申请日2020.12.18
公开（公告）日2021.03.16
IPC分类号B09B3/00; B09B5/00
摘要
本申请提供了一种厨余垃圾厌氧消化处理方法及装置，该方法包括以下步骤：对厨余垃圾进行破碎处理，然后进行制浆，分离出浆料和一次固渣；对浆料进行湿热水解；将湿热水解后的浆料进行三相分离，分离出二次固渣、油脂以及浆料；对一次固渣和二次固渣进行湿热水解，并进行压滤脱水，形成滤液和废弃固渣；对三相分离出的浆料和滤液进行厌氧消化，发酵产生甲烷。本申请提供的厨余垃圾厌氧消化处理方法及装置，对浆料进行湿热水解，使油脂溶出，而且能够使部分固相有机物液化，因此可以使油脂在三相分离时更容易提取出来，而且可以提高有机物的提取率；对固渣进行湿热水解，可以进一步提高有机物的提取率。
权利要求书
1.一种厨余垃圾厌氧消化处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
对厨余垃圾进行破碎处理，然后进行制浆，分离出浆料和一次固渣；
对浆料进行湿热水解，使油脂溶出，且使浆料中的部分固相有机物液化；
将湿热水解后的浆料进行三相分离，分离出固相的二次固渣、油相的油脂以及液相的浆料；
至少对所述一次固渣和所述二次固渣进行湿热水解，并进行压滤脱水，形成滤液和废弃固渣；
对三相分离出的浆料和压滤脱水后的滤液进行厌氧消化，发酵产生甲烷。
2.如权利要求1所述的厨余垃圾厌氧消化处理方法，其特征在于，在对三相分离出的浆料和压滤脱水后的滤液进行厌氧消化，发酵产生甲烷的步骤后，还包括以下步骤：对发酵完成后的沼渣进行脱水，形成固相的三次固渣和液相的废水，对所述三次固渣进行湿热水解提取剩余的有机物，所述废水经过处理后回收或者汇入污水处理厂。
3.如权利要求2所述的厨余垃圾厌氧消化处理方法，其特征在于：所述三次固渣形成后运送至用于放置所述一次固渣和所述二次固渣的固渣料仓中。
4.如权利要求1所述的厨余垃圾厌氧消化处理方法，其特征在于，在对厨余垃圾进行破碎处理之前，挑选出厨余垃圾中的不易发酵物质。
5.如权利要求1所述的厨余垃圾厌氧消化处理方法，其特征在于，在对厨余垃圾进行破碎处理，然后进行制浆，分离出浆料和一次固渣的步骤中，采用制浆脱水机进行制浆，并采用浆料缓存池暂存浆料，采用固渣料仓暂存一次固渣。
6.如权利要求5所述的厨余垃圾厌氧消化处理方法，其特征在于，所述制浆脱水机进行脱水时，粒径小于或等于10mm的物体流入所述浆料缓存池中，粒径大于10mm的物体经过挤压脱水后运输至所述固渣料仓。
7.一种厨余垃圾厌氧消化处理装置，采用权利要求1-6任一项所述的厨余垃圾厌氧消化处理方法，其特征在于，包括：
破碎机，用于对厨余垃圾进行破碎处理；
制浆脱水机，用于对破碎处理后的厨余垃圾进行制浆脱水，以形成浆料和一次固渣；
第一湿热水解反应釜，用于对形成的浆料进行湿热水解；
三相离心机，用于对湿热水解后的浆料进行三相分离，以分离出固相的二次固渣、油相的油脂以及液相的浆料；
第二湿热水解反应釜，用于对所述一次固渣和所述二次固渣进行湿热水解；
压滤机，用于对经过湿热水解后的所述一次固渣和所述二次固渣进行压滤脱水，以形成滤液和废弃固渣；
酸化罐，用于对所述滤液和所述三相离心机分离出的浆料进行水解酸化；以及
厌氧罐，用于对水解酸化后的滤液和浆料进行厌氧发酵；
