一种厨余垃圾处理系统及方法与流程

本发明涉及一种厨余垃圾处理系统及方法。

背景技术：

厨余垃圾包括餐馆、饭店等的饮食剩余物，也包括家庭日常生活中丢弃的果蔬及食物下脚料、剩菜剩饭等易腐有机垃圾，具有有机物含量丰富、水分含量高、易腐烂等特点。据统计，中国城市每年产生量不低于6×10⁷t的厨余垃圾，所含的蛋白质相当于每年1.6×10⁶hm²大豆的蛋白质产量(按干物质含量计算)。因此，厨余垃圾具有废物与资源的双重特性，寻求资源化处理工艺是发展循环经济、实现人与环境可持续发展的基本保障和战略思路。然而，为了满足后续资源化处理工艺的生产要求，对厨余垃圾进行预处理是一个很重要的工艺步骤，直接影响到后续资源化利用的效果。预处理作用主要是将后续核心处理所需要的有效成分分离出来。目前常用预处理技术主要有滚筒筛分、人工与非人工分选、破碎等。

技术实现要素：

实现200吨厨余垃圾与500吨污泥合并厌氧消化处理系统，是大连市首家厨余垃圾资源化利用示范基地，成为全国厨余垃圾无害化处理试点城市应用实例典范。

本发明提供一种厨余垃圾处理系统：包括带有升降机的移动储槽，移动储槽下部设有受料槽，所述受料槽底部依次设有料仓双螺旋机、料仓单螺旋机，所述料仓单螺旋机出口连接物料分拣机，物料分拣机分离杂质、厨余固体，分别连接螺旋输送机和破碎制浆机；

所述物料分拣机通常由驱动装置(包括减速电机、曲柄连杆机构)、机架、受料槽、分拣耙齿、格栅条、出渣斗等组成。厨余垃圾通过无轴螺旋输送机进入垃圾分拣机受料槽内后通过分拣耙齿的摆动将物料摊开且向出渣口推出并经过格栅条分离，使有机物落到底部的出料斗，然后落到破碎机入口内，进行下一步的处理；而栅渣通过耙齿的不断推动以及倾角和重力作用落入下方排渣螺旋输送机，从而进行下一步的处理。分离出的杂质包括筷子、骨类、贝壳、金属、玻璃、陶瓷类(碗、勺)、纸类、织物等。所述螺旋挤压机中分离液体的管路连接浆料均质槽；其余杂质输送至外部收集桶。

所述破碎制浆机依次连接浆料均质槽、储料酸化罐、旋流除砂系统、精调池、厌氧消化罐。

进一步地，在上述技术方案中，螺旋输送机出口连接螺旋挤压机；得到的杂质输送至外部桶。

进一步地，在上述技术方案中，通过管线收集料仓单螺旋机、螺旋输送机、螺旋挤压机中污水到污水收集槽。

本发明提供上述系统处理厨余垃圾的方法，精调池中厨余垃圾与污泥混合比例小于50％，且未出现分层现象，跟踪测定系统ph值稳定的维持在6.0～8.0的范围内，混合物料通过螺杆泵输送至厌氧消化罐体内，反应温度为35±2℃，停留时间为18～24天，混合物料含水率85％～92％，混合物料有机质降解率可达到60％以上(污泥为40％以上)，此时系统有机负荷最高可以达到3.0～4.0kg/m³/天。

本技术处理厨余垃圾的过程如下：厨余垃圾经卸料后进入垃圾贮槽，打开刀型闸阀，将垃圾贮槽内的物料通过物料提升输送机输送到回旋式飞刀破碎机进行破碎，破碎后的餐厨垃圾通过专用的压榨分离设备进行挤压浆化细分，同步完成有机质与杂质的分离及有机质的浆化，处理后的浆液进入浆液贮槽，与污泥合并进入消化装置，杂质则挤压干化后(含水率＜70％)进入料渣槽车，作为弃料排放到填埋厂或者垃圾无害化处理设施。可以实现厨余垃圾与污泥的资源化利用，分离程度较细，装置设施占地面积小而紧凑，分离后浆液含固率高，＞15％，与后续厌氧消化工艺要求匹配性高，自动化程度先进，工艺流程简单易操控。

具体处理流程如下：

技术发明研发的协同物料优化工艺系统，厨余垃圾产气潜力为80～110立方米/吨，厨余垃圾有机质降解率为40％～70％，出渣率为10～30％，沼气中甲烷含量＞50％，生物质燃气甲烷含量≥80％。

本技术发明利用夏家河污泥处理厂现有设施，增加200吨厨余垃圾处理，厨余垃圾污泥合并处理，可以弥补污泥有机质不足，调整微生物可利用碳素与氮素的比例，解决厨余垃圾单独厌氧消化技术风险问题，提升厌氧发酵效率和产气率，从而提升产气效益，降低厌氧消化成本，提高厌氧消化的经济效益，成为高效能源回收的一种重要有效手段，增强厨余垃圾厌氧消化产沼气技术工业化可行性，从其中获得生物能源，具有重大研究意义。

发明有益效果

项目利用大连夏家河污泥处理厂现有的处理设施，合并处理主城区200吨厨余垃圾，可达到如下的技术风险防范效果及技术创新优势：

可有效克服厨余垃圾碱度及营养成份不足的影响

单纯的厨余垃圾由于缺少足够的碱度，在进行厌氧消化时基本上只能进行到酸化阶段而造成消化反应中止，在实际运行过程中，需要不断根据届时反应情况投加石灰等以补充消化反应过程中所消耗的碱度，否则将会导致系统无法正常运行而发生工艺故障。同时，由于厌氧消化是完全的生物降解过程，因此也需要反应介质自身的营养物质均衡，否则也很容易造成微生物营养不良而影响代谢程度及分解效率，从而诱发工艺运行故障隐患。市政污泥本身就是微生物的菌胶团，自身营养均衡性很好，同时也能够提供充足的碱度维持消化反应的进行。

