村鎮(zhèn)生活垃圾厭氧-好氧一體化處理裝置及處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于固體廢棄物資源化領(lǐng)域，具體地涉及一種村鎮(zhèn)生活垃圾厭氧-好氧一體化處理裝置。
[0002]本發(fā)明還涉及利用上述處理裝置對(duì)村鎮(zhèn)生活垃圾進(jìn)行處理的方法。
【背景技術(shù)】
[0003]隨著城鎮(zhèn)化與村鎮(zhèn)建設(shè)進(jìn)程的加快，村鎮(zhèn)居民生活消費(fèi)水平的提高，村鎮(zhèn)周邊旅游業(yè)和村民生活產(chǎn)生的生活垃圾產(chǎn)生量逐年增長(zhǎng)。村鎮(zhèn)生活垃圾的主要組成部分為易腐垃圾(40%?50% )、無(wú)機(jī)垃圾(25%?35% )、包裝垃圾(15%?20% )和有害垃圾(約3%),大量垃圾被丟棄或露天堆放，對(duì)村鎮(zhèn)環(huán)境造成嚴(yán)重污染，不僅占用土地、破壞景觀，而且還傳播疾病，影響居民健康。因此，村鎮(zhèn)生活垃圾處理已成為我國(guó)村鎮(zhèn)發(fā)展中亟需解決的重大環(huán)境問(wèn)題。
[0004]厭氧發(fā)酵是在厭氧狀態(tài)下利用微生物將垃圾中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)燃?xì)獾募夹g(shù)，厭氧發(fā)酵技術(shù)能提高生物質(zhì)垃圾資源化水平。傳統(tǒng)的單相厭氧發(fā)酵技術(shù)是目前生物質(zhì)垃圾資源化的首選，在歐洲占90%以上，但由于垃圾中纖維素含量高、水解困難、產(chǎn)甲烷過(guò)程緩慢和后續(xù)沼渣難以利用，存在處理成本高、發(fā)酵周期長(zhǎng)、物料轉(zhuǎn)化效率低等問(wèn)題。同時(shí)，尚缺乏適用于村鎮(zhèn)生活垃圾的低成本、低能耗、小型化、可持續(xù)的無(wú)害化處理和資源化利用關(guān)鍵工藝裝備。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種用于村鎮(zhèn)生活垃圾中可降解組分厭氧發(fā)酵能源化與好氧制肥資源化利用的一體化裝置。
[0006]本發(fā)明的又一目的在于提供一種利用上述裝置對(duì)村鎮(zhèn)生活垃圾進(jìn)行厭氧-好氧一體化的處理方法。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的村鎮(zhèn)生活垃圾厭氧-好氧一體化處理裝置，包括:
[0008]濕熱預(yù)處理裝置的罐體內(nèi)壁和外壁之間設(shè)有控溫導(dǎo)油管，控溫導(dǎo)油管內(nèi)填充有導(dǎo)熱油，控溫導(dǎo)油管與罐體內(nèi)壁相接觸，控溫導(dǎo)油管與罐體外壁之間填充有保溫材料，罐體頂蓋安裝有進(jìn)料口，罐體底部設(shè)有出料口；罐體內(nèi)安裝有螺旋排列的蒸汽盤(pán)管，蒸汽盤(pán)管內(nèi)側(cè)與尾端設(shè)有蒸汽噴口，蒸汽噴口的曲率半徑等同于蒸汽盤(pán)管的圓半徑，蒸汽噴口弧切線與蒸汽盤(pán)管的圓切線夾角為5?10°之間；預(yù)處理反應(yīng)罐罐體上部設(shè)有管式除油機(jī)，除油機(jī)的導(dǎo)油口設(shè)置有蠕動(dòng)栗，將刮除的油脂吸出轉(zhuǎn)移至廢油回收箱；罐體頂蓋的進(jìn)料口連接調(diào)配池的出料口，罐體底部的出料口連接厭氧發(fā)酵罐的進(jìn)料口 ；
