CN116251813B - 厨余垃圾综合处理系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提出一种厨余垃圾综合处理系统和方法，厨余垃圾综合处理系统中，混合均质子系统用于获取处理厨余垃圾时产生的油脂和污水，并将油脂和污水进行均匀混合和均质化，以得到油水混合物；超临界水气化子系统与混合均质子系统连接，用于对油水混合物进行气化，以得到气态化燃气；冷凝分离子系统与超临界水气化子系统连接，用于对气态化燃气进行冷凝和气液分离，以得到燃气和水；燃气收集子系统与冷凝分离子系统连接，用于收集燃气；水处理子系统与冷凝分离子系统连接，用于对水进行净化，以得到可利用水资源，由此，基于对厨余垃圾对应油水混合物进行气化得到的大量燃气，实现氢气的富集，提高厨余垃圾资源化利用效率。
Description
技术领域
本申请涉及厨余垃圾处理技术领域，具体涉及一种厨余垃圾综合处理系统和方法。
背景技术
随着城市化的加快和人民生活水平温度提高，餐厨垃圾排放量也日益增大，其中，多数厨余垃圾并未实现有效的回收和利用，造成了严重的资源浪费与环境安全隐患，同时也给厨余垃圾处理行业带来较大的压力和挑战，相关技术中，厌氧发酵是餐厨垃圾资源化处理的主流工艺，但厨余垃圾厌氧发酵资源化利用率仅20-30%左右，资源化利用率较低，故亟需一种更可靠的厨余垃圾综合处理系统。
发明内容
本申请提出一种厨余垃圾综合处理系统和方法。
本申请一方面实施例提出了一种厨余垃圾综合处理系统，所述厨余垃圾综合处理系统包括混合均质子系统、超临界水气化子系统、冷凝分离子系统、燃气收集子系统和水处理子系统，其中：所述混合均质子系统用于获取处理所述厨余垃圾时产生的油脂和污水，并将所述油脂和污水进行均匀混合和均质化，以得到油水混合物；所述超临界水气化子系统与所述混合均质子系统连接，用于对所述油水混合物进行气化，以得到气态化燃气；所述冷凝分离子系统与所述超临界水气化子系统连接，用于对所述气态化燃气进行冷凝和气液分离，以得到燃气和水；所述燃气收集子系统与所述冷凝分离子系统连接，用于收集所述燃气；所述水处理子系统与所述冷凝分离子系统连接，用于对所述水进行净化，以得到可利用水资源。
在本申请的一个实施例中，所述厨余垃圾综合处理系统还包括分拣子系统、第一过滤子系统、破碎子系统、第一预处理子系统、厌氧消化子系统、第二过滤子系统、油脂分离子系统，其中：所述分拣子系统用于对所述厨余垃圾按照预设的分拣规则进行分拣，以得到备用垃圾，其中，所述分拣规则是基于所述厨余垃圾的规格确定的；所述第一过滤子系统与所述分拣子系统，用于接收所述备用垃圾，并对所述备用垃圾进行固液分离，以得到所述备用垃圾对应的固态垃圾和液态垃圾；所述破碎子系统与所述第一过滤子系统连接，用于将所述固态垃圾进行破碎，以得到破碎后的残渣垃圾；所述第一预处理子系统与所述破碎子系统连接，用于调节所述残渣垃圾中可利用成分的分配，以得到调节后的第一可利用物质；所述厌氧消化子系统分别与所述第一预处理子系统和所述燃气收集子系统连接，用于对所述第一可利用物质进行厌氧消化，以得到氢气，并将所述氢气传输给所述燃气收集子系统；所述第二过滤子系统与所述厌氧消化子系统连接，用于对所述第一可利用物质进行厌氧消化后的物质进行过滤，以得到残余垃圾；所述油脂分离子系统分别与所述第一过滤子系统和所述混合均质子系统连接，用于对所述液态垃圾进行分离，以得到油脂和污水，并将所述油脂和污水传输给所述混合均质子系统。
