專利名稱：餐廚垃圾制備生物質(zhì)燃料的預處理方法
技術領域：
本發(fā)明屬于一種餐廚垃圾的預處理方法，特別涉及一種將餐廚垃圾用于制備生物質(zhì)燃料如沼氣、乙醇等的預處理方法。
背景技術：
餐廚垃圾又稱潲水，主要來源于賓館、飯店、企事業(yè)單位食堂、家庭、餐飲業(yè)，其數(shù)量大、混雜物多，主要成分有淀粉、纖維素、蛋白質(zhì)、脂類，同時混雜少許餐盒、筷子、餐具碎片、塑料瓶(袋)、肉、骨等雜物。由于它含水率高，有機物含量高，鹽分含量高，導致其不適于焚燒處理，填埋又易腐敗發(fā)臭、產(chǎn)生大量滲濾液，高含鹽量又使其堆肥的應用受到限制。目前有一些餐廚垃圾甲烷發(fā)酵、乳酸發(fā)酵、乙醇發(fā)酵、生物制氫等資源化技術的報道，部分技術也在逐步開始工業(yè)化生產(chǎn)和商業(yè)性應用，尤其值得關注的是甲烷(沼氣)發(fā)酵和乙醇發(fā)酵技術的應用。根據(jù)餐廚垃圾的組分和特性，通過生物技術的處理制備清潔的生物質(zhì)能源(沼氣、燃料乙醇、生物柴油等)理論上可行，經(jīng)濟上合理，工藝技術上易于突破和實現(xiàn)商業(yè)化，既清潔環(huán)保地處理了較難處理的餐廚垃圾，又高附加值地實現(xiàn)資源化再生利用。因而，餐廚垃圾的能源化處理方法和技術主要集中在利用餐廚垃圾制備燃料乙醇、沼氣、生物柴油方面。由于餐廚垃圾的成分極為復雜，現(xiàn)有的預處理工藝和分選設備如CN200810226945. X公布了一種適用于餐廚垃圾乙醇發(fā)酵的預處理設備,該設備由油水分離裝置，料液儲罐、均質(zhì)裝置組成，但該設備對較粗雜物和油脂可進行去除和回收利用，對其中較細的硬質(zhì)雜物(金屬、陶玻、肉、骨等)無法去除。然后將這些物料直接放入打漿機中進行打漿，漿料用于生物發(fā)酵。這就導致其中的肉骨類雜物、陶玻、金屬等除對下一步的打漿設備的安全運行有風險外，還可導致后處理工藝中的油脂、氨氮偏高，對后續(xù)發(fā)酵工藝的微生物生長也會產(chǎn)生影響，因此尋找一種既能去除較粗雜物和油脂，同時能去除較細的肉類金屬、陶玻、肉、骨等，從而避免它們對下一步打漿以及發(fā)酵的影響的預處理方法是目前研究餐廚垃圾制備生物質(zhì)燃料的業(yè)內(nèi)人士急需解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述技術問題，本發(fā)明的目的在于提供一種既能去除較粗雜物和油脂，同時能去除較細的肉類金屬、陶玻、肉、骨等的餐廚垃圾制備生物質(zhì)燃料的預處理方法。本發(fā)明目的是這樣實現(xiàn)的一種餐廚垃圾制備生物質(zhì)燃料的預處理方法，按照如下步驟完成(I)將收集運來的餐廚垃圾經(jīng)粗格柵分離出大塊雜物；(2)將過篩后的物料通過固液分離，分離出液相和固形物，所述液相經(jīng)油水分離，油相作為初級產(chǎn)品銷售或用于制備生物柴油，水相與固形物混合；(3)將上述水相和固形物的混合物送入剪切器中，在剪切器中將物料剪切為半漿狀物，其中肉、骨、金屬、陶玻和果核等較難分離的雜物將不被剪切；
(4)將步驟(3)中的漿料經(jīng)細格柵分離出肉、骨、金屬、陶玻和果核等較難分離的雜物，分離后的漿料經(jīng)打漿后用于生物發(fā)酵制備乙醇或沼氣；所述剪切器包括罐體(I)、弧形刀片(2)、左刀軸(3a)、右刀軸(3b)、變頻電機(4)、變頻電機齒輪(5)、左齒輪(6)、右齒輪(7)、輸出齒輪(8)，所述左齒輪(6)為同軸雙齒輪，所述罐體(I)的頂部設有進料口(Ia)，所述罐體(I)的底部設有放料口(Ib)，所述變頻電機(4)安裝在罐體(I)的頂端，所述變頻電機(4)的電機輸出軸(4a)上套裝變頻電機齒輪