[0009]濕熱預(yù)處理裝置的控溫導(dǎo)油管出口連接三相換熱自保溫裝置的換熱盤(pán)管的導(dǎo)熱油入口，濕熱預(yù)處理裝置的蒸汽出口連接蓄熱器；
[0010]三相換熱自保溫裝置的殼體內(nèi)設(shè)有導(dǎo)熱油盤(pán)管，導(dǎo)熱油盤(pán)管的下方設(shè)有電加熱盤(pán)管，三相換熱自保溫裝置的底部設(shè)有進(jìn)水閥，由導(dǎo)熱油盤(pán)管、電加熱盤(pán)管和進(jìn)水閥組成三相換熱區(qū)，三相換熱自保溫裝置的上方設(shè)有換熱后熱水出口 ；
[0011]三相換熱自保溫裝置的換熱后熱水出口分別各連接厭氧發(fā)酵罐的加熱盤(pán)管入水口和好氧制肥裝置加熱盤(pán)管入水口，三相換熱自保溫裝置的進(jìn)水閥分別各連接厭氧發(fā)酵罐的加熱盤(pán)管出水口和好氧制肥裝置加熱盤(pán)管出水口；
[0012]厭氧發(fā)酵罐通過(guò)調(diào)節(jié)池連接至好氧制肥裝置。
[0013]所述的村鎮(zhèn)生活垃圾厭氧-好氧一體化處理裝置中，濕熱預(yù)處理裝置的罐體為不銹鋼材質(zhì)，罐體頂蓋與罐體之間以法蘭密閉連接，罐體頂蓋安裝有壓力安全閥，罐體底部為圓錐形，罐體頂蓋的進(jìn)料口安裝有進(jìn)料閥門(mén)，罐體底部的出料口安裝有出料閥門(mén)，進(jìn)料閥門(mén)和出料閥門(mén)均配有輸料栗；進(jìn)料閥門(mén)和出料閥門(mén)均為電磁閥與手動(dòng)閥兩套并聯(lián)使用，電磁閥與電控設(shè)備相連。
[0014]所述的村鎮(zhèn)生活垃圾厭氧-好氧一體化處理裝置中，濕熱預(yù)處理裝置的控溫導(dǎo)油管呈螺旋狀纏繞在罐體內(nèi)壁與外壁之間，螺旋狀的控溫導(dǎo)油管之間填充有保溫材料。
[0015]所述的村鎮(zhèn)生活垃圾厭氧-好氧一體化處理裝置中，三相換熱自保溫裝置的導(dǎo)熱油盤(pán)管的導(dǎo)熱油入口設(shè)在三相換熱自保溫裝置的上部，導(dǎo)熱油盤(pán)管的導(dǎo)熱油出口設(shè)在三相換熱自保溫裝置的下部，導(dǎo)熱油出口連接濕熱預(yù)處理裝置的控溫導(dǎo)油管入口 ；電加熱盤(pán)管與導(dǎo)熱油盤(pán)管相互平行設(shè)置。
[0016]所述的村鎮(zhèn)生活垃圾厭氧-好氧一體化處理裝置中，進(jìn)水閥為四通閥，進(jìn)水閥與三相換熱自保溫裝置之間設(shè)有止水閥門(mén)；位于電加熱盤(pán)管和進(jìn)水閥之間設(shè)有布水網(wǎng)盤(pán)，以實(shí)現(xiàn)三相換熱器的均勻布水。
[0017]所述的村鎮(zhèn)生活垃圾厭氧-好氧一體化處理裝置中，厭氧發(fā)酵罐為圓柱形罐體，罐內(nèi)安裝有垂直變頻攪拌機(jī)控制攪拌速度；罐體內(nèi)壁安裝有加熱盤(pán)管，采用熱水循環(huán)控制，加熱盤(pán)管的管路出口配置有溫度變送器、進(jìn)水流量計(jì)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)進(jìn)料條件的控制；厭氧發(fā)酵罐頂部設(shè)有出氣口。
[0018]所述的村鎮(zhèn)生活垃圾厭氧-好氧一體化處理裝置中，好氧制肥裝置為一全封閉倉(cāng)體，發(fā)酵倉(cāng)的內(nèi)壁設(shè)有加熱盤(pán)管，與三相換熱保溫裝置相連，由溫控度變送器控制發(fā)酵倉(cāng)溫度；以及發(fā)酵倉(cāng)內(nèi)設(shè)有噴淋裝置，噴淋孔與垂直面呈斜向下30°?60°。
