专利名称：一种餐厨垃圾处理方法
技术领域：
本发明涉及垃圾回收处理技术领域，尤其涉及一种餐厨垃圾处理方法。
背景技术：
餐厨垃圾主要指餐饮业、食堂以及家庭烹饪就餐过程中产生的有机废弃物，一般包含剩饭剩菜、餐厨原料下脚料、瓜皮果屑等。组要成分包括淀粉、蛋白质、油脂、食物纤维等有机成分，具有含水率高，油脂、盐分高，易腐烂发臭等特点。随着人民生活水平的提高和改善，餐厨垃圾的发生量有越来越大的趋势。目前我国城市的大部分家庭产生的餐厨垃圾的收集、转运及处理是采用与城市生 活垃圾混合收集、混合转运，混合处理的方法。一方面，垃圾中富含的多种营养物质没有得到利用，另一方面，餐厨垃圾由于含水量高，热值低，给垃圾填埋或焚烧带来不利影响，同时生活垃圾转运过程中由于含水量高导致跑冒滴漏，造成严重的二次污染，成为城市生活垃圾收运及处理的难题。已经开发了许多对餐厨垃圾进行综合处理的技术，如专利CN 101955382 A公开了一种餐厨垃圾理方法及其处理系统，专利CN 10192809 A公开了一种餐厨垃圾的处理方法。上述专利公开的餐厨垃圾制资源化处理方法，其处理流程均自餐厨垃圾运入餐厨垃圾集中处理厂始，首先对餐厨垃圾进行分拣除杂，粉碎，之后才开始进行分离、发酵等处理工序。但由于得到的原料一般是产生后12 24小时左右的餐厨垃圾，已经腐烂变质，极易污染设备及环境，导致处理工厂成为新的污染源。由于在餐厨垃圾的收集、运输、处理程中存在跑冒滴漏，造成二次污染，使餐厨垃圾处理行业变成市民厌恶型产业，增加了餐厨垃圾以及城市生活垃圾处理的难度。
发明内容
本发明解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种自餐厨垃圾产生后即开始持续发酵处理的、可避免造成二次污染的餐厨垃圾处理方法。就是当餐厨垃圾产生后立即在产生现场进行收集并开始液态乳酸发酵处理，然后将发酵中的餐厨垃圾在密闭恒温持续发酵的状态下运送到集中处理工厂进行集中发酵处理，在实现资源化的同时，消除在餐厨垃圾收集及转运过程中的二次污染。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下
一种餐厨垃圾处理方法，包括以下步骤
步骤一，现场发酵在餐厨垃圾产生现场将刚产生的餐厨垃圾投入到安装在现场的餐厨垃圾现场发酵装置中，根据发酵菌种不同，在设定的发酵条件下进行发酵；
步骤二，转运餐厨垃圾在现场发酵装置中发酵处理到设定时间后，将发酵液转移到发酵液恒温运输车上，保持步骤一中的发酵条件不变，在发酵液恒温运输车的发酵容器中继续发酵；通过发酵液恒温运输车将发酵液运往集中处理厂；
步骤三，集中发酵餐厨垃圾发酵液经餐厨垃圾发酵液恒温运输车转运至集中处理厂后，将载运的发酵液泵入集中发酵罐中进行集中发酵处理，在相同的发酵条件下继续发酵处理；
步骤四，后续处理发酵结束后，对发酵液进行后续的产物提取和发酵残渣处理。进一步的，所述步骤一中的餐厨垃圾现场发酵装置为自动液体发酵罐，所述自动液体发酵罐包括
用于盛装待发酵的原材料的发酵罐，
用于控制发酵罐内温度的温度控制系统，
用于调整发酵罐中pH值的pH值调整系统，
