CN101927254B - 餐厨垃圾综合处理***及其处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种餐厨垃圾综合处理***及其处理方法,属于环境治理技术领域。本发明从餐厨垃圾中回收固形物制备复合蛋白饲料,同步回收油制备成肥皂粉、生物柴油、燃料油等工业用品,回收餐厨垃圾废水制成肥料,实现了餐厨垃圾综合利用的目标。本发明的***设计合理,各子***相互独立又相互连通,形成了一个快速处理餐厨垃圾的生产线,利用本生产线的餐厨垃圾的处理方法简便易行,具有极高的处理能力,变废为宝,而且极大地缓解了城市环境污染问题。本发明的生产线每天能处理餐厨垃圾10~500t,约占武汉市这样的大城市垃圾量的40%,每100T餐厨垃圾可生产8~12t的粗制蛋白饲料,2~4t的精制毛油,50~70t的液体肥料。
Description
技术领域
本发明属于环境治理技术领域,具体涉及一种城市餐厨垃圾的综合处理***,及城市餐厨垃圾的综合处理方法。
背景技术
现有技术中,城市垃圾的处置方法通常有焚烧和填埋,如果将城市生活垃圾进行焚烧,由于餐厨垃圾的水分含量常常高达90%左右,发热量为2100kJ/kg~3100kJ/kg,和其它垃圾一起进行焚烧,不但不能满足垃圾焚烧发电的发热量要求(即5000kJ/kg以上),反而会致使焚烧炉燃烧不充分而产生有毒物质;如果将生活垃圾进行填埋,同样会因为混人的餐厨垃圾水分含量高而不宜处理。而且焚烧、填埋都会导致大量有机物的浪费。随着我国城市化进程加快,产生的餐厨垃圾量日益增多。在日常生活中,居民通常将餐厨垃圾混入生活垃圾中,通过塑料袋送到垃圾收集点,使城市生活垃圾的成分和特性发生了变化。餐厨垃圾在存放、收集、转运及垃圾填埋过程中,由于其含水率和有机物含量较高,极易在较短时间内腐烂发臭和滋生蚊蝇等,极大地污染了周围环境。这里所述的餐厨垃圾指产生于餐厨经营、居民生活及企业食堂等食用的残余,俗称泔水。由于餐厨垃圾富含有机质,因而有可能为各种病源微生物及各种携带病源微生物的蝇虫提供良好的生长繁殖环境,导致疾病的传播。另外,废弃油脂和残渣的排放会堵塞水道,污染环境。餐厨化学成分复杂,其中水高达90%以上,还含有无机盐、有机酸及各种大分子有机化合物(蛋白质淀粉、纤维素、杂多糖、脂肪)等。将此类垃圾通过填埋处理虽具有简单、方便和处理费用低廉等特点。但由垃圾填埋场产生的垃圾渗透液色度深、浓度大、污染重、成分复杂,属于高浓度有机废水;如不妥善处理,将会造成严重的环境污染。垃圾渗滤液的处理要比工业、生活污水困难得多,它的处理一直是近几年污水处理领域的热点和难点。研究和开发垃圾渗滤液处理技术与方法具有重要的环境意义和社会意义。
发明内容
针对现有技术的上述不足,本发明要解决的技术问题是提供一种餐厨垃圾综合处理***,由7个子***组合而成,使餐厨垃圾的处理在一个工厂化的连续生产线上一次性完成。本发明还提供了餐厨垃圾综合处理方法,在本发明的设备生产线上,实现了餐厨垃圾综合利用的目标。
本发明的技术方案是:餐厨垃圾综合处理***由倒料分拣子***A、加热挤压子***B、固液分离子***C-1和C-2、烘干子***D、油水分离子***E、包装子***F组合而成,各子***相互连接又相互独立;
倒料分拣子***A设置在本***的最前端,餐厨垃圾车、垃圾斗、行车相互配合间歇式地将垃圾倒入垃圾分离机中;垃圾分离机的大杂出口位于皮带输送机下端,皮带输送机上端通过磁选器后与粗粉碎机相连通;螺旋输送机承接在垃圾分离机小杂出口及粗粉碎机之下,螺旋输送机尾端与斜螺旋输送机下端相接;斜螺旋输送机上端与加热挤压子***B相连接;垃圾分离机还通过管路与固液分离子***C-2相连通;
