CN116786569A - 一种有机固废分相湿热水解处理系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及有机固废处理技术领域，公开了一种有机固废分相湿热水解处理系统及方法。关于系统，筛分制浆机用于有机物制浆；湿热水解釜接收由筛分制浆机制成的有机浆料，用于湿热改性反应；分离装置接收湿热水解釜中湿热改性后的物料，用于固液分离；其中，分离装置的至少一部分滤液作为分选杂质进行湿热改性的高温热液。关于方法，将有机物破碎成有机浆料；杂质在高温热液中发生湿热水解反应产生有机浆液；有机浆料、有机浆液和滤液继续发生二次湿热改性反应；湿热水解后的物料进行固液分离。本发明的技术方案，实现了有机固废减量化、无害化和资源化的目的。滤液回流并作为湿热改性的高温热液，实现城市有机固废处理低耗、高效、优质、循环利用。

Description

一种有机固废分相湿热水解处理系统及方法

技术领域

本发明涉及有机固废处理技术领域，具体涉及一种有机固废分相湿热水解处理系统及方法，特别适用于餐厨垃圾、厨余垃圾的分相湿热水解处理。

背景技术

城市有机固废指人类在城市日常生活和其他活动中产生的污染环境的固态、半固态有机废物，主要包括餐厨垃圾、厨余垃圾、园林垃圾等。城市有机固废对环境的污染途径主要表现在：侵占土地、污染水体、污染大气、污染土壤、影响人类健康、影响市容与环境卫生等，但其具有高有机质含量、高含水率、可生化性高等特性，可通过生物转化使其中有害污染物的毒性随之改变。因此，选择何种“以废制废”的技术路线实现城市有机固废的“减量化、稳定化、无害化和资源化”处理目标，是环保工作中研究的重点和难点。

在城市有机固废分类体系尚不完善的情况下，通过对有机固废处理的重难点进行分析，主要表现在：其一，成分复杂，动植物油和盐分含量高，粘度大，造成粗细垃圾分离困难；这一点在餐厨垃圾、厨余垃圾中尤为明显；相应的处理技术难点在于预处理，而预处理的难度主要在于有机固废的“粘”和“湿”；其二，厌氧消化过程中固体有机物的水解速率低，有机固废中有机物主要以固体形式存在，水解为控制步骤，造成生物降解困难。因此，可以从“以废制废”的技术路线出发，开发一种有机固废分相湿热水解处理技术，可高效实现有机固废无害化、减量化、资源化处理，特别适用于餐厨垃圾、厨余垃圾的处理。

