碳源，通过合理配置，可以减少污水处理运行费用；
(7)本发明是通过对厨余垃圾进行压榨脱水，将厨余垃圾分为物体渣和液体分别进行处理，同时利用固体处置和液体处置各自的优势，进行协同处置，通过内部的资源配置，达到厨余垃圾的无害化处理目的。
附图说明
图1是本发明的工艺流程示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举出优选实施例，对本发明进一步详细说明。然而，需要说明的是，说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对本发明的一个或多个方面有一个透彻的理解，即便没有这些特定的细节也可以实现本发明的这些方面。
实施例1
如图1所示，根据本发明的一种厨余垃圾综合处理方法，包括如下步骤：
(1)人工分拣：对厨余垃圾进行人工分拣，去除其中的金属/无机物等杂质，厨余垃圾进入下一步工序；
(2)破碎脱水：将厨余垃圾破碎至2cm左右，然后进入螺旋挤压脱水机，挤压脱水后，得一级压榨液和一级脱水物料，一级压榨液进行收集处理，其重量为原生垃圾50％，一级脱水物料含水率为83％；
(3)微波破壁：破碎脱水后的一级脱水物料送至微波破壁装置中进行微波破壁，微波破壁时间维持10min，微波破壁后物料送至储罐中静置4h；
(4)二级脱水：将步骤(3)微波破壁后物料进行挤压脱水，得含水率为75％二级脱水物料和二级压榨液，二级压榨液重量占酸化物料重量49％；
(5)水分调节：将步骤(4)中得到的含水率为75％二级脱水物料放置在水分调节仓内，通过加热去除多余水分，将含水调整至60％；
(6)好氧发酵：将含水率为60％的物料送至好氧发酵仓，进行高温好氧发酵，发酵20天后得到有机营养土；
(7)压榨液厌氧发酵：收集步骤(2)和步骤(3)中产生的压榨液，送至厌氧反应罐进行厌氧反应，压榨液总重量占原生垃圾重量72％，(COD：21000mg/L，TN:1010mg/L)反应后得到沼气、沼渣和沼液(沼液COD：7605mg/L，TN:996mg/L)；沼气经净化后，作为步骤(5)加热的燃料；沼渣和步骤(4)产生二级脱水物料混合，然后进入下一步工序；
(8)AO污水处理：向步骤(7)中产生的沼液加步骤(2)产生的一级压榨液，将碳氮比调整至8，然后送入AO污水处理系统，AO污水处理系统产生的剩余污泥和步骤(4)产生二级脱水物料混合，然后进入一下步工序；经AO污水处理系统处理后，压榨液指标达《污水排入城镇下水道水质标准》(GBT31962-2015)B级标准。
本实施例1污水排放的指标如下表1所示：
表1
Figure BDA0003722071940000051
本实施例1的有机营养指标如下表2所示：
表2
Figure BDA0003722071940000052
实施例2
本发明提供一种厨余垃圾综合处理方法，包括如下步骤：
(1)人工分拣：对厨余垃圾进行人工分拣，去除其中的金属/无机物等杂质，厨余垃圾进入下一步工序；
(2)破碎脱水：将厨余垃圾破碎至2cm左右，然后进入螺旋挤压脱水机，挤压脱水后，压榨液重量为原生垃圾52％，一级脱水物料含水率为82％；
(3)微波破壁：破碎脱水后物料送至微波破壁装置中进行微波破壁，微波破壁时间维持15min，微波破壁后物料送至储罐中静置5h；
(4)二级脱水：将步骤(3)微波破壁后物料进行挤压脱水，得含水率为74％二级脱水物料和二级压榨液，二级压榨液重量占酸化物料重量45％；
(5)水分调节：将步骤(4)中得到的含水率为74％二级脱水物料放置在水分调节仓内，通过加热去除多余水分，将含水调整至58％；
(6)好氧发酵：将含水率为58％物料送至好氧发酵仓，进行高温好氧发酵，发酵18天后得到有机营养土；
(7)压榨液厌氧发酵：收集步骤(2)和步骤(3)中产生的压榨液，送至厌氧反应罐进行厌氧反应，压榨液总重量占原生垃圾重量73％，(COD：20000mg/L，TN:998mg/L)反应后得到沼气、沼渣和沼液(沼液COD：7400mg/L，TN:990mg/L)；沼气经净化后，作为步骤(5)加热的燃料；沼渣和步骤(4)产生二级脱水物料混合，然后进入下一步工序；
(8)AO污水处理：向步骤(7)中产生的沼液加步骤(2)产生的压榨液，将碳氮比调整至7.5，然后送入AO污水处理系统，AO污水处理系统产生的剩余污泥和步骤(4)产生二级脱水物料混合，然后进入一下步工序；经AO污水处理系统处理后，压榨液指标达《污水排入城镇下水道水质标准》(GBT31962-2015)B级标准。
本实施例1污水排放的指标如下表1所示：
表1
Figure BDA0003722071940000061
本实施例1的有机营养指标如下表2所示：
表2
Figure BDA0003722071940000062
Figure BDA0003722071940000071
以上所述仅是本发明的优选实施方式，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，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种厨余垃圾综合处理方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)垃圾分拣：对厨余垃圾进行分拣，去除其中的金属和无机物杂质；
(2)破碎脱水：将步骤(1)分拣好的厨余垃圾进行破碎，将破碎后的物料进行挤压脱水，得到80％-85％一级脱水物料和一级压榨液，将一级压榨液收集；
(3)微波破壁：将一级脱水物料送至微波破壁机中进行微波破壁；
(4)二级脱水：将步骤(3)中微波破壁后的物料进行挤压脱水，得含水率为70％-78％二级脱水物料和二级压榨液；
(5)水分调节：将步骤(4)中的二级脱水物料放置在水分调节仓内，通过加热去除多余水分，将含水率调整至55％-60％；
(6)好氧发酵：将步骤(5)经调整后的物料送至好氧发酵仓，进行高温好氧发酵，发酵10-25d，得到有机营养土；
(7)压榨液厌氧发酵：收集步骤(2)产生的一级压榨液和步骤(4)产生的二级压榨液送至厌氧反应罐进行厌氧反应，反应后得到沼气、沼渣和沼液；沼气经净化后，作为步骤(5)加热的燃料，将沼渣与步骤(4)中的二级脱水物料进行混合再送入水分调节仓内；
(8)AO污水处理：向步骤(7)中产生的沼液加入碳源，将碳氮比调整至4-8，送入AO污水处理系统，将AO污水处理系统产生的剩余污泥和步骤(4)产生二级脱水物料混合再送入水分调节仓内。
2.根据权利要求1所述的一种厨余垃圾综合处理方法，其特征在于：所述步骤(2)和步骤(4)中采用螺旋挤压脱水机对物料进行挤压脱水。
3.根据权利要求1所述的一种厨余垃圾综合处理方法，其特征在于：所述步骤(3)中的微波破壁时间维持10min，经微波破壁后的物料送至储罐中静置2-6h。
4.根据权利要求1所述的一种厨余垃圾综合处理方法，其特征在于：步骤(8)中，碳源为所述一级压榨液或二级压榨液。
5.根据权利要求1所述的一种厨余垃圾综合处理方法，其特征在于：步骤(7)中的沼渣和步骤(6)中的剩余污泥，均经过机械脱水后含水率为70％-80％，再与步骤(4)中的二级脱水物料混合。
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