專利名稱：一種餐廚垃圾資源化處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于垃圾處理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種餐廚垃圾資源化處理方法，尤其涉及到一種用于餐廚垃圾厭氧消化產(chǎn)沼氣的處理方法。
背景技術(shù)：
餐廚垃圾是指餐飲單位和家庭在日常營(yíng)業(yè)以及生活過(guò)程中所產(chǎn)生的食物垃圾，是城鎮(zhèn)有機(jī)垃圾的主要組成部分之一。其成分復(fù)雜，包括食用油、蔬菜、果皮、果核、米面、肉食、骨頭等，此外還包括有部分雜物如少量的廢餐具、食品包裝物、酒瓶、骨頭等。餐廚垃圾以淀粉、食物纖維類、蛋白質(zhì)、脂類等有機(jī)物質(zhì)為主要成分，同時(shí)也含有無(wú)機(jī)鹽類，具有高油脂、高鹽分、高水分、高有機(jī)質(zhì)含量以及易腐發(fā)臭、易酸化、易生物降解等特點(diǎn)。隨著人口增加和居民生活水平的提高，餐廚垃圾產(chǎn)量正逐年遞增。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)， 目前我國(guó)每年產(chǎn)生約5000萬(wàn)噸餐廚垃圾。大量餐廚垃圾給城市環(huán)境造成了巨大的壓力，引起一系列嚴(yán)重的污染問題，并造成資源的浪費(fèi)。我國(guó)傳統(tǒng)處理方式是直接將餐廚垃圾作為生豬飼料，或被非法收購(gòu)用于提煉地溝油，此種處理方式嚴(yán)重危害環(huán)境，導(dǎo)致疾病的傳播，同時(shí)又帶來(lái)食品安全問題。近年來(lái)禽流感、口蹄疫等傳染性疾病大規(guī)模流行，人畜之間的交叉感染已經(jīng)對(duì)人類健康、社會(huì)穩(wěn)定構(gòu)成了極大的威脅。隨著城市化腳步的加快和大眾環(huán)保意識(shí)的提高，解決餐廚垃圾處理處置問題逐漸成為了社會(huì)和學(xué)術(shù)界關(guān)注的熱點(diǎn)。傳統(tǒng)餐廚垃圾處理手段還包括混合生活垃圾一起進(jìn)行填埋焚燒等。由于餐廚垃圾的含水率高達(dá)80 90%，再加上伴隨餐廚垃圾產(chǎn)生的大量有機(jī)污水，如采用焚燒則需添加大量的輔助性燃料才能進(jìn)行，能耗過(guò)高；填埋等方法處理將會(huì)對(duì)水資源產(chǎn)生極大的威脅，引起水體污染。顯然上述處理方式已經(jīng)不能滿足對(duì)環(huán)境、衛(wèi)生和健康的要求，因此需要一種適合我國(guó)餐廚垃圾特點(diǎn)的資源化處理工藝。在現(xiàn)有技術(shù)中，人們發(fā)明了多種不同的工藝方法試圖對(duì)餐廚垃圾進(jìn)行妥善處理。主要處理方法有制成蛋白飼料、有機(jī)肥以及發(fā)酵產(chǎn)酒精等。例如申請(qǐng)?zhí)枮?CN200910082993. 0，名稱為《一種餐廚垃圾處理工藝方法及處理設(shè)備》專利，其處理系統(tǒng)包括裝料部分、輸送裝置、破袋裝置、磁選裝置、粗渣分選裝置、固液分離裝置、油水分離裝置等部分。利用熱水沖洗分選后的餐廚垃圾，細(xì)渣則進(jìn)一步加工成有機(jī)肥，粗渣則填埋。申請(qǐng)?zhí)枮镃N200610020904. 6，名稱為《餐廚垃圾飼料化生成方法》，其處理系統(tǒng)主要包括破碎分選工序、脫水工序、中間儲(chǔ)料工序、飼料生成工序等，將餐廚垃圾經(jīng)過(guò)前處理后制成動(dòng)物飼料以達(dá)到資源利用最大化。但由于我國(guó)餐廚垃圾分類尚未普及，導(dǎo)致餐廚垃圾中常會(huì)混入大量各種異物質(zhì)， 而且由于目前管理和收集方面存在的諸多因素使得餐廚廢棄物的成分極為復(fù)雜，導(dǎo)致當(dāng)前多種工藝運(yùn)行效果不佳。例如餐廚垃圾中常含有油脂、果皮、蔬菜、米面、魚、肉、骨頭、各種調(diào)料以及餐具、廚具、食品包裝袋、金屬器物、塑料、紙巾、抹布等。多種復(fù)雜成分會(huì)給餐廚廢棄物的深度處理帶來(lái)很多問題，影響處理設(shè)備的正常運(yùn)行，降低系統(tǒng)工藝效率，對(duì)設(shè)備造成嚴(yán)重破壞，同時(shí)也影響產(chǎn)成品的質(zhì)量。