发明内容

本申请提供一种有机固废分相湿热水解处理系统及方法，以解决现有技术对餐厨垃圾处理效果较差的上述技术问题。

根据本申请的一方面，一种实施例提供了一种有机固废分相湿热水解处理系统，包括：

筛分制浆机，用于通过破碎分选杂质和有机物，并将所述有机物制浆；

湿热水解釜，接收由所述筛分制浆机制成的有机浆料，用于所述有机浆料发生湿热改性反应；和

分离装置，接收所述湿热水解釜中湿热改性后的物料，用于液体-液体-固体和/或固体-液体的分离；

其中，所述分离装置的至少一部分滤液回流，并作为筛分制浆机分选的杂质进行湿热改性的高温热液。

一种实施例中，所述筛分制浆机包括：

筛分制浆外壳，设为筒状，且两端封闭；所述筛分制浆外壳固定布置；

筛网筒，穿设在所述筛分制浆外壳中并固定；

旋转轴，穿设在所述筛网筒中；和

破碎机构，固定在所述旋转轴上并沿旋转轴的长度方向和圆周方向设置有多件；所述破碎机构包括刀片，所述刀片的刃部与筛网筒的内壁之间具有间隙；

其中，所述筛分制浆外壳第一端的顶部开设有贯穿筛网筒的进料口，所述筛分制浆外壳第二端的底部开设有杂质出料口；所述筛分制浆外壳的底部设有浆料出口。

一种实施例中，所述有机固废分相湿热水解处理系统还包括：

破碎机，连接在所述筛分制浆机之前；所述破碎机用于预破碎有机固废并向筛分制浆机供应粗破碎物料。

一种实施例中，固液分离设备固液分离所述粗破碎物料，其中，沥出液送入所述湿热水解釜进行湿热改性反应。

一种实施例中，所述有机固废分相湿热水解处理系统还包括：

膜浓缩装置，用于膜浓缩所述分离装置产生的有机废水而获得浓缩液。

一种实施例中，所述膜浓缩装置包括：

进水口，用于接收所述有机废水；

清液口，连接碳源产品罐，用于接收所述浓缩液；和

浓液口，连接厌氧消化罐，用于向所述厌氧消化罐排出污水。

一种实施例中，所述有机固废分相湿热水解处理系统还包括：

沼气锅炉，用于接收、燃烧所述厌氧消化罐产生的沼气，并制得饱和蒸汽。

一种实施例中，所述有机固废分相湿热水解处理系统还包括：

污水处理设备，用于接收并处理所述厌氧消化罐产生的沼液。

一种实施例中，所述饱和蒸汽通入所述高温热液中提供热源；

和/或，

所述饱和蒸汽通入湿热水解釜加热所述有机浆料。

根据本申请的一方面，一种实施例提供了一种有机固废分相湿热水解处理系统，包括：

筛分制浆机，用于通过破碎分选杂质和有机物，并将所述有机物制浆；

湿热改性装置，接收所述筛分制浆机分选的杂质,用于所述杂质在高温热液中发生湿热水解反应；

高干度脱水机，用于接收经湿热水解的所述杂质并进行固液分离；

湿热水解釜，接收所述筛分制浆机的有机浆料、所述湿热改性装置的有机浆液、所述高干度脱水机的滤液中的一种或多种有机质，用于所述有机质发生二次湿热改性反应；和

离心机，接收所述湿热水解釜中湿热改性后的物料，用于液体-液体-固体和/或固体-液体的分离。

一种实施例中，所述湿热改性装置包括：

湿热改性外壳，设为筒状，且两端封闭；和

筛筒，转动穿设在所述湿热改性外壳中，所述筛筒的两端与湿热改性外壳的端部转动配合；

其中，所述湿热改性外壳倾斜布置并固定；所述湿热改性外壳的高端设有伸入筛筒的物料进口，低端设有出渣口；所述湿热改性外壳上开设有蒸汽进口、尾气口、高温热液进口和有机浆液出口，所述有机浆液出口设置在湿热改性外壳的底部。

根据本申请的一方面，一种实施例提供了一种有机固废分相湿热水解处理方法，包括以下步骤：

S1.分选出有机固废中的杂质和有机物，并将所述有机物破碎成有机浆料；

S2.所述杂质在高温热液中发生湿热水解反应产生有机浆液；

S3.固液分离湿热水解后的所述杂质；

S4.步骤S1的所述有机浆料、步骤S2的所述有机浆液和步骤S3的滤液中的一种或多种有机质继续发生二次湿热改性反应；

S5.对经步骤S4处理后的物料进行液体-液体和/或固体-液体分离。

一种实施例中，步骤S5中分离出的至少一部分滤液作为步骤S2中杂质发生湿热水解反应的高温热液。

本申请上述实施例的技术方案，采用破碎-筛分制浆工序将有机固废(以餐厨垃圾为例)中的无机杂质和有机物进行高效筛分、彻底分离，其中，获得的筛上物杂质和有机浆料经分相湿热改性反应处理；通过湿热改性装置再次将杂质中固态油脂或有机质浸出而分离，获得高纯度、高干度分选残渣和粒径均一、纯度高的有机浆液。使剩余杂质的脱水性能得到显著改善，实现餐厨垃圾高效除杂，减量化效果显著。然后，依次对有机浆料、有机浆液进行二次湿热强化水解、固液分离，实现了餐厨垃圾减量化、无害化和资源化的目的，具有良好的应用前景。