用于向发酵罐内供气的供气系统， 和用于搅拌发酵罐内容物的搅拌机构。进一步的，所述步骤一中的餐厨垃圾现场发酵装置的容积由该装置所处的餐厨垃圾产生点当天的餐厨垃圾实际产生量确定，其数量等于所负责收集及处理的区域内餐厨垃圾产生点的数量。进一步的，所述步骤一至步骤三中的发酵为乳酸发酵方式，采用厌氧发酵或好氧发酵，发酵条件根据所采用的菌种的不同调整设定，温度范围是25 60°C，pH值范围是6. 5 7. 5。本发明的发酵方式既可以利用厨余垃圾自身产生的乳酸菌进行发酵，也可以通过额外添加菌种的方式进行发酵，具体为
第一种，所述步骤一至步骤三中的发酵是采用额外添加菌种的方式实现，采用乳酸发酵方式，具体为首次发酵时，向发酵装置中投入其容积的1/30 1/15的乳酸细菌发酵种子液，餐厨垃圾不灭菌；当发酵装置正常运行后，则不需要每次额外添加发酵种子液，而是在每次吸取发酵液后剩余1/30 1/15容积的剩余发酵液作为种子液，发酵温度为25 60。。。优选的，所述乳酸细菌为中温乳酸细菌或嗜热乳酸细菌，其中使用中温乳酸细菌发酵时发酵温度为3(T50°C，使用嗜热乳酸细菌的发酵时发酵温度为5(T60°C。而嗜热乳酸细菌的优选菌种为产L-乳酸凝结芽孢杆菌，产L-乳酸凝结芽孢杆菌的发酵温度为5(T55°C。产L-乳酸凝结芽孢杆菌为本发明技术方案中最优的发酵菌种，其发酵温度较高，高温可以抑制其它杂菌的生长。另外，其产物L乳酸光学纯度高，经济价值高。第二种，所述步骤一至步骤三中的发酵不添加菌种，餐厨垃圾不灭菌，依靠餐厨垃圾中自然存在的乳酸菌自然厌氧发酵，发酵温度3(T5(TC，在每次吸取发酵液后剩余1/30 1/15容积的剩余发酵液作为种子液。进一步的，所述步骤二中餐厨垃圾发酵液恒温运输车包括底盘和上装两部分，所述的上装部分，包括
用于盛装发酵液的发酵液槽罐和
设于发酵液槽罐上的用于稳定槽罐内空气压力及空气过滤的呼吸器、
用于维持槽罐内温度恒定的加热系统、
用于向槽罐内输送无菌空气的供气系统、
装料泵送系统以及卸料系统；
其中发酵液槽罐罐体内表面为耐腐蚀材料，外表面为保温材料，内设防波板，发酵液槽罐的工作温度范围为25 60°C ;加热系统包括液体加热器和散热盘管；供气系统由过滤器、气泵和罐内布气管组成；装料泵送系统包括与发酵液槽罐依次相连接的管路、泵和止回阀；卸料系统包括卸料阀和连接卸料阀与发酵液槽罐的管路。所述的餐厨垃圾发酵液运输车主要的主要功能是在密闭状态下运输及保存餐厨垃圾发酵液，同时在运输的过程中保持发酵温度及好氧厌氧状态不变，在保持菌种继续生长的同时，抑制杂菌生长，使发酵液到达餐厨垃圾集中处理工厂以后便于继续发酵或进行其它处理。吸取并进行转运发酵液的时间间隔为12 24小时，转运时控制餐厨垃圾发酵液恒温发酵运输车槽罐内的温度与现场发酵装置的发酵罐温度相同。进一步的，所述步骤三中，为了加快发酵速度，提高原料利用率或者达到某种预定发酵目标的需要，可根据需要向集中发酵罐中添加微生物发酵所需的营养物质以及促进发酵的酶，酶的添加量根据所使用的酶的比酶活及发酵液体积确定。餐厨垃圾发酵液在集中发酵罐中继续发酵的时间根据不同的发酵产物的要求确定，一般为12 24小时。 所述步骤四中后续处理过程根据所进行的发酵的产物及发酵液的特性选择合适的产物分离提取方法及发酵液的处理工艺，具体有两种
第一种，是对于产乳酸发酵方式，首先对发酵液进行固液分离，澄清液用于乳酸提取；提取乳酸后的废水经净化处理后达标排放或利用；而分离出的发酵残渣经灭菌、烘干后作为饲料；
