村镇生活垃圾厌氧-好氧一体化处理装置及处理方法
【技术领域】
[0001]本发明属于固体废弃物资源化领域，具体地涉及一种村镇生活垃圾厌氧-好氧一体化处理装置。
[0002]本发明还涉及利用上述处理装置对村镇生活垃圾进行处理的方法。
【背景技术】
[0003]随着城镇化与村镇建设进程的加快，村镇居民生活消费水平的提高，村镇周边旅游业和村民生活产生的生活垃圾产生量逐年增长。村镇生活垃圾的主要组成部分为易腐垃圾(40%?50% )、无机垃圾(25%?35% )、包装垃圾(15%?20% )和有害垃圾(约3%),大量垃圾被丢弃或露天堆放，对村镇环境造成严重污染，不仅占用土地、破坏景观，而且还传播疾病，影响居民健康。因此，村镇生活垃圾处理已成为我国村镇发展中亟需解决的重大环境问题。
[0004]厌氧发酵是在厌氧状态下利用微生物将垃圾中的有机物转化为生物质燃气的技术，厌氧发酵技术能提高生物质垃圾资源化水平。传统的单相厌氧发酵技术是目前生物质垃圾资源化的首选，在欧洲占90%以上，但由于垃圾中纤维素含量高、水解困难、产甲烷过程缓慢和后续沼渣难以利用，存在处理成本高、发酵周期长、物料转化效率低等问题。同时，尚缺乏适用于村镇生活垃圾的低成本、低能耗、小型化、可持续的无害化处理和资源化利用关键工艺装备。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种用于村镇生活垃圾中可降解组分厌氧发酵能源化与好氧制肥资源化利用的一体化装置。
[0006]本发明的又一目的在于提供一种利用上述装置对村镇生活垃圾进行厌氧-好氧一体化的处理方法。
[0007]为实现上述目的，本发明提供的村镇生活垃圾厌氧-好氧一体化处理装置，包括:
[0008]湿热预处理装置的罐体内壁和外壁之间设有控温导油管，控温导油管内填充有导热油，控温导油管与罐体内壁相接触，控温导油管与罐体外壁之间填充有保温材料，罐体顶盖安装有进料口，罐体底部设有出料口；罐体内安装有螺旋排列的蒸汽盘管，蒸汽盘管内侧与尾端设有蒸汽喷口，蒸汽喷口的曲率半径等同于蒸汽盘管的圆半径，蒸汽喷口弧切线与蒸汽盘管的圆切线夹角为5?10°之间；预处理反应罐罐体上部设有管式除油机，除油机的导油口设置有蠕动栗，将刮除的油脂吸出转移至废油回收箱；罐体顶盖的进料口连接调配池的出料口，罐体底部的出料口连接厌氧发酵罐的进料口 ；
[0009]湿热预处理装置的控温导油管出口连接三相换热自保温装置的换热盘管的导热油入口，湿热预处理装置的蒸汽出口连接蓄热器；
[0010]三相换热自保温装置的壳体内设有导热油盘管，导热油盘管的下方设有电加热盘管，三相换热自保温装置的底部设有进水阀，由导热油盘管、电加热盘管和进水阀组成三相换热区，三相换热自保温装置的上方设有换热后热水出口 ；
[0011]三相换热自保温装置的换热后热水出口分别各连接厌氧发酵罐的加热盘管入水口和好氧制肥装置加热盘管入水口，三相换热自保温装置的进水阀分别各连接厌氧发酵罐的加热盘管出水口和好氧制肥装置加热盘管出水口；
[0012]厌氧发酵罐通过调节池连接至好氧制肥装置。
[0013]所述的村镇生活垃圾厌氧-好氧一体化处理装置中，湿热预处理装置的罐体为不锈钢材质，罐体顶盖与罐体之间以法兰密闭连接，罐体顶盖安装有压力安全阀，罐体底部为圆锥形，罐体顶盖的进料口安装有进料阀门，罐体底部的出料口安装有出料阀门，进料阀门和出料阀门均配有输料栗；进料阀门和出料阀门均为电磁阀与手动阀两套并联使用，电磁阀与电控设备相连。