其中，所述分离装置的一部分滤液可回流，并作为筛分制浆机分选的杂质进行湿热改性的高温热液，实现餐厨垃圾处理低耗、高效、优质、循环利用。

本发明的技术方案还可增设膜浓缩、厌氧消化处理，以回收粗油脂、动物蛋白、有机碳源和沼气等高附加值资源化产品，实现资源化利用的同时亦降低后续污水处理费用。

附图说明

图1是一种实施例中有机固废分相湿热水解处理系统的流程示意图；

图2是一种实施例中筛分制浆机的结构示意图；

图3是一种实施例中破碎机构的结构示意图；

图4是一种实施例中有机固废分相湿热水解处理系统的流程图；

图5是一种实施例中湿热改性装置的结构示意图。

附图标记：

2-筛分制浆机；21-筛分制浆外壳；22-筛网筒；23-旋转轴；24-导杆；25-浆板状刀片；26-进料口；27-杂质出料口；28-浆料出口；

3-湿热改性装置；31-湿热改性外壳；32-筛筒；33-出渣口；34-蒸汽进口；35-有机浆液出口；36-物料进口；37-尾气口；38-高温热液进口。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

应该理解的是，当元件(诸如层、膜、区域、或衬底)描述为在另一元件“上”时，该元件可直接在该另一元件上，或者也可存在中间元件。而且，本申请中，当描述有元件“连接”至另一元件时，该元件可“直接连接”至该另一元件，或者通过第三元件“连接”至该另一元件。

实施例一

请参考图1-图3，一种实施例提供了一种有机固废分相湿热水解处理系统，以处理餐厨垃圾为例，该系统包括：筛分制浆机2、湿热水解釜和分离装置；所述筛分制浆机2用于通过破碎分选杂质和有机物，并将所述有机物制浆；所述湿热水解釜接收由所述筛分制浆机2制成的有机浆料，用于所述有机浆料发生湿热改性反应；所述分离装置接收所述湿热水解釜中湿热改性后的物料，用于液体-液体-固体和/或固体-液体的分离；其中，所述分离装置产生滤液，至少一部分滤液回流并作为筛分制浆机2分选的杂质进行湿热改性的高温热液。

一种实施例中，如图2，所述筛分制浆机2包括：筛分制浆外壳21、筛网筒22和破碎机构；所述筛分制浆外壳21，设为筒状，且两端封闭；所述筛分制浆外壳21固定布置；所述筛网筒22穿设在所述筛分制浆外壳21中并固定。所述旋转轴23穿设在所述筛网筒22中；所述破碎机构固定在所述旋转轴23上并沿旋转轴23的长度方向和圆周方向设置有多件。所述破碎机构包括刀片，所述刀片的刃部与筛网筒22的内壁之间具有间隙。其中，所述筛分制浆外壳21第一端的顶部开设有贯穿筛网筒22的进料口26，所述筛分制浆外壳21第二端的底部开设有杂质出料口27，所述筛分制浆外壳21的底部设有浆料出口28，所述浆料出口28在筛网筒22外侧，向筛分制浆外壳21的外部延伸。也即，所述杂质出料口27设置于筛网筒22的末端，用于向外排出筛上物。进一步的，所述杂质出料口27可以连接至湿热改性装置3，用于对筛分制浆机2分选的杂质进行湿热改性反应。

一种实施例中，关于筛分制浆机2，所述筛分制浆外壳21为水平布置。如图3，所述破碎机构还包括连接刀片的刀杆；优选的，刀片设为浆板状刀片25。进一步的，同一横截面的旋转轴23上均匀间隔设置有四根径向的导杆24，导杆24末端设有所述浆板状刀片25。优选的，沿着所述旋转轴23的长度方向，设置有多件导杆24。详言之，沿着所述旋转轴23的长度方向设置有多层导杆组件，而每一层导杆组件上沿旋转轴23的圆周方向均匀布置四根导杆24。

一种实施例中，关于浆板状刀片25，浆板状刀片25倾斜设置，即浆板状刀片25的板面倾斜于旋转轴23的纵向横截面，并形成为扇叶形式；所述浆板状刀片25用于产生风力，在分选杂质和有机物时进行风选，提高分选的效果。其中，浆板状刀片25的倾斜角度可设为为15-45°。进一步的，所述浆板状刀片25的厚度由前端往后端逐渐增大，呈刀刃状。可以理解的是，浆板状刀片25、导杆24可采取整体式或可拆式。优选的，所述浆板状刀片25外伸的最远端与筛网筒22之间的净距为15-50mm，便于物料在破碎机构的作用下，从第一端进料口26转移到第二端杂质出料口27时在破碎中分选出杂质，制得的有机浆料及时从浆料出口28排出。较佳的，所述筛网筒22的滤径为2-5mm，保证了有机浆料的均匀程度。

