一種亞臨界處理餐廚垃圾的方法
【專利說明】
[0001]一、
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于環(huán)境保護(hù)、固體廢棄物處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種亞臨界處理餐廚垃圾的方法二、
【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)以及生活過程中所產(chǎn)生的食品垃圾，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、肉食等食物，此外還含有少量的骨頭、塑料袋、塑料瓶、勺、叉、編織袋、瓶蓋、牙簽、筷子、廢餐具及餐紙等異物質(zhì)。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)也含有無機(jī)鹽類，具有尚油脂、尚鹽分、尚水分、尚有機(jī)質(zhì)含量以及易腐發(fā)臭、易酸化、易生物降解等特點(diǎn)。目前，除這部分餐廚、廚余垃圾外，還有大量的人類糞便、污水處理廠產(chǎn)生的污泥、屠宰廢棄物、動(dòng)物尸體等大量有機(jī)垃圾也因其成分復(fù)雜、異物質(zhì)含量較多等原因未無害化處理、資源化利用。而這部分垃圾不僅污染了水圈、大氣圈、自然生態(tài)環(huán)境，其散發(fā)的惡臭氣體易傳播病菌，對(duì)人們的日常生活和身體健康帶來危害。
[0002]鑒于上述垃圾物料本身成分特點(diǎn)和每天收集到的垃圾中的無機(jī)物是變量的，很難將每天的垃圾中有機(jī)物料和無機(jī)物做定量分析，也很難將其高效分離處理。例如，本公司在青海西寧已運(yùn)行的餐廚垃圾無害化處理資源化利用工廠每天收集到的餐廚垃圾成分差異非常大，同一天同一噸位的車輛收集到的垃圾中的無機(jī)物都無法確定其種類和含量，第一車與后續(xù)的第二車、第三車乃至第十車等等收到的垃圾成分都不同。
[0003]厭氧消化已經(jīng)逐漸成為餐廚垃圾處理技術(shù)的重要發(fā)展方向，但餐廚垃圾中含有大量的油脂類物質(zhì)，油脂會(huì)包裹支撐介質(zhì)，干擾微生物生命活動(dòng)，對(duì)餐廚垃圾厭氧消化工藝帶來不可忽視的負(fù)面影響，因此，在將餐廚垃圾中有機(jī)物與無機(jī)物分離，將固、液、油脂高效分開處理是非常重要的。
[0004]餐廚垃圾中含有大量的油脂類物質(zhì)，它們會(huì)在厭氧系統(tǒng)內(nèi)部不斷累積，影響產(chǎn)甲烷菌的活性和系統(tǒng)的穩(wěn)定性，對(duì)餐廚垃圾厭氧消化工藝帶來不可忽視的負(fù)面影響。另外，油脂發(fā)酵極易產(chǎn)生致癌物質(zhì)一一黃曲霉素，危害人類健康；在餐廚垃圾生物處理工藝中，油脂會(huì)包裹支撐介質(zhì)，干擾微生物生命活動(dòng)，影響處理效果；油脂粘附器壁容易造成管路堵塞，等等。因此，在餐廚垃圾處理中通常需要脫除油脂，并且餐廚垃圾中的廢油脂又是理想的生物油燃料和日用化工原料，可以回收再利用。餐廚垃圾中的油脂主要以可浮油和固相內(nèi)部油脂兩種形式存在?？筛∮偷螐捷^大，靜置后能較快上浮，以連續(xù)相油膜的形式漂浮于水面；固相內(nèi)部油脂多以固態(tài)與垃圾固相結(jié)合，很難自然分離，一般需通過高溫加熱才能分離。通過餐廚垃圾成分分析，餐廚垃圾中的脂肪含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于可浮油含量。國(guó)內(nèi)餐廚垃圾提油主流工藝存在重油輕脂的問題，其主要針對(duì)餐廚垃圾中可浮油的提取，即將餐廚垃圾充分瀝水，對(duì)該部分水進(jìn)行加熱，然后進(jìn)行油水分離。該工藝只將餐廚垃圾中植物油即可浮油去除，未除去餐廚垃圾中大量的動(dòng)物脂肪，提油的經(jīng)濟(jì)效益有限。
[0005]三、

【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明針對(duì)目前技術(shù)存在的問題，提出了一種亞臨界處理餐廚垃圾的方法，本發(fā)明擬采取的技術(shù)方案為:一種亞臨界處理餐廚垃圾的方法，其特征在于其由以下步驟組成:步驟1:餐廚垃圾由原料斗(I)用螺旋輸料機(jī)(2)輸送至破碎設(shè)備(3)內(nèi)，其中螺旋輸料機(jī)
