一种厨余垃圾发酵制备碳源的装置的制作方法

1.本实用新型涉及垃圾处理技术领域，尤其涉及一种厨余垃圾发酵制备碳源的装置。


背景技术：

2.厨余垃圾是指易腐的生物质生活垃圾，包括食材废料、剩菜剩饭、过期食品、瓜皮果核、花卉绿植废弃物、中药药渣等家庭厨余垃圾，农副产品集贸市场产生的有机垃圾。主要由碳水化合物、蛋白质、脂肪和纤维素等有机物组成，其理化性质是高水分、高盐分和高有机质含量，且油脂含量远远高于其他有机垃圾。
3.随着经济发展和城市化进程的加快，我国的厨余垃圾产生量巨大，并呈现逐年增长的趋势，厨余垃圾占城市生活垃圾的50％以上。厨余垃圾具有含水率大、有机质含量高、易腐烂变质、易滋生病原微生物的特点，如果处理不当会造成严重的环境污染问题。
4.目前，国内外对厨余垃圾的处理方法有填埋、堆肥、焚烧、厌氧消化等。填埋法的成本较低，且工艺简单，但占地面积大，易产生有害气体，且厨余垃圾中含水率较高，若不加以控制极易造成填埋场内渗滤液量的增加，对填埋场附近的地下水与土壤产生较大的安全威胁。堆肥法虽工艺简单、投资成本低，但需要占用大量的土地资源，时间较长，易产生污水、废气等污染物质。且堆肥工艺所产生的堆肥产品品质难以保证，从而导致其销路差，严重限制了的推广运用。焚烧处理技术具有较好的减容性，杀菌效果显著，且能够产生一定量的能源，但此技术对于焚烧的垃圾热值、含水率有明确的要求，若垃圾中含水率较高会导致热值减少，当垃圾的热值低于4mj/kg时，则无法满足焚烧的要求。厨余垃圾含水率较高，一般为80％以上，甚至可达到90％，而其含有大量的氮、磷、钾等营养元素以及油脂等物质，焚烧处理对餐厨垃圾所含的资源而言也是一种浪费。
5.厨余垃圾厌氧消化作为经济有效且可持续发展的处理技术，这种发酵方式会产生一定量的厨余发酵液，其中富含大量的有机酸、醇类和挥发性脂肪酸(vfas)，具有有机物含量高、可生化性好、价格低廉、无毒害作用等特点。可作为污水处理的外加碳源，以解决传统污水处理厂碳源不足的问题，提高污水的脱氮除磷效率。将厨余垃圾处理处置与污水处理厂脱氮除磷进行有效结合，实现资源回收利用，达到“以废治废”的效果。