采用上述筛分制浆机2的技术方案，利用了餐厨各物料之间的抗剪性能、强度、重量等性质差异，通过合适的切割、撕扯、捶打，在冲击力、离心力、风力共同作用下，同步实现有机物制浆的同时将无机质高效、彻底的分离，获得粒径大于2mm的分选杂质(如塑料、筷子、纤维类杂质等)和高纯度、粒径细小的有机浆料，实现餐厨垃圾分选和制浆的目的。

一种实施例中，所述有机固废分相湿热水解处理系统还包括：破碎机；所述破碎机连接在所述筛分制浆机2之前；所述破碎机用于预破碎餐厨垃圾并向筛分制浆机2供应粗破碎物料。优选的，预破碎餐厨垃圾成粗破碎物料后，需要固液分离设备沥出部分自由水，固液分离所述粗破碎物料；其中，沥出液送入所述湿热水解釜进行湿热改性反应。优选的，固液分离设备设为提升机即可，一般，螺旋提升机、螺旋输送机较为常用。螺旋提升机/螺旋输送机将粗破碎物料输送、提升至筛分制浆机2的进料口26时，同时又能沥出部分自由水，沥出液可排出而实现固液分离。

一种实施例中，所述有机固废分相湿热水解处理系统还包括：膜浓缩装置；所述膜浓缩装置用于膜浓缩所述分离装置产生的有机废水而获得浓缩液。可实施的是，所述膜浓缩装置包括：进水口、清液口和浓液口。所述进水口用于接收所述有机废水；一般，所述进水口连接至分离装置的滤液缓冲池，分离装置可设为离心机，进一步设为三相离心机。所述清液口连接碳源产品罐，用于接收所述浓缩液，可获得有机碳源。所述浓液口连接厌氧消化罐，一般连接接至厌氧消化罐的进水管，用于向所述厌氧消化罐排出污水。其中，所述膜浓缩装置的膜元件选用耐高温、耐油管式物料膜。

一种实施例中，三相离心滤液无需冷却降温，可以直接送至膜浓缩装置进行有机碳源提取，获得高附加值碳源产品，具有产水水质稳定、膜维护成本低、运行可靠等优势。

一种实施例中，所述厌氧消化罐在厌氧消化反应中产生沼气，故，所述有机固废分相湿热水解处理系统还包括：沼气锅炉；所述沼气锅炉用于接收、燃烧所述厌氧消化罐产生的沼气，并制得饱和蒸汽。优选的，沼气在进入沼气锅炉中燃烧前，需要经过沼气净化装置净化处理；同时，净化的沼气可以存放在沼气贮存装置中。

一种实施例中，所述厌氧消化罐生成沼气后会产生沼液，沼液自然需要处理。故，所述有机固废分相湿热水解处理系统还包括：污水处理设备；所述污水处理设备用于接收并处理所述厌氧消化罐产生的沼液。

一种实施例中，将所述沼气锅炉产生的饱和蒸汽通入湿热水解釜加热物料(有机浆料)。所述湿热水解釜中湿热改性后的物料可由供料泵输送至分离装置，分离出的粗油脂可作为产品外售，获得的有机废水进行膜处理，产生的有机固渣饲养黑水虻或蛋白质加工。其中，分离装置得到的滤液回流，并作为筛分制浆机2分选的杂质进行湿热改性的高温热液。

