CN102861762A - 有机垃圾厌氧消化处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种有机垃圾厌氧消化处理方法，去除餐厨垃圾大块塑料袋和大块金属器具杂物，将餐厨垃圾提升和倾倒入机械生化反应装置进行水解酸化，经挤压脱水后的淋渣通过排渣口排出，粗滤后的淋滤液进入液槽内并由液槽内的螺旋送料器从料液出口送出，经鼓格栅机进行固液分离过滤后的淋滤液流入隔油沉淀池内，经油水分离后的淋滤液从隔油沉淀池的另一端流出，油水混合液由集油管收集后导出池外，螺杆泵将经过除油后的淋滤液提升进入厌氧反应器内进行厌氧消化处理，出水一部分作为淋洗水，其余通过排水管送出，产生的沼气通入气管内。本发明工艺合理，能提高有机组分水解和酸化效率，减少残留有机组分含量，能降低处理成本。

Description

有机垃圾厌氧消化处理方法
技术领域
本发明涉及一种有机垃圾厌氧消化处理方法，属于垃圾处理技术领域。
背景技术
餐厨垃圾是居民在生活消费过程中形成的生活废物，极易腐烂变质，散发恶臭，传播细菌和病毒。目前，国内外实际应用的餐厨垃圾的主要处理技术主要包括填埋、焚烧、堆肥、物理破碎、饲料化和厌氧消化处理技术。
(1)填埋：高含水率不利于填埋场摊铺作业并增大渗滤液处理量，填埋技术发展方向将是处理稳定化、无机化垃圾为主的最终处置场，因此严格限制餐厨垃圾进入填埋场是必然趋势。
(2)焚烧：餐厨垃圾水分和油脂含量高，与生活垃圾混合焚烧会大大降低焚烧的热能利用效率，脂类物质在重金属催化条件下还会成为产生二噁英。
(3)堆肥：该方法优点是处理方法简单，堆肥产品中能保留较多的氮，但餐厨垃圾高含水率会影响堆温的升高而难以消毒灭菌，而高含量有机物降解需要消耗大量能量。此外，油脂和盐分会影响微生物分解速率及堆肥品质。
(4)物理破碎法：该技术具有技术简单、价格低廉等优势，但不利于规模化处理，而且会增大污水处理厂的处理负荷。另外，餐厨垃圾中丰富的营养物质排入下水道，会造成巨大的资源浪费。
(5)饲料化：未经无害化处理的餐厨垃圾作为饲料直接喂养牲畜，牲畜体内的毒素和有害物质可通过食物链传给人类，存在对人类健康不利的隐患。
⑹、厌氧消化处理：厌氧消化处理技术具有能耗低、回收清洁能源和最大化减少臭味散发等优点。但对于餐厨垃圾进行厌氧消化处理，在进行预处理后进行打浆，，对餐厨垃圾内的有机组分进行水解和酸化，并对水解和酸化后的废水进行处理，对残余垃圾进行压榨后进入物稳定化干燥处理。
目前上述水解和酸化工艺由于需要打浆，因此需要单独的打浆设备和水解酸化池，一方面，所使用的设备较多，占地面积大，而且处理时间长，尤其餐厨垃圾成分复杂，存在较多的对厌氧消化过程的抑制因素，故而影响生物降解过程，存在着水解和酸化效率不高的问题，甚至导致生物***的失效。再则，厌氧消化后的残渣脱水后含水率达到80%，致使残留有机组分含量不稳定，不仅量比较大，而且与城市污水厂污泥一样，非常难以处理，处理成本很高。
发明内容
本发明的目的提供一种能提高有机组分水解和酸化效率，减少残留有机组分含量，能降低处理成本的有机垃圾厌氧消化处理方法。
本发明为达到上述目的的技术方案是：一种有机垃圾厌氧消化处理方法，其特征在于：
(1)、粗选：去除餐厨垃圾大块塑料袋和大块金属器具杂物；
(2)、餐厨垃圾提升和倾倒：将粗选后的餐厨垃圾倒入料斗，经过提升装置提升并倾倒进入机械生化反应装置，