所述破碎机的出料口和所述制浆脱水机的入料口连接，所述制浆脱水机的液相出口与所述第一湿热水解反应釜的入料口连接，所述第一湿热水解反应釜的出料口与所述三相离心机的入料口连接，所述三相离心机的固相出口和所述制浆脱水机的固相出口均与所述第二湿热水解反应釜的入料口连接，所述第二湿热水解反应釜的出料口与所述压滤机连接，所述压滤机的液相出口所述三相离心机的液相出口均与所述酸化罐的入料口连接，所述酸化罐的出料口与所述厌氧罐的入料口连接。
8.如权利要求7所述的厨余垃圾厌氧消化处理装置，其特征在于，所述厨余垃圾厌氧消化处理装置还包括固渣料仓，所述制浆脱水机的固相出口和所述三相离心机的固相出口均连接于所述固渣料仓的入料口，使所述一次固渣和所述二次固渣均运输至所述固渣料仓中，所述固渣料仓的出料口连接于所述第二湿热水解反应釜的入料口。
9.如权利要求8所述的厨余垃圾厌氧消化处理装置，其特征在于，所述厨余垃圾厌氧消化处理装置还包括沼渣脱水机，所述沼渣脱水机的入料口连接于所述厌氧罐的出料口，所述沼渣脱水机的固相出口连接于所述固渣料仓的入料口。
10.如权利要求7所述的厨余垃圾厌氧消化处理装置，其特征在于，所述厨余垃圾厌氧消化处理装置还包括浆料调节池，所述三相分离机的液相出口及所述压滤机的液相出口连接于所述浆料调节池的入料口，所述浆料调节池的出料口连接于所述酸化罐的入料口。
说明书
厨余垃圾厌氧消化处理方法及装置
技术领域
本申请属于垃圾处理技术领域，更具体地说，是涉及一种厨余垃圾厌氧消化处理方法及装置。
背景技术
厨余垃圾是指人日常生活中丢弃的剩菜剩饭以及食物加工过程中产生的下脚料等，其成分和性质随地域、居民饮食习惯、季节的变化而变化，但总体上具有含水率高、有机质占比高、油脂含量高、易生化降解等特点。随着居民生活水平的提高，厨余垃圾产生量日益增大，以深圳市为例，厨余垃圾日均产生量约2000t，占城市生活垃圾总量的20％以上。目前，厨余垃圾的处理方法主要有焚烧、填埋、好氧堆肥和厌氧消化等，其中，厌氧消化法凭借其资源回收率高、能耗低、工艺成熟等优势成为当前应用最广泛的处理技术。常见的厌氧消化工艺流程为：厨余垃圾经分拣杂质后，通过破碎机制成浆状物，再对物料进行三相分离，分离出的油脂资源化回收，固渣与液体混合物一起转入厌氧发酵系统，发酵产生的甲烷用作清洁能源，发酵残渣经脱水后，污水和固渣分别由污水厂和填埋场进行最终处理。在实践中发现，该工艺流程中存在以下几个问题：1.厨余垃圾中存在一些无机成分，经粉碎后被粘稠的浆料包裹，很难通过机械离心方法分离开，这些无机物会在后面厌氧发酵罐内不断的沉积积累，影响厌氧发酵效率；2.厨余垃圾中含有一部分固态油脂，机械粉碎无法改变其性质，很难被机械离心提取出来，导致浆料的黏度高，油脂含量高，易酸化，影响生物处理工艺的稳定运行；3.发酵残渣经脱水后，固态物中仍含有较多的有机质，导致工艺整体的有机质提取率不高，造成了资源的浪费。
发明内容
本申请实施例的目的在于提供一种厨余垃圾厌氧消化处理方法及装置，以解决现有技术中存在的厨余垃圾内无机物较多、固态油脂难以提取、发酵效率较低、有机物提取率不高的技术问题。
为实现上述目的，本申请采用的技术方案是：提供一种厨余垃圾厌氧消化处理方法，包括以下步骤：
对厨余垃圾进行破碎处理，然后进行制浆，分离出浆料和一次固渣；
对浆料进行湿热水解，使油脂溶出，且使浆料中的部分固相有机物液化；
将湿热水解后的浆料进行三相分离，分离出固相的二次固渣、油相的油脂以及液相的浆料；
至少对所述一次固渣和所述二次固渣进行湿热水解，并进行压滤脱水，形成滤液和废弃固渣；
对三相分离出的浆料和压滤脱水后的滤液进行厌氧消化，发酵产生甲烷。