一种实施例中，所述筛分制浆机2分选的杂质排入湿热改性装置3中，且湿热改性装置3通入来自分离装置回流的滤液。进一步的，还可以将所述沼气锅炉产生的饱和蒸汽通入滤液提供热源而产生高温热液，杂质中残留的有机物继续在高温热液中发生湿热改性反应。所述湿热改性装置3中湿热改性产生的残渣排出，由螺旋输送机送入高干度脱水机中进行脱水而固液分离。所述高干度脱水机分选的固体残渣作填埋处理，脱出的滤液排入料浆缓冲罐，从而进入湿热水解釜进行二次湿热改性反应。湿热改性装置3中产生的有机浆液同样经料浆缓冲罐排入湿热水解釜再次进行二次湿热改性反应。所述料浆缓冲罐还用于接收筛分制浆机2的有机浆料和螺旋提升机的沥出液。

由于采用上述滤液回流的技术方案，选择分离装置的滤液(分离装置设为三相离心机时，滤液为三相离心液)回流实现使分选杂质和蒸汽具备良好的传质、传热效果，将残留在杂质中的有机物从非溶解的固态转化为溶解态或半溶解态而转移到液相，使得剩余杂质的脱水性能得到显著改善，最终处置残渣基本上为无机质和具有较高韧性、不易水解的物质，分相湿热水解预处理后残渣量＜6％，有机物损失率小于5％，分选残渣含水率低至50％，减量化效果显著。

本发明的有机固废分相湿热水解处理系统具有以下有益效果：

(1)筛分制浆机2利用了餐厨垃圾中各物料之间的抗剪性能、强度、重量等性质差异，通过合适的切割、撕扯、捶打，在冲击力、离心力、风力共同作用下，同步实现有机物制浆的同时将无机质高效、彻底的分离。

(2)采用高温热液(三相离心液)作为湿热水解介质，将残留在杂质中的有机物从非溶解的固态转化为溶解态或半溶解态而转移到液相，使得剩余杂质的脱水性能得到显著改善，实现餐厨垃圾高效除杂，分选残渣量＜6％，有机物损失率小于5％，分选残渣含水率低至50％，减量化效果显著。

(3)前置的预破碎与筛分制浆两级破碎结合处理餐厨垃圾，再经分选制浆、二次湿热水解等处理后，餐厨浆料中大分子有机质水解成较小的分子，非水溶性物质变成水溶性物质或接近水溶性物质，有机质由固相大量转移至液相，再依次进行三相分离、膜分离，获取的有机碳源富含乙酸、丙酸等小分子有机物，且C/N高达50以上，为最易于利用的优质碳源，实现资源化利用的同时亦降低后续污水处理费用。

(4)该有机固废分相湿热水解处理系统与有机固废分相湿热水解处理方法配合使用，可协同处理餐厨垃圾、厨余垃圾、园林垃圾等各类有机固废，同时该系统技术先进可靠、运行稳定、资源化效益显著，具有良好的应用前景。

实施例二

请参考图2-图5，一种实施例提供了一种有机固废分相湿热水解处理系统，以处理餐厨垃圾为例，该系统包括：筛分制浆机2、湿热改性装置3、高干度脱水机、湿热水解釜和离心机。具体的，所述筛分制浆机2用于通过破碎分选杂质和有机物，并将所述有机物制浆；所述湿热改性装置3接收所述筛分制浆机2分选的杂质,用于所述杂质在高温热液中发生湿热水解反应；所述高干度脱水机用于接收经湿热水解的所述杂质并进行固液分离；所述湿热水解釜接收所述筛分制浆机2的有机浆料、所述湿热改性装置3的有机浆液、所述高干度脱水机的滤液中的一种或多种有机质，用于所述有机质发生二次湿热改性反应；所述离心机接收所述湿热水解釜中湿热改性后的物料，用于液体-液体-固体和/或固体-液体的分离。

一种实施例中，所述有机固废分相湿热水解处理系统还包括：用于预破碎餐厨垃圾的破碎机；破碎机产生的粗破碎物料进入筛分制浆机2，由筛分制浆机2继续二次破碎分选杂质和产生有机浆料。其中，破碎机为现有技术，可通过市售取得。