(2)的螺旋筒上開有直徑0.5-3cm的小孔，開孔面積為螺旋筒表面積的10-70%，餐廚垃圾中的液體在輸送過程中通過螺旋筒的小孔收集至集液灌(17)，破碎的餐廚垃圾顆粒直徑不大于30cm ;步驟2:將破碎好的固體餐廚垃圾再用螺旋輸料機(jī)A(4)輸送至亞臨界液化灌(5)內(nèi)，其中螺旋輸料機(jī)(2)的螺旋筒上開有直徑0.5-3cm的小孔，開孔面積為螺旋筒表面積的10-70%，餐廚垃圾中的液體在輸送過程中通過螺旋筒的小孔收集至集液灌(17)，固體餐廚垃圾在亞臨界液化灌(5)內(nèi)的水解液化條件為通入表壓為0.8-2MP,溫度161-200°C的水蒸氣，時(shí)間30-150min ;亞臨界液化灌(5)內(nèi)將固體餐廚垃圾水解液化好后泄壓，釋放的熱量經(jīng)脫氣換熱器(6)，加熱集液灌(17)、儲(chǔ)液罐(14)、儲(chǔ)液罐A (12)和儲(chǔ)液罐B (10)中的液體；步驟3:將液化好的餐廚垃圾通過機(jī)械格柵(15)除去不溶物顆粒固廢，液體收集至儲(chǔ)液罐(14)通過泵A (13)輸送至固液分離器(7)進(jìn)一步固液分離除去固廢，同時(shí)將集液灌(17)中的液體通過泵B (16)輸送至固液分離器(7)進(jìn)一步固液分離除去固廢，液體收集至儲(chǔ)液罐A (12)中，其中集液灌(17)、儲(chǔ)液罐(14)、儲(chǔ)液罐A (12)和儲(chǔ)液罐B (10)中的液體溫度保持在70-90°C ;步驟4:將儲(chǔ)液罐A (12)中的液體通過泵C (11)輸送至碟片分離機(jī)(8)中進(jìn)行油脂和液體的分離，除去油脂，液體收集至儲(chǔ)液罐B (10)中通過泵D (9)打入后續(xù)消化工藝。
[0006]本發(fā)明通過兩道螺旋輸料系統(tǒng)，將餐廚垃圾中的液體擠出，該液體中含水、油、月旨及其他有機(jī)物，該液體與后續(xù)工藝的液化液體一道經(jīng)碟片分離機(jī)(8)分離，除去油、脂即可進(jìn)入后續(xù)消化工藝，碟片分離機(jī)(8)可除去99.9%的油、脂，除去油、脂的液體對(duì)后續(xù)消化工藝中甲烷菌的活性和系統(tǒng)的穩(wěn)定性非常有利。固體餐廚垃圾經(jīng)破碎輸送至亞臨界液化灌(5)內(nèi)，固體餐廚垃圾在亞臨界液化灌(5)內(nèi)的處理?xiàng)l件為通入絕對(duì)壓力0.8-2MP,溫度161-200°C的水蒸氣，時(shí)間10-120min。研宄表明水的介電常數(shù)越低，油脂更容易溶出，與常溫的水比，180°C的亞臨界水介電常數(shù)更低，油脂溶出性能增高。有機(jī)物在200°C以下的水熱反應(yīng)中，總有機(jī)碳(TOC)不會(huì)減少，靠近200°C時(shí)，與反應(yīng)前相比DOC的量有所增加，當(dāng)溫度更高時(shí)，因生成很小分子的揮發(fā)有機(jī)物，從而造成有機(jī)物氣化損失，當(dāng)溫度為180°C，水的分解能力很強(qiáng)。當(dāng)溫度高于180°C時(shí)，亞臨界水的離子活度積變化不是很大，在170?200°C內(nèi)，只需少許能量即可獲得很好的效果，可將餐廚垃圾中的蛋白質(zhì)、淀粉等大部分有機(jī)質(zhì)分解，只有部分纖維素不能被分解。本發(fā)明充分利用水熱反應(yīng)的特性，將餐廚垃圾置于水的亞臨界狀態(tài)，即溫度在160-374°C，壓力在0.8-22 MP，發(fā)生水熱反應(yīng)，使餐廚垃圾中的有機(jī)質(zhì)充分液化，提高了餐廚垃圾的利用率，利用機(jī)械格柵(15)，除去水熱反應(yīng)不溶物顆粒固廢，再利用固液分離器(7)進(jìn)一步固液分離除去固廢，最后利用碟片分離機(jī)(8)中進(jìn)行油脂和液體的分離，除去油、脂，根據(jù)分離液體中的含碳量，可精確調(diào)整后續(xù)厭氧消化工藝。本發(fā)明中，亞臨界液化灌(5)內(nèi)釋放的熱量經(jīng)脫氣換熱器(6)，可加熱集液灌(17)、儲(chǔ)液罐(14)、儲(chǔ)液罐A (12)和儲(chǔ)液罐B (10)中的液體，使其保持溫度在70-90°C，以便過濾和分離。本發(fā)明具有工藝流程短，餐廚垃圾中的有機(jī)質(zhì)分解充分，能耗低，可很好的提出餐廚垃圾中的油和脂，提高餐廚垃圾的利用率，分離好的液體在后續(xù)工藝可精確調(diào)整厭氧消化。
[0007]四、
【附圖說明】
圖1為本發(fā)明工藝流程圖圖2為本發(fā)明水的狀態(tài)圖圖3為本發(fā)明水離子活度積曲線圖圖4為本發(fā)明水的介電常數(shù)圖5有機(jī)物水熱處理效果圖圖中:1、原料斗2、螺旋輸料機(jī)3、破碎設(shè)備(3) 4、螺旋輸料機(jī)A 5、亞臨界液化灌6、脫氣換熱器7、固液分離器8、碟片分離機(jī)9、泵D 10、儲(chǔ)液罐B 11、泵C 12、儲(chǔ)液罐A 13、泵A 14、儲(chǔ)液罐15、機(jī)械格柵16、泵B 17、集液灌五、
【具體實(shí)施方式】
實(shí)施例1: 一種亞臨界處理餐廚垃圾的方法，其由以下步驟組成:步驟1:餐廚垃圾由原料斗(I)用螺旋輸料機(jī)(2)輸送至破碎設(shè)備(3)內(nèi)，其中螺旋輸料機(jī)(2)的螺旋筒上開有直徑