(5)，所述變頻電機齒輪(5)分別與左齒輪(6)的上齒輪和右齒輪(7)嚙合，所述左齒輪(6)的下齒輪與輸出齒輪(8)嚙合，所述輸出齒輪(8)上套裝有左輸出軸(8a)，所述左輸出軸(8a)與左刀軸(3a)連接，所述右齒輪(7)上也套裝右輸出軸(7a)，該右輸出軸(7a)與右刀軸(3b)連接，所述左、右刀軸(3a、3b)的另一端伸入罐體(I)內(nèi)，并在其伸入端分別裝有3-6個弧形刀片(2)，所述弧形刀片(2)的兩端均連接在刀軸上，每一個刀軸上的弧形刀片 (2)組成燈籠形。采用上述技術方案，本發(fā)明首先將大塊雜物和油脂進行分離，將油脂回收用于制備生物柴油等，然后運用本發(fā)明的剪切器采用弧形刀片組成籠式結(jié)構(gòu)，兩個籠式結(jié)構(gòu)的刀片對旋，刀片采用弧形刀片，且由3-6個刀片組成燈籠形狀，變頻電機控制剪切的速度和剪切時間，將物料中的飯、面條、蔬菜等物料剪切成半漿狀，而物料中稍硬的或不易剪碎的肉、骨、陶玻、金屬等雜物則不會被剪碎，這樣，再通過較細的格柵便能將肉、骨、金屬、陶玻和果核等分離，半漿狀物進入打漿機中進行打漿，用于生物發(fā)酵，避免肉、骨、金屬、陶玻和果核對打漿設備造成損害以及影響生物發(fā)酵。在上述技術方案中所述左、右刀軸(3a、3b)上各有四個弧形刀片(2)。在上述技術方案中，為了使得剪切器運行安全，可靠，所述罐體(I)的頂部還設有排氣口(lc)、攪拌口(Ie)、進水口(If)和備用口(Ig)，其中攪拌口(Ie)位于罐體⑴頂端的中央，排氣口(lc)、進料口(la)、進水口(If)和備用口(Ig)分布于攪拌口(Ie)的四周。在上述技術方案中為了方便安裝剪切器，所述罐體(I)的外壁的中部設有將罐體(I)懸掛安裝的懸掛部件(Id)。在上述技術方案中為了能盡量出去粗雜物，所述粗格柵為圓孔格柵或正方形或菱形格柵，其尺寸大小為Φ 30mm- Φ 1 20mm或30mm*30mm 120mm*120mm。在上述技術方案中為了使除去粗雜物的效果更好，所述粗格柵的格柵尺寸為Φ60mm-Φ80mm 或 60mm*60mm-80mm*80mm。在上述技術方案中為了能去除肉、骨等細雜物，所述細格柵的格柵尺寸為Φ 6mm- Φ 1 2mm gJc 6mm氺6mm 12mm氺 12mm。在上述技術方案中，為了能更好的去除肉骨等細雜物，所述細格柵的格柵尺寸為Φ 8mm- Φ 10mm gJc 8mm氺8mm 10mm*10. mm。在上述技術方案中，為了使得剪切分離效果更好，所述剪切器的剪切速度為200rpm-1500rpm,剪切時間為 2_40mins。在上述技術方案中，為了使得剪切分離效果更好，所述剪切器的剪切速度為600rpm-800rpm,剪切時間為 15_20mins。有益效果本發(fā)明工藝簡單、成本低，既能去除較粗雜物和油脂，同時能去除較細的肉類金屬、陶玻、肉、骨等，避免它們對下一步的打漿設備造成損害，影響生物發(fā)酵。
說明書附I為本發(fā)明專利的剪切器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖I中A處的局部放大圖；圖3為圖I的剪切器的各個孔口的分布圖。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施方式
對本發(fā)明做進一步的說明如