第二种，是对于产芽孢发酵方式，首先对发酵液进行离心分离获得芽孢，将芽孢与干淀粉混合烘干，加入配料，混合后制成微生态制剂；澄清液经废水净化处理后达标排放或利用。与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是本发明的餐厨垃圾处理方法，在餐厨垃圾刚产生时即开始餐厨垃圾的处理过程，减少了现有的餐厨垃圾集中处理工艺中的分拣、筛选、粉碎等工序，减少餐厨集中处理工厂的占地面积。本发明的处理方法在餐厨垃圾的收集、转移运输、集中处理的全过程中始终保持密闭发酵状态，抑制腐败细菌的滋生，防止产生二次污染，最终使收集到的餐厨垃圾在资源化的基础上得到完全的消纳。有利于成片解决城区某一区域的餐厨垃圾的收集、运输及处理问题，有利于促进干湿垃圾的分类收集处理，也便于计量管理和监控。
图I是本发明餐厨垃圾处理方法的流程框 图2是本发明餐厨垃圾处理方法实施例I的流程 图3是本发明餐厨垃圾处理方法实施例2的流程 图4是本发明餐厨垃圾处理方法实施例3的流程 图5是本发明餐厨垃圾处理方法中采用的餐厨垃圾发酵液运输车的示意图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。实施例I
如图I所示，为本发明的餐厨垃圾处理方法流程图，具体包括以下步骤步骤一，现场发酵在餐厨垃圾产生现场将刚产生的餐厨垃圾投入到安装在现场的餐厨垃圾现场发酵装置中，根据发酵菌种不同，在设定的发酵条件下进行发酵；
步骤二，转运餐厨垃圾在现场发酵装置中发酵处理到设定时间后，将发酵液转移到发酵液恒温运输车中，保持步骤一中的发酵条件不变，在发酵液恒温运输车的发酵容器中继续发酵；通过发酵液恒温运输车将发酵液运往集中处理厂；
步骤三，集中发酵餐厨垃圾发酵液经餐厨垃圾发酵液恒温运输车转运至集中处理厂后，将载运的发酵液泵入集中发酵罐中进行集中发酵处理，在相同的发酵条件下继续发酵处理；
步骤四，后续处理发酵结束后，对发酵液进行后续的产物提取和发酵残渣处理。本实施例中的具体处理流程如图2所示，其各个步骤的具体处理方式为
步骤一中的餐厨垃圾现场发酵装置为自动液体发酵罐，在每个餐厨垃圾产生点至少放置一台。所述自动液体发酵罐包括用于盛装待发酵的原材料的发酵罐，用于控制发酵罐内 温度的温度控制系统，用于调整发酵罐中PH值的pH值调整系统，用于向发酵罐内供气的供气系统，和用于搅拌发酵罐内容物的搅拌机构。发酵罐的容积为15(Γ500升，平均容积300升，数量为200个。在步骤一中，在首次发酵时，向发酵罐中投入占发酵罐体积1/15的产L-乳酸凝结芽孢杆菌发酵种子液，当系统正常运行后，则不需要每次额外添加发酵种子液，而是在每次吸取发酵液后剩余1/15体积的剩余发酵液作为种子液。发酵温度为55°C，厌氧发酵，控制pH值在6. 5^7. 5之间,使用氢氧化钠或碳酸钙调节发酵液pH值。步骤二中餐厨垃圾发酵液恒温运输车的结构如图5所示，包括底盘I和上装两部分。所述的上装部分，包括用于盛装发酵液的发酵液槽罐4和设于发酵液槽罐4上的用于稳定槽罐内空气压力及空气过滤的呼吸器3、用于维持槽罐内温度恒定的加热系统7、用于向槽罐内输送无菌空气供气系统2、装料泵送系统5以及卸料系统6。所述的底盘可以是柴油燃料车、汽油燃料车、天然气燃料车、液化气燃料车或电动车辆，所述的上装部分固定在底盘的车架上。其中发酵液槽罐4罐体内表面为耐腐蚀材料，外表面为保温材料，内设防波板，发酵液槽罐4的工作温度范围为25 60°C;加热系统7包括液体加热器和散热盘管；供气系统2由过滤器、气泵和罐内布气管组成；装料泵送系统5包括与发酵液槽罐4依次相连接的管路、泵和止回阀，泵采用现在通用的泵即可，可由电、液或气驱动；卸料系统6包括卸料阀和连接卸料阀与发酵液槽罐4的管路。