CN1478611A - 有机废弃物资源化综合处理工艺 - Google Patents

Abstract

本发明为一种有机废弃物资源化综合处理工艺。有机废弃物由螺旋输送机输送至备料罐中，备料罐将有机废弃物与工艺热水充分混合、粉碎、除去杂质，以产生固体物质含量15～16％、温度36～37℃的悬浮物料。备料完毕之后，由泵将悬浮物料生物反应器，进行中温湿式厌氧发酵，经过15～20天的中温厌氧发酵，物料成为具有良好稳定性的腐殖土及沼气；将腐殖土作为肥料的基料，制成有机复混肥或者有机生物活性肥；沼气通过沼气发电机组进行发电，以提供整个工艺的能源耗用。本发明不仅具有良好的社会效益、环境效益，而且还具有良好的经济效益。

Description

有机废弃物资源化综合处理工艺

技术领域

本发明属于环保技术领域，具体涉及一种有机废弃物(有机生活垃圾、餐厨垃圾、食品工业下脚料、有机性污泥和畜禽粪便等)无害化、减量化、资源化综合处理工艺。

背景技术

有机生活垃圾、餐厨垃圾、食品加工业下脚料、有机性污泥和和畜禽粪便等污染物均具有有机质含量高，可被生物降解等共性，统称为可生物降解有机废弃物。

用厌氧发酵法处理有机废弃物是回收有机废弃物能源的一种有效途径，目前国内外对有机废弃物进行厌氧发酵处理的研究很多，主要采用的方法有湿式厌氧发酵、干式厌氧发酵，按照发酵的工艺过程分有两步发酵、单级发酵。这些方法一般是对上述有机废弃物单独进行处理，由于影响有机物发酵的最主要的因素是C/N(碳氮比)，各类有机废弃物的C/N比值差异较大，有些偏高，有些偏低，致使这类有机废弃物单独处理时，降解程度不一，从而使得产沼率有较大差异；同时为了达到发酵所需要的浓度，并使得沼气产率稳定和最大化，有些有机废弃物需要加一定量的水，如餐厨垃圾，有机生活垃圾等干固体有机物，而另一些有机废弃物则先需要脱水处理才能达到所需要的浓度，如畜禽粪便等液态有机废弃物等，有些则需要调整其C/N比值。影响发酵效果另一个重要因素是物料的粒径、杂质含量、悬浮液的混合程度、温度等，在这些方法中，大部分发酵物料没有经过有效的前处理，粒径、杂质含量，搅拌混合程度未能达到最佳反应状态，致使有机物料的产沼率普遍较低。发酵生成的沼渣杂质比较多，制成的肥料质量很难让客户接受，易造成二次污染。发酵装置自动化程度低，难以形成连续生产能力，所以处理规模普遍较小。

发明内容

本发明的目的是提供一种有机废弃物的综合处理工艺，以便能够同时处理有机生活垃圾、餐厨垃圾、食品加工业下脚料、有机性污泥和畜禽粪便等有机废弃物，使得有机废弃物处理由单一的处理技术向资源化综合利用方向发展。

本发明提出的有机废弃物综合处理工艺，首先对有机废弃物进行备料，使有机废弃物粉碎、搅拌均匀，同时除去有机废弃物中的杂质，并达到合适的反应温度、粒度与浓度；然后，采用湿式厌氧发酵方法，对经备料的物料进行厌氧发酵；对产出的沼气用于发电或提供热源，对产生的腐殖土经配方制成有机复混肥或有机生物活性肥，从而形成一个生物质多层次利用的良性循环生态***。

本发明工艺可以实现有机废弃物由小规模作坊处理向工厂化、规模化集中处理转变，使有机废弃物的资源利用率高，投资成本低，同时无二次污染。

本发明提出的有机废弃物综合处理方法，涉及的装置包括各类有机废弃物接受仓、有机废弃物的前处理装置、发酵反应装置、沼气利用***、脱水设备以及发酵生成物利用***。本发明的工艺流程图参见附图1。

本发明的工艺过程具体如下：

(1)分类接收，有机废弃物(包括有机生活垃圾、餐厨垃圾、食品加工业下脚料、有机性污泥和和畜禽粪便等)按原料特性分别放置在不同的接受舱内，餐厨垃圾与食品加工业下脚料等特性相似的固体废弃物放在一个接受舱，畜禽粪便与有机性污泥等特性相似的液态有机物放在一个接受舱中；

(2)混配，根据物料反应的最佳C/N(碳氮比)，将各类有机废弃物按照一定的配比输送到备料罐中；

(3)备料，备料罐将有机废弃物充分混合、粉碎、除去杂质，并通过工艺热水调节到中温发酵所要求的温度(36～37℃)；

(4)厌氧发酵，备料完毕之后，由泵将悬浮备料泵入生物反应器，进行中温湿式厌氧发酵，使之生产出具有良好稳定性的腐殖土及沼气；

(5)制肥，将腐殖土作为肥料的基料，针对不同的土壤条件和农作物的需求进行配料、混合、造粒、去湿后生产出合格的系列有机复混肥，或者配以一定的菌剂及添加物制成有机生物活性肥；

