CN217077580U - 一种利用餐厨废弃油脂厌氧发酵产甲烷的系统 - Google Patents

Abstract

一种利用餐厨废弃油脂厌氧发酵产甲烷的系统，涉及生物质技术领域，它包括餐厨垃圾预处理装置、餐厨废弃油脂与污泥混合调理装置、厌氧消化罐、甲烷收集储存装置、消化液缓冲罐、旋转反应器、沼液储存罐和生物塘，餐厨垃圾预处理装置通过管道与餐厨废弃油脂与污泥混合调理装置连接，餐厨废弃油脂与污泥混合调理装置通过管道与厌氧消化罐连接，厌氧消化罐通过管道分别与甲烷收集储存装置和消化液缓冲罐连接，消化液缓冲罐通过管道与旋转反应器连接，旋转反应器通过管道与沼液储存罐连接，沼液储存罐通过管道与生物塘连接。本利用餐厨废弃油脂厌氧发酵产甲烷的系统具有可持续利用特征，更加注重环保节能。

Description

一种利用餐厨废弃油脂厌氧发酵产甲烷的系统

技术领域：

本实用新型涉及生物质技术领域，具体涉及一种利用餐厨废弃油脂厌氧发酵产甲烷的系统。

背景技术：

通过厌氧消化过程使有机质产甲烷的技术已经被应用于污水处理厂。该技术可显著降低污水处理设施的运行成本，还可以实现大幅度减少温室气体排放。但是，厌氧消化过程有一些局限，反应速度慢、停留时间长、对废物负荷和有毒物质敏感、操作复杂等。

实用新型内容：

本实用新型的目的是为了克服上述现有技术存在的不足之处，而提供一种利用餐厨废弃油脂厌氧发酵产甲烷的系统，它收集餐厨废弃油脂和污泥的混合物厌氧发酵产生的甲烷，同时在餐厨废弃油脂和污泥混合前对餐厨垃圾进行预处理，增加污泥单底物厌氧发酵的甲烷产量，提高了厌氧发酵反应的稳定性，整个系统具有可持续利用特征，更加注重环保节能。

为了解决背景技术所存在的问题，本实用新型是采用如下技术方案：包括餐厨垃圾预处理装置、餐厨废弃油脂与污泥混合调理装置、厌氧消化罐、甲烷收集储存装置、消化液缓冲罐、旋转反应器、沼液储存罐和生物塘，餐厨垃圾预处理装置通过管道与餐厨废弃油脂与污泥混合调理装置连接，餐厨废弃油脂与污泥混合调理装置通过管道与厌氧消化罐连接，厌氧消化罐通过管道分别与甲烷收集储存装置和消化液缓冲罐连接，消化液缓冲罐通过管道与旋转反应器连接，旋转反应器通过管道与沼液储存罐连接，沼液储存罐通过管道与生物塘连接。

所述的餐厨垃圾预处理装置包括壳体、固液分离室和电机，壳体内安装固液分离室，固液分离室与壳体之间存在空腔，固液分离室通过驱动轴与电机连接，固液分离室侧壁上设有若干个出液口，固液分离室上部和下部分别通过油管和污泥管与餐厨废弃油脂与污泥混合调理装置连接。

所述的固液分离室内设有挡料板，挡料板位于进料口下方，挡料板底端通过连接轴与固液分离室底部连接。

所述的壳体底部设有排液管。

所述的餐厨废弃油脂与污泥混合调理装置内分别废油脂处理室和污泥干馏室，废油脂处理室和污泥干馏室分别与油管连接和污泥管连接，所述废油脂处理室侧壁安装燃烧喷火器，所述污泥干馏室处于密封无氧非燃状态，污泥干馏室和废油脂处理室通过管道与厌氧消化罐连接。

所述的厌氧消化罐内设有活性层。

所述的消化液缓冲罐内由上至下设有螺旋缓冲叶片。

本实用新型的有益效果是收集餐厨废弃油脂和污泥的混合物厌氧发酵产生的甲烷，同时在餐厨废弃油脂和污泥混合前对餐厨垃圾进行预处理，增加污泥单底物厌氧发酵的甲烷产量，提高了厌氧发酵反应的稳定性，整个系统具有可持续利用特征，更加注重环保节能。本实用新型还利用生物塘技术将所产生的沼液清洁话处理，便于清洁化、环保化的将处理后的沼液排放出去，而不会对周边环境造成污染。

