CN115430686A - 一种有机废弃物协同资源化处理方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种有机废弃物协同资源化处理方法及系统，涉及固体废弃物处理技术领域，包括以下步骤：接收有机废弃物，有机废弃物至少包括厨余垃圾和粪渣和/或粪污；预处理；自厨余垃圾中分离得到厨余污水和厨余固渣，自粪渣和/或粪污中分离得到粪体固渣和粪体污水；厨余污水和粪体污水进行厌氧产沼，得到沼气和沼渣；厨余固渣、粪体固渣和沼渣进行混合调理，得到标准有机固废；将标准有机固废进行高温好氧降解。本发明结合湿式厌氧工序和高温好氧降解工序，利用湿式厌氧工序工艺集中处理污水，产生可利用的沼气和沼液；有机废弃物的固渣和沼渣通过不同比例混合调理配制成标准的有机固废物，投入含有相应高温好氧降解菌种的标准设备，能高效快速完成降解。
Description
技术领域
本发明涉及固体废弃物处理技术领域，尤其涉及一种有机废弃物协同资源化处理方法及系统。
背景技术
城市有机废弃物主要是指城市居民日常生活中或为日常生活提供服务的活动中产生的含有有机成分的固体废弃物，主要包括餐厨垃圾、园林绿化垃圾、市政粪污、厨余果蔬垃圾等，其中餐厨垃圾是餐饮垃圾和厨余垃圾的总称，主要来源于食品加工、餐饮服务和居民生活等产生的食物残渣、食品加工废料和废弃食用油脂；粪污主要来自城市公厕、居民区化粪池等；厨余果蔬垃圾主要来自农贸市场、农产品中转站等场所产生的菜叶、瓜果等垃圾。
目前，有机废弃物处理方法包括焚烧法、填埋法、生物发酵(包括好氧发酵、厌氧消化)等。未经分选的有机废弃物由于含有大量餐厨、果蔬等湿垃圾，含水率高，热值低，使用焚烧法处理时，面临运营成本高等问题，因此焚烧法存在一定的局限性。填埋法由于占地面积大、选址困难、资源回收率低及渗滤液污染等问题，无论在欧美、日本等发达国家，还是中国，有机废弃物的填埋率都呈现出了下降趋势。而且，由于有机废弃物中存在塑料、纸张、竹木等干垃圾，不适合好氧发酵与厌氧消化等生物法处理。因此，亟需高效低成本实现能耗低，效率高，排放小，处理彻底，充分资源化的有机废弃物处理方法。
申请号为CN201810225643.4的中国专利公开了一种有机废弃物协同资源化处理方法和系统，包括：从有机废弃物中分离出湿垃圾和干垃圾；在微生物的存在下，将湿垃圾进行好氧发酵处理，并对好氧发酵处理后得到的产物进行筛分，得到有机肥和筛上物；在无氧或缺氧条件下，将所述筛上物和干垃圾进行干化热解，得到生物炭和热解气；将至少部分热解气返回燃烧为干化热解过程供应热量，干化热解产生的余热为好氧发酵处理过程供应热量。所述系统包括垃圾分离装置、好氧发酵装置、筛分装置、干化热解装置和取热装置。但是该方法中没有集合厌氧消化产沼技术，没有发挥与餐厨垃圾协同处理的优势解决能耗问题，降低处理成本。
申请号为CN202022448103.8的中国专利公开了一种城市有机废弃物协同资源化处理系统，包括分类收集装置、预处理装置、联合厌氧发酵装置、沼气净化与提纯装置和沼渣及沼液资源化装置，分类收集装置连通至预处理装置，预处理装置连通至联合厌氧发酵装置，联合厌氧发酵装置分别连通至沼气净化与提纯装置和沼渣及沼液资源化装置。经各种预处理工艺来提高物料中有机物的含量，经破碎制浆、湿热水解，将非溶解态有机物逐步转变为溶解态有机物，提高了厌氧发酵产气率和污泥负荷率，降低了沼渣产生量；厌氧罐采用外循环方式进行水力搅拌，使物料在厌氧罐内部充分混合反应，厌氧罐无需搅拌装置，动力消耗低，提高了厌氧罐使用寿命及厌氧系统的稳定性。但是其中各种预处理工艺需要采取较多防护手段，导致资源化利用的效益差，提高运行成本，并没有实现难降解有机质的彻底分解转化。