在本申请的一个实施例中，所述厨余垃圾综合处理系统还包括分离净化子系统、氢气收集子系统、加氢处理子系统和油品收集子系统，其中：所述分离净化子系统与所述燃气收集子系统连接，用于对所述燃气进行分离净化，以得到氢气；所述氢气收集子系统与所述分离净化子系统连接，用于获取所述分离净化子系统输出的氢气；所述加氢处理子系统分别与所述油脂分离子系统和所述氢气收集子系统连接，用于获取所述油脂和所述氢气，并基于所述油脂和所述氢气生成油品；所述油品收集子系统与所述加氢处理子系统连接，用于收集所述油品。
在本申请的一个实施例中，所述厨余垃圾综合处理系统还包括好氧堆肥子系统，其中：所述好氧堆肥子系统与所述第二过滤子系统连接，用于对所述残余垃圾中的固态残余垃圾进行堆肥，以得到可利用的肥料。
本申请提出一种厨余垃圾综合处理系统，厨余垃圾综合处理系统中，混合均质子系统用于获取处理厨余垃圾时产生的油脂和污水，并将油脂和污水进行均匀混合和均质化，以得到油水混合物；超临界水气化子系统与混合均质子系统连接，用于对油水混合物进行气化，以得到气态化燃气；冷凝分离子系统与超临界水气化子系统连接，用于对气态化燃气进行冷凝和气液分离，以得到燃气和水；燃气收集子系统与冷凝分离子系统连接，用于收集燃气；水处理子系统与冷凝分离子系统连接，用于对水进行净化，以得到可利用水资源，由此，基于对厨余垃圾对应油水混合物进行气化得到的大量燃气，实现氢气的富集，提高厨余垃圾资源化利用效率。
本申请另一方面实施例提出了一种厨余垃圾综合处理方法，所述方法包括：获取处理所述厨余垃圾时产生的油脂和污水，并将所述油脂和污水进行均匀混合和均质化，以得到油水混合物；对所述油水混合物进行气化，以得到气态化燃气；对所述气态化燃气进行冷凝和气液分离，以得到燃气和水；收集所述燃气；对所述水进行净化，以得到可利用水资源。
在本申请的一个实施例中，所述方法还包括：所述方法还包括：基于所述厨余垃圾的规格，对所述厨余垃圾进行分拣，以得到备用垃圾；对所述备用垃圾进行固液分离，以得到所述备用垃圾对应的固态垃圾和液态垃圾；将所述固态垃圾进行破碎，以得到破碎后的残渣垃圾；对所述残渣垃圾中可利用成分的分配进行调节，以得到调节后的第一可利用物质；对所述第一可利用物质进行厌氧消化，以得到氢气；对所述第一可利用物质进行厌氧消化后的物质进行过滤，以得到残余垃圾；对所述液态垃圾进行分离，以得到油脂和污水。
在本申请的一个实施例中，所述方法还包括：对所述燃气进行分离净化，以得到氢气；获取所述油脂和所述氢气，并基于所述油脂和所述氢气生成油品；收集所述油品。
在本申请的一个实施例中，所述方法还包括：对所述残余垃圾中的固态残余垃圾进行堆肥，以得到可利用的肥料。
本申请提出一种厨余垃圾综合处理方法，获取处理厨余垃圾时产生的油脂和污水，并将油脂和污水进行均匀混合和均质化，以得到油水混合物；对油水混合物进行气化，以得到气态化燃气；对气态化燃气进行冷凝和气液分离，以得到燃气和水；收集燃气；对水进行净化，以得到可利用水资源，由此，基于对厨余垃圾对应油水混合物进行气化得到的大量燃气，实现氢气的富集，提高厨余垃圾资源化利用效率。
上述可选方式所具有的其他效果将在下文中结合具体实施例加以说明。
附图说明
图1是本申请一个实施例的厨余垃圾综合处理系统示意图；
图2是本申请一个实施例的厨余垃圾综合处理方法的流程示意图。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。
下面参考附图描述本申请实施例的厨余垃圾综合处理系统。
