CN213559105U - 一种城市有机废弃物协同资源化处理系统 - Google Patents

一种城市有机废弃物协同资源化处理系统 Download PDF

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陈坤
黄春霞
章思航
王康
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Abstract

本实用新型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。本实用新型有益效果:本实用新型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。

Description

一种城市有机废弃物协同资源化处理系统
技术领域
本实用新型涉及有机废物处理技术领域,尤其是一种城市有机废弃物协同资源化处理系统。
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、市政污泥、园林绿化垃圾、市政粪污、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;市政污泥和粪污主要来自市政污水厂及城市公厕、居民区化粪池等;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;园林绿化垃圾主要来自城市园林植物自然凋落或人工修剪所产生的枯枝、落叶、树木剪枝及其他植物残体等。
目前,我国城市有机废弃物处理方式主要包括填埋、焚烧、好氧堆肥及厌氧发酵。其中填埋会占用大量土地,而且容易污染地下水,已不是主流工艺和未来方向。焚烧是目前生活垃圾处理的主流技术路线,可很好地实现生活垃圾的减量化和无害化,但随着国家垃圾分类政策的推进,分出来的餐厨、厨余等高水分低热值的湿垃圾已不适合进行焚烧处理。好氧堆肥由于其占地面积大,臭气控制困难等缺点,难以大规模应用。而厌氧发酵工艺凭借其具备高效废物处理和资源能源回收的双重效益,越来越受到关注。
传统厌氧发酵工艺大多采用单一物料模式,以某一种有机污染物作为处理对象,存在单一物料抑制因素明显,物料调节难度大等缺点。例如餐厨垃圾含油量大、异物多、固含率高,发酵底物易酸化。粪便发酵氨氮浓度高,对产甲烷菌和产氢菌有抑制作用,发酵负荷低及固含率低等。而且针对各种有机废弃物单独建设处理设施,投资大、规模效应弱、二次污染处理代价高、无法实现土地集约利用、污染物集中处理和能量高效梯级利用,不符合循环经济的发展理念。
因此,对于上述问题有必要提出一种城市有机废弃物协同资源化处理系统。
实用新型内容
针对上述现有技术中存在的不足,本实用新型的目的在于提供一种城市有机废弃物协同资源化处理系统,可有效解决有机废弃物单一处理模式不经济也不环保的弊端,提高有机废弃物的处理效率,最大程度实现城市有机废弃物的资源化和能源化。
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,所述分类收集装置连通至预处理装置,所述预处理装置连通至联合厌氧发酵装置,所述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。
优选地,所述分类收集装置包括餐厨垃圾投料道、市政污泥料道、园林垃圾料道、市政粪污料道和果蔬垃圾料道。
优选地,所述预处理装置包括餐厨垃圾预处理模块、市政污泥预处理模块、园林垃圾预处理模块、市政粪污预处理模块和果蔬垃圾预处理模块,所述餐厨垃圾投料道连通于所述餐厨垃圾预处理模块,所述市政污泥料道连通于所述市政污泥预处理模块,所述园林垃圾料道连通于所述园林垃圾模块预处理模块,所述市政粪污料道连通于所述市政粪污预处理模块,所述果蔬垃圾料道连通于果蔬垃圾预处理模块。
优选地,所述联合厌氧发酵装置包括厌氧发酵罐,所述厌氧发酵罐的下部侧边连通有进水管,所述厌氧发酵罐的上部侧边连通有出水管,所述厌氧发酵罐的侧边上下部之间连通有外循环管。
优选地,所述厌氧发酵罐通过汽水分离器连通出气管。
优选地,所述厌氧发酵罐的下部连通有出渣管。
与现有技术相比,本实用新型有益效果:
1、本实用新型主要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、湿热水解等工艺,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。
2、厌氧罐采用外循环方式进行换热和水力搅拌,使物料在厌氧罐内部充分混合反应,厌氧罐内部无需搅拌装置,动力消耗低,并且大大提高了厌氧罐使用寿命及厌氧系统的稳定性。
3、厌氧产生的沼气净化提纯后生产压缩天然气或用于发电,沼渣经加工生产有机生态肥料,提高了产品的附加值。沼液生产腐殖质液态肥,所有污染物都做到全量处理,无二次污染。