传统厌氧联合处理工艺中，大多数是专用工艺，投资巨大，无法有效的协同共治；而且沼气富余量大，除了一部分自给自足(以发电和沼气锅炉为主)使用以外，剩余部分大多数通过应急火炬直接燃烧后高空排放；沼渣含水率高达80％，燃烧耗能较大，热值较低，造成焚烧的资源浪费巨大。因此针对上述问题，有必要提供一种有机废弃物协同资源化处理方法及系统。
发明内容
为了提高能源利用率，本发明针对目前资源处理浪费的问题提供了一种有机废弃物协同资源化处理方法及系统。
本发明所采用的技术方案是：
一种有机废弃物协同资源化处理方法，包括以下步骤：
接收有机废弃物，所述有机废弃物至少包括厨余垃圾和粪渣和/或粪污；
针对所述有机废弃物进行预处理；自所述厨余垃圾中分离得到厨余污水和厨余固渣，自所述粪渣和/或粪污中分离得到粪体固渣和粪体污水；
所述厨余污水和所述粪体污水进行厌氧产沼，得到沼气和沼渣；
所述厨余固渣、粪体固渣和沼渣进行混合调理，得到标准有机固废；
将所述标准有机固废进行高温好氧降解。
优选地，所述厨余垃圾包括至少包括厨余果蔬垃圾和餐厨垃圾，所述厨余果蔬垃圾和餐厨垃圾经破碎、自动分拣和固液分离后产生无机杂质、所述厨余固渣和油水混合液；所述油水混合液进行油水分离，得到油脂和所述厨余污水。
优选地，粪污经过滤除杂和固液分离处理后，产生粪体杂质、所述粪体固渣和粪体污水。
优选地，厌氧产沼之后产生所述沼气和所述沼渣，其中所述沼气净化后存储至沼气储存柜中，所述沼渣经脱水之后得到脱水沼渣和沼液，所述脱水沼渣与所述厨余固渣、粪体固渣共同进行混合调理。
优选地，所述沼气储存柜中的沼气用于沼气发电和沼气锅炉供热；其中沼气发电，电用于厂区设备运行包括预处理，高温好氧降解，废气，厌氧，污水等单元；沼气锅炉产生的蒸汽用于固液分离，油水分离，厌氧，生活区供暖，沼气利用率高达90％以上。
优选地，所述高温好氧降解后产生的降解物至少用于制作有机肥、燃烧棒、土壤改良剂。
本发明还提供了一种有机废弃物协同处理系统，采用如上述所述的有机废弃物协同处理方法进行有机废弃物协同处理，具体包括：厨余垃圾预处理子系统、粪渣收集子系统、粪污预处理子系统、厌氧发酵及沼气净化子系统、有机固渣调理好氧降解子系统；
所述厨余垃圾预处理子系统用于针对厨余垃圾进行预处理，自所述厨余垃圾中分离得到厨余污水和厨余固渣；所述粪渣收集子系统和所述粪污预处理子系统用于自粪渣和粪污中分离得到粪体固渣和粪体污水；所述厌氧发酵及沼气净化子系统用于将所述厨余污水和所述粪体污水进行厌氧产沼，得到沼气和沼渣；所述有机固渣调理好氧降解子系统用于将所述厨余固渣、粪体固渣和沼渣进行混合调理，得到标准有机固废并将所述标准有机固废进行高温好氧降解。
优选地，所述厌氧发酵及沼气净化子系统包括厌氧发酵罐、沼气净化池和沼气储存柜，所述厌氧发酵罐的上部侧边连通有沼气管，所述沼气管通入所述沼气净化池中。
优选地，所述有机固渣调理好氧降解子系统包括混合装置和降解装置。
优选地，还包括燃烧室，所述燃烧室接收来自所述厨余垃圾预处理子系统、粪渣收集子系统和粪污预处理子系统中的杂质并进行焚烧。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提供了一种有机废弃物协同资源化处理方法及系统，利用湿式厌氧工序工艺集中处理这些污水，工艺设备设施结构简单；易于操作，产生的沼气用于发电及发热，沼液可作为优质有机液肥施用；各种有机废弃物的固渣和沼渣通过不同比例混合调理配制成标准的有机固废物，投入含有相应高温好氧降解菌种的标准设备，能高效快速完成降解，提高降解效率，节省能耗。
附图说明
图1是本发明提供的一种有机废弃物协同资源化处理方法的流程示意图；
图2是本发明提供的一种有机废弃物协同处理系统中厨余垃圾预处理子系统的示意图；
图3是本发明提供的一种有机废弃物协同处理系统中粪渣收集子系统和所述粪污预处理子系统的示意图；