图1是本申请一个实施例的厨余垃圾综合处理系统示意图。
如图1所示，该厨余垃圾综合处理系统100包括混合均质子系统101、超临界水气化子系统102、冷凝分离子系统103、燃气收集子系统104和水处理子系统105。
可选地，混合均质子系统101用于获取处理厨余垃圾时产生的油脂和污水，并将油脂和污水进行均匀混合和均质化，以得到油水混合物。
在一些实施例中，在获取处理厨余垃圾时产生的油脂和污水之后，可以通过升温以提高油脂在水中的溶解性，进而将油脂和污水进行均匀混合和均质化，以得到油水混合物，但不仅限于此。
可选地，超临界水气化子系统102与混合均质子系统101连接，用于对油水混合物进行气化，以得到气态化燃气。
在一些实施例中，可以通过升高温度的方式对油水混合物进行气化，其中，油先气化而水后气化，进而可以得到含有水蒸气和燃气的气态化燃气。
可选地，冷凝分离子系统103与超临界水气化子系统102连接，用于对气态化燃气进行冷凝和气液分离，以得到燃气和水。
在一些实施例中，在气态化燃气包含水蒸气和燃气的情况下，先对气态化燃气进行冷凝，进而得到水，再进行气液分离以得到燃气。
可选地，燃气收集子系统104与冷凝分离子系统103连接，用于收集燃气。
在一些实施例中，可以将燃气保存在远离烟火的地方，以保障收集存储燃气的安全性。
可选地，水处理子系统105与冷凝分离子系统103连接，用于对水进行净化，以得到可利用水资源。
在一些实施例中，在得到冷凝分离子系统103输出的水后，可以对水进行消毒、去杂等净化操作，以得到可利用水资源，提高可利用水资源的可靠性。
其中，可利用水资源可直接回用或作为市政中水使用，该实施例对此不做具体限定。
如图1所示，该厨余垃圾综合处理系统100还包括分拣子系统106、第一过滤子系统107、破碎子系统108、第一预处理子系统109、厌氧消化子系统110、第二过滤子系统111、油脂分离子系统112。
可选地，分拣子系统106用于对厨余垃圾按照预设的分拣规则进行分拣，以得到备用垃圾，其中，分拣规则是基于厨余垃圾的规格确定的。
可以理解的是，厨余垃圾的规格可以是基于厨余垃圾的尺寸大小以及厨余垃圾的材质确定的，但不仅限于此。
在一些实施例中，若预设的分拣规则是由厨余垃圾的尺寸大小以及厨余垃圾的材质确定的情况下，对厨余垃圾按照预设的分拣规则进行分拣，以得到备用垃圾的一种实施方式可以为，将厨余垃圾中难以消化的塑料、难以破碎的大骨头和玻璃等物质分拣剔除，以得到备用垃圾。
其中，厨余垃圾可以为一种餐厨垃圾，具体地，餐厨垃圾可以包括但不限于餐馆、饭店、单位食堂、家庭日常生活等饮食剩余物以及食物下脚料、剩菜剩饭、肉食、油脂、蔬菜瓜果，该实施例对此不做具体限定。
可选地，如图1所示，第一过滤子系统107与分拣子系统106连接，用于接收备用垃圾，并对备用垃圾进行固液分离，以得到备用垃圾对应的固态垃圾和液态垃圾。
在一些实施例中，固态垃圾可以是一些食品残渣，液态垃圾可以是油脂、污水，但不仅限于此，该实施例对此不做具体限定。
可选地，如图1所示，破碎子系统108与第一过滤子系统107连接，用于将固态垃圾进行破碎，以得到破碎后的残渣垃圾。
在一些实施例中，为提高残渣垃圾的可利用效率，可以将固态垃圾进行小规格破碎，例如，可以将固态垃圾破碎到1-2cm以下，但不仅限于此，该实施例对此不做具体限定。
可选地，如图1所示，第一预处理子系统109与破碎子系统108连接，用于调节残渣垃圾中可利用成分的分配，以得到调节后的第一可利用物质。
