专利名称：一种餐厨垃圾资源化处理方法
技术领域：
本发明属于垃圾处理技术领域，特别涉及一种餐厨垃圾资源化处理方法，尤其涉及到一种用于餐厨垃圾厌氧消化产沼气的处理方法。
背景技术：
餐厨垃圾是指餐饮单位和家庭在日常营业以及生活过程中所产生的食物垃圾，是城镇有机垃圾的主要组成部分之一。其成分复杂，包括食用油、蔬菜、果皮、果核、米面、肉食、骨头等，此外还包括有部分杂物如少量的废餐具、食品包装物、酒瓶、骨头等。餐厨垃圾以淀粉、食物纤维类、蛋白质、脂类等有机物质为主要成分，同时也含有无机盐类，具有高油脂、高盐分、高水分、高有机质含量以及易腐发臭、易酸化、易生物降解等特点。随着人口增加和居民生活水平的提高，餐厨垃圾产量正逐年递增。据不完全统计， 目前我国每年产生约5000万吨餐厨垃圾。大量餐厨垃圾给城市环境造成了巨大的压力，引起一系列严重的污染问题，并造成资源的浪费。我国传统处理方式是直接将餐厨垃圾作为生猪饲料，或被非法收购用于提炼地沟油，此种处理方式严重危害环境，导致疾病的传播，同时又带来食品安全问题。近年来禽流感、口蹄疫等传染性疾病大规模流行，人畜之间的交叉感染已经对人类健康、社会稳定构成了极大的威胁。随着城市化脚步的加快和大众环保意识的提高，解决餐厨垃圾处理处置问题逐渐成为了社会和学术界关注的热点。传统餐厨垃圾处理手段还包括混合生活垃圾一起进行填埋焚烧等。由于餐厨垃圾的含水率高达80 90%，再加上伴随餐厨垃圾产生的大量有机污水，如采用焚烧则需添加大量的辅助性燃料才能进行，能耗过高；填埋等方法处理将会对水资源产生极大的威胁，引起水体污染。显然上述处理方式已经不能满足对环境、卫生和健康的要求，因此需要一种适合我国餐厨垃圾特点的资源化处理工艺。在现有技术中，人们发明了多种不同的工艺方法试图对餐厨垃圾进行妥善处理。主要处理方法有制成蛋白饲料、有机肥以及发酵产酒精等。例如申请号为 CN200910082993. 0，名称为《一种餐厨垃圾处理工艺方法及处理设备》专利，其处理系统包括装料部分、输送装置、破袋装置、磁选装置、粗渣分选装置、固液分离装置、油水分离装置等部分。利用热水冲洗分选后的餐厨垃圾，细渣则进一步加工成有机肥，粗渣则填埋。申请号为CN200610020904. 6，名称为《餐厨垃圾饲料化生成方法》，其处理系统主要包括破碎分选工序、脱水工序、中间储料工序、饲料生成工序等，将餐厨垃圾经过前处理后制成动物饲料以达到资源利用最大化。但由于我国餐厨垃圾分类尚未普及，导致餐厨垃圾中常会混入大量各种异物质， 而且由于目前管理和收集方面存在的诸多因素使得餐厨废弃物的成分极为复杂，导致当前多种工艺运行效果不佳。例如餐厨垃圾中常含有油脂、果皮、蔬菜、米面、鱼、肉、骨头、各种调料以及餐具、厨具、食品包装袋、金属器物、塑料、纸巾、抹布等。多种复杂成分会给餐厨废弃物的深度处理带来很多问题，影响处理设备的正常运行，降低系统工艺效率，对设备造成严重破坏，同时也影响产成品的质量。本发明所要解决的问题是针对现有技术现状提供一种分选效率高、厌氧发酵产气率高的餐厨垃圾的处理方法，保证系统高效稳定运行，从而保证资源被充分再生利用，进入生态良性循环，实现资源和环境的共赢。
发明内容