圖1-3所示，所述剪切器包括罐體I、弧形刀片2、左刀軸3a、右刀軸3b、變頻電機4、變頻電機齒輪5、左齒輪6、右齒輪7、輸出齒輪8，所述左齒輪6為同軸雙齒輪，所述罐體I的頂部設有進料口 la，所述罐體I的底部設有放料口 lb，所述變頻電機4安裝在罐體I的頂端，所述變頻電機4的電機輸出軸4a上設有變頻電機齒輪5，所述變頻電機齒輪5分 別與左齒輪6的上齒輪和右齒輪7嚙合，所述左齒輪6內(nèi)套裝輸入軸，所述左齒輪6的下齒輪與輸出齒輪8嚙合，所述輸出齒輪8上套裝有左輸出軸8a，所述左輸出軸8a與左刀軸3a連接，所述右齒輪7上也套裝右輸出軸7a，該右輸出軸7a與右刀軸3b連接，所述左、右刀軸3a、3b的另一端伸入罐體I內(nèi)，并在其伸入端分別裝有四個弧形刀片2，所述弧形刀片2的兩端均連接在刀軸上，每一個刀軸上的四個弧形刀片2組成燈籠形。其中左刀軸3a通過左齒輪6和輸出齒輪8使得其旋轉(zhuǎn)的方向與右刀軸3b的旋轉(zhuǎn)方向相反，所述罐體I的頂部還設有排氣口 lc、攪拌口 le、進水口 If和備用口 lg，所述罐體I的頂部還設有排氣口 lc、攪拌口 le、進水口 If和備用口 lg，其中攪拌口 Ie位于罐體I頂端的中央，排氣口 lc、進料口la、進水口 If和備用口 Ig分布于攪拌口 Ie的四周。所述出料口 Ib位于罐體I的底部的中部，所述罐體I的外壁的中部設有將罐體I懸掛安裝的懸掛部件ld，該懸掛部件Id可以將剪切器懸掛起來。實施例I收運至處理廠的餐廚垃圾傾倒在60mm*60mm或Φ 60mm的粗格柵上，此處粗格柵有較大孔徑和面積，確保垃圾攤開，且只攔截粗雜物，如鐵器、塑料袋(盒、瓶)，大骨棒、紙板等，將粗雜物通過人工挑選出來(或?qū)⒏駯旁O計成斜置格柵、格柵底部接皮帶輸送機，粗雜物通過輸送機送入后處理工序此為現(xiàn)有技術，在此不做贅述)。過篩后的垃圾進入真空吸濾槽，開啟真空吸濾，濾液進入油水分離罐，用熱水沖洗固形物，沖洗濾液合并進入油水分離罐。固形物通過螺旋送料器送至剪切器內(nèi)。液相在油水分離罐內(nèi)攪拌加熱至60-80°C，靜置3-5分鐘后，放出水相至剪切器內(nèi)，上層油相送至油水分離機進一步離心分離，水相至剪切器內(nèi)，油相回收再利用，開啟剪切器，調(diào)轉(zhuǎn)速600rmp，剪切破碎20mins后，其中面、飯蔬菜等物料被剪切為半漿狀，肉、骨、果核、陶玻、金屬等較細較難分離的雜物不能被剪切，將漿料放入格柵大小為或Φ6mm的篩分裝置里,較細較難分離的雜物(肉、骨、果核、陶玻、金屬等)被細格柵攔截，再人工揀出或落入皮帶輸送機上送至后序處理工序，初漿料送打漿勻質(zhì)罐打漿勻質(zhì)后制備燃料乙醇或沼氣。實施例2開啟80mm*80mm或Φ80mm粗格柵分離機，將收運至處理廠的餐廚垃圾傾倒在格柵分離池內(nèi)，被攔截的粗雜物，如鐵器、塑料袋(盒、瓶)，大骨棒、紙板等，隨格柵傳動帶出，落入皮帶輸送機送入后續(xù)處理工序，過篩后的垃圾進入自動卸料離心機，離心液進入油水罐，用熱水沖洗固形物，沖洗濾液合并進入油水分離罐。固形物通過螺旋送料器送至剪切器內(nèi)。液相在油水罐內(nèi)攪拌加熱至60-80°C，送至油水分離機高速離心分離，水相至剪切器內(nèi)，油相回收再利用，開啟剪切器，調(diào)轉(zhuǎn)速800rmp，剪切破碎15mins后，其中面、飯蔬菜等物料被剪切為半漿狀，肉、骨、果核、陶玻、金屬等較細較難分離的雜物不能被剪切，將漿料放入格柵大小為或Φ 8mm的篩分裝置里,較細雜物(肉、骨、果核、陶玻、金屬等)被細格柵攔截，再人工揀出或落入皮帶輸送機上送至后序處理工序，初漿料送打漿勻質(zhì)罐打漿勻質(zhì)后制備燃料乙醇或沼氣。