在一些实施例中，残渣垃圾中可利用成分的分配为可以为对残渣垃圾中有机营养成分的分配。
其中，第一预处理子系统109调节残渣垃圾中可利用成分的分配，以得到调节后的第一可利用物质的一种实施方式可以为，在第一预处理子系统109内将残渣垃圾经80-200℃热处理30-120分钟，以调节有机营养成分的分配，实现厨余垃圾中可浮油、糖类等物质的转化，从而得到转化后的第一可利用物质，由此提高厨余垃圾的生物可利用性和厌氧消化效率。
其中，残渣垃圾经80-200℃热处理的介质可采用热烟气（热烟气可采用厨房的烟气尾气）或蒸汽，该实施例对此不做具体限定。
可选地，如图1所示，厌氧消化子系统110分别与第一预处理子系统109和燃气收集子系统104连接，用于对第一可利用物质进行厌氧消化，以得到氢气，并将氢气传输给燃气收集子系统104。
在一些实施例中，厌氧消化子系统110对第一可利用物质进行厌氧消化，以得到氢气的一种实施方式可以为，对第一预处理子系统109预处理后的第一可利用物质冷却至30-50℃后，第一可利用物质和厌氧消化菌剂一并进厌氧消化子系统110，控制厌氧消化参数实现产氢。
其中，为提高氢气的产量，可以对厌氧消化时间进行精确控制，具体地，可以将厌氧消化时间12-36小时，但不仅限于此。
可选地，如图1所示，第二过滤子系统111与厌氧消化子系统110连接，用于对第一可利用物质进行厌氧消化后的物质进行过滤，以得到残余垃圾。
在一些实施例中，可以对第一可利用物质进行厌氧消化后的物质进行粗分离（固液分离），以过滤出残余垃圾，其中，该残余垃圾包括固态残余垃圾和液态残余垃圾。
可选地，油脂分离子系统112分别与第一过滤子系统107和混合均质子系统101连接，用于对液态垃圾进行分离，以得到油脂和污水，并将油脂和污水传输给混合均质子系统101。
其中，油脂分离子系统112分离所得的油脂可直接外售。
如图1所示，该厨余垃圾综合处理系统100还包括分离净化子系统113、氢气收集子系统114、加氢处理子系统115和油品收集子系统116。
可选地，分离净化子系统113与燃气收集子系统104连接，用于对燃气进行分离净化，以得到氢气。
可选地，氢气收集子系统114与分离净化子系统113连接，用于获取分离净化子系统113输出的氢气。
在一些实施例中，对厨余垃圾处理时产生的氢气可以包括但不仅限于厌氧消化和气化产生的氢气，该实施例对此不做具体限定。
此外，在氢气收集子系统114收集到分离净化子系统113输出的氢气之后，可净化和加压后直接销售，或直接掺混进天然气管道满足自用需求。
可地，加氢处理子系统115分别与油脂分离子系统112和氢气收集子系统114连接，用于获取油脂和氢气，并基于油脂和氢气生成油品。
在一些实施例中，加氢处理子系统115内，对油脂分离子系统112产生的油脂经加氢后进行油品调制，以得到高附加值的油品。
其中，该油品可以为调和油，但不仅限于此。
可选地，油品收集子系统116与加氢处理子系统115连接，用于收集油品。
在一些实施例中，在收集到油品后，对油品进行低温存储，以保障油品的质量。
可选地，如图1所示，厨余垃圾综合处理系统100还包括好氧堆肥子系统117，其中，好氧堆肥子系统117与第二过滤子系统111连接，用于对残余垃圾中的固态残余垃圾进行堆肥，以得到可利用的肥料。
在一些实施例中，好氧堆肥子系统117对残余垃圾中的固态残余垃圾进行堆肥，以得到可利用的肥料的一种实施方式可以为，将固态残余垃圾和菌剂一并进好氧堆肥子系统117，并基于好氧堆肥子系统117控制工艺参数，实现对肥料的高效生产，以将肥料直接市场化销售。