本发明涉及一种餐厨垃圾资源化处理方法，其特征在于包括以下步骤(1)前分选将收集来的餐厨垃圾首先经固液分离，将物料分为固体部分和液体部分，脱水后的固体部分含水率低于70%，对固体部分进行分选，去除其中的金属、大块塑料、骨头、瓶子、餐具等大件杂质后，然后挤压脱水做进一步的固液分离，再进入破碎分选设备，利用该设备将大块物料破碎至粒径50mm以下，同时将部分轻物质如塑料包装物、抹布等筛选出来。以保证后续设备顺利运行。固液分离的液体部分则进入油水分离系统。整个前分选工艺物料以密闭螺旋输送。破碎分选设备是指将锓厨垃圾固体部分中的大块物件如大块肉类等进行破碎，经破碎后的物料粒径不大于50mm，破碎分选设备还包括风选装置，通过调整风力大小可将垃圾中的不同比重大小的物质如小块塑料片等筛选出来。(2)水力制浆将破碎后的餐厨垃圾进行水力制浆，利用水力剪切力将物料制成含固率为5-15%、固体粒径为IOmm以内的均勻浆液，并将其中的杂质分选出来，得到基料， 将其中的杂质分选的目的是保证进入厌氧发酵系统的浆料异物质含量低、粒径小，发酵效果好，可通过重物质、轻物质分离设备除去浆液中的杂质。(3)厌氧发酵将所述基料首先送入水解酸化罐进行水解酸化，酸化完成的物料进入厌氧发酵罐进行厌氧发酵，使物料中的有机物转化成沼气。厌氧发酵前设置水解酸化段，以保证厌氧发酵的有效进行。在此过程中，一方面通过所产生的沼气自身上升作用对物料进行搅拌，另一方面厌氧发酵罐自带有机械搅拌装置对物料进行间歇式搅拌。该工艺过程中，中温发酵温度为35 38摄氏度，发酵过程中温度变化不超过3摄氏度，pH为7-8，碳氮比为20-30 1，该条件下更有利于厌氧发酵甲烷菌的生长以产生含甲烷较多的沼气。(4)沼渣制有机肥厌氧发酵后的沼渣经过脱水后进入制肥系统，根据物料成分添加必备的营养元素，调节有机肥品质，经造粒整形烘干后制成成品有机肥，通常将厌氧发酵后的沼渣通过板框压滤后其含水率约为60%，经烘干后含水率降低至30%。(5)油水分离通过油水分离回收废水中的油脂可作为工业原料以进一步使用， 餐厨垃圾中的液体部分含有3-5%的油脂，经加工后可作为工业用油脂进一步使用。脱水和固液分离过程中产生的液体部分首先经过气浮设备将油脂和水初步分离，分离后的油水混合物再经离心分离可作为工业用油脂原料。油脂作为化工原料可以加工成生物柴油，污水进入制浆系统参与制浆和厌氧发酵。沼气净化利用厌氧发酵产生的沼气经过净化(脱硫和脱水)后可作为清洁能源使用，净化后的沼气可发电或作为汽车加气燃料。可进行二次固液分离除油处理，第一级为输送螺旋脱水除油，第二级为固液分离机脱水除油处理，以提高出油效率。整个处理过程中，餐厨垃圾中的废水可用于均浆系统用于制浆，全部参与厌氧发酵，发酵后的沼液经污水处理达标后排放或制成营养液用于农作物和园林绿化的灌溉，实现资源化利用；处理全程密闭，收集的臭气汇总后经臭气处理系统处理达标后排放。与现有技术相比，本发明的优点在于餐厨垃圾经机械前分选分离出其中的大块杂质，为后续工艺稳定运行提供技术保障，经分选的餐厨垃圾再进行有效的固液分离，高效除油；然后再进行破碎分选和制浆分离，将物料转化为粒径较小的均勻浆液，从而保证整个发酵过程快速、高效、稳态的进行，减少发酵时间，增大沼气产率；发酵后的产物制成有机肥利用，餐厨垃圾处理资源化程度高。本发明方法使得餐厨垃圾中的油脂得到回收，有机质部分经水解酸化和厌氧发酵后生成沼气，沼气经净化处理后可作为燃料、发电或汽车燃气使用；沼渣经压滤脱水、混合配比、造粒烘干后可制成高品质有机肥。整个处理过程中，餐厨垃圾中的液态部分除去油脂后用于均浆系统制浆，全部参与厌氧发酵，发酵后的沼液则经过处理后制成营养液，实现资源的循环利用和污染物零排放；处理全程密闭，收集的臭气汇总后经除臭系统处理达标后排放。本发明方法能够最大化的回收资源，将餐厨垃圾变废为宝，同时保证整个处理过程无污染物排放，实现餐厨垃圾处理的高效化、资源化和无害化。
图1为发明餐厨垃圾资源化处理的工艺流程图。