(3)、水解酸化：机械生化反应装置内的搅拌推进器对餐厨垃圾进行搅拌，同时向餐厨垃圾喷入流量可调节的淋洗水，使餐厨垃圾中的有机组分在机械搅拌和淋洗水的作用下进行水解酸化反应并溶入淋滤液中，其中，水解酸化温度在30℃-40℃，时间控制在70-80h，搅拌速度0.5-2.5转/分，酸化反应后的淋滤液通过粗分离筛过滤后由液槽收集，粗分离筛的筛孔为条状形，且条状间距控制在4-10mm，搅拌推进器的螺距从进料向排渣方向逐渐减小，经搅拌推进器的挤压脱水后的淋渣通过排渣口排出，脱水后的固渣含水率为40-55%，经粗滤后的淋滤液进入液槽内，并由设置在液槽内的螺旋送料器从料液出口送出；
(4)、细格栅分离：淋滤液进入转鼓格栅机内，通过鼓格栅机再进行固液分离，鼓格栅机的分离筛孔径控制在0.4-0.8mm，经细过滤后的细渣经压榨输送机输送到容器中，再通过提升装置将容器定期倒入机械生化反应装置内重新进行淋滤和搅拌；
(5)、油水分离：经转鼓格栅机过滤后的淋滤液以0.8-1.2m/s流入隔油沉淀池内，在流动过程使中密度小于水的油脂上升至水面，经油水分离后的淋滤液从隔油沉淀池的另一端流出，而油水混合液经隔油沉淀池上部的集油管收集后导出池外，而淋滤液中携带的固体物质在此过程中沉至池底定期收集；
(6)、厌氧消化：用螺杆泵将经过除油后的淋滤液提升进入厌氧反应器内进行厌氧消化反应，向厌氧反应器内通入蒸汽，反应温度控制在35℃-55℃，淋滤液的pH值控制在6.8-7.8，经处理后的出水一部分回流至机械生化反应装置内作为淋洗水，其余通过排水管送出，产生的沼气通入气管内。
1、本发明无需打浆处理，经粗选的餐厨垃圾送到机械生化反应装置内进行水解酸化，淋洗水通过喷头喷淋在餐厨垃圾上，淋洗水将餐厨垃圾中易溶解的有机物在淋洗过程中至水中，使污染物由固化状态转为液化状态，并在搅拌推进器的作用下不停搅拌，使淋洗水对餐厨垃圾的循环淋洗，增加了淋洗水与餐厨垃圾的接触面积，而加速餐厨垃圾之间的传质过程和厌氧发酵过程，大大缩短了餐厨垃圾的减量化和稳定化的过程，同时垃圾中含有的某些含氯物质经淋滤过程后，随着淋洗水被分解，也减少了焚烧过程中生成二恶英等有毒物质的可能性，由于只对淋滤液进行厌氧消化处理，技术成熟，能耗低，工艺过程简化，而且采用机械生化反应装置进行水解酸化处理，体积小，占地面积小。
2、本发明将水解酸化以及产甲烷阶段两相分离，提高了安全性。同时，通过本发明的水解酸化工艺将不利于后续厌氧消化工艺的杂质分离，消除了传统工艺存在的技术隐患，大大提高了厌氧消化工艺的可靠性。本发明淋洗水的流量通过调节，因此可以通过调节淋洗水的喷洒量，使淋洗水与将餐厨垃圾充分接触，故能消除不利于厌氧消化过程的抑制因素，厌氧处理效率大幅提高，能降低处理成本。
3、本发明采用对餐厨垃圾的预处理要求较低，只需简单的粗选，产生的压榨固渣含水率为40%-55%，容易进行填埋和焚烧处理。
4、本发明油水分离出的油脂和厌氧消化产生的沼气可以进行资源化利用，符合节能减排和绿色能源政策的要求。
附图说明
下面结合附图对本发明的实施例作进一步的详细描述。
图1是本发明用于有机垃圾的机械生化反应装置的结构示意图。
其中：1—后轴承座，2—轴套，3—支承座套，4—喷淋管，5—机架，6—箱体，6-1—进料口，6-2—排渣口，7—前轴承座，8—联轴器，9—减速器，10-电机，11—搅拌推进器，11-1—主轴，11-2—螺旋叶片，12—分离筛板，13—液槽，13-1—料液出口，14-螺旋送料器，15—驱动件。
具体实施方式
本发明的有机垃圾厌氧消化处理方法，
(1)、粗选：去除餐厨垃圾大块塑料袋和大块金属器具杂物，如一些面积超过0.5㎡的杂物。
(2)、餐厨垃圾提升和倾倒：将粗选后的餐厨垃圾倒入料斗，经过提升装置提升并倾倒进入反应器，该提升装置采用CN202400528U所公开的设备。