一种实施例中，如图5，所述湿热改性装置3包括：湿热改性外壳31和筛筒32。所述湿热改性外壳31设为筒状，且两端封闭；所述筛筒32转动穿设在所述湿热改性外壳31中，所述筛筒32的两端与湿热改性外壳31的端部转动配合。其中，所述湿热改性外壳31倾斜布置并固定；所述湿热改性外壳31的高端设有伸入筛筒32的物料进口36，所述物料进口36从湿热改性外壳31外贯穿筛筒32。所述湿热改性外壳31的低端设有出渣口33，所述出渣口33紧靠筛筒32出料端外侧，存有间隙，不影响筛筒32旋转运动，出渣口33向湿热改性外壳31的外部延伸。所述湿热改性外壳31上开设有蒸汽进口34、尾气口37、高温热液进口38和有机浆液出口35，所述有机浆液出口35设置在湿热改性外壳31的底部。优选的，所述有机浆液出口35作为液相出口，设置于湿热改性外壳31下侧。

通过湿热水解装置两端轴承承受的压力进行正转、反转切换，实现物料在装置内均匀摊铺，便于高温热液基本淹没分选杂质，再通过蒸汽加热，加热过程中筛筒32低速转动，对物料起到搅拌作用，加速脂类等有机质水解，分选后残渣有机质含量少，便于后续处置。

一种实施例中，所述湿热改性外壳31的倾斜角度为10-30°，所述筛筒32的滤径为1-5mm。当然的，所述筛筒32与湿热改性外壳31配合，也为倾斜布置。

一种实施例中，所述湿热改性装置3内部的筛筒32两端连接至所述轴承，在筛筒32传动连接电机后可实现同步转动。进一步的，根据时序要求所述筛筒32可正转或反转。优选的，控制所述筛筒32的转速为15-50r/min。

一种实施例中，所述离心机设为三相离心机。所述湿热改性装置3外壳内部的高温热液采用三相离心液，加热时填充率始终维持在40％-50％，排渣时填充率维持在5％左右，所述蒸汽进口34连接有蒸汽管，所述蒸汽管连接至沼气锅炉(实施例一有说明)。所述有机浆液出口35连接有浆液管，所述浆液管连接至料浆缓冲箱。其中，沼气锅炉中的沼气来自与本系统产生的污水经厌氧消化而获得。

一种实施例中，所述高干度脱水机为现有技术，通过市售获得。其中一种高干度脱水机的工作原理是，输送螺旋将进入料箱的物料推向压榨螺旋,通过压榨螺旋的螺距减小和轴径增大,并在筛壁和锥形体(轴径增大而产生)阻力的作用下,使物料所含的液体物(如果汁)被挤压出；挤出的液体从筛孔中流出,集中在接汁斗内；压榨后的固渣(如果渣),经筛筒末端与锥形体之间排出机外。锥形体后部装有弹簧,通过调节弹簧的预紧力和位置,可改变排放阻力和出渣口的大小,用来调节压榨固渣的干湿程度。此时，高干度脱水机即为螺压机。

一种实施例中，所述湿热水解釜为现有技术，通过市售获得。其中一种湿热水解釜的工作原理是采用高温高压条件使餐厨垃圾中的动植物细胞破壁，有机物迅速水解浸出，达到提高固液分离效果和改善生物降解性能的目的。

一种实施例中，所述三相离心机为现有技术，通过市售获得。其中一种三相离心机的工作原理是以固体密度不同，依靠离心力场完成沉降分层，越轻的液相越接近回转轴心线，越重的液相越接近转鼓内壁，较重的固相沉降在转鼓内壁上，轻重液相从规划的各自通道排出，固相被螺旋输料器排出。

一种实施例中，本有机固废分相湿热水解处理系统还包括与三相离心机依次连接的膜浓缩装置、厌氧消化罐/厌氧消化池、沼气锅炉。详细的技术方案参见实施例一。其中，本实施例中涉及的筛分制浆机2等未进行详细阐述技术方案的设备设施，详见实施例一，不再赘述。

本发明的有机固废分相湿热水解处理系统，经预破碎、精细筛分制浆、杂质分相湿热改性、压榨分选后获得高浓度有机浆液和高干度分选残渣，高浓度有机浆液和细有机浆料充分混合后送至湿热水解釜进行湿热改性反应，再直接进行三相分离；其中，粗油脂直接外售，有机固渣用于黑水虻养殖或蛋白质加工，除油后浆液送至膜浓缩装置，生产高浓度有机碳源，剩余浆液再次冷却后进行厌氧消化，回收生物质能，实现餐厨垃圾处理低耗、高效、优质、循环利用。