可有效克服油脂(动植物)的影响

油脂是生物体内的高储能物质，其生物化学性质相对比淀粉、蛋白质要稳定一些，在传统的厌氧消化装置中，由于介质含固率低则造成油脂与反应介质分层而无法混合均匀，如此则不能保证其生物反应的顺利进行；同时，受传统消化反应装置效率的影响，如果油脂过多则会对消化反应产生高有机负荷冲击，同时受反应工况不稳定及处理效率低等因素的影响，此类物质很难被彻底降解干净，易导致工艺处理效果不好并诱发工艺运行故障隐患。与污泥合并厌氧消化，介质浓度高，一方面油脂掺混后不发生分层现象保证了物料的混合均匀性；另一方面高浓度的反应介质使得参与消化的微生物菌群密度更大，大大强化了其反应效率及反应程度，可以承受更大程度的有机负荷冲击，从而避免油脂所负荷冲击所引发的工艺故障隐患。

可有效平衡盐份的影响

厨余垃圾中过高的盐份会对厌氧消化反应产生抑制作用，受饮食特性的影响，我国的厨余垃圾盐份变化范围较大，易对厌氧消化反应装置的运行产生不利影响。而采用与市政污泥合并处理方式，可以有效克服并平衡单纯厨余垃圾中盐份变化的影响，从而保证厌氧消化的稳定运行。项目采用厨余垃圾合并污泥实施厌氧消化无害化处理及资源化利用可以有效克服单独厨余垃圾进行厌氧消化处理所存在的各类问题，且技术完全可行。此外，利用现有设施合并处理，政府无需再额外投资建设一套新的系统，利用现有技术基础、改善环境的同时节省投资。

此外，该系统可以实现杂质、厨余垃圾物料的有效分选，料仓双螺旋机具有破碎功能，可以破碎大型塑料包装袋，对于有包装袋的物料无需拆开可直接进入该系统进行处理，料仓单螺旋机用于输送物料至物料分拣机，物料分拣机可以实现厨余物料的有效分选，彻底清除杂质，最大程度的筛选出有效的厨余垃圾物料便于进入后续厌氧消化系统进行处理，杂质的去除可以有效延长管路及泵体使用寿命，可以提升系统处理能力，提高处理效率，间接的增加产能，提高经济收益；破碎制浆机可以按比重筛选物料，破碎物料的同时，可以吹出塑料之类的轻质杂质，保重物料组份的有效性；经过分拣机筛选后的杂质通过螺旋输送机至螺旋挤压机，挤压后的液体进入浆料均质槽与厨余垃圾有效成份混合，其余干料杂质外排，此过程可实现厨余垃圾来料最大程度的筛选及利用，将所有有效组份尽可能的分离与收集，包括物料本身及杂质中的液体；储料酸化罐，可以减少瞬时物料来料量的冲击，可以加快厨余垃圾的酸化速度，减少因厨余垃圾的水解酸化过快对后续厌氧消化系统的冲击，缩短物料停留时间，提高反应效率；储料酸化罐后续连接旋流除砂系统，以有效除去厨余物料中的砂粒杂质，由于大连地区的饮食中常见有贝类，厨余垃圾中砂石含量大，酸化罐中的物料经过水解、酸化，物料ph值下降，物料流动性增加，后续增加旋流除砂，可以有效实现砂料分离，提高物料品质，保护设备及泵路系统。整套厨余垃圾的预处理系统可根据物料现状及物料量进行处理速度调整，可以改变运行频率，实现灵活高效的处理。

附图说明

图1为本发明系统结构示意图；

图中，1升降机、2移动储槽、3受料槽、41、料仓双螺旋机、42料仓单螺旋机、5物料分拣机、6破碎制浆机、7螺旋输送机、8螺旋挤压机、9污水收集槽、10储料酸化罐、11浆料均质槽、12旋流除砂系统、13厌氧消化罐、14精调池。

具体实施方式

下述非限定性实施例可以使本领域的普通技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。

实施例1

一种厨余垃圾处理系统：包括带有升降机1的移动储槽2，移动储槽2下部设有受料槽3，所述受料槽3底部依次设有料仓双螺旋机41、料仓单螺旋机42，所述料仓单螺旋机42出口连接物料分拣机5，物料分拣机5分离杂质、厨余固体，分别连接螺旋输送机7和破碎制浆机6；所述破碎制浆机6依次连接浆料均质槽11、储料酸化罐10、旋流除砂系统12、精调池14、厌氧消化罐13；螺旋输送机7出口连接螺旋挤压机8；螺旋挤压机8中分离液体的管路连接浆料均质槽11；得到的杂质输送至外部桶。通过管线收集单螺旋机4、螺旋输送机7、螺旋挤压机8中污水到污水收集槽9。

采用该系统处理厨余垃圾的方法，精调池中厨余垃圾与污泥混合比例小于50％，且未出现分层现象，跟踪测定系统ph值稳定的维持在7.5的范围内，混合物料通过螺杆泵输送至厌氧消化罐体内，反应温度为35±2℃，停留时间为20天，混合物料含水率88％，混合物料有机质降解率可达到50％以上(污泥为40％以上)，此时系统有机负荷最高可以达到3.2kg/m³/天，得到沼气、沼液、沼渣。

深度脱水后的沼渣可以作为制作陶粒及水泥的原料，同时可作为蔬菜及果树的基肥，应用于农业生产中。含水率得以降低的沼渣在运输过程中减少了运输成本，同时在制作其他成品，能够增加一定的经济效益。