进入加热挤压子***B的斜螺旋输送机上端与振动筛相连通,振动筛出料端通过斜螺旋输送机与加热锅相连接,位于加热锅底部的挤压机的固体物料出料口与斜螺旋输送机相连接并将物料输送到烘干子***D;挤压机的液态物料出料口通过管道与固液分离子***C-1相连通;
通过斜螺旋输送机进入烘干子***D的固态物料输入到烘干机,螺旋输送机设置在烘干机的出料口之下,螺旋输送机的输出端与斜螺旋输送机相连接,斜螺旋输送机的输出端与包装子***F相连通;
通过斜螺旋输送机进入包装子***F的物料输送到冷却机,冷却机出料口之下设置有螺旋输送机,螺旋输送机与斗式提升机相连通,斗式提升机通过粉碎机与后一斗式提升机相连通,后一斗式提升机出料口与包装机相连通;
从倒料分拣子***A的垃圾分离机通过管道输入固液分离子***C-2的物料与暂存罐相连通,暂存罐与油水分离机相连通,油水分离机出来的油通往毛油池,污水由下水道排出;从加热挤压子***B的挤压机通过管输送来的液体物料进入固液分离子***C-1,液体物料管路与两个储液罐相连通,两个储液罐与卧式离心机相连通,卧式离心机分离出的液态物质通过储液池和泵与油水分离子***E相连通;
油水分离子***E通过泵与固液分离子***C-1相连通,泵打出的液态物质进入三个加热锅,三个加热锅顶部与凝絮剂罐相连通,三个加热锅底部出料口与蝶式离心机相连通,蝶式离心机出料口与毛油池相连通,毛油经泵打入真空脱水锅上部,从真空脱水锅底部排出的油经蒸汽往复泵、过滤机后汇集于精制毛油罐。
加热挤压子***B中的振动筛还与风机、除尘器、分离器、关风器相连接。
烘干子***D的烘干机还与平衡罐、风机、排气管相连通。
一种餐厨垃圾综合处理方法含有倒料分拣工序A、加热挤压工序B、固液分离工序C-1和C-2、烘干工序D、油水分离工序E、包装工序F,各工序操作如下:
倒料分拣工序A是本方法的最前端工序,用餐厨垃圾车、垃圾斗、行车相互配合间歇式地将垃圾倒入垃圾分离机中;在垃圾分离机中将垃圾中的固体分为大杂和小杂,大杂通过皮带输送机上端的磁选器选出含铁固体后输送到粗粉碎机,粗粉碎机将大杂粗粉碎后和垃圾分离机出来的小杂一起经螺旋输送机输往斜螺旋输送机;斜螺旋输送机将物料送往加热挤压工序B;从垃圾分离机中出来的液体物料经管路送往固液分离工序C-2;
经斜螺旋输送机输送到加热挤压工序B的物料进入振动筛,经振动筛将污气排出,出来的物料通过斜螺旋输送机输送到加热锅,在加热锅内以压力为0.1MPa,温度为40℃~50℃的条件下对物料进行加热后;物料排入挤压机内,从挤压机出来的固体物料通过斜螺旋输送机输送到烘干工序D;挤压机出来的液态物料通过管道输往固液分离工序C-1;
输往烘干工序D的固态物料输入到烘干机中,烘干机的烘干温度不低于110℃;在烘干机中产生的水、汽经平衡罐、风机、和排气管排出;在烘干机中烘干的物料经螺旋输送机和斜螺旋输送机将物料送往包装工序F;
通过斜螺旋输送机进入包装工序F的物料输送到冷却机冷却后经螺旋输送机送入斗式提升机,斗式提升机将物料提升并送入粉碎机中,粉碎机出来粉状物料经后一斗式提升机送往包装机进行包装,此包装产物即为复合蛋白饲料,复合蛋白饲料中蛋白含量达到20~33.5%;
从倒料分拣工序A的垃圾分离机出来的液态物料通过管道输入固液分离工序C-2送入暂存罐,暂存罐中的物料送入油水分离机,经油水分离机分离出来的油送往毛油池,污水由下水道排出;
从加热挤压工序B的挤压机出来的液体物料送入固液分离子***C-1后,液体物料经管路输入到两个储液罐中,两个储液罐将液体物料从其底部输入到卧式离心机中,经卧式离心机分离出的液态物质通过蓄液池和泵送往油水分离工序E;