本發(fā)明所要解決的問題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)現(xiàn)狀提供一種分選效率高、厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣率高的餐廚垃圾的處理方法，保證系統(tǒng)高效穩(wěn)定運(yùn)行，從而保證資源被充分再生利用，進(jìn)入生態(tài)良性循環(huán)，實(shí)現(xiàn)資源和環(huán)境的共贏。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種餐廚垃圾資源化處理方法，其特征在于包括以下步驟(1)前分選將收集來(lái)的餐廚垃圾首先經(jīng)固液分離，將物料分為固體部分和液體部分，脫水后的固體部分含水率低于70%，對(duì)固體部分進(jìn)行分選，去除其中的金屬、大塊塑料、骨頭、瓶子、餐具等大件雜質(zhì)后，然后擠壓脫水做進(jìn)一步的固液分離，再進(jìn)入破碎分選設(shè)備，利用該設(shè)備將大塊物料破碎至粒徑50mm以下，同時(shí)將部分輕物質(zhì)如塑料包裝物、抹布等篩選出來(lái)。以保證后續(xù)設(shè)備順利運(yùn)行。固液分離的液體部分則進(jìn)入油水分離系統(tǒng)。整個(gè)前分選工藝物料以密閉螺旋輸送。破碎分選設(shè)備是指將鋟廚垃圾固體部分中的大塊物件如大塊肉類等進(jìn)行破碎，經(jīng)破碎后的物料粒徑不大于50mm，破碎分選設(shè)備還包括風(fēng)選裝置，通過(guò)調(diào)整風(fēng)力大小可將垃圾中的不同比重大小的物質(zhì)如小塊塑料片等篩選出來(lái)。(2)水力制漿將破碎后的餐廚垃圾進(jìn)行水力制漿，利用水力剪切力將物料制成含固率為5-15%、固體粒徑為IOmm以內(nèi)的均勻漿液，并將其中的雜質(zhì)分選出來(lái)，得到基料， 將其中的雜質(zhì)分選的目的是保證進(jìn)入?yún)捬醢l(fā)酵系統(tǒng)的漿料異物質(zhì)含量低、粒徑小，發(fā)酵效果好，可通過(guò)重物質(zhì)、輕物質(zhì)分離設(shè)備除去漿液中的雜質(zhì)。(3)厭氧發(fā)酵將所述基料首先送入水解酸化罐進(jìn)行水解酸化，酸化完成的物料進(jìn)入?yún)捬醢l(fā)酵罐進(jìn)行厭氧發(fā)酵，使物料中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化成沼氣。厭氧發(fā)酵前設(shè)置水解酸化段，以保證厭氧發(fā)酵的有效進(jìn)行。在此過(guò)程中，一方面通過(guò)所產(chǎn)生的沼氣自身上升作用對(duì)物料進(jìn)行攪拌，另一方面厭氧發(fā)酵罐自帶有機(jī)械攪拌裝置對(duì)物料進(jìn)行間歇式攪拌。該工藝過(guò)程中，中溫發(fā)酵溫度為35 38攝氏度，發(fā)酵過(guò)程中溫度變化不超過(guò)3攝氏度，pH為7-8，碳氮比為20-30 1，該條件下更有利于厭氧發(fā)酵甲烷菌的生長(zhǎng)以產(chǎn)生含甲烷較多的沼氣。(4)沼渣制有機(jī)肥厭氧發(fā)酵后的沼渣經(jīng)過(guò)脫水后進(jìn)入制肥系統(tǒng)，根據(jù)物料成分添加必備的營(yíng)養(yǎng)元素，調(diào)節(jié)有機(jī)肥品質(zhì)，經(jīng)造粒整形烘干后制成成品有機(jī)肥，通常將厭氧發(fā)酵后的沼渣通過(guò)板框壓濾后其含水率約為60%，經(jīng)烘干后含水率降低至30%。(5)油水分離通過(guò)油水分離回收廢水中的油脂可作為工業(yè)原料以進(jìn)一步使用， 餐廚垃圾中的液體部分含有3-5%的油脂，經(jīng)加工后可作為工業(yè)用油脂進(jìn)一步使用。脫水和固液分離過(guò)程中產(chǎn)生的液體部分首先經(jīng)過(guò)氣浮設(shè)備將油脂和水初步分離，分離后的油水混合物再經(jīng)離心分離可作為工業(yè)用油脂原料。油脂作為化工原料可以加工成生物柴油，污水進(jìn)入制漿系統(tǒng)參與制漿和厭氧發(fā)酵。沼氣凈化利用厭氧發(fā)酵產(chǎn)生的沼氣經(jīng)過(guò)凈化(脫硫和脫水)后可作為清潔能源使用，凈化后的沼氣可發(fā)電或作為汽車加氣燃料。