实施例三

一种实施例提供了一种有机固废分相湿热水解处理方法，本方法可以应用于上述实施例一和实施例二中的有机固废分相湿热水解处理系统。以下以处理餐厨垃圾为例进行说明。

(1)将称重后餐厨垃圾送至破碎机进行预破碎，餐厨垃圾采用螺旋提升机输送的同时进行固液分离，分别得到沥出液和固体垃圾。

(2)预破碎后固体垃圾由进料口26加入筛分制浆外壳21内部的筛网筒22中，启动电机驱动旋转轴23转动，旋转轴23转动过程中利用桨叶式刀片进一步对餐厨垃圾进行二次破碎、捶打和风选，筛上物杂质送至湿热改性装置3，筛下物送至浆料缓冲箱暂存。

总的来说，即为分选出有机固废中的杂质和有机物，并将所述有机物破碎成有机浆料。

(3)筛上物杂质经螺旋输送机送至湿热改性装置3进行分相湿热水解反应，从而使杂质中残留的有机细胞破裂，有机质从固态大量转移到液态，并实现初步水解，通过筛筒32沥出有机浆液，剩余无机杂质送至高干度脱水机进行固液分离，获得高干度分选残渣，填埋处置。

即，所述杂质在高温热液中发生湿热水解反应产生有机浆液，并固液分离湿热水解后的所述杂质。

(4)湿热改性装置3沥出的有机浆液、高干度脱水机的脱水滤液、螺旋提升机的沥出液和筛分制浆机2的筛下物(细有机浆料)在浆料缓冲箱充分混合后送至湿热水解釜；同时湿热水解釜中通入饱和蒸汽作为热源，混合的有机物在湿热水解釜中再次进行湿热改性反应。

一言以蔽之，使所述有机浆料、所述有机浆液和滤液中的一种或多种有机质继续发生二次湿热改性反应。

(5)湿热改性后的物料泵入三相离心机进行三相分离，回收的粗油脂作为化工原料或制生物柴油；有机脱水泥饼用于饲养黑水虻；有机废水送至膜浓缩装置，生产高浓度、高品质有机碳源。其中，三相离心液部分回流至湿热改性装置3作为高温热液，使筛分制浆机2分选的杂质中残留的有机质发生湿热水解反应。

也就是说，对湿热改性处理后的物料进行液体-液体-固体和/或固体-液体分离。

(6)膜浓缩装置的透过液进一步冷却至50-55℃，送至高温厌氧消化池/厌氧消化罐进行厌氧消化，回收生物质能(沼气)，实现资源化。沼气作为沼气锅炉燃料生产饱和蒸汽，饱和蒸汽作为湿热改性装置3和湿热水解釜的热源。

一种实施例中，步骤(3)中，湿热改性反应的温度为60-90℃，湿热反应时间为20-60min；

一种实施例中，步骤(4)中，湿热改性反应的温度为90-160℃，压力为0-0.7MPa，湿热反应时间为20-60min。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种有机固废分相湿热水解处理系统，其特征在于，包括：