图4是本发明提供的一种有机废弃物协同处理系统中厌氧发酵及沼气净化子系统的示意图；
图5是本发明提供的一种有机废弃物协同处理系统中有机固渣调理好氧降解子系统的示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“上”、“下”、“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申请和简化描述，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申请的限制。
如图1至图5所示，本发明提供了一种有机废弃物协同资源化处理方法，包括以下步骤：
接收有机废弃物，所述有机废弃物至少包括厨余垃圾、粪渣和粪污；
针对所述有机废弃物进行预处理；所述厨余垃圾包括至少包括厨余果蔬垃圾和餐厨垃圾，所述厨余果蔬垃圾和餐厨垃圾经破碎、自动分拣和固液分离后产生无机杂质、所述厨余固渣和油水混合液；所述油水混合液统一进入油水分离系统中进行油水分离，得到油脂和厨余污水，分离出的油脂可以作为生物柴油或者化工产品的原料进行二次回收加工，脱油后的厨余污水进入湿式厌氧工序生产沼气；粪污经过滤除杂和固液分离处理后，产生粪体杂质、所述粪体固渣和粪体污水，粪体杂质进行焚烧处理，粪体污水进入湿式厌氧工序生产沼气；粪体固渣进入混合调理配制工序。
有机废弃物分离出来的厨余污水和所述粪体污水经过湿式厌氧工序生产得到沼气和沼渣：将分离出来的厨余污水和所述粪体污水通入发酵池中，设置35℃发酵温度，原料停留时间至少为36天，一般原料发酵容积产气率在1.90m3/(m3·d)；沼气经过净化处理后，存储至沼气储存柜中，后续作为发电、供热燃料等清洁能源使用，沼气发电供生产车间设备使用沼气锅炉产生蒸汽给生产车间需加热部位(如压榨脱水系统和油水分离系统)以及园区生活供热；沼渣经脱水之后得到脱水沼渣和沼液，所述脱水沼渣与所述厨余固渣、粪体固渣共同进行混合调理，沼液可作为优质有机液肥使用。
有机废弃物分离出来的厨余固渣、粪体固渣和湿式厌氧工序产生的沼渣进行混合调理，混合配制，将所述厨余固渣、粪体固渣和沼渣按照6:1:1的比例进行混合搅拌，初始混合后控制综合含水率范围为60-65％，进行初步降解，初步降解的降解温度范围为55-65度，降解时间为至少24小时，直到形成标准有机固废，达到快速高效降解的标准，再把这些符合标准的有机混合固废物投入标准降解设备，与降解菌种充分混合，进行高温好氧发酵降解，高温好氧降解采用的菌种类型至少包括枯草芽孢杆菌、乳酸菌，混合菌种搭载在木糠载体上，降解温度在55-65℃，降解停留时间在24小时左右，在此温度下菌种可以在好氧条件中快速生长繁殖，对标准有机固废进行高效降解，产生的降解物用于制作有机肥、燃烧棒、土壤改良剂等用途。
本发明还提供一种有机废弃物协同处理系统，采用如上述所述的有机废弃物协同处理方法进行有机废弃物协同处理，具体包括：厨余垃圾预处理子系统、粪渣收集子系统、粪污预处理子系统、厌氧发酵及沼气净化子系统、有机固渣调理好氧降解子系统；
所述厨余垃圾预处理子系统用于针对厨余垃圾进行预处理，自所述厨余垃圾中分离得到厨余污水和厨余固渣；所述粪渣收集子系统和所述粪污预处理子系统用于自粪渣和粪污中分离得到粪体固渣和粪体污水；所述厌氧发酵及沼气净化子系统用于将所述厨余污水和所述粪体污水进行厌氧产沼，得到沼气和沼渣；包括厌氧发酵罐、脱硫系统和沼气储存柜，所述厌氧发酵罐的上部侧边连通有沼气管，所述沼气管通入所述脱硫系统中；该脱硫系统采用生物脱硫或者干法脱硫的方式对沼气进行脱硫净化。所述有机固渣调理好氧降解子系统有机固渣调理好氧降解子系统包括混合装置和降解装置，用于将所述厨余固渣、粪体固渣和沼渣进行混合调理，得到标准有机固废并将所述标准有机固废进行高温好氧降解。
