CN110105095A - 一种餐厨垃圾的无害化和资源化处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种餐厨垃圾的无害化和资源化处理方法,包括分选除杂、破碎处理、油水分离、厌氧发酵,将厌氧发酵产生的沼液和污泥加入污泥绝干重量的1‑3‰PAM,絮凝后的沼液和污泥通入到离心机中脱水,脱水后得到的沼液一部分回流至调节池中,另一部分排放至污水厂;离心脱水后的污泥和沼渣进行调理改性并加入板框压滤机中,得到滤液和残渣,滤液部分回流至调节池中,其余部分排放至污水厂,残渣进行好氧堆肥。本发明厌氧发酵后产生的沼渣经脱水和板框压滤后形成的滤液回流到厌氧发酵罐中,可提高厌氧产甲烷菌的活性,提高产气量,同时产生的滤液能实现回收利用,降低了污水厂处理负荷,最大程度实现餐厨垃圾处理的无害化和资源化。
Description
技术领域
本发明涉及一种餐厨垃圾的无害化和资源化处理方法,属于垃圾回收利用技术领域。
背景技术
餐厨垃圾,俗称泔脚,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。目前餐厨垃圾主要的处置方法包括好氧堆肥、厌氧发酵、焚烧、填埋等,由于餐厨垃圾含水率高,相对热值较低,含盐量高,所以不适合进入焚烧***,而填埋需占据大量的土地,容易对地下水产生二次污染,好氧堆肥存在周期长、臭味大、产品销售困难等问题。
采用厌氧发酵技术,在处理有机废弃物的同时回收沼气作为生物质能,且发酵产物经处理后可作肥料,具有较强的可行性。传统的厌氧发酵处理,产气率不高,污泥负荷率低,且产生沼液量大,造成污水厂的处理负荷大。
发明内容
发明目的:为了克服现有技术中存在的不足,本发明提供一种餐厨垃圾的无害化和资源化处理方法,具有工艺简单、节能环保、稳定高效等特点,有效提高厌氧发酵的产气率,减少沼液排放量,降低污水厂处理负荷,实现餐厨垃圾处理过程中物质和能量的循环利用。
技术方案:为实现上述目的,本发明采用的技术方案为:
一种餐厨垃圾的无害化和资源化处理方法,包括以下步骤:
A、分选除杂:将收集到的新鲜餐厨垃圾进行粗选,去除金属、玻璃瓶、塑料等杂物,得到粗固体物,将粗固体物进一步进行分选,得到淀粉、蛋白质、油脂类等;
B、破碎处理:将得到的淀粉、蛋白质、油脂类物质等破碎后得到颗粒直径≦6mm的混合物;
C、油水分离:将得到的混合物输送至离心机,分离后得到轻相和重相物质,分离出的重相进入调节池中,将得到的轻相经振动筛去除纤维颗粒杂物后经输送泵输送至加热器加热,加热至后再次经离心机进行油水分离,分离得到的油脂用于制作生物柴油,分离后得到的上清液进入调节池;
D、厌氧发酵:将调节池中的上清液和重相物质与污水厂二沉池污泥混合进入厌氧发酵罐中进行厌氧发酵,产生沼气、沼液、污泥;
E、滤液回流:将厌氧发酵产生的沼液和污泥加入污泥绝干重量的1-3‰PAM(絮凝剂),絮凝后的沼液和污泥通入到离心机中脱水,脱水后得到沼液和沼渣,沼液一部分回流至调节池中,另一部分排放至污水厂进行污水处理;离心脱水后的污泥和沼渣依次加入污泥绝干总重的10%PAC、15%FeCl3、25%CaO进行调理改性,改性后的污泥进入板框压滤机中,得到滤液和残渣,得到的滤液部分回流至调节池中,其余部分排放至污水厂进行污水处理,再将得到的残渣进行好氧堆肥,得到有机肥料;
F、沼气利用:将步骤D得到的沼气经脱硫提纯后进入发电***,发电***中的内燃机产生的热量用于向加热器、厌氧发酵罐供热。
本发明厌氧发酵后产生的沼渣经脱水和板框压滤后形成的滤液回流到厌氧发酵罐中,可提高厌氧产甲烷菌的活性,提高产气量,同时产生的滤液能实现回收利用,降低了污水厂处理负荷,并且最大程度实现餐厨垃圾处理的无害化和资源化。
优选的,所述步骤C中的轻相含水率≤6%,且重相含油率≤0.5%。
优选的,所述步骤C的油水分离过程中,加热罐的温度为80-90℃,且加热罐中设有蒸汽盘管,所述蒸汽盘管的热源来源于发电***余热锅炉产生的蒸汽。