通过泵从固液分离工序C-1打到油水分离工序E的液态物质被打入三个加热锅,凝絮剂罐从三个加热锅顶部注入凝絮剂以加快分离过程,加热锅内温度为70℃~95℃,搅拌转速为30~60转/分钟;从三个加热锅底部出来的物料输入到蝶式离心机中进行破乳过程;蝶式离心机输出料进入毛油池,毛油池中毛油经泵打入真空脱水锅上部,真空脱水锅中真空度为0.65~1.3KPa,加温90±5℃,保温时间30~40min。从真空脱水锅底部排出的油经蒸汽往复泵、过滤机后汇集于精制毛油罐;精制毛油罐中的精制毛油输往深加工工序,能用于制造生物柴油和肥皂粉;真空脱水锅中排出的废液用作液体肥料。
在加热挤压工序B中,从挤压机出来的固体物料通过斜螺旋输送机输送到烘干工序D之前,先将固体物料转移到其它的反应器中,进行发酵后再通过斜螺旋输送机将发酵后物料输送到烘干工序D;所述的发酵条件是:筛选白地霉F-1,米曲霉F-6进行优势菌种组合,培养基制备:发酵培养基高温灭菌20min,加入1~5%(NH4)2SO4,1~8%KH2PO4,1~6%NaCl,初始pH5.5,含水率60±2%;发酵种子液15%,接种比例为1∶1,发酵时间为5天。
凝絮剂罐中的凝絮剂是三氯化铁、聚合氯化铝、硫酸亚铁、硫酸铝、膨润土、明矾中的一种或两种以上的混合物。
本发明的***设计合理,各子***相互独立又相互连通,形成了一个快速处理餐厨垃圾的生产线,利用本生产线的餐厨垃圾的处理方法简便易行,具有极高的处理能力,变废为宝,而且极大地缓解了城市环境污染问题。本发明的生产线每天能处理餐厨垃圾10~500t,约占武汉市这样的大城市垃圾量的40%,每100T餐厨垃圾可生产8~12t的粗制蛋白饲料,2~4t的精制毛油,50~70t的液体肥料。
附图说明
附图1是本发明子***或工序A、B、C-2的结构示意图;
附图2是本发明子***或工序B、D的结构示意图;
附图3是本发明子***或工序F的结构示意图;
附图4是本发明子***或工序C-2、E的结构示意图;
附图5是本发明的工艺流程示意框图。
附图中标记分述如下:1-餐厨垃圾车;2-行车;3-垃圾斗;4-垃圾分离机;5-皮带输送机;6-a、b、c-螺旋输送机;7-暂存罐;8-磁选器;9-粗粉碎机;10-油水分离机;11-a、b、c、d-斜螺旋输送机;12-a、b-风机;13-振动筛;14-除尘器;15-分离器;16-关风器;17-加热锅;18-挤压机;19-烘干机;20-平衡罐;21-排气管;22-冷却机;23-分离器;24-a、b-斗式提升机;25-粉碎机;26-暂存罐;27-包装机;28-分气缸;29-螺杆泵;30-a、b-储液罐;31-卧式离心机;32-蛋白泥池;33-贮液池;34-螺杆泵;35-a、b、c-泵;36-a、b、c-加热锅;37-泥浆池;38-蝶式离心机;39-毛油池;40-脱水锅;41-空压机;42-蒸汽往复泵;43-过滤机;44-地下油池;45-旋液分离器;46-接收罐;47-平衡罐;48-精制毛油罐;49-汽水串联喷射泵;50-分汽缸;51-凝絮剂罐。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。为简便起见,以下描述将***的设备和方法合在一起进行。如附图1所示,倒料分拣工序A是本方法的最前端工序,用餐厨垃圾车1、行车2、垃圾斗3相互配合间歇式地将餐厨垃圾倒入垃圾分离机4中;在垃圾分离机4中垃圾中的固体被分为大杂和小杂,大杂通过皮带输送机5输往粗粉碎机9,需要的时候,在皮带输送机5起始处设置人工分拣,将玻瓶、塑料容器等拣出去除。