其中，好氧堆肥子系统117控制工艺参数可以为低温期10-30℃，中温期20-50℃，高温期60-80℃，该实施例对此不做具体限定。
此外，可利用的肥料可以是一种有机肥，但不仅限于此。
综上，厨余垃圾综合处理系统100中，各个子系统之间可以通过管道进行连接，但不仅限于此，该实施例对此不做具体限定。
本申请提出一种厨余垃圾综合处理系统，厨余垃圾综合处理系统中，混合均质子系统用于获取处理厨余垃圾时产生的油脂和污水，并将油脂和污水进行均匀混合和均质化，以得到油水混合物；超临界水气化子系统与混合均质子系统连接，用于对油水混合物进行气化，以得到气态化燃气；冷凝分离子系统与超临界水气化子系统连接，用于对气态化燃气进行冷凝和气液分离，以得到燃气和水；燃气收集子系统与冷凝分离子系统连接，用于收集燃气；水处理子系统与冷凝分离子系统连接，用于对水进行净化，以得到可利用水资源，由此，基于对厨余垃圾对应油水混合物进行气化得到的大量燃气，实现氢气的富集，提高厨余垃圾资源化利用效率。
为更清楚的理解本申请，本申请还提出一种厨余垃圾综合处理方法的流程示意图，如图2所示。
如图2所示，该厨余垃圾综合处理方法包括:
步骤201，获取处理厨余垃圾时产生的油脂和污水，并将油脂和污水进行均匀混合和均质化，以得到油水混合物。
步骤202，对油水混合物进行气化，以得到气态化燃气。
步骤203，对气态化燃气进行冷凝和气液分离，以得到燃气和水。
步骤204，收集燃气。
步骤205，对水进行净化，以得到可利用水资源。
本申请提出一种厨余垃圾综合处理方法，获取处理厨余垃圾时产生的油脂和污水，并将油脂和污水进行均匀混合和均质化，以得到油水混合物；对油水混合物进行气化，以得到气态化燃气；对气态化燃气进行冷凝和气液分离，以得到燃气和水；收集燃气；对水进行净化，以得到可利用水资源，由此，基于对厨余垃圾对应油水混合物进行气化得到的大量燃气，实现氢气的富集，提高厨余垃圾资源化利用效率。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、 “示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (6)
1.一种厨余垃圾综合处理系统，其特征在于，所述厨余垃圾综合处理系统包括混合均质子系统、超临界水气化子系统、冷凝分离子系统、燃气收集子系统和水处理子系统，其中：
所述混合均质子系统用于获取处理所述厨余垃圾时产生的油脂和污水，并将所述油脂和污水进行均匀混合和均质化，以得到油水混合物；
所述超临界水气化子系统与所述混合均质子系统连接，用于对所述油水混合物进行气化，以得到气态化燃气；
所述冷凝分离子系统与所述超临界水气化子系统连接，用于对所述气态化燃气进行冷凝和气液分离，以得到燃气和水；
所述燃气收集子系统与所述冷凝分离子系统连接，用于收集所述燃气；
所述水处理子系统与所述冷凝分离子系统连接，用于对所述水进行净化，以得到可利用水资源；
所述厨余垃圾综合处理系统还包括分拣子系统、第一过滤子系统、破碎子系统、第一预处理子系统、厌氧消化子系统、第二过滤子系统、油脂分离子系统，其中：
所述分拣子系统用于对所述厨余垃圾按照预设的分拣规则进行分拣，以得到备用垃圾，其中，所述分拣规则是基于所述厨余垃圾的规格确定的；
所述第一过滤子系统与所述分拣子系统，用于接收所述备用垃圾，并对所述备用垃圾进行固液分离，以得到所述备用垃圾对应的固态垃圾和液态垃圾；