在餐厨垃圾产生现场泵取餐厨垃圾发酵液时将餐厨垃圾发酵液运输车携带的柔性吸引管与现场垃圾发酵处理装置的发酵罐出液口连接，启动装料泵送系统的泵将现场发酵装置中的餐厨垃圾发酵液泵入餐厨垃圾运输车的发酵液槽罐4中，之后关闭现场发酵处理装置的发酵罐出液阀。吸取发酵液进行转运的周期为每24小时一次，转运时餐厨垃圾发酵液恒温运输车的槽罐中的温度与现场发酵装置中发酵罐的温度相同，在本实施例中为55°C，厌氧发酵。每日作业结束后需清洗槽罐。在步骤二中，餐厨垃圾发酵液恒温运输车载运量为3吨，每往返一次可以转运10处餐厨垃圾产生点所产生的发酵液。在步骤三中，通过餐厨垃圾发酵液恒温运输车的卸料系统，将运载的发酵液转移至集中发酵罐中。集中发酵罐数量为2个，罐体容积为60立方米。每个集中发酵罐所处理的餐厨垃圾的量可以满足日处理200个平均日产200升餐厨垃圾发酵液的餐厨垃圾产生点所产生的全部餐厨垃圾。在步骤三中的发酵条件同步骤一和步骤二，发酵温度55°C，厌氧发酵，控制pH值在6. 5 7. 5之间，使用氢氧化钠或碳酸钙调节发酵液PH值。在步骤三中，为加快发酵速度，提高原料利用率，可向集中发酵罐中添加淀粉酶，添加的量根据所购酶的比酶活及发酵液体积确定。本实施例中，添加每克5万单位的糖化酶，酶用量按10(Γ300单位/克原料，酶的添加量为12. 8公斤。在步骤三中，餐厨垃圾发酵液在集中发酵罐中发酵24小时后，放罐进入步骤四中的发酵液后续处理工序。
由于是采用的产乳酸发酵方式处理的厨余垃圾，所以在步骤四中的后续处理工序具体为，首先对发酵液进行固液分离，澄清液用于乳酸提取，提取乳酸后的废水经净化处理后达标排放或利用。分离出的发酵残渣经灭菌、烘干后作为饲料。实施例2
本实施例中的餐厨垃圾处理流程如图3所示，其基本处理流程同实施例I中所述的四个步骤，但各个步骤的处理条件略有不同，具体为
在步骤一中，不添加菌种，餐厨垃圾不灭菌，依靠餐厨垃圾中自然存在的乳酸细菌自然厌氧发酵，发酵温度37 38°C。发酵过程中不对发酵液的pH值进行调整。在步骤一中，现场发酵处理装置中的发酵罐的容积为15CT500升，平均容积300升，数量为300个。在步骤二中，餐厨垃圾恒温运输车载运量为4吨，每台车每往返一次可以转运13处餐厨垃圾产生点所产生的发酵液。在每次吸取发酵液后剩余1/20体积的剩余发酵液作为发酵种子液。在步骤二中，餐厨垃圾发酵液恒温运输车在运输过程中保持槽罐内温度37 38°C，厌氧状态。吸取发酵液进行转运的周期为每24小时一次，转运时餐厨垃圾恒温运输车的槽罐中的温度与发酵温度相同。在步骤三中，集中发酵罐的数量为2个，集中发酵罐容积为90立方米，每个集中发酵罐可以满足日处理300个平均日产200升餐厨垃圾发酵液的餐厨垃圾产生点所产生的全部餐厨垃圾。在步骤三中，在步骤三中的发酵条件同步骤一和步骤二，发酵温度37 38°C，厌氧发酵，控制PH值在6. 5^7. 5之间，使用氢氧化钠或碳酸钙调节发酵液PH值。在步骤三中，为加快发酵速度，提高原料利用率，可以向集中发酵罐中添加淀粉酶，添加的量根据所购酶的比酶活及发酵液体积确定。本实施例中，添加每克5万单位的糖化酶，酶用量按10(Γ300单位/克原料，酶的添加量为19. 2公斤。在步骤三中，餐厨垃圾发酵液在集中发酵罐中发酵24小时后，放罐进入步骤四中的发酵液后续处理工序。本实施例由于和实施例I 一样，都采用的产乳酸发酵方式，所以步骤四中的发酵液后续处理方式同实施例I。实施例3本实施例中的餐厨垃圾处理流程如图4所示，其基本处理流程同实施例I中所述的四个步骤，但各个步骤的处理条件略有不同，具体为