优选的,所述步骤D的厌氧发酵罐为连续搅拌反应器,且厌氧发酵罐内的溶解氧浓度≦0.2mg/L,pH=6.8-7.2,罐内温度为33-37℃,水力停留时间为20-30d,发酵罐顶部搅拌器的转速为100-300rpm。
优选的,所述步骤E经离心机脱水后的沼液回流至厌氧发酵罐的比例为50%。
优选的,所述步骤E调理后经板框压滤得到的滤液回流至调节池的比例为30%-50%,滤液中含有的三价铁离子,可提高厌氧发酵过程产甲烷菌关键酶的活性,另外由于餐厨垃圾蛋白质含量较高,含有大量的NH4 +,同时滤液呈碱性,适当的回流可降低厌氧发酵液中的NH4 +,减小NH4 +对厌氧发酵过程中的毒害作用。
优选的,所述步骤E中的残渣好氧堆肥方法包括:堆肥过程每隔2-3天翻堆一次,堆体温度为20~55℃,堆肥的时间为20~50天,堆肥完成后得到沼渣肥料。
有益效果:本发明提供的一种餐厨垃圾的无害化和资源化处理方法,相对于传统的厌氧发酵处理技术,具有以下优点:1、板框压滤后的滤液回流进行充分的循环利用,大大减少了滤液的排放量,降低了污水厂处理负荷,同时滤液中残留的三价铁离子增加厌氧产甲烷菌的活性,促进厌氧产甲烷过程产气量的增加;2、产生的甲烷能提供给余热蒸汽锅炉,产生的热量为厌氧发酵池和加热罐供热,最大程度实现餐厨垃圾处理过程中物质和能量的循环利用,大大节约成本,节能环保。
附图说明
图1为本发明一种餐厨垃圾的无害化和资源化处理方法的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作更进一步的说明。
如图1所示为一种餐厨垃圾的无害化和资源化处理方法,包括以下步骤:
A、分选除杂:将收集到的新鲜餐厨垃圾进行粗选,去除金属、玻璃瓶、塑料等杂物,得到粗固体物,将分出的杂物有用的进行回收利用,无用杂物的进行焚烧;将粗固体物进一步进行分选,得到淀粉、蛋白质、油脂类等;
B、破碎处理:将得到的淀粉、蛋白质、油脂类物质等破碎后得到颗粒直径≦6mm的混合物;
C、油水分离:将得到的混合物输送至离心机,分离后得到轻相即油水混合物和重相物质即油水混合物,较好地,该步骤得到的轻相含水率≤5%、重相含油率≤0.4%;分离出的重相进入调节池中,将得到的轻相经振动筛去除纤维颗粒杂物后经输送泵输送至加热器加热,加热罐中设有蒸汽盘管,蒸汽来源于沼气发电的余热锅炉,加热温度为80-90℃,加热后经离心机进行油水分离,分离得到的油脂用于制作生物柴油,分离得到的上清液进入调节池;
D、厌氧发酵:将调节池中的上清液和重相物质与污水厂二沉池污泥混合进入厌氧发酵罐中进行厌氧发酵,产生沼气、沼液、污泥;厌氧发酵罐为连续搅拌反应器***,顶部设有机械搅拌装置,转速为100-300rpm;较好地,维持厌氧发酵罐溶解氧≦0.2mg/L,pH=6.8-7.2,发酵罐外部设有水浴保温装置,保温装置内设有蒸汽盘管,蒸汽热源来源于余热蒸汽锅炉,保持发酵罐温度为33-37℃,水力停留时间为20-30d;
E、滤液回流:将厌氧发酵产生的沼液和污泥加入污泥绝干重量的1-3‰PAM,絮凝后的沼液和污泥通入到离心机中脱水,脱水后得到沼液和沼渣;脱水后得到的沼液总量的50%回流至调节池中,剩余排放至污水厂中进行污水处理;离心脱水后的污泥和沼渣依次加入污泥绝干总重的10%PAC、15%FeCl3、25%CaO进行调理改性,改性后的污泥进入板框压滤机中,得到滤液和残渣,得到的滤液总量的30%-50%回流至调节池中后进入厌氧发酵罐中,滤液中含有三价铁离子,三价铁离子促进产甲烷菌酶的活性,因此可显著提高厌氧发酵过程中的产气率,同时滤液中呈碱性可抑制厌氧发酵产生的VFA(挥发性脂肪酸),去除餐厨垃圾发酵液中过多的NH4 +,减少NH4 +对厌氧产甲烷过程的抑制,其余部分排放至污水厂中进行污水处理,再将得到的残渣进行好氧堆肥,得到有机肥料;