该有机废弃物协同处理系统还包括燃烧室，所述燃烧室接收来自所述厨余垃圾预处理子系统、粪渣收集子系统和粪污预处理子系统中的杂质并进行焚烧。
以上仅为本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些均属于本发明的保护范围。
Claims (12)
1.一种有机废弃物协同资源化处理方法，其特征在于：
包括以下步骤：
接收有机废弃物，所述有机废弃物至少包括厨余垃圾、粪渣和/或粪污；
针对所述有机废弃物进行预处理，自所述厨余垃圾中分离得到厨余污水和厨余固渣，自所述粪渣和/或粪污中分离得到粪体固渣和粪体污水；
所述厨余污水和所述粪体污水进行厌氧产沼，得到沼气和沼渣；
所述厨余固渣、粪体固渣和沼渣进行混合调理，得到标准有机固废；
将所述标准有机固废进行高温好氧降解。
2.根据权利要求1所述的一种有机废弃物协同资源化处理方法，其特征在于：所述混合调理的方式为：将所述厨余固渣、粪体固渣和沼渣按照固定比例进行混合搅拌，初始混合后控制综合含水率范围为60-65％，进行初步降解。
3.根据权利要求2所述的一种有机废弃物协同资源化处理方法，其特征在于：所述厨余固渣、粪体固渣和沼渣的比例为6:1:1。
4.根据权利要求2所述的一种有机废弃物协同资源化处理方法，其特征在于：在混合调理中，初步降解的降解温度范围为55-65℃，降解时间为至少24小时。
5.根据权利要求1所述的一种有机废弃物协同资源化处理方法，其特征在于：所述厨余垃圾包括至少包括厨余果蔬垃圾和餐厨垃圾，所述厨余果蔬垃圾和餐厨垃圾经破碎、自动分拣和固液分离后产生无机杂质、所述厨余固渣和油水混合液；所述油水混合液进行油水分离，得到油脂和所述厨余污水。
6.根据权利要求1所述的一种有机废弃物协同资源化处理方法，其特征在于：粪污经过滤除杂和固液分离处理后，产生粪体杂质、所述粪体固渣和粪体污水。
7.根据权利要求1所述的一种有机废弃物协同资源化处理方法，其特征在于：厌氧产沼之后产生所述沼气和所述沼渣，其中所述沼气净化后存储至沼气储存柜中，所述沼渣经脱水之后得到脱水沼渣和沼液，所述脱水沼渣与所述厨余固渣、粪体固渣共同进行混合调理。
8.根据权利要求7所述的一种有机废弃物协同资源化处理方法，其特征在于：所述沼气储存柜中的沼气用于沼气发电和沼气锅炉供热。
9.根据权利要求1所述的一种有机废弃物协同资源化处理方法，其特征在于：所述高温好氧降解后产生的降解物至少用于制作有机肥、燃烧棒、土壤改良剂。
10.一种有机废弃物协同资源化处理系统，其特征在于：
采用如权利要求1-9中任意一项所述的有机废弃物协同资源化处理方法进行有机废弃物协同处理，具体包括：厨余垃圾预处理子系统、粪渣收集子系统、粪污预处理子系统、厌氧发酵及沼气净化子系统、有机固渣调理好氧降解子系统；
所述厨余垃圾预处理子系统用于针对厨余垃圾进行预处理，自所述厨余垃圾中分离得到厨余污水和厨余固渣；所述粪渣收集子系统和所述粪污预处理子系统用于自粪渣和粪污中分离得到粪体固渣和粪体污水；所述厌氧发酵及沼气净化子系统用于将所述厨余污水和所述粪体污水进行厌氧产沼，得到沼气和沼渣；所述有机固渣调理好氧降解子系统用于将所述厨余固渣、粪体固渣和沼渣进行混合调理，得到标准有机固废并将所述标准有机固废进行高温好氧降解。
11.根据权利要求10所述的一种有机废弃物协同资源化处理系统，其特征在于：所述厌氧发酵及沼气净化子系统包括厌氧发酵罐、脱硫系统和沼气储存柜，所述厌氧发酵罐的上部侧边连通有沼气管，所述沼气管通入所述脱硫系统中。
12.根据权利要求10所述的一种有机废弃物协同资源化处理系统，其特征在于：所述有机固渣调理好氧降解子系统包括混合装置和降解装置。
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