在步骤一中，在步骤一中，在首次发酵时，向发酵罐中投入占发酵罐体积1/30的产L-乳酸凝结芽孢杆菌发酵种子液，当系统正常运行后，则不需要每次额外添加发酵种子液，而是在每次吸取发酵液后剩余1/30体积的剩余发酵液作为种子液。好氧发酵，发酵温度550C。餐厨垃圾不灭菌，发酵过程中不对发酵液的pH值进行调整。在步骤一中，现场发酵处理装置中的发酵罐的容积为15CT500升，平均容积300升，数量为400个。在步骤二中，餐厨垃圾发酵液恒温运输车在运输过程中保持槽罐内温度55°C，好氧状态。在步骤二中，吸取发酵液进行转运的时间间隔为每12小时一次，转移运输时餐厨垃圾恒温运输车的槽罐中的温度与现场发酵装置的发酵温度相同。 在步骤二中，餐厨垃圾发酵液恒温运输车载运量为6吨，每往返一次可以转运20处餐厨垃圾产生点所产生的发酵液。在步骤三中，集中发酵罐容积为120立方米，可以满足日处理400个平均日产200升餐厨垃圾发酵液的餐厨垃圾产生点所产生的全部餐厨垃圾。集中发酵罐的数量为2个。在步骤三中，在步骤三中的发酵条件同步骤一和步骤二，发酵温度55°C，好氧发酵，控制PH值在6. 5^7. 5之间，使用氢氧化钠或碳酸钙调节发酵液pH值。在步骤三中，为加快培养速度，提高原料利用率，可向集中发酵罐中添加淀粉酶，添加的量根据所购酶的比酶活及发酵液体积确定。本实施例中，添加每克5万单位的糖化酶，酶用量按10(Γ300单位/克原料，酶的添加量为25. 6公斤。在步骤三中，餐厨垃圾发酵液在集中发酵罐中发酵24小时后，放罐进入步骤四中的发酵液后续处理工序。针对产芽孢发酵产生的发酵液，在步骤四中的后续处理工艺与步骤一不同，具体为，首先对发酵液进行离心分离获得芽孢，将芽孢与干淀粉混合烘干，加入配料，混合后制成微生态制剂。澄清液经废水净化处理后达标排放或利用。以上所述为本发明的较佳实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种餐厨垃圾处理方法，其特征在于，包括以下步骤 步骤一，现场发酵在餐厨垃圾产生现场将刚产生的餐厨垃圾投入到安装在现场的餐厨垃圾现场发酵装置中，根据发酵菌种不同，在设定的发酵条件下进行发酵； 步骤二，转运餐厨垃圾在现场发酵装置中发酵处理到设定时间后，将发酵液转移到发酵液恒温运输车上，保持步骤一中的发酵条件不变，在发酵液恒温运输车的发酵容器中继续发酵；通过发酵液恒温运输车将发酵液运往集中处理厂； 步骤三，集中发酵餐厨垃圾发酵液经餐厨垃圾发酵液恒温运输车转运至集中处理厂后，将载运的发酵液泵入集中发酵罐中进行集中发酵处理，在相同的发酵条件下继续发酵处理； 步骤四，后续处理发酵结束后，对发酵液进行后续的产物提取和发酵残渣处理。
2.根据权利要求I所述的餐厨垃圾处理方法，其特征在于，所述步骤一中的餐厨垃圾现场发酵装置为自动液体发酵罐，所述自动液体发酵罐包括 用于盛装待发酵的原材料的发酵罐， 用于控制发酵罐内温度的温度控制系统， 用于调整发酵罐中pH值的pH值调整系统， 用于向发酵罐内供气的供气系统， 和用于搅拌发酵罐内容物的搅拌机构。