筛分制浆机，用于通过破碎分选杂质和有机物，并将所述有机物制浆；

湿热水解釜，接收由所述筛分制浆机制成的有机浆料，用于所述有机浆料发生湿热改性反应；和

分离装置，接收所述湿热水解釜中湿热改性后的物料，用于液体-液体-固体和/或固体-液体的分离；

其中，所述分离装置的至少一部分滤液回流，并作为筛分制浆机分选的杂质进行湿热改性的高温热液。

2.根据权利要求1所述的一种有机固废分相湿热水解处理系统，其特征在于，所述筛分制浆机包括：

筛分制浆外壳，设为筒状，且两端封闭；所述筛分制浆外壳固定布置；

筛网筒，穿设在所述筛分制浆外壳中并固定；

旋转轴，穿设在所述筛网筒中；和

破碎机构，固定在所述旋转轴上并沿旋转轴的长度方向和圆周方向设置有多件；所述破碎机构包括刀片，所述刀片的刃部与筛网筒的内壁之间具有间隙；

其中，所述筛分制浆外壳第一端的顶部开设有贯穿筛网筒的进料口，所述筛分制浆外壳第二端的底部开设有杂质出料口；所述筛分制浆外壳的底部设有浆料出口。

3.根据权利要求1所述的一种有机固废分相湿热水解处理系统，其特征在于，所述有机固废分相湿热水解处理系统还包括：

破碎机，连接在所述筛分制浆机之前；所述破碎机用于预破碎有机固废并向筛分制浆机供应粗破碎物料。

4.根据权利要求3所述的一种有机固废分相湿热水解处理系统，其特征在于，固液分离设备固液分离所述粗破碎物料，其中，沥出液送入所述湿热水解釜进行湿热改性反应。

5.根据权利要求1所述的一种有机固废分相湿热水解处理系统，其特征在于，所述有机固废分相湿热水解处理系统还包括：

膜浓缩装置，用于膜浓缩所述分离装置产生的有机废水而获得浓缩液。

6.根据权利要求5所述的一种有机固废分相湿热水解处理系统，其特征在于，所述膜浓缩装置包括：

进水口，用于接收所述有机废水；

清液口，连接碳源产品罐，用于接收所述浓缩液；和

浓液口，连接厌氧消化罐，用于向所述厌氧消化罐排出污水。

7.根据权利要求6所述的一种有机固废分相湿热水解处理系统，其特征在于，所述有机固废分相湿热水解处理系统还包括：

沼气锅炉，用于接收、燃烧所述厌氧消化罐产生的沼气，并制得饱和蒸汽。

8.根据权利要求7所述的一种有机固废分相湿热水解处理系统，其特征在于，所述饱和蒸汽通入所述高温热液中提供热源；

和/或，

所述饱和蒸汽通入湿热水解釜加热所述有机浆料。

9.根据权利要求6或7所述的一种有机固废分相湿热水解处理系统，其特征在于，所述有机固废分相湿热水解处理系统还包括：

污水处理设备，用于接收并处理所述厌氧消化罐产生的沼液。

10.一种有机固废分相湿热水解处理系统，其特征在于，包括：

筛分制浆机，用于通过破碎分选杂质和有机物，并将所述有机物制浆；

湿热改性装置，接收所述筛分制浆机分选的杂质,用于所述杂质在高温热液中发生湿热水解反应；

高干度脱水机，用于接收经湿热水解的所述杂质并进行固液分离；

湿热水解釜，接收所述筛分制浆机的有机浆料、所述湿热改性装置的有机浆液、所述高干度脱水机的滤液中的一种或多种有机质，用于所述有机质发生二次湿热改性反应；和

离心机，接收所述湿热水解釜中湿热改性后的物料，用于液体-液体-固体和/或固体-液体的分离。

11.根据权利要求1所述的一种有机固废分相湿热水解处理系统，其特征在于，所述湿热改性装置包括：

湿热改性外壳，设为筒状，且两端封闭；和

筛筒，转动穿设在所述湿热改性外壳中，所述筛筒的两端与湿热改性外壳的端部转动配合；

其中，所述湿热改性外壳倾斜布置并固定；所述湿热改性外壳的高端设有伸入筛筒的物料进口，低端设有出渣口；所述湿热改性外壳上开设有蒸汽进口、尾气口、高温热液进口和有机浆液出口，所述有机浆液出口设置在湿热改性外壳的底部。

12.一种有机固废分相湿热水解处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.分选出有机固废中的杂质和有机物，并将所述有机物破碎成有机浆料；

S2.所述杂质在高温热液中发生湿热水解反应产生有机浆液；

S3.固液分离湿热水解后的所述杂质；

S4.步骤S1的所述有机浆料、步骤S2的所述有机浆液和步骤S3的滤液中的一种或多种有机质继续发生二次湿热改性反应；

S5.对经步骤S4处理后的物料进行液体-液体和/或固体-液体分离。

13.根据权利要求12所述的一种有机固废分相湿热水解处理方法，其特征在于，步骤S5中分离出的至少一部分滤液作为步骤S2中杂质发生湿热水解反应的高温热液。