可進(jìn)行二次固液分離除油處理，第一級(jí)為輸送螺旋脫水除油，第二級(jí)為固液分離機(jī)脫水除油處理，以提高出油效率。整個(gè)處理過(guò)程中，餐廚垃圾中的廢水可用于均漿系統(tǒng)用于制漿，全部參與厭氧發(fā)酵，發(fā)酵后的沼液經(jīng)污水處理達(dá)標(biāo)后排放或制成營(yíng)養(yǎng)液用于農(nóng)作物和園林綠化的灌溉，實(shí)現(xiàn)資源化利用；處理全程密閉，收集的臭氣匯總后經(jīng)臭氣處理系統(tǒng)處理達(dá)標(biāo)后排放。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于餐廚垃圾經(jīng)機(jī)械前分選分離出其中的大塊雜質(zhì)，為后續(xù)工藝穩(wěn)定運(yùn)行提供技術(shù)保障，經(jīng)分選的餐廚垃圾再進(jìn)行有效的固液分離，高效除油；然后再進(jìn)行破碎分選和制漿分離，將物料轉(zhuǎn)化為粒徑較小的均勻漿液，從而保證整個(gè)發(fā)酵過(guò)程快速、高效、穩(wěn)態(tài)的進(jìn)行，減少發(fā)酵時(shí)間，增大沼氣產(chǎn)率；發(fā)酵后的產(chǎn)物制成有機(jī)肥利用，餐廚垃圾處理資源化程度高。本發(fā)明方法使得餐廚垃圾中的油脂得到回收，有機(jī)質(zhì)部分經(jīng)水解酸化和厭氧發(fā)酵后生成沼氣，沼氣經(jīng)凈化處理后可作為燃料、發(fā)電或汽車燃?xì)馐褂茫徽釉?jīng)壓濾脫水、混合配比、造粒烘干后可制成高品質(zhì)有機(jī)肥。整個(gè)處理過(guò)程中，餐廚垃圾中的液態(tài)部分除去油脂后用于均漿系統(tǒng)制漿，全部參與厭氧發(fā)酵，發(fā)酵后的沼液則經(jīng)過(guò)處理后制成營(yíng)養(yǎng)液，實(shí)現(xiàn)資源的循環(huán)利用和污染物零排放；處理全程密閉，收集的臭氣匯總后經(jīng)除臭系統(tǒng)處理達(dá)標(biāo)后排放。本發(fā)明方法能夠最大化的回收資源，將餐廚垃圾變廢為寶，同時(shí)保證整個(gè)處理過(guò)程無(wú)污染物排放，實(shí)現(xiàn)餐廚垃圾處理的高效化、資源化和無(wú)害化。


圖1為發(fā)明餐廚垃圾資源化處理的工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式下面的實(shí)施例可以使本專業(yè)技術(shù)人員更全面的理解本發(fā)明，但不以任何方式限制本發(fā)明。餐廚垃圾資源化處理方法，主要包括以下工藝步驟(1)前分選將收集來(lái)的餐廚垃圾首先經(jīng)固液分離，將物料分為固體部分和液體部分，對(duì)固體部分進(jìn)行分選，去除其中的金屬、大塊塑料、骨頭、瓶子、餐具等雜質(zhì)，再進(jìn)入破碎分選設(shè)備，利用該設(shè)備將大塊物料破碎至粒徑50mm左右，同時(shí)將部分輕物質(zhì)如塑料片、 抹布等篩選出來(lái)。固液分離的液體部分則進(jìn)入油水分離系統(tǒng)。(2)水力制漿將破碎后的的餐廚垃圾進(jìn)行水力制漿，利用水力剪切等原理將物料制成含固率為5-15%、粒徑為IOmm以下的均勻漿液，并將其中的異雜物分選出來(lái)，得到基料。(2. 1)輕物質(zhì)分選系統(tǒng)是將漿液中的上層輕物質(zhì)通過(guò)撈渣設(shè)備分選出來(lái)；(2. 2)重物質(zhì)分選系統(tǒng)是通過(guò)水力沉砂作用將漿液中的砂、玻璃、瓷器碎片等重物質(zhì)分選出來(lái)；(3)厭氧發(fā)酵將所述基料首先送入水解酸化罐進(jìn)行水解酸化，酸化完成的物料進(jìn)入?yún)捬醢l(fā)酵罐進(jìn)行厭氧發(fā)酵，使物料中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化成沼氣。在此過(guò)程中，一方面通過(guò)所產(chǎn)生的沼氣自身上升作用對(duì)物料進(jìn)行攪拌，另一方面厭氧發(fā)酵罐自帶有機(jī)械攪拌裝置對(duì)物料進(jìn)行間歇式攪拌。該工藝過(guò)程中，中溫發(fā)酵溫度為35 38攝氏度，發(fā)酵過(guò)程中溫度變化不超過(guò)3攝氏度，pH為7-8，碳氮比為20-30 1，該條件下更有利于厭氧發(fā)酵甲烷菌的生長(zhǎng)以產(chǎn)生含甲烷較多的沼氣。