4、将不同的有机废弃物进行预处理后联合厌氧发酵,可有效解决发酵物料单一、发酵底物均质性差、发酵效率低的缺点,减小发酵产物的抑制作用,同时可以提高沼气产率,提高沼渣沼液资源化品质,全面解决有机废弃物的污染问题,提高资源化、减量化、无害化水平。
附图说明
图1是本实用新型的城市有机废弃物协同资源化处理系统原理结构图;
图2是本实用新型的预处理装置原理框图;
图3是本实用新型的厌氧发酵罐结构图。
图中附图标记:1、分类收集装置;2、预处理装置;3、联合厌氧发酵装置;4、沼气净化与提纯装置;5、沼渣及沼液资源化装置;6、餐厨垃圾投料道;7、市政污泥料道;8、园林垃圾料道;9、市政粪污料道;10、果蔬垃圾料道;11、餐厨垃圾预处理模块;12、市政污泥预处理模块;13、园林垃圾预处理模块;14、市政粪污预处理模块;15、果蔬垃圾预处理模块;16、厌氧发酵罐;17、进水管;18、出水管;19、外循环管;20、出渣管;21、汽水分离器;22、出气管。
具体实施方式
需要说明的是,在不冲突的情况下,本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“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实用新型和简化描述,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实用新型的限制。此外,术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的,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”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
在本实用新型的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明,但是本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
如图1并结合图2至图3所示,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1、预处理装置2、联合厌氧发酵装置3、沼气净化与提纯装置4和沼渣及沼液资源化装置5,所述分类收集装置1连通至预处理装置2,所述预处理装置2连通至联合厌氧发酵装置3,所述联合厌氧发酵装置 3分别连通至沼气净化与提纯装置4和沼渣及沼液资源化装置5。
进一步的,所述分类收集装置1包括餐厨垃圾投料道6、市政污泥料道7、园林垃圾料道8、市政粪污料道9和果蔬垃圾料道10。
进一步的,所述预处理装置2包括餐厨垃圾预处理模块11、市政污泥预处理模块12、园林垃圾预处理模块13、市政粪污预处理模块14和果蔬垃圾预处理模块15,所述餐厨垃圾投料道6连通于所述餐厨垃圾预处理模块11,所述市政污泥料道7连通于所述市政污泥预处理模块12,所述园林垃圾料道 8连通于所述园林垃圾预处理模块13,所述市政粪污料道9连通于所述市政粪污预处理模块14,所述果蔬垃圾料道10连通于果蔬垃圾预处理模块 15。
进一步的,所述联合厌氧发酵装置3包括厌氧发酵罐16,所述厌氧发酵罐16的下部侧边连通有进水管17,所述厌氧发酵罐16的上部侧边连通有出水管18,所述厌氧发酵罐16的侧边上下部之间连通有外循环管19。
进一步的,所述厌氧发酵罐16通过汽水分离器21连通出气管22。
进一步的,所述厌氧发酵罐16的下部连通有出渣管20。
与现有技术相比,本实用新型有益效果:
1、本实用新型主要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、湿热水解等工艺,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。
2、厌氧罐采用外循环方式进行换热和水力搅拌,使物料在厌氧罐内部充分混合反应,厌氧罐内部无需搅拌装置,动力消耗低,并且大大提高了厌氧罐使用寿命及厌氧系统的稳定性。
3、厌氧产生的沼气净化提纯后生产压缩天然气或用于发电,沼渣经加工生产有机生态肥料,提高了产品的附加值。沼液生产腐殖质液态肥,所有污染物都做到全量处理,无二次污染。
4、将不同的有机废弃物进行预处理后联合厌氧发酵,可有效解决发酵物料单一、发酵底物均质性差、发酵效率低的缺点,减小发酵产物的抑制作用,同时可以提高沼气产率,提高沼渣沼液资源化品质,全面解决有机废弃物的污染问题,提高资源化、减量化、无害化水平。