[0019]本發(fā)明提供的利用上述厭氧-好氧一體化處理裝置對(duì)村鎮(zhèn)生活垃圾進(jìn)行處理的方法:
[0020]I)村鎮(zhèn)生活垃圾破碎進(jìn)入調(diào)配池，料液打入濕熱預(yù)處理裝置進(jìn)行濕熱預(yù)處理并回收油脂，多余熱量進(jìn)入蓄熱器，通過(guò)三項(xiàng)換熱自保溫裝置進(jìn)行蓄放熱保溫；
[0021]2)余料液進(jìn)入?yún)捬醢l(fā)酵罐，由厭氧發(fā)酵罐的加熱盤(pán)管的熱水循環(huán)控制發(fā)酵溫度，并依據(jù)揮發(fā)性脂肪酸總量變化，通過(guò)控制攪拌頻率以避免厭氧系統(tǒng)酸化崩潰，厭氧發(fā)酵產(chǎn)生的生物氣由厭氧發(fā)酵罐頂部出氣口收集，分別進(jìn)入脫水罐、脫硫罐進(jìn)行純化；
[0022]3)厭氧發(fā)酵后的沼渣送至調(diào)節(jié)池，與木肩、麩皮混合后經(jīng)渣漿栗送至好氧制肥裝置制備出尚品質(zhì)有機(jī)肥廣品。
[0023]所述的方法中，村鎮(zhèn)生活垃圾為果蔬垃圾、廚余垃圾、餐飲垃圾等有機(jī)組分。
[0024]本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)如下:
[0025]I)村鎮(zhèn)生活垃圾不同于城市生活垃圾，其木質(zhì)纖維素含量高，油脂、蛋白含量相對(duì)較低。濕熱預(yù)處理可以使木質(zhì)纖維素物料通過(guò)水合作用水解為易于微生物利用的小分子有機(jī)物，縮短厭氧發(fā)酵的啟動(dòng)時(shí)間，提高發(fā)酵產(chǎn)沼效率。本發(fā)明可有效提高生物氣中甲烷含量達(dá)到75%以上。剩余沼渣中的醌類物質(zhì)可以作為腐殖質(zhì)合成的驅(qū)動(dòng)因子與未分解的纖維素類物質(zhì)聚合成腐殖質(zhì)，因此本發(fā)明將厭氧發(fā)酵和沼渣腐殖化制備高品質(zhì)有機(jī)肥的技術(shù)相耦合，通過(guò)濕熱預(yù)處理提高生物可利用性，實(shí)現(xiàn)村鎮(zhèn)生活垃圾高值化利用。
[0026]2)濕熱預(yù)處理改變了餐廚廢棄物的理化性質(zhì)，提高后續(xù)資源化處理能力。本發(fā)明的濕熱預(yù)處理裝置采用蒸汽盤(pán)管與蒸汽噴口的組合工藝導(dǎo)入高溫高壓蒸汽，在為餐廚廢棄物提供濕熱處理必須的熱量的同時(shí)，以高溫蒸汽噴出的動(dòng)力帶動(dòng)餐廚廢棄物攪拌，從而代替攪拌槳的作用，使熱量傳遞更加均勻，傳質(zhì)表面積較現(xiàn)有油浴反應(yīng)釜高出2?3倍；可實(shí)現(xiàn)年平均設(shè)備維修費(fèi)用減少50%，同時(shí)提高設(shè)備使用年限3年以上；在高溫高壓蒸汽噴入物料的同時(shí)，也省卻了由于常壓濕熱處理時(shí)常發(fā)生的物料失水過(guò)多，在物料進(jìn)行處理之前需要另行加入處理配水的步驟。
[0027]3)獨(dú)特的三相保溫、控溫節(jié)能設(shè)計(jì)，充分利用濕熱預(yù)處理導(dǎo)熱油和蒸汽余熱、鍋爐水余熱，采用三相換熱保溫裝置對(duì)厭氧罐進(jìn)行溫控，同時(shí)溫控保證好氧制肥裝置的啟動(dòng)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)餐廚廢棄物處理系統(tǒng)的最佳熱回收循環(huán)利用率，使能耗低、投資運(yùn)行成本低。
[0028]4)本發(fā)明的裝置采用變頻控制器、