(4)沼氣凈化利用厭氧發(fā)酵產(chǎn)生的沼氣通過(guò)干法脫硫和脫水后可作為清潔能源、脫硫后的沼氣可作為民用燃料或發(fā)電使用。(5)沼渣制有機(jī)肥將厭氧發(fā)酵后的沼渣通過(guò)板框壓濾后其含水率約為60%，經(jīng)烘干后含水率降低至30%，根據(jù)物料成分添加必備的營(yíng)養(yǎng)元素，調(diào)節(jié)有機(jī)肥品質(zhì)，經(jīng)造粒整形烘干后制成成品有機(jī)肥。(6)油水分離餐廚垃圾中的液體部分含有3-5%的油脂，經(jīng)加工后可作為工業(yè)用油脂進(jìn)一步使用。液體部分首先經(jīng)過(guò)氣浮設(shè)備將油脂和水初步分離，分離后的油水混合物再經(jīng)離心分離可作為工業(yè)用油脂原料使用。分離后的液體部分參與制漿過(guò)程后，進(jìn)入?yún)捬醢l(fā)酵。(7)臭氣處理系統(tǒng)餐廚垃圾處理過(guò)程中廢氣來(lái)源主要分為以下幾類A、餐廚垃圾的卸料過(guò)程散發(fā)的臭氣；B、餐廚垃圾儲(chǔ)存過(guò)程中散發(fā)的臭氣；C、餐廚垃圾輸送過(guò)程中散發(fā)的臭氣；D、餐廚垃圾破碎、分揀、脫水過(guò)程中散發(fā)的臭氣；E、餐廚垃圾發(fā)酵或干燥過(guò)程中散發(fā)的臭氣；F、餐廚垃圾污水處理過(guò)程中散發(fā)的臭氣；在餐廚垃圾資源化處理過(guò)程中，處理全程密閉，生產(chǎn)車間和設(shè)備中產(chǎn)生的異味氣體都通過(guò)安裝在每個(gè)設(shè)備上方的排風(fēng)裝置將臭氣抽出后，統(tǒng)一收集后進(jìn)入臭氣處理系統(tǒng)， 處理達(dá)標(biāo)后排放。整個(gè)處理過(guò)程中，餐廚垃圾中的廢水可用于均漿系統(tǒng)用于制漿，全部參與厭氧發(fā)酵，發(fā)酵后的沼液經(jīng)過(guò)處理后制成營(yíng)養(yǎng)液，實(shí)現(xiàn)資源化利用。所有處理系統(tǒng)和設(shè)備均由計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)對(duì)設(shè)備的自動(dòng)控制和設(shè)備運(yùn)行參數(shù)的在線監(jiān)測(cè)和遠(yuǎn)程調(diào)控。提高了餐廚垃圾處理系統(tǒng)的自動(dòng)化程度，有效地降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，減少了熱能和電力消耗，使整套系統(tǒng)運(yùn)行更加經(jīng)濟(jì)、高效、合理。以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此， 任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換， 都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種餐廚垃圾資源化處理方法，其特征在于該方法包括以下步驟(1)前分選將收集來(lái)的餐廚垃圾首先經(jīng)固液分離，將物料分為固體部分和液體部分， 對(duì)固體部分進(jìn)行分選，然后擠壓脫水做進(jìn)一步的固液分離，再進(jìn)入破碎分選設(shè)備，利用該設(shè)備將大塊物料破碎至粒徑50mm以下，固液分離的液體部分則進(jìn)入油水分離系統(tǒng)；(2)水力制漿將破碎后的餐廚垃圾進(jìn)行水力制漿，利用水力剪切力將物料制成含固率為5-15%、固體粒徑為IOmm以內(nèi)的均勻漿液，并將其中的雜質(zhì)分選出來(lái)，得到基料；(3)厭氧發(fā)酵將所述基料首先送入水解酸化罐進(jìn)行水解酸化，酸化完成的物料進(jìn)入?yún)捬醢l(fā)酵罐進(jìn)行厭氧發(fā)酵，使物料中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化成沼氣；(4)沼渣制有機(jī)肥厭氧發(fā)酵后的沼渣經(jīng)過(guò)脫水后進(jìn)入制肥系統(tǒng)，根據(jù)物料成分添加必備的營(yíng)養(yǎng)元素，調(diào)節(jié)有機(jī)肥品質(zhì)，經(jīng)造粒整形烘干后制成成品有機(jī)肥；(5)油水分離通過(guò)油水分離回收廢水中的油脂可作為工業(yè)原料以進(jìn)一步使用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于整個(gè)前分選工藝物料以密閉螺旋輸送。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于破碎分選設(shè)備是指將餐廚垃圾固體部分中的大塊物件進(jìn)行破碎，破碎分選設(shè)備包括風(fēng)選裝置，通過(guò)調(diào)整風(fēng)力大小可將垃圾中的不同比重大小的物質(zhì)篩選出來(lái)