餐厨垃圾预处理模块11包括分拣、破碎制浆、均质除砂、固液分离、湿热水解等环节。餐厨垃圾经过机械分拣、人工分拣两次分拣步骤,确保其中的塑料物质、玻璃瓶、竹木、陶瓷等杂物分离出来,并将可回收的杂物回收利用,不可回收的杂物运往焚烧厂焚烧或填埋场填埋处置,杂物去除率达 90%~95%。分拣后的餐厨垃圾进入破碎步骤,对分拣后出料进行粉碎以达到限定的尺寸要求,物料的尺寸降至3~5mm以下,便于管道输送。采用均质机对粉碎后的物料进行均质处理后再进行制浆,这样,固相有机废弃物经制浆处理,形成粒径60-120目的颗粒,然后经过固液分离、油水分离步骤,得到含水率≤3%~5%的油脂、含油率≤0.2%~0.5%的液相,分离出来的粗油脂送至油脂加工中心再生利用,而液相和固相送至湿热水解步骤,湿热水解控制条件为反应温度130~180℃,压力条件为0.3~1.0MPa,反应时间为30~ 90min。
市政污泥预处理模块12包括均质除砂、湿热水解处理装置,对市政污泥进行处理。
市政粪污预处理模块14包括过滤、制浆除杂装置,对市政粪污进行处理。
园林垃圾预处理模块13、果蔬垃圾预处理模块,包括粗破、细破,制浆除杂装置,分别对园林垃圾和果蔬垃圾进行处理。
经过各个预处理单元后的混合物料,主要指标为COD:80~150kg/m3,TS:5%~15%,pH:3.5~5.5,含油率≤0.2%。
联合厌氧发酵装置采用中温厌氧,反应条件为:反应温度30℃~38℃,容积负荷5~10kgCOD/m3·d,反应时间15~30d。混合物料通过厌氧反应罐顶部进料口进料,反应罐底部设有锥形沉渣斗及排渣系统,定期外排沉渣,避免残渣在罐底沉积。厌氧罐采用外循环方式进行换热和水力搅拌,使物料在厌氧罐内部充分混合反应,厌氧罐内部无需搅拌装置,动力消耗低,并且大大提高了厌氧罐使用寿命及厌氧系统的稳定性。
联合厌氧发酵装置3产生的沼气,主要成分是甲烷CH4,通常占沼气总体积的50%~70%,其次是二氧化碳,约占沼气总体积的25%~40%,其余硫化氢、氮气、氧气、氢气和一氧化碳等气体占沼气总体积的5%左右。经过脱水、脱硫、除碳等净化提纯步骤,可压缩后制备CNG(压缩天然气)或通过沼气发电机进行发电。
联合厌氧发酵装置3产生的沼渣及沼液经过固液分离,沼渣通过堆肥、烘干、造粒、封装等工序生产生态肥料,沼液通过高级氧化处理、投加金属捕集剂等工序去除沼液中的重金属、抗生素等物质,再通过浓缩生产腐殖质液态肥。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例,并非因此限制本实用新型的专利范围,凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种城市有机废弃物协同资源化处理系统,其特征在于:包括分类收集装置(1)、预处理装置(2)、联合厌氧发酵装置(3)、沼气净化与提纯装置(4)和沼渣及沼液资源化装置(5),所述分类收集装置(1)连通至预处理装置(2),所述预处理装置(2)连通至联合厌氧发酵装置(3),所述联合厌氧发酵装置(3)分别连通至沼气净化与提纯装置(4)和沼渣及沼液资源化装置(5)。
2.如权利要求1所述的一种城市有机废弃物协同资源化处理系统,其特征在于:所述分类收集装置(1)包括餐厨垃圾投料道(6)、市政污泥料道(7)、园林垃圾料道(8)、市政粪污料道(9)和果蔬垃圾料道(10)。
3.如权利要求2所述的一种城市有机废弃物协同资源化处理系统,其特征在于:所述预处理装置(2)包括餐厨垃圾预处理模块(11)、市政污泥预处理模块(12)、园林垃圾预处理模块(13)、市政粪污预处理模块(14)和果蔬垃圾预处理模块(15),所述餐厨垃圾投料道(6)连通于所述餐厨垃圾预处理模块(11),所述市政污泥料道(7)连通于所述市政污泥预处理模块(12),所述园林垃圾料道(8)连通于所述园林垃圾预处理模块(13),所述市政粪污料道(9)连通于所述市政粪污预处理模块(14),所述果蔬垃圾料道(10)连通于果蔬垃圾预处理模块(15)。
4.如权利要求3所述的一种城市有机废弃物协同资源化处理系统,其特征在于:所述联合厌氧发酵装置(3)包括厌氧发酵罐(16),所述厌氧发酵罐(16)的下部侧边连通有进水管(17),所述厌氧发酵罐(16)的上部侧边连通有出水管(18),所述厌氧发酵罐(16)的侧边上下部之间连通有外循环管(19)。
5.如权利要求4所述的一种城市有机废弃物协同资源化处理系统,其特征在于:所述厌氧发酵罐(16)通过汽水分离器(21)连通出气管(22)。
6.如权利要求5所述的一种城市有机废弃物协同资源化处理系统,其特征在于:所述厌氧发酵罐(16)的下部连通有出渣管(20)。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN113680798A (zh) * 2021-08-25 2021-11-23 南京万德斯环保科技股份有限公司 一种园林垃圾与厨余垃圾协同处理的系统和方法
CN114029319A (zh) * 2021-10-15 2022-02-11 上海市机电设计研究院有限公司 一种市政湿垃圾全量资源化利用的处理方法

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