[0014]所述的村镇生活垃圾厌氧-好氧一体化处理装置中，湿热预处理装置的控温导油管呈螺旋状缠绕在罐体内壁与外壁之间，螺旋状的控温导油管之间填充有保温材料。
[0015]所述的村镇生活垃圾厌氧-好氧一体化处理装置中，三相换热自保温装置的导热油盘管的导热油入口设在三相换热自保温装置的上部，导热油盘管的导热油出口设在三相换热自保温装置的下部，导热油出口连接湿热预处理装置的控温导油管入口 ；电加热盘管与导热油盘管相互平行设置。
[0016]所述的村镇生活垃圾厌氧-好氧一体化处理装置中，进水阀为四通阀，进水阀与三相换热自保温装置之间设有止水阀门；位于电加热盘管和进水阀之间设有布水网盘，以实现三相换热器的均匀布水。
[0017]所述的村镇生活垃圾厌氧-好氧一体化处理装置中，厌氧发酵罐为圆柱形罐体，罐内安装有垂直变频搅拌机控制搅拌速度；罐体内壁安装有加热盘管，采用热水循环控制，加热盘管的管路出口配置有温度变送器、进水流量计，以实现对进料条件的控制；厌氧发酵罐顶部设有出气口。
[0018]所述的村镇生活垃圾厌氧-好氧一体化处理装置中，好氧制肥装置为一全封闭仓体，发酵仓的内壁设有加热盘管，与三相换热保温装置相连，由温控度变送器控制发酵仓温度；以及发酵仓内设有喷淋装置，喷淋孔与垂直面呈斜向下30°?60°。
[0019]本发明提供的利用上述厌氧-好氧一体化处理装置对村镇生活垃圾进行处理的方法:
[0020]I)村镇生活垃圾破碎进入调配池，料液打入湿热预处理装置进行湿热预处理并回收油脂，多余热量进入蓄热器，通过三项换热自保温装置进行蓄放热保温；
[0021]2)余料液进入厌氧发酵罐，由厌氧发酵罐的加热盘管的热水循环控制发酵温度，并依据挥发性脂肪酸总量变化，通过控制搅拌频率以避免厌氧系统酸化崩溃，厌氧发酵产生的生物气由厌氧发酵罐顶部出气口收集，分别进入脱水罐、脱硫罐进行纯化；
[0022]3)厌氧发酵后的沼渣送至调节池，与木肩、麸皮混合后经渣浆栗送至好氧制肥装置制备出尚品质有机肥广品。
[0023]所述的方法中，村镇生活垃圾为果蔬垃圾、厨余垃圾、餐饮垃圾等有机组分。
[0024]本发明优点如下:
[0025]I)村镇生活垃圾不同于城市生活垃圾，其木质纤维素含量高，油脂、蛋白含量相对较低。湿热预处理可以使木质纤维素物料通过水合作用水解为易于微生物利用的小分子有机物，缩短厌氧发酵的启动时间，提高发酵产沼效率。本发明可有效提高生物气中甲烷含量达到75%以上。剩余沼渣中的醌类物质可以作为腐殖质合成的驱动因子与未分解的纤维素类物质聚合成腐殖质，因此本发明将厌氧发酵和沼渣腐殖化制备高品质有机肥的技术相耦合，通过湿热预处理提高生物可利用性，实现村镇生活垃圾高值化利用。
[0026]2)湿热预处理改变了餐厨废弃物的理化性质，提高后续资源化处理能力。本发明的湿热预处理装置采用蒸汽盘管与蒸汽喷口的组合工艺导入高温高压蒸汽，在为餐厨废弃物提供湿热处理必须的热量的同时，以高温蒸汽喷出的动力带动餐厨废弃物搅拌，从而代替搅拌桨的作用，使热量传递更加均匀，传质表面积较现有油浴反应釜高出2?3倍；可实现年平均设备维修费用减少50%，同时提高设备使用年限3年以上；在高温高压蒸汽喷入物料的同时，也省却了由于常压湿热处理时常发生的物料失水过多，在物料进行处理之前需要另行加入处理配水的步骤。
[0027]3)独特的三相保温、控温节能设计，充分利用湿热预处理导热油和蒸汽余热、锅炉水余热，采用三相换热保温装置对厌氧罐进行温控，同时温控保证好氧制肥装置的启动运行，实现餐厨废弃物处理系统的最佳热回收循环利用率，使能耗低、投资运行成本低。
[0028]4)本发明的装置采用变频控制器、