F、沼气利用:将步骤D得到的沼气经脱硫提纯后进入发电***,发电***中的内燃机产生的热水和余热锅炉产生的蒸汽用于加热器、厌氧发酵罐的加热保温。
本发明厌氧发酵后产生的沼渣经脱水后形成的滤液回流到厌氧发酵罐中,可提高厌氧产甲烷菌的活性,提高产气量,同时产生的滤液能实现回收利用,降低了污水厂处理负荷,并且最大程度实现餐厨垃圾处理的无害化和资源化。
所述步骤E中的残渣好氧堆肥方法包括:堆肥过程每隔2-3天翻堆一次,堆体温度为20~55℃,堆肥的时间为20~50天,堆肥完成后得到沼渣肥料。
本发明中,板框压滤后的滤液回流进行充分循环利用,减少了滤液的排放量,降低了污水厂处理负荷,同时滤液中残留的三价铁离子增加厌氧产甲烷菌的活性,促进厌氧产甲烷过程产气量的增加,另外产生的甲烷能提供给余热蒸汽锅炉,产生的热量为厌氧发酵池和加热罐供热,实现餐厨垃圾处理过程中物质和能量的循环利用。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出:对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种餐厨垃圾的无害化和资源化处理方法,其特征在于,包括以下步骤:
A、分选除杂:将收集到的新鲜餐厨垃圾进行粗选,去除其中的杂物,得到粗固体物,将粗固体物进一步进行分选,得到淀粉、蛋白质、油脂类;
B、破碎处理:将得到的淀粉、蛋白质、油脂类物质破碎后得到颗粒直径≦6mm的混合物;
C、油水分离:将得到的混合物输送至离心机,分离后得到轻相和重相物质,分离出的重相进入调节池中,将得到的轻相经振动筛去除纤维颗粒杂物后经输送泵输送至加热器加热,加热至后再次经离心机进行油水分离,分离得到的油脂用于制作生物柴油,分离后得到的上清液进入调节池;
D、厌氧发酵:将调节池中的上清液和重相物质与污水厂二沉池污泥混合进入厌氧发酵罐中进行厌氧发酵,产生沼气、沼液、污泥;
E、滤液回流:将厌氧发酵产生的沼液和污泥加入污泥绝干重量的1-3‰PAM,絮凝后的沼液和污泥通入到离心机中脱水,脱水后得到沼液和沼渣,沼液一部分回流至调节池中,另一部分排放至污水厂;离心脱水后的污泥和沼渣依次加入污泥绝干总重的10%PAC、15%FeCl3、25%CaO进行调理改性,改性后的污泥进入板框压滤机中,得到滤液和残渣,得到的滤液部分回流至调节池中,其余部分排放至污水厂,再将得到的残渣进行好氧堆肥,得到有机肥料;
F、沼气利用:将步骤D得到的沼气经脱硫提纯后进入发电***,发电***中的内燃机产生的热量用于向加热器、厌氧发酵罐供热。
2.根据权利要求1所述一种餐厨垃圾的无害化和资源化处理方法,其特征在于,所述步骤C中的轻相含水率≤6%,且重相的含油率≤0.5%。
3.根据权利要求1所述一种餐厨垃圾的无害化和资源化处理方法,其特征在于,所述步骤C的油水分离过程中,加热罐的温度为80-90℃,且加热罐中设有蒸汽盘管,所述蒸汽盘管的热源来源于发电***余热锅炉产生的蒸汽。
4.根据权利要求1所述一种餐厨垃圾的无害化和资源化处理方法,其特征在于,所述步骤D的厌氧发酵罐为连续搅拌反应器,且厌氧发酵罐内的溶解氧浓度≦0.2mg/L,pH=6.8-7.2,罐内温度为33-37℃,水力停留时间为20-30d,搅拌转速为100-300rpm。
5.根据权利要求1所述一种餐厨垃圾的无害化和资源化处理方法,其特征在于,所述步骤E经离心机脱水后的沼液回流至厌氧发酵罐的比例为50%。
6.根据权利要求1所述一种餐厨垃圾的无害化和资源化处理方法,其特征在于,所述步骤E调理后经板框压滤得到的滤液回流至调节池的比例为30%-50%。
7.根据权利要求1所述一种餐厨垃圾的无害化和资源化处理方法,其特征在于,所述步骤E中的残渣好氧堆肥方法包括:堆肥过程每隔2-3天翻堆一次,堆体温度为20~55℃,堆肥的时间为20~50天,堆肥完成后得到沼渣肥料。
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