所述破碎子系统与所述第一过滤子系统连接，用于将所述固态垃圾进行破碎，以得到破碎后的残渣垃圾；
所述第一预处理子系统与所述破碎子系统连接，用于调节所述残渣垃圾中可利用成分的分配，以得到调节后的第一可利用物质，其中，所述第一预处理子系统采用热烟气或蒸汽将残渣垃圾经80-200℃热处理，以调节有机营养成分的分配，实现厨余垃圾中可浮油、糖类物质的转化；
所述厌氧消化子系统分别与所述第一预处理子系统和所述燃气收集子系统连接，用于对所述第一可利用物质进行厌氧消化，以得到氢气，并将所述氢气传输给所述燃气收集子系统；
所述第二过滤子系统与所述厌氧消化子系统连接，用于对所述第一可利用物质进行厌氧消化后的物质进行过滤，以得到残余垃圾；
所述油脂分离子系统分别与所述第一过滤子系统和所述混合均质子系统连接，用于对所述液态垃圾进行分离，以得到油脂和污水，并将所述油脂和污水传输给所述混合均质子系统。
2.如权利要求1所述的厨余垃圾综合处理系统，其特征在于，所述厨余垃圾综合处理系统还包括分离净化子系统、氢气收集子系统、加氢处理子系统和油品收集子系统，其中：
所述分离净化子系统与所述燃气收集子系统连接，用于对所述燃气进行分离净化，以得到氢气；
所述氢气收集子系统与所述分离净化子系统连接，用于获取所述分离净化子系统输出的氢气；
所述加氢处理子系统分别与所述油脂分离子系统和所述氢气收集子系统连接，用于获取所述油脂和所述氢气，并基于所述油脂和所述氢气生成油品；
所述油品收集子系统与所述加氢处理子系统连接，用于收集所述油品。
3.如权利要求1所述的厨余垃圾综合处理系统，其特征在于，所述厨余垃圾综合处理系统还包括好氧堆肥子系统，其中：
所述好氧堆肥子系统与所述第二过滤子系统连接，用于对所述残余垃圾中的固态残余垃圾进行堆肥，以得到可利用的肥料。
4.一种应用于如权利要求1-3任一所述的厨余垃圾综合处理系统的方法，其特征在于，所述方法包括：
获取处理所述厨余垃圾时产生的油脂和污水，并将所述油脂和污水进行均匀混合和均质化，以得到油水混合物；
对所述油水混合物进行气化，以得到气态化燃气；
对所述气态化燃气进行冷凝和气液分离，以得到燃气和水；
收集所述燃气；
对所述水进行净化，以得到可利用水资源；基于所述厨余垃圾的规格，对所述厨余垃圾进行分拣，以得到备用垃圾；
对所述备用垃圾进行固液分离，以得到所述备用垃圾对应的固态垃圾和液态垃圾；
将所述固态垃圾进行破碎，以得到破碎后的残渣垃圾；
对所述残渣垃圾中可利用成分的分配进行调节，以得到调节后的第一可利用物质；所述对所述残渣垃圾中可利用成分的分配进行调节，包括采用热烟气或蒸汽将残渣垃圾经80-200℃热处理，以调节有机营养成分的分配，实现厨余垃圾中可浮油、糖类物质的转化；
对所述第一可利用物质进行厌氧消化，以得到氢气；
对所述第一可利用物质进行厌氧消化后的物质进行过滤，以得到残余垃圾；
对所述液态垃圾进行分离，以得到油脂和污水。
5.如权利要求4所述的厨余垃圾综合处理方法，其特征在于，所述方法还包括：
对所述燃气进行分离净化，以得到氢气；
获取所述油脂和所述氢气，并基于所述油脂和所述氢气生成油品；
收集所述油品。
6.如权利要求4所述的厨余垃圾综合处理方法，其特征在于，所述方法还包括：
对所述残余垃圾中的固态残余垃圾进行堆肥，以得到可利用的肥料。
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