(3)、水解酸化：机械生化反应装置内的搅拌推进器对餐厨垃圾进行搅拌，同时向餐厨垃圾喷入流量可调节的淋洗水，使餐厨垃圾中的有机组分在机械搅拌和淋洗水的作用下进行水解酸化反应并溶入淋滤液中，将一些塑料、贝壳、纤维、骨头、金属等物料被分离出来，其中，水解酸化温度在30℃-40℃，时间控制在70-80h，搅拌速度控制在0.5-2.5转/分，淋洗水的pH值为4.0-6.8，COD为70-90kg/m3，通过测定淋洗水的pH值、COD、VFA来判断淋洗水的流量，一般为进料总重的2-4倍，如搅拌速度控制在1转/分，水解酸化时间控制在75h，酸化反应后的淋滤液通过粗分离筛过滤后由液槽收集，粗分离筛的筛孔为条状形，且条状间距控制在4-10mm，最好粗分离筛孔径控制在6-8mm，而搅拌推进器的螺距从进料向排渣方向逐渐减小，经搅拌推进器的挤压脱水后的淋渣通过排渣口排出，脱水后的固渣含水率为40-55%，经粗滤后的淋滤液进入液槽内，并由设置在液槽内的螺旋送料器从料液出口送出，该粗分离筛横向移动，定时打开排渣口排出淋渣，
见图1所示，该机械生化反应装置包括机架5、安装在机架5上的箱体6、设置在箱体6内的搅拌推进器11以及液槽13和螺旋送料器14，箱体6在顶部至少设有两个以上的进料口6-1，该进料口6-1设置在箱体6一侧的顶部，箱体6远离进料口6-1一侧设有排渣口6-2，通过排渣口6-2排出已水解酸化后的淋渣，箱体6上设有加热管以保持所需水解酸化时的温度。
该箱体6的顶部安装有至少一个具有喷孔的喷淋管4或安装有至少两个以上喷头，每一个喷淋管4上设有两个以上的喷孔，本发明可根据机械生化反应装置的大小设置多个喷淋管4和多个喷头以控制喷淋量，淋洗水通过喷头洒向餐厨垃圾与餐厨垃圾充分接触，使淋滤段垃圾中有机物在优势菌种作用下进行水解和酸化而进入液相，通过箱体6底部的液槽13收集。
见图1所示，该搅拌推进器11包括主轴11-1和设置在主轴11-1上的螺旋叶片11-2，主轴11-1的两端分别穿出箱体6并通过轴承安装在机架5上，主轴11-1的两端分别通过轴承安装在前轴承座7和后轴承座1上，安装在机架5上的电机10通过联轴器8与主轴11-1一端连接，通过电机10控制主轴11-1转动，电机10可通过减速器9与主轴11-1连接，将主轴11-1的转速控制在1-2转/分，使淋洗水与餐厨垃圾能充分接触混合，箱体6的两端分别安装有支承座套3，支承座套3与轴套2连接，且轴套2套装在设置在箱体6外侧的主轴11-1上，可用于尺寸较大的箱体6，而螺旋叶片11-2的螺距从进料口6-1向排渣口6-2方向逐渐减小，通过螺旋叶片11-2对垃圾进行机械搅拌并向前推进，使淋洗水与餐厨垃圾能充分接触混合，使垃圾中的有机组分在机械搅拌和淋洗水的作用下进行水解酸化并溶入淋滤液中，并通过螺旋叶片11-2对其挤压脱水为淋渣。
见图1所示，在箱体6或机架5上安装有驱动件15，该驱动件15采用油缸或气缸，并可通过电磁阀控制驱动件15动作的频率，箱体6位于螺旋叶片11-2的下部设有带滤孔的分离筛板12，该分离筛板12的滤孔为条状，且相邻条状间距在4-10mm，可实现粗过滤，驱动件带分离筛板12移动时的开口位于箱体6的排渣口6-2的上方，通过驱动件15控制分离筛板12动作，频率可控制在30-60次/小时，将分离筛板12随驱动件15移动而不挡住排渣口6-2时，将挤压后的淋渣通过排渣口排出，而当分离筛板12随驱动件15移动使挡住排渣口6-2时，在螺旋叶片11-2的作用下对淋渣进行挤压脱水，可实现连续的生化反应。
见图1所示，在箱体6底部位于分离筛板12的下部具有液槽13，收集水解酸化后的淋滤液，而螺旋送料器14安装在液槽13上，液槽13底部设有料液出口13-1，螺旋送料器14采用现有送料器，其送料电机安装在机架5上或液槽13外侧，料杆通过轴承支承在液槽13两侧壁，电机与料杆连接，通过送料电机和带动料杆上的螺旋叶片11-2，将淋滤液推出料液出口13-1，并保证液槽13不被封塞。