本發(fā)明不局限于兩個具體實施方 式，其中粗格柵可以是圓孔格柵或正方形或菱形格柵，其尺寸大小為Φ 30mm_ Φ 120mm或30mm*30mm 120mm*120mm均能實現(xiàn)本發(fā)明，粗格柵可以是靜態(tài)或動態(tài)格柵，靜態(tài)格柵是將粗格柵固定在集料池上部，動態(tài)格柵是將格柵斜置于集料池頂部與底部之間，通過變頻電機帶動格柵上下運動，當然也可采用滾筒格柵機來實現(xiàn)。此為現(xiàn)有技術，在此不做贅述。固液分離的方法可以是真空吸濾、離心分離，還可以是壓濾等常規(guī)方法。油水分離可以是重力式分離、離心式分離，還可以采用電分離、吸附分離、氣浮分離、凝結(jié)式分離等常規(guī)油水分離方法。優(yōu)選的方法是通過重力式分離得到粗油月旨，再經(jīng)離心式分離進得到油脂初級產(chǎn)品。所述細格柵大小為Φ6ι πι-Φ 12mm或 12mm*12mm也均能實現(xiàn)本發(fā)明，優(yōu)選的細格柵尺寸為Φ 8mm_ Φ IOmm或 10mm* 10,mm。另外所述剪切器的每個刀軸上的弧形刀片2也可以是三葉、五葉或者六葉，太多的話可能就會將骨、肉等雜物打碎，不利于它們的分離。
權(quán)利要求
1.一種餐廚垃圾制備生物質(zhì)燃料的預處理方法，按照如下步驟完成 (1)將收集運來的餐廚垃圾經(jīng)粗格柵分離出大塊雜物； (2)將過篩后的物料通過固液分離，分離出液相和固形物，所述液相經(jīng)油水分離，油相作為初級產(chǎn)品銷售或用于制備生物柴油，水相與固形物混合； (3)將上述水相和固形物的混合物送入剪切器中，在剪切器中將物料剪切為半漿狀物，其中肉、骨、金屬、陶玻和果核等較難分離的雜物將不被剪切； (4)將步驟(3)中的漿料經(jīng)細格柵分離出肉、骨、金屬、陶玻和果核等較難分離的雜物，分離后的漿料經(jīng)打漿后用于生物發(fā)酵制備乙醇或沼氣； 所述剪切器包括罐體(I)、弧形刀片(2)、左刀軸(3a)、右刀軸(3b)、變頻電機(4)、變頻電機齒輪(5)、左齒輪￠)、右齒輪(7)、輸出齒輪(8)，所述左齒輪￠)為同軸雙齒輪，所述罐體⑴的頂部設有進料口(Ia)，所述罐體⑴的底部設有放料口(Ib)，所述變頻電機(4)安裝在罐體(I)的頂端，所述變頻電機(4)的電機輸出軸(4a)上套裝變頻電機齒輪(5)，所述變頻電機齒輪(5)分別與左齒輪￠)的上齒輪和右齒輪(7)嚙合，所述左齒輪￠)的下齒輪與輸出齒輪(8)嚙合，所述輸出齒輪(8)上套裝有左輸出軸(8a)，所述左輸出軸(8a)與左刀軸(3a)連接，所述右齒輪(7)上也套裝右輸出軸(7a)，該右輸出軸(7a)與右刀軸(3b)連接，所述左、右刀軸(3a、3b)的另一端伸入罐體(I)內(nèi)，并在其伸入端分別裝有3-6個弧形刀片(2)，所述弧形刀片(2)的兩端均連接在刀軸上，每一個刀軸上的弧形刀片(2)組成燈籠形。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述餐廚垃圾制備生物質(zhì)燃料的預處理方法，其特征在于所述左、右刀軸(3a、3b)上各有四個弧形刀片(2)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述餐廚垃圾制備生物質(zhì)燃料的預處理方法，其特征在于所述罐體(I)的頂部還設有排氣口(lc)、攪拌口(Ie)、進水口(If)和備用口(Ig)，其中攪拌口(Ie)位于罐體(I)頂端的中央，排氣口(lc)、進料口(la)、進水口(If)和備用口(Ig)分布于攪拌口(Ie)的四周。