3.根据权利要求I所述的餐厨垃圾处理方法，其特征在于，所述步骤二中餐厨垃圾发酵液恒温运输车包括底盘和上装两部分，所述的上装部分，包括 用于盛装发酵液的发酵液槽罐和 设于发酵液槽罐上的用于稳定槽罐内空气压力及进行空气过滤的呼吸器、 用于维持槽罐内温度恒定的加热系统、 用于向槽罐内输送无菌空气的供气系统、 装料泵送系统以及卸料系统。
4.根据权利要求3所述的餐厨垃圾处理方法，其特征在于，所述发酵液槽罐罐体内表面为耐腐蚀材料，外表面为保温材料，内设防波板，发酵液槽罐的工作温度范围为25 60°C ;加热系统包括液体加热器和散热盘管；供气系统由过滤器、气泵和罐内布气管组成；装料泵送系统包括与发酵液槽罐依次相连接的管路、泵和止回阀；卸料系统包括卸料阀和连接卸料阀与发酵液槽罐的管路。
5.根据权利要求I所述的餐厨垃圾处理方法，其特征在于，所述步骤一至步骤三中的发酵为乳酸发酵方式，采用厌氧发酵或好氧发酵，发酵条件根据所采用的菌种的不同调整设定，温度范围是25 60°C，pH值范围是6. 5^7. 5。
6.根据权利要求I所述的餐厨垃圾处理方法，其特征在于，所述步骤一至步骤三中的发酵是采用额外添加菌种的方式实现，具体为首次发酵时，向发酵装置中投入其容积的1/30 1/15的乳酸细菌发酵种子液，餐厨垃圾不灭菌；当发酵装置正常运行后，则不需要每次额外添加发酵种子液，而是在每次吸取发酵液后剩余1/30 1/15容积的剩余发酵液作为种子液，发酵温度范围是25 60°C。
7.根据权利要求6所述的餐厨垃圾处理方法，其特征在于，所述乳酸细菌为中温乳酸细菌或嗜热乳酸细菌，其中使用中温乳酸细菌发酵时发酵温度为3(T50°C，使用嗜热乳酸细菌发酵时发酵温度为5(T60°C。
8.根据权利要求I所述的餐厨垃圾处理方法，其特征在于，所述步骤一至步骤三中的发酵不添加菌种，餐厨垃圾不灭菌，依靠餐厨垃圾中自然存在的乳酸菌自然厌氧发酵，发酵温度3(T50°C ;在每次吸取发酵液后剩余1/30 1/15容积的剩余发酵液作为种子液。
9.根据权利要求I所述的餐厨垃圾处理方法，其特征在于，所述步骤三中，向集中发酵罐中添加微生物发酵所需的营养物质以及促进发酵的酶。
10.根据权利要求I所述的餐厨垃圾处理方法，其特征在于，所述步骤四中后续处理过程有两种 第一种，是对于产乳酸发酵方式，首先对发酵液进行固液分离，澄清液用于乳酸提取；提取乳酸后的废水经净化处理后达标排放或利用；而分离出的发酵残渣经灭菌、烘干后作为饲料； 第二种，是对于产芽孢发酵方式，首先对发酵液进行离心分离获得芽孢，将芽孢与干淀粉混合烘干，加入配料，混合后制成微生态制剂；澄清液经废水净化处理后达标排放或利用。
全文摘要
本发明涉及垃圾回收处理技术领域，尤其涉及一种餐厨垃圾处理方法，包括如下步骤步骤一，现场发酵；步骤二，转运；步骤三，集中发酵；步骤四，后续处理。本发明在餐厨垃圾刚产生时即开始处理过程，在餐厨垃圾的收集、转运、汇集处理的全过程中始终保持密闭发酵状态，抑制腐败细菌的滋生，防止产生二次污染，最终使收集到的餐厨垃圾在资源化的基础上得到完全的消纳，有利于成片系统化的解决城区内某一区域餐厨垃圾的收集、运输及处理问题，有利于生活垃圾的干湿分类回收，也便于管理和监控。
文档编号C12M1/02GK102943094SQ20121045952
公开日2013年2月27日 申请日期2012年11月15日 优先权日2012年11月15日
发明者詹天际, 张卓凡, 崔堂兵, 詹东昀 申请人:詹天际