(4)、细格栅分离：螺旋送料器将淋滤液送入转鼓格栅机内，转鼓格栅机采用现有的设备，通过鼓格栅机再进行固液分离，鼓格栅机分离筛孔径控制在0.4-0.8mm，孔径控制在可控制在0.5mm或0.6mm，经细过滤后的细渣经压榨输送机输送到容器中，再通过提升装置将容器内的定期倒入机械生化反应装置内重新进行淋滤和搅拌；
(5)、油水分离：经转鼓格栅机过滤后的淋滤液以0.8-1.2m/s流入隔油沉淀池内，如以1m/s流入隔油沉淀池内，使流动过程中密度小于水的油脂上升至水面，经油水分离后的淋滤液从隔油沉淀池的另一端流出，而油水混合液经隔油沉淀池上部的集油管收集后导出池外，而淋滤液中携带的固体物质在此过程中沉至池底定期收集，经过油水分离的淋滤液pH值为5.0-7.8，COD为50-60kg/m3。
(6)厌氧消化：用螺杆泵将经过除油后的淋滤液提升进入厌氧反应器内进行厌氧消化反应，厌氧反应器采用CN101497476B公开的反应器，向厌氧反应器内通入蒸汽，反应温度控制在35℃-55℃，淋滤液的pH值控制在6.8-7.8，淋滤液从上部进水和四周进水与不断上升的沼气泡共同起到搅拌作用，淋滤液与污泥床层的充分混合和接触，通过厌氧微生物完成对有机物的转化，使之变为甲烷、二氧化碳和水，经处理后的出水一部分回流至机械生化反应装置内作为淋洗水，其余通过排水管送出，产生的沼气通入气管内，出水COD为10-12kg/m3，COD去除率为75-85%；沼气产率0.36-0.50m3/kgCOD，沼气中甲烷含量为70-75%。

Claims (2)

1.一种有机垃圾厌氧消化处理方法，其特征在于：
(1)、粗选：去除餐厨垃圾大块塑料袋和大块金属器具杂物；
(2)、餐厨垃圾提升和倾倒：将粗选后的餐厨垃圾倒入料斗，经过提升装置提升并倾倒进入机械生化反应装置，
(3)、水解酸化：机械生化反应装置内的搅拌推进器对餐厨垃圾进行搅拌，同时向餐厨垃圾喷入流量可调节的淋洗水，使餐厨垃圾中的有机组分在机械搅拌和淋洗水的作用下进行水解酸化反应并溶入淋滤液中，其中，水解酸化温度在30℃-40℃，时间控制在70-80h，搅拌速度0.5-2.5转/分，酸化反应后的淋滤液通过粗分离筛过滤后由液槽收集，粗分离筛的筛孔为条状形，且条状间距控制在4-10mm，搅拌推进器的螺距从进料向排渣方向逐渐减小，经搅拌推进器挤压脱水后的淋渣通过排渣口排出，脱水后的固渣含水率为40-55%，经粗滤后的淋滤液进入液槽内，并由设置在液槽内的螺旋送料器从料液出口送出；
(4)、细格栅分离：淋滤液进入转鼓格栅机内，通过鼓格栅机再进行固液分离，鼓格栅机的分离筛孔径控制在0.4-0.8mm，经细过滤后的细渣经压榨输送机输送到容器中，再通过提升装置将容器定期倒入机械生化反应装置内重新进行淋滤和搅拌；
(5)、油水分离：经转鼓格栅机过滤后的淋滤液以0.8-1.2m/s流入隔油沉淀池内，在流动过程使中密度小于水的油脂上升至水面，经油水分离后的淋滤液从隔油沉淀池的另一端流出，而油水混合液经隔油沉淀池上部的集油管收集后导出池外，而淋滤液中携带的固体物质在此过程中沉至池底定期收集；
(6)、厌氧消化：用螺杆泵将经过除油后的淋滤液提升进入厌氧反应器内进行厌氧消化反应，向厌氧反应器内通入蒸汽，反应温度控制在35℃-55℃，淋滤液的pH值控制在6.8-7.8，经处理后的出水一部分回流至机械生化反应装置内作为淋洗水，其余通过排水管送出，产生的沼气通入气管内。
2.根据权利要求1所述的有机垃圾厌氧消化处理方法，其特征在于：所述的粗分离筛横向移动，定时打开排渣口排出淋渣。
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