在一个实施例中，在对三相分离出的浆料和压滤脱水后的滤液进行厌氧消化，发酵产生甲烷的步骤后，还包括以下步骤：对发酵完成后的沼渣进行脱水，形成固相的三次固渣和液相的废水，对所述三次固渣进行湿热水解提取剩余的有机物，所述废水经过处理后回收或者汇入污水处理厂。
在一个实施例中，所述三次固渣形成后运送至用于放置所述一次固渣和所述二次固渣的固渣料仓中。
在一个实施例中，在对厨余垃圾进行破碎处理之前，挑选出厨余垃圾中的不易发酵物质。
在一个实施例中，在对厨余垃圾进行破碎处理，然后进行制浆，分离出浆料和一次固渣的步骤中，采用制浆脱水机进行制浆，并采用浆料缓存池暂存浆料，采用固渣料仓暂存一次固渣。
在一个实施例中，所述制浆脱水机进行脱水时，粒径小于或等于10mm的物体流入所述浆料缓存池中，粒径大于10mm的物体经过挤压脱水后运输至所述固渣料仓。
本申请还提供一种厨余垃圾厌氧消化处理装置，采用上述的厨余垃圾厌氧消化处理方法，包括：
破碎机，用于对厨余垃圾进行破碎处理；
制浆脱水机，用于对破碎处理后的厨余垃圾进行制浆脱水，以形成浆料和一次固渣；
第一湿热水解反应釜，用于对形成的浆料进行湿热水解；
三相离心机，用于对湿热水解后的浆料进行三相分离，以分离出固相的二次固渣、油相的油脂以及液相的浆料；
第二湿热水解反应釜，用于对所述一次固渣和所述二次固渣进行湿热水解；
压滤机，用于对经过湿热水解后的所述一次固渣和所述二次固渣进行压滤脱水，以形成滤液和废弃固渣；
酸化罐，用于对所述滤液和所述三相离心机分离出的浆料进行水解酸化；以及
厌氧罐，用于对水解酸化后的滤液和浆料进行厌氧发酵；
所述破碎机的出料口和所述制浆脱水机的入料口连接，所述制浆脱水机的液相出口与所述第一湿热水解反应釜的入料口连接，所述第一湿热水解反应釜的出料口与所述三相离心机的入料口连接，所述三相离心机的固相出口和所述制浆脱水机的固相出口均与所述第二湿热水解反应釜的入料口连接，所述第二湿热水解反应釜的出料口与所述压滤机连接，所述压滤机的液相出口所述三相离心机的液相出口均与所述酸化罐的入料口连接，所述酸化罐的出料口与所述厌氧罐的入料口连接。
在一个实施例中，所述厨余垃圾厌氧消化处理装置还包括固渣料仓，所述制浆脱水机的固相出口和所述三相离心机的固相出口均连接于所述固渣料仓的入料口，使所述一次固渣和所述二次固渣均运输至所述固渣料仓中，所述固渣料仓的出料口连接于所述第二湿热水解反应釜的入料口。
在一个实施例中，所述厨余垃圾厌氧消化处理装置还包括沼渣脱水机，所述沼渣脱水机的入料口连接于所述厌氧罐的出料口，所述沼渣脱水机的固相出口连接于所述固渣料仓的入料口。
在一个实施例中，所述厨余垃圾厌氧消化处理装置还包括浆料调节池，所述三相分离机的液相出口及所述压滤机的液相出口连接于所述浆料调节池的入料口，所述浆料调节池的出料口连接于所述酸化罐的入料口。
本申请提供的厨余垃圾厌氧消化处理方法及装置的有益效果在于：与现有技术相比，本申请厨余垃圾厌氧消化处理方法包括以下步骤：首先对厨余垃圾进行破碎制浆，分离出浆料和一次固渣；对分离出的浆料进行湿热水解，使油脂溶出，而且能够使部分固相有机物液化，因此可以使油脂在三相分离时更容易提取出来，而且可以提高有机物的提取率；湿热水解后的浆料再进行三相分离，分离出二次固渣、油脂和浆料；再将一次固渣和二次固渣进行湿热水解，并进行压滤脱水，形成滤液和废弃固渣，通过对固渣的湿热水解，可以进一步提高有机物的提取率，压滤脱水步骤可以降低滤液中的无机成分，避免影响厌氧发酵；最后将三相分离出的浆料和滤液进行厌氧消化。
（发明人：邓舟;彭冲;连红民;毛智博;刘锦伦;肖建强;麦若涵）