技术实现要素：

6.本实用新型要解决的技术问题在于，提供一种可实现厨余垃圾回收利用、避免资源浪费的厨余垃圾发酵制备碳源的装置。
7.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：该厨余垃圾发酵制备碳源的装置，包括基质箱、厌氧发酵罐及连通基质箱及厌氧发酵罐的输料管；所述输料管上设置用于将基质箱内物料输送至厌氧发酵罐内的容积式泵，所述厌氧发酵罐内设置第一搅拌装置，所述厌氧发酵罐上设置有取样口。
8.进一步地，还包括用于对厌氧发酵罐进行保温的水浴装置。
9.进一步地，所述厌氧发酵罐包括双层侧壁，两层所述侧壁之间有间隙形成保温腔，外层所述侧壁上开设进水口及出水口并与保温腔连通；
10.所述水浴装置包括水浴装置本体，所述水浴装置本体连通出水管及进水管，所述出水管连通进水口且所述进水管连通出水口。
11.进一步地，所述厌氧发酵罐上端设置封盖，所述封盖上开设有用以保持厌氧发酵罐内厌氧条件的排气口。
12.进一步地，所述厌氧发酵罐为树脂玻璃材质。
13.进一步地，所述厌氧发酵罐为圆柱形，所述厌氧发酵罐外径为24cm，内径为18cm，高为40cm。
14.进一步地，所述基质箱内设置有第二搅拌电机。
15.进一步地，所述取样口为沿竖直方向设置在厌氧发酵罐侧壁上的三个。
16.本实用新型厨余垃圾发酵制备碳源的装置，在经过在基质箱中搅拌混合均匀后通过容积式泵将物料输入至厌氧发酵罐中，对厨余垃圾进行厌氧发酵，产生的富含大量的有机酸、醇类和挥发性脂肪酸(vfas)的厨余发酵液，可制备成为碳源，该产品可用于污水处理中提高污水的脱氮除磷效率。本实用新型将厨余垃圾处理处置并将后续产品与污水处理厂脱氮除磷进行有效结合，实现资源回收利用，达到“以废治废”的效果。
附图说明
17.下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：
18.图1是本实用新型实施例厨余垃圾发酵制备碳源的装置的结构示意图；
19.图2是本实用新型实施例厨余垃圾发酵制备碳源的整体流程框图。
20.附图标记说明：
21.1、基质箱；2、厌氧发酵罐；3、输料管；4、容积式泵；5、第一搅拌装置；6、取样口；7、第二搅拌装置；8、水浴装置；81、出水管；82、进水管；9、排气口；10、保温腔；11、侧壁。
具体实施方式
22.为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。
23.如图1-2所示，该厨余垃圾发酵制备碳源的装置，包括基质箱1、厌氧发酵罐2及连通基质箱1及厌氧发酵罐2的输料管3；该输料管3上连接有用于将基质箱1内物料输送至厌氧发酵罐内的容积式泵4，厌氧发酵罐内连接第一搅拌装置5，厌氧发酵罐侧壁上设置有取样口6。本实施例中，该容积式泵4为蠕动泵；该第一搅拌装置包括电机、连接在电机输出轴上的搅拌轴及连接在搅拌轴上的搅拌叶，搅拌轴伸入至厌氧发酵罐内。
24.本实用新型厨余垃圾发酵制备碳源的装置，物料在基质箱1中搅拌混合均匀后，通过容积式泵4将物料输入至厌氧发酵罐2中，厌氧发酵罐2对厨余垃圾进行厌氧发酵，会产生富含大量的有机酸、醇类和挥发性脂肪酸vfas的厨余发酵液，可制备成为碳源，该产品可用于污水处理中提高污水的脱氮除磷效率。
25.本实用新型将厨余垃圾处理处置并将后续产品与污水处理厂脱氮除磷进行有效结合，实现资源回收利用，达到“以废治废”的效果。
26.该厌氧发酵罐2为树脂玻璃材质，形状为圆柱形。本实施例中，厌氧发酵罐2外径为24cm，内径为18cm，高为40cm，总容积为10l，有效容积为8l。
27.本实施例中，基质箱1内沿竖向安装有第二搅拌装置7，用于将预处理过的投入基质箱1内的物料搅拌均匀。输料管端部连接在基质箱1上端，输料管伸入基质箱1后沿侧壁延伸，这样在第二搅拌装置转动时与第二搅拌装置不发生干涉，当然，在其他一些实施例中，该输料管端部可连接基质箱1侧壁或底部附近。
28.预处理包括前置筛选步骤，即通过筛选剔除骨头、纸屑、木筷等无机杂物；之后为浮油和杂物去除步骤，即通过浮油和杂物去除装置，将浮油和杂物去除；最后为物料粉碎步骤，将垃圾投入粉碎机加入适量水后进行打磨，重复2～3次，使颗粒尺寸为5mm以下。
29.接着，将预处理过的厨余垃圾与经过沉淀去上清液的剩余污泥以体积比为4:1投加到厌氧发酵罐中，控制温度为35℃，ph为6，含固率为150g vs/l左右，转速80～100rpm，发酵时间5～10d作为厨余垃圾产酸条件，之后，将厌氧发酵罐内污泥与厨余垃圾发酵产物的混合液进行离心，离心后所得的上清液即为实验所用的厨余垃圾水解酸化液。对离心后的上清液通过0.45μm滤膜进行过滤，并采用气相色谱法对得到的滤液进行vfas浓度测定。
30.本实施例中，取样口6为沿竖直方向固定连接在厌氧发酵罐侧壁11上的三个。通过不同取样口6取样发酵产物进行测定，可减少测定结果的误差，当然，在其他一些事实例中，还可大于三个。
31.为提供适宜的温度环境，以用于发酵的进行，该厌氧发酵罐2外还装有保温的水浴装置8。具体为，厌氧发酵罐2包括双层侧壁11，两层侧壁11之间有间隙以形成保温腔10，外层侧壁11上开设进水口及出水口并与保温腔10连通；水浴装置8包括水浴装置8本体，水浴装置8本体连通出水管81及进水管82，出水管81连通进水口且进水管82连通出水口。水浴装置8的设置为发酵的正常进行提供了不可或缺的环境温度，相比于电加热，本技术的水浴加热使厌氧发酵罐2的受热更加均匀，水浴装置本体为市场成熟产品，此处不再赘述。
32.为提供厌氧所需环境，厌氧发酵罐2上端设置封盖，封盖上开设有用以保持厌氧发酵罐2内厌氧条件的排气口9。
33.最后应说明的是：以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之间。