附图说明：

图1是本实用新型结构示意图；

图2是本实用新型结构原理框图。

具体实施方式：

参照各图，本实用新型具体采用如下实施方式：包括餐厨垃圾预处理装置 1、餐厨废弃油脂与污泥混合调理装置2、厌氧消化罐3、甲烷收集储存装置4、消化液缓冲罐5、旋转反应器6、沼液储存罐7和生物塘8，餐厨垃圾预处理装置1通过管道与餐厨废弃油脂与污泥混合调理装置2连接，餐厨废弃油脂与污泥混合调理装置2通过管道与厌氧消化罐3连接，厌氧消化罐3通过管道分别与甲烷收集储存装置4和消化液缓冲罐5连接，消化液缓冲罐5通过管道与旋转反应器6连接，旋转反应器6通过管道与沼液储存罐7连接，沼液储存罐7 通过管道与生物塘8连接。所述的餐厨垃圾预处理装置1包括壳体、固液分离室11和电机14，壳体内安装固液分离室11，固液分离室11与壳体之间存在空腔，固液分离室11通过驱动轴与电机14连接，固液分离室11侧壁上设有若干个出液口13，固液分离室11上部和下部分别通过油管17和污泥管16与餐厨废弃油脂与污泥混合调理装置2连接。所述的固液分离室11内设有挡料板12，挡料板12位于进料口下方，挡料板12底端通过连接轴与固液分离室11底部连接。所述的壳体底部设有排液管15。所述的餐厨废弃油脂与污泥混合调理装置 2内分别废油脂处理室21和污泥干馏室23，废油脂处理室21和污泥干馏室23 分别与油管17连接和污泥管16连接，所述废油脂处理室21侧壁安装燃烧喷火器22，所述污泥干馏室23处于密封无氧非燃状态，污泥干馏室23和废油脂处理室21通过管道与厌氧消化罐3连接。所述的厌氧消化罐3内设有活性层31。所述的消化液缓冲罐5内由上至下设有螺旋缓冲叶片51。

本实用新型包括用于餐厨垃圾预处理提取餐厨废弃油脂的处理装置；用于餐厨废弃油脂与污泥初步混合、沉淀处理的污泥调理装置；用于将经过初步混合、沉淀处理后的餐厨废弃油脂与污泥混合物进行厌氧发酵处理的厌氧消化反应罐；用于对在厌氧发酵处理时产生的甲烷气体进行收集的储存装置。所述餐厨废弃油脂处理装置连接污泥调理装置，所述污泥调理装置连接厌氧消化反应罐，所述厌氧消化反应罐连接甲烷收集储存装置。在所述餐厨垃圾预处理装置中设有固液分离旋转反应器，所述旋转反应器将沉淀后的餐厨垃圾进行旋转分离，所述旋转反应器连接餐厨废弃油脂与污泥混合的调理装置。还包括消化液缓冲罐，所述消化液缓冲罐用于将经厌氧发酵后的餐厨废弃油脂和污泥的混合物进行沉淀以备进行固液分离，所述消化液缓冲罐连接厌氧消化反应罐。还包括用于固液分离的旋转反应器，所述旋转反应器将沉点后的餐厨废弃油脂和污泥的混合物进行旋转分离，所述旋转反应器连接消化缓冲罐。还包括造液储存罐，所述沼液储存罐连接旋转反应器。还包括用于沼液净化处理的生物塘，所述生物塘连接沼液储存罐。