在皮带输送机5上部设置磁选机8,使大杂中的含铁杂质去除后再进入粗粉碎机9。螺旋输送机6-a承接在垃圾分离机4和粗粉碎机9之下,将垃圾分离机4分离出的小杂和粗粉碎机9粉碎后的物料一并送到斜螺旋输送机11-a,并经斜螺旋输送机11-a送到加热挤压工序B的振动筛13中。垃圾分离机4分离出的液体物料经管路输往固液分离工序C-2的暂存罐7中,液体物料在暂存罐7中经蒸汽加热后输往油水分离机10,在油水分离机10中分离出的油输往图4所示的毛油池39中,分离出的废水经排污口排除。加热挤压工序B的振动筛13将送入的物料进行筛分,筛分过程中产生的废气经分离器15、除尘器14及风机12-a排往废气管道。
如附图2所示,连接在振动筛13和加热锅17之间的斜螺旋输送机11-b将筛分后物料送到加热锅17中,加热锅17的加热温度为40℃~50℃,加热锅17内压力为0.1MPa,加热锅17的反应物进入挤压机18进行挤压,其中的液体物料经管路输往固液分离工序C-1,其中的干物料经斜螺旋输送机11-c输往烘干机19进行干燥,干燥后物料经螺旋输送机6-b和斜螺旋输送机11-b输往包装工序F(见图3,此部分略)中,包装物为蛋白饲料。
附图4中,从工序B中挤压机18而来的液体物料进入两个储液罐30-a和30-b中,设置在储液罐30-a和30-b之下的卧式离心机31将液体物料中分离出的固态物质返回附图2的斜螺旋输送机11-c上所示的箭头所指的A处,附图2的斜螺旋输送机11-c上所示的箭头所指的B处是加入部分三级粗糠,一方面节约资源,另一方面降低成本,同时也改善产品质量。卧式离心机31所分离出的液体物料进入储油池33,并经泵35-a将其打入工序E中的加热锅36-a、b、c中,通过凝絮剂罐51将凝絮剂加入到上述加热锅36-a、b、c中以加快分离过程,其间的温度为70℃~95℃,搅拌转速为30~60转/分钟;从加热锅36-a、b、c底部出来的物料输入到蝶式离心机38中进行破乳过程;蝶式离心机38输出料进入毛油池39,毛油池39中毛油经泵35-b打入真空脱水锅40上部,真空脱水锅40中真空度0.65~1.3KPa,加温90±5℃,保温时间30-40min,从真空脱水锅40底部排出的油经蒸汽往复泵42、过滤机43后汇集于精制毛油罐48;精制毛油罐48中的精制毛油输往深加工工序,能用于制造生物柴油和肥皂粉;真空脱水锅40中排出的废液用作液体肥料。
总而言之,本发明从餐厨垃圾中回收固形物制备复合蛋白饲料,同步回收油制备成肥皂粉、生物柴油、燃料油等工业用品,回收餐厨垃圾废水制成肥料,实现了餐厨垃圾综合利用的目标。
Claims (6)
1.一种餐厨垃圾综合处理***,其特征在于:本***由倒料分拣子***A、加热挤压子***B、固液分离子***C-1和C-2、烘干子***D、油水分离子***E、包装子***F组合而成,各子***相互连接又相互独立;
倒料分拣子***A设置在本***的最前端,餐厨垃圾车(1)、行车(2)、垃圾斗(3)相互配合间歇式地将垃圾倒入垃圾分离机(4)中;垃圾分离机(4)的大杂出口位于皮带输送机(5)下端,皮带输送机(5)上端通过磁选器(8)后与粗粉碎机(9)相连通;螺旋输送机A(6-a)承接在垃圾分离机(4)小杂出口及粗粉碎机(9)之下,所述螺旋输送机A(6-a)尾端与斜螺旋输送机A(11-a)下端相接;所述斜螺旋输送机A(11-a)上端与加热挤压子***B相连接;垃圾分离机(4)还通过管路与固液分离子***C-2相连通;