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟(2)中，通過(guò)重物質(zhì)分離設(shè)備及輕物質(zhì)分離設(shè)備除去漿液中的雜質(zhì)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟(3)中，厭氧發(fā)酵過(guò)程中，一方面通過(guò)所產(chǎn)生的沼氣自身上升作用對(duì)物料進(jìn)行攪拌，另一方面厭氧發(fā)酵罐自帶有機(jī)械攪拌裝置對(duì)物料進(jìn)行間歇式攪拌。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟C3)厭氧發(fā)酵工藝過(guò)程中，中溫發(fā)酵溫度為35 38攝氏度，發(fā)酵過(guò)程中溫度變化不超過(guò)3攝氏度，pH為7-8，碳氮比為 20-30 1。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于厭氧發(fā)酵產(chǎn)生的沼氣經(jīng)過(guò)凈化后作為清潔能源使用。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟(5)中，進(jìn)行二次固液分離除油處理，第一級(jí)為輸送螺旋脫水除油，第二級(jí)為固液分離機(jī)脫水除油處理。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于整個(gè)處理過(guò)程中，餐廚垃圾中的廢水用于均漿系統(tǒng)用于制漿，全部參與厭氧發(fā)酵，發(fā)酵后的沼液經(jīng)污水處理達(dá)標(biāo)后排放或制成營(yíng)養(yǎng)液用于農(nóng)作物和園林綠化的灌溉，實(shí)現(xiàn)資源化利用；
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于處理全程密閉，收集的臭氣匯總后經(jīng)臭氣處理系統(tǒng)處理達(dá)標(biāo)后排放。
全文摘要
本發(fā)明公開了屬于垃圾處理技術(shù)領(lǐng)域的一種餐廚垃圾資源化處理方法，是將餐廚垃圾經(jīng)前分選，水力制漿，厭氧發(fā)酵、沼渣制有機(jī)肥，油水分離等工序進(jìn)行處理，使得餐廚垃圾中的油脂得到回收，有機(jī)質(zhì)部分經(jīng)水解酸化和厭氧發(fā)酵后生成沼氣，沼氣經(jīng)凈化處理后可作為燃料、發(fā)電或汽車燃?xì)馐褂茫徽麄€(gè)處理過(guò)程中，餐廚垃圾中的液態(tài)部分除去油脂后用于均漿系統(tǒng)制漿，全部參與厭氧發(fā)酵，發(fā)酵后的沼液則經(jīng)過(guò)處理后可制成營(yíng)養(yǎng)液，實(shí)現(xiàn)資源的循環(huán)利用和污染物零排放；處理全程密閉，收集的臭氣匯總后經(jīng)除臭系統(tǒng)處理達(dá)標(biāo)后排放。本發(fā)明能夠最大化的回收資源，將餐廚垃圾變廢為寶，同時(shí)保證整個(gè)處理過(guò)程無(wú)污染物排放，實(shí)現(xiàn)餐廚垃圾處理的高效化、資源化和無(wú)害化。
文檔編號(hào)C12M1/107GK102503595SQ201110344830
公開日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2011年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月4日
發(fā)明者吳長(zhǎng)亮 申請(qǐng)人:北京弗瑞格林環(huán)境資源投資有限公司