具体实施例方式下面的实施例可以使本专业技术人员更全面的理解本发明，但不以任何方式限制本发明。餐厨垃圾资源化处理方法，主要包括以下工艺步骤(1)前分选将收集来的餐厨垃圾首先经固液分离，将物料分为固体部分和液体部分，对固体部分进行分选，去除其中的金属、大块塑料、骨头、瓶子、餐具等杂质，再进入破碎分选设备，利用该设备将大块物料破碎至粒径50mm左右，同时将部分轻物质如塑料片、 抹布等筛选出来。固液分离的液体部分则进入油水分离系统。(2)水力制浆将破碎后的的餐厨垃圾进行水力制浆，利用水力剪切等原理将物料制成含固率为5-15%、粒径为IOmm以下的均勻浆液，并将其中的异杂物分选出来，得到基料。(2. 1)轻物质分选系统是将浆液中的上层轻物质通过捞渣设备分选出来；(2. 2)重物质分选系统是通过水力沉砂作用将浆液中的砂、玻璃、瓷器碎片等重物质分选出来；(3)厌氧发酵将所述基料首先送入水解酸化罐进行水解酸化，酸化完成的物料进入厌氧发酵罐进行厌氧发酵，使物料中的有机物转化成沼气。在此过程中，一方面通过所产生的沼气自身上升作用对物料进行搅拌，另一方面厌氧发酵罐自带有机械搅拌装置对物料进行间歇式搅拌。该工艺过程中，中温发酵温度为35 38摄氏度，发酵过程中温度变化不超过3摄氏度，pH为7-8，碳氮比为20-30 1，该条件下更有利于厌氧发酵甲烷菌的生长以产生含甲烷较多的沼气。(4)沼气净化利用厌氧发酵产生的沼气通过干法脱硫和脱水后可作为清洁能源、脱硫后的沼气可作为民用燃料或发电使用。(5)沼渣制有机肥将厌氧发酵后的沼渣通过板框压滤后其含水率约为60%，经烘干后含水率降低至30%，根据物料成分添加必备的营养元素，调节有机肥品质，经造粒整形烘干后制成成品有机肥。(6)油水分离餐厨垃圾中的液体部分含有3-5%的油脂，经加工后可作为工业用油脂进一步使用。液体部分首先经过气浮设备将油脂和水初步分离，分离后的油水混合物再经离心分离可作为工业用油脂原料使用。分离后的液体部分参与制浆过程后，进入厌氧发酵。(7)臭气处理系统餐厨垃圾处理过程中废气来源主要分为以下几类A、餐厨垃圾的卸料过程散发的臭气；B、餐厨垃圾储存过程中散发的臭气；C、餐厨垃圾输送过程中散发的臭气；D、餐厨垃圾破碎、分拣、脱水过程中散发的臭气；E、餐厨垃圾发酵或干燥过程中散发的臭气；F、餐厨垃圾污水处理过程中散发的臭气；在餐厨垃圾资源化处理过程中，处理全程密闭，生产车间和设备中产生的异味气体都通过安装在每个设备上方的排风装置将臭气抽出后，统一收集后进入臭气处理系统， 处理达标后排放。整个处理过程中，餐厨垃圾中的废水可用于均浆系统用于制浆，全部参与厌氧发酵，发酵后的沼液经过处理后制成营养液，实现资源化利用。所有处理系统和设备均由计算机控制系统进行控制，实现计算机对设备的自动控制和设备运行参数的在线监测和远程调控。提高了餐厨垃圾处理系统的自动化程度，有效地降低了工人的劳动强度，减少了热能和电力消耗，使整套系统运行更加经济、高效、合理。以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于此， 任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换， 都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
权利要求