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述餐廚垃圾制備生物質(zhì)燃料的預處理方法，其特征在于所述罐體(I)的外壁的中部設有將罐體(I)懸掛安裝的懸掛部件(Id)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I餐廚垃圾制備生物質(zhì)燃料的預處理方法，其特征在于所述粗格柵為圓孔格柵或正方形或菱形格柵，其尺寸大小為小30mm-120mm或30mm*30mm 120mm* 120mm o
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述餐廚垃圾制備生物質(zhì)燃料的預處理方法，其特征在于所述粗格棚的格棚尺寸為 $ 60mm- 80mm 或 60mm*60mm-80mm*80mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述餐廚垃圾制備生物質(zhì)燃料的預處理方法，其特征在于所述細格棚的格棚尺寸為小6謹-1 2mm或6mm*6謹 12mm*12謹。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述餐廚垃圾制備生物質(zhì)燃料的預處理方法，其特征在于所述細格棚的格棚尺寸為小8謹-10mm或8mm*8謹 10mm* 10. mnin
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述餐廚垃圾制備生物質(zhì)燃料的預處理方法，其特征在于 所述剪切器的剪切速度為200rpm-1500rpm，剪切時間為2_40mins。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述餐廚垃圾制備生物質(zhì)燃料的預處理方法，其特征在于 所述剪切器的剪切速度為600rpm-800rpm，剪切時間為15_20mins。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種餐廚垃圾制備生物質(zhì)燃料的預處理方法，按照如下步驟完成(1)將收集運來的餐廚垃圾經(jīng)粗格柵分離出大塊雜物；(2)將物料通過固液分離分離出液相和固形物，所述液相經(jīng)油水分離，油相作為初級產(chǎn)品銷售或用于制備生物柴油，水相與固形物混合；(3)將上述水相和固形物的混合物送入剪切器中，在剪切器中將物料剪切為半漿狀物，其中肉、骨、金屬、陶玻和果核等較難分離的雜物將不被剪切；(4)將步驟(3)中的漿料經(jīng)細格柵分離出肉、骨、金屬、陶玻和果核等，分離后的漿料經(jīng)打漿用于生物發(fā)酵制備乙醇或沼氣；既能去除較粗雜物和油脂，同時能去除較細的肉類金屬、陶玻、肉、骨等，使能源化處理技術和裝備高效簡捷、經(jīng)濟實用。
文檔編號C12P7/08GK102660586SQ20121011851
公開日2012年9月12日 申請日期2012年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月20日
發(fā)明者袁康, 郭東平 申請人:重慶市易緯環(huán)保技術有限公司, 重慶市科學技術研究院