进入加热挤压子***B的所述斜螺旋输送机A(11-a)上端与振动筛(13)相连通,振动筛(13)出料端通过斜螺旋输送机B(11-b)与加热锅(17)相连接,位于加热锅(17)底部的挤压机(18)的固体物料出料口与斜螺旋输送机C(11-c)相连接并将物料输送到烘干子***D;挤压机(18)的液态物料出料口通过管道与固液分离子***C-1相连通;
通过所述斜螺旋输送机C(11-c)进入烘干子***D的固态物料输入到烘干机(19),螺旋输送机B(6-b)设置在烘干机(19)的出料口之下,所述螺旋输送机B(6-b)的输出端与斜螺旋输送机D(11-d)相连接,所述斜螺旋输送机D(11-d)的输出端与包装子***F相连通;
通过所述斜螺旋输送机D(11-d)进入包装子***F的物料输送到冷却机(22),冷却机(22)出料口之下设置有螺旋输送机C(6-c),所述螺旋输送机C(6-c)与斗式提升机A(24-a)相连通,所述斗式提升机A(24-a)通过粉碎机(25)与斗式提升机B(24-b)相连通,所述斗式提升机B(24-b)出料口与包装机(27)相连通;
从倒料分拣子***A的垃圾分离机(4)通过管道输入固液分离子***C-2的物料与暂存罐(7)相连通,暂存罐(7)与油水分离机(10)相连通,油水分离机(10)出来的油通往毛油池(39),污水由下水道排出;从加热挤压子***B的挤压机(18)通过管输送来的液体物料进入固液分离子***C-1,液体物料管路与储液罐A(30-a)和储液罐B(30-b)相连通,所述储液罐A(30-a)和储液罐B(30-b)与卧式离心机(31)相连通,卧式离心机(31)分离出的液态物质通过蓄液池(33)和泵A(35-a)与油水分离子***E相连通;
油水分离子***E通过所述泵A(35-a)与固液分离子***C-1相连通,所述泵A(35-a)打出的液态物质进入加热锅A(36-a)、加热锅B(36-b)、加热锅C(36-c),所述加热锅A(36-a)、加热锅B(36-b)、加热锅C(36-c)顶部与凝絮剂罐(51)相连通,所述加热锅A(36-a)、加热锅B(36-b)、加热锅C(36-c)底部出料口与蝶式离心机(38)相连通,蝶式离心机(38)出料口与毛油池(39)相连通,毛油经泵B(35-b)打入真空脱水锅(40)上部,从真空脱水锅(40)底部排出的油经蒸汽往复泵(42)、过滤机(43)后汇集于精制毛油罐(48)。
2.根据权利要求1所述的餐厨垃圾综合处理***,其特征在于:加热挤压子***B中的振动筛(13)还与风机A(12-a)、除尘器(14)、分离器(15)、关风器(16)相连接。
3.根据权利要求1所述的餐厨垃圾综合处理***,其特征在于:烘干子***D的烘干机(19)还与平衡罐(20)、风机B(12-b)、排气管(21)相连通。
4.一种餐厨垃圾综合处理方法,其特征在于本方法含有倒料分拣工序A、加热挤压工序B、固液分离工序C-1和C-2、烘干工序D、油水分离工序E、包装工序F,各工序操作如下:
倒料分拣工序A是本方法的最前端工序,用餐厨垃圾车(1)、垃圾斗(3)、行车(2)相互配合间歇式地将垃圾倒入垃圾分离机(4)中;在垃圾分离机(4)中将垃圾中的固体分为大杂和小杂,大杂通过皮带输送机(5)上端的磁选器(8)选出含铁固体后输送到粗粉碎机(9),粗粉碎机(9)将大杂粗粉碎后和垃圾分离机(4)出来的小杂一起经螺旋输送机A(6-a)输往斜螺旋输送机A(11-a);所述斜螺旋输送机A(11-a)将物料送往加热挤压工序B;从垃圾分离机(4)中出来的液体物料经管路送往固液分离工序C-2;