1.一种餐厨垃圾资源化处理方法，其特征在于该方法包括以下步骤(1)前分选将收集来的餐厨垃圾首先经固液分离，将物料分为固体部分和液体部分， 对固体部分进行分选，然后挤压脱水做进一步的固液分离，再进入破碎分选设备，利用该设备将大块物料破碎至粒径50mm以下，固液分离的液体部分则进入油水分离系统；(2)水力制浆将破碎后的餐厨垃圾进行水力制浆，利用水力剪切力将物料制成含固率为5-15%、固体粒径为IOmm以内的均勻浆液，并将其中的杂质分选出来，得到基料；(3)厌氧发酵将所述基料首先送入水解酸化罐进行水解酸化，酸化完成的物料进入厌氧发酵罐进行厌氧发酵，使物料中的有机物转化成沼气；(4)沼渣制有机肥厌氧发酵后的沼渣经过脱水后进入制肥系统，根据物料成分添加必备的营养元素，调节有机肥品质，经造粒整形烘干后制成成品有机肥；(5)油水分离通过油水分离回收废水中的油脂可作为工业原料以进一步使用。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于整个前分选工艺物料以密闭螺旋输送。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于破碎分选设备是指将餐厨垃圾固体部分中的大块物件进行破碎，破碎分选设备包括风选装置，通过调整风力大小可将垃圾中的不同比重大小的物质筛选出来
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(2)中，通过重物质分离设备及轻物质分离设备除去浆液中的杂质。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(3)中，厌氧发酵过程中，一方面通过所产生的沼气自身上升作用对物料进行搅拌，另一方面厌氧发酵罐自带有机械搅拌装置对物料进行间歇式搅拌。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤C3)厌氧发酵工艺过程中，中温发酵温度为35 38摄氏度，发酵过程中温度变化不超过3摄氏度，pH为7-8，碳氮比为 20-30 1。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于厌氧发酵产生的沼气经过净化后作为清洁能源使用。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(5)中，进行二次固液分离除油处理，第一级为输送螺旋脱水除油，第二级为固液分离机脱水除油处理。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于整个处理过程中，餐厨垃圾中的废水用于均浆系统用于制浆，全部参与厌氧发酵，发酵后的沼液经污水处理达标后排放或制成营养液用于农作物和园林绿化的灌溉，实现资源化利用；
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于处理全程密闭，收集的臭气汇总后经臭气处理系统处理达标后排放。
全文摘要
本发明公开了属于垃圾处理技术领域的一种餐厨垃圾资源化处理方法，是将餐厨垃圾经前分选，水力制浆，厌氧发酵、沼渣制有机肥，油水分离等工序进行处理，使得餐厨垃圾中的油脂得到回收，有机质部分经水解酸化和厌氧发酵后生成沼气，沼气经净化处理后可作为燃料、发电或汽车燃气使用；整个处理过程中，餐厨垃圾中的液态部分除去油脂后用于均浆系统制浆，全部参与厌氧发酵，发酵后的沼液则经过处理后可制成营养液，实现资源的循环利用和污染物零排放；处理全程密闭，收集的臭气汇总后经除臭系统处理达标后排放。本发明能够最大化的回收资源，将餐厨垃圾变废为宝，同时保证整个处理过程无污染物排放，实现餐厨垃圾处理的高效化、资源化和无害化。
文档编号C12M1/107GK102503595SQ201110344830
公开日2012年6月20日 申请日期2011年11月4日 优先权日2011年11月4日
发明者吴长亮 申请人:北京弗瑞格林环境资源投资有限公司