本利用餐厨废弃油脂厌氧发酵产甲烷的系统使用时，餐厨垃圾首先进入餐厨垃圾预处理装置1内进行固液分离，餐厨垃圾进入固液分离室11内，启动电机14，电机14带动固液分离室11旋转，餐厨垃圾在固液分离室11内进行离心运动，液体通过固液分离室11侧壁的出液口13排出进入固液分离室11与壳体之间的空腔内最终通过排液管15排出，剩余油脂和污泥则存留在固液分离室11内，由于密度不同分层，上部的油脂通过油管17排入到餐厨废弃油脂与污泥混合调理装置2的废油脂处理室21内，通过燃烧喷火器22进行燃烧，燃烧后的气体通过管道进入厌氧消化罐3内，固液分离室11下部的污泥通过污泥管 16排入到餐厨废弃油脂与污泥混合调理装置2的污泥干馏室23内进行干馏，干馏处理是在密封、无氧、非燃和高于300℃-850℃，干馏处理的能量来自废油脂处理室21燃烧时产生的高温气体，生化污泥在干馏过程中，部分转化为可燃性气体，比如甲烷，产生的气体均通过管道进入厌氧消化罐3内，厌氧消化罐3内设有活性层31用于分离，最终甲烷气体进入甲烷收集储存装置4内，其他反应液通过管道进入消化液缓冲罐5内，防止进入压力过大，冲坏消化液缓冲罐5，在消化液缓冲罐5内安装螺旋缓冲叶片51，消化液顺着螺旋缓冲罐叶片51流下，最后依次进入旋转反应器7、沼液储存器7和生物塘8降解。

根据实际需求，餐厨废弃油脂与污泥协同厌氧消化产甲烷，共底物的加入有效地减少了厌氧消化的滞后期。厌氧消化的阶段主要分为以下三阶段：

第一阶段水解产酸阶段：

污泥中不溶性大分子有机物，如淀粉、木质纤维素、多糖、烃类(烷、烯、炔等)水解，主要的产物为乙酸、乳酸；紧接着氨基酸、蛋白质、脂肪水解生成氨和胺，多肽等。

第二阶段厌氧发酵产气阶段：

第一阶段的产物在产甲烷菌的作用下，通过甲烷菌的发酵过程将这些小分子有机物转化为甲烷。所以在水解酸化阶段COD、BOD值变化不很大，仅在产气阶段由于构成COD或BOD的有机物多以CO2和H2的形式逸出，才使废水中COD、BOD明显下降。

在酸化阶段，发酵细菌将有机物水解转化为能被甲烷菌直接利用的第1类小分子有机物，如乙酸、甲酸、甲醇和甲胺等；第2类为不能被甲烷菌直接利用的有机物，如丙酸、丁酸、乳酸、乙醇等，不完全厌氧消化或发酵到此结束。如果继续全厌氧过程，则产氢、产乙酸菌将第2类有机物进一步转化为氢气和乙酸。

第三阶段产甲烷阶段：产甲烷菌把甲酸、乙酸、甲胺、甲醇等基质通过不同途径转化为甲烷，其中最主要的基质为乙酸。

实施例1：

一种利用餐厨废弃油脂厌氧发酵产甲烷的系统，如图1所示，收集餐厨废弃油脂和污泥的混合物厌氧发酵产生的甲烷，以便进行餐厨废弃油脂与污泥的资源化利用，同时在餐厨废弃油脂和污泥混合前对餐厨垃圾进行预处理，增加污泥单底物厌氧发酵的甲烷产量，提高了厌氧发酵反应的稳定性，特别设置成下述结构：包括用于餐厨垃圾预处理提取餐厨废弃油脂的处理装置；用于餐厨废弃油脂与污泥初步混合、沉淀处理的污泥调理装置；用于将经过初步混合、沉淀处理后的餐厨废弃油脂与污泥混合物进行厌氧发酵处理的厌氧消化反应罐；用于对在厌氧发酵处理时产生的甲烷气体进行收集的储存装置。所述餐厨废弃油脂处理装置连接污泥调理装置，所述污泥调理装置连接厌氧消化反应罐，所述厌氧消化反应罐连接甲烷收集储存装置。

实施例2：

本实施例是在上述实施例的基础上进一步优化，如图1所示，进一步的为更好的实现本实用新型，在所述餐厨垃圾处理装置内设置有固液分离旋转反应器，所述旋转反应器将沉淀后的餐厨垃圾进行旋转分离，所述旋转反应器连接餐厨废弃油脂与污泥混合的调理装置。

实施例3：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，如图1所示，进一步的为更好的实现本实用新型，还包括消化液缓冲罐，所述消化液缓冲罐用于将经厌氧发酵后的餐厨废弃油脂和污泥的混合物进行沉淀以备进行固液分离，所述消化液缓冲罐连接厌氧消化反应罐。