经所述斜螺旋输送机A(11-a)输送到加热挤压工序B的物料进入振动筛(13),经振动筛(13)将污气排出,出来的物料通过斜螺旋输送机B(11-b)输送到加热锅(17),在加热锅(17)内以压力0.1MPa,温度40℃~50℃条件下对物料进行加热后;物料排入挤压机(18)内,从挤压机(18)出来的固体物料通过斜螺旋输送机C(11-c)输送到烘干工序D;挤压机(18)出来的液态物料通过管道输往固液分离工序C-1;
输往烘干工序D的固态物料输入到烘干机(19)的水、汽经平衡罐(20)、风机B(12-b)、和排气管(21)排出;在烘干机(19)中烘干的物料经螺旋输送机B(6-b)和斜螺旋输送机D(11-d)将物料送往包装工序F;
通过所述斜螺旋输送机D(11-d)进入包装工序F的物料输送到冷却机(22)冷却后经所述螺旋输送机C(6-c)送入斗式提升机A(24-a),所述斗式提升机A(24-a)将物料提升并送入粉碎机(25)中,粉碎机(25)出来粉状物料经斗式提升机B(24-b)送往包装机(27)进行包装,此包装产物即为复合蛋白饲料,复合蛋白饲料中蛋白含量达到20~33.5%;
从倒料分拣工序A的垃圾分离机(4)出来的液态物料通过管道输入固液分离工序C-2送入暂存罐(7),暂存罐(7)中的物料送入油水分离机(10),经油水分离机(10)分离出来的油送往毛油池(39),污水由下水道排出;
从加热挤压工序B的挤压机(18)出来的液体物料送入固液分离子***C-1后,液体物料经管路输入到储液罐A(30-a)和储液罐B(30-b)中,所述储液罐A(30-a)和储液罐B(30-b)将液体物料从其底部输入到卧式离心机(31)中,经卧式离心机(31)分离出的液态物质通过储液池(33)和泵A(35-a)送往油水分离工序E;
通过所述泵A(35-a)从固液分离工序C-1打到油水分离工序E的液态物质被打入加热锅A(36-a)、加热锅B(36-b)、加热锅C(36-c),凝絮剂罐(51)从所述加热锅A(36-a)、加热锅B(36-b)、加热锅C(36-c)顶部注入凝絮剂以加快分离过程,加热锅内温度为70℃~95℃,搅拌转速为30-60转/分钟;从所述加热锅A(36-a)、加热锅B(36-b)、加热锅C(36-c)底部出来的物料输入到蝶式离心机(38)中进行破乳过程;蝶式离心机(38)输出料进入毛油池(39),毛油池(39)中毛油经泵B(35-b)打入真空脱水锅(40)上部,真空脱水锅(40)中真空度0.65~1.3KPa,加温90±5℃,保温时间30~40min从真空脱水锅(40)底部排出的油经蒸汽往复泵(42)、过滤机(43)后汇集于精制毛油罐(48);精制毛油罐(48)中的精制毛油输往深加工工序,能用于制造生物柴油和肥皂粉;真空脱水锅(40)中排出的废液用作液体肥料。
5.根据权利要求4所述的餐厨垃圾综合处理方法,其特征在于:在加热挤压工序B中,从挤压机(18)出来的固体物料通过所述斜螺旋输送机C(11-c)输送到烘干工序D之前,先将固体物料转移到其它的反应器中,进行发酵后再通过所述斜螺旋输送机C(11-c)将发酵后物料输送到烘干工序D;所述的发酵条件是:筛选白地霉F-1,米曲霉F-6进行优势菌种组合,培养基制备:发酵培养基高温灭菌20min,加入1~5%(NH4)2SO4,1~8%KH2PO4,1~6%NaCl,初始pH5.5,含水率60±2%;发酵种子液15%,接种比例为1∶1,发酵时间为5天。
6.根据权利要求4所述的餐厨垃圾综合处理方法,其特征在于:凝絮剂罐(51)中的凝絮剂是三氯化铁、聚合氯化铝、硫酸亚铁、硫酸铝、膨润土、明矾中的一种或两种以上的混合物。
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