实施例4：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，如图1所示，进一步的为更好的实现本实用新型，还包括用于固液分离的旋转反应器，所述旋转反应器将沉点后的餐厨废弃油脂和污泥的混合物进行旋转分离，所述旋转反应器连接消化缓冲罐。

实施例5：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，如图1所示，进一步的为更好的实现本实用新型，还包括造液储存罐，所述沼液储存罐连接旋转反应器。

实施例6：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，如图1所示，进一步的为更好的实现本实用新型，还包括用于沼液净化处理的生物塘，所述生物塘连接沼液储存罐。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。

综上所述，本利用餐厨废弃油脂厌氧发酵产甲烷的系统，收集餐厨废弃油脂和污泥的混合物厌氧发酵产生的甲烷，同时在餐厨废弃油脂和污泥混合前对餐厨垃圾进行预处理，增加污泥单底物厌氧发酵的甲烷产量，提高了厌氧发酵反应的稳定性，整个系统具有可持续利用特征，更加注重环保节能。本实用新型还利用生物塘技术将所产生的沼液清洁话处理，便于清洁化、环保化的将处理后的沼液排放出去，而不会对周边环境造成污染。

Claims (7)

1.一种利用餐厨废弃油脂厌氧发酵产甲烷的系统，其特征在于：包括餐厨垃圾预处理装置(1)、餐厨废弃油脂与污泥混合调理装置(2)、厌氧消化罐(3)、甲烷收集储存装置(4)、消化液缓冲罐(5)、旋转反应器(6)、沼液储存罐(7)和生物塘(8)，餐厨垃圾预处理装置(1)通过管道与餐厨废弃油脂与污泥混合调理装置(2)连接，餐厨废弃油脂与污泥混合调理装置(2)通过管道与厌氧消化罐(3)连接，厌氧消化罐(3)通过管道分别与甲烷收集储存装置(4)和消化液缓冲罐(5)连接，消化液缓冲罐(5)通过管道与旋转反应器(6)连接，旋转反应器(6)通过管道与沼液储存罐(7)连接，沼液储存罐(7)通过管道与生物塘(8)连接。

2.根据权利要求1所述的一种利用餐厨废弃油脂厌氧发酵产甲烷的系统，其特征在于：所述的餐厨垃圾预处理装置(1)包括壳体、固液分离室(11)和电机(14)，壳体内安装固液分离室(11)，固液分离室(11)与壳体之间存在空腔，固液分离室(11)通过驱动轴与电机(14)连接，固液分离室(11)侧壁上设有若干个出液口(13)，固液分离室(11)上部和下部分别通过油管(17)和污泥管(16)与餐厨废弃油脂与污泥混合调理装置(2)连接。

3.根据权利要求2所述的一种利用餐厨废弃油脂厌氧发酵产甲烷的系统，其特征在于：所述的固液分离室(11)内设有挡料板(12)，挡料板(12)位于进料口下方，挡料板(12)底端通过连接轴与固液分离室(11)底部连接。

4.根据权利要求2所述的一种利用餐厨废弃油脂厌氧发酵产甲烷的系统，其特征在于：所述的壳体底部设有排液管(15)。

5.根据权利要求1所述的一种利用餐厨废弃油脂厌氧发酵产甲烷的系统，其特征在于：所述的餐厨废弃油脂与污泥混合调理装置(2)内分别废油脂处理室(21)和污泥干馏室(23)，废油脂处理室(21)和污泥干馏室(23)分别与油管(17)连接和污泥管(16)连接，所述废油脂处理室(21)侧壁安装燃烧喷火器(22)，所述污泥干馏室(23)处于密封无氧非燃状态，污泥干馏室(23)和废油脂处理室(21)通过管道与厌氧消化罐(3)连接。

6.根据权利要求1所述的一种利用餐厨废弃油脂厌氧发酵产甲烷的系统，其特征在于：所述的厌氧消化罐(3)内设有活性层(31)。

7.根据权利要求1所述的一种利用餐厨废弃油脂厌氧发酵产甲烷的系统，其特征在于：所述的消化液缓冲罐(5)内由上至下设有螺旋缓冲叶片(51)。

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