(6)沼气利用，厌氧发酵产生的沼气，通过沼气发电机组进行发电，并通过热能回收***对余热进行回收利用，以满足整个工艺的能源需求。

本发明的优点：

(1)改变目前有机生活垃圾、餐厨垃圾、食品加工业下脚料、有机性污泥和畜禽粪便等有机废弃物难以有效处理的现状，对其进行最大限度的无害化、减量化、资源化的综合处理；

(2)对有机物废弃物采用湿式厌氧发酵处理，生产有机复合肥或有机生物活性肥，并利用发酵产生的沼气供整个工艺***的能耗；

(3)利用备料罐将物料进行充分搅拌、混合，同时除去有机废弃物中的杂质，调节物料温度、粒度和混合浓度，使物料在生物反应器中的产沼率得到提高；

(4)利用恒温的生物反应器进行中温湿式厌氧发酵，由气体压缩机将部分发酵产生的沼气再压入生物反应器内以形成气泡运动，达到气体搅拌的目的；

(5)生物反应器的最底部是残渣沉积处，达到一定量时会自动抽出，最上层设有漂浮物去除装置，进一步将前处理中未清理出去的较重和较轻的杂质去除；

(6)厌氧发酵产生的沼渣经过加工生产有机复混肥或有机生物活性肥，提高了产品的附加值；

(7)厌氧发酵产生的沼气通过沼气发电机组进行发电，以提供整个工艺的能源耗用，形成一个自给自足的循环；

(8)污水循环使用和处理后达标排放，噪声控制、废气处理达标，无二次污染。

具体实施方式

有机生活垃圾、餐厨垃圾、食品加工业下脚料、有机性污泥和和畜禽粪便通过与其接受舱连接的螺旋输送机输送至备料罐中，与工艺热水混合，以产生固体物质含量15～16％、温度36～37℃的悬浮物料。备料罐的功能主要是将有机废弃物充分混合、粉碎、除去杂质、并调节温度、粒度和浓度，满足到中温发酵的要求。粉碎与混合由一台固定在罐顶的搅拌器完成，搅拌器的旋转速度由交流变频器控制，后者既能保证充分搅拌又能节约能量。

轻质杂质(例如：木头、塑料膜、软木等)浮在表面，被刮渣器去除，经过脱水后，送入废料箱中。重质杂质(例如：石头、玻璃、金属颗粒等)由于离心力作用，从备料罐底部靠边的出料口排出，悬浮备料通过备料罐底部的过滤板送入生物反应器。过滤板的孔径为10mm。

备料在封闭容器中进行，该工艺单元为批次处理单元。备料完毕之后，由泵将悬浮物料泵入生物反应器。所有这些过程全部由自动操作***控制完成。

有机物厌氧发酵即生物反应过程是在生物反应器中进行的，生物反应器中的物料搅拌通过气体气泡的运动来实现，气泡运动是由气体压缩机将发酵产生的沼气再压入生物反应器内而形成的。

进料口位于压入气体的出口的上方，设在反应器的中下部，物料一进入就被气泡搅拌，迅速与其它物料混合。生物反应器的最底部是残渣沉积处，达到一定量时会自动抽出，最上层设有漂浮物去除装置，进一步将备料过程中未清理出去的较重和较轻的杂质去除。发酵好的物料出口设在靠近生物反应器的下部，但处于残渣沉积处的上部，腐熟好的物料通过此出口排出。沼气出口在生物反应器的上部，一部分沼气循环用于生物反应器内物料的搅拌，绝大部分沼气收集发电。新配好的物料不断送入生物反应器，发酵腐熟的有机物则不断排出，可以保证工作的连续性。

生物反应器未设置加热***，恒温由三个条件来保证：一是通过生物反应器的保温层保温，二是不断增加用热水混合的新物料来调节生物反应器内物料的温度，三是生化过程中微生物活动所产生的热。同时通过自动和人工相结合的方式进行控制各种工艺参数。

生物反应器采用并联操作，当负荷达到6.4kgVS/反应器-m/天的设计容积时，物料在反应器内停留时间15～20天，整个工艺过程不受气候环境的影响，具有极高的运行稳定性。

腐熟的有机物(含水量≥85％)从生物反应器输出，经脱水形成固态腐殖土，用作生产有机肥的基料。消化泥浆的固体含量为9％左右。泥浆在脱水机中脱水。

脱水过程产生的废水部分返回工艺流程，其余废水进入废水处理***。消毒的热量来自沼气发电的尾气余热。

将腐殖土作为配方肥的主要原料，根据土壤结构状况和农作物的需求，添加适量的氮、磷、钾和微量元素，制成有机复混肥；或者加入特定的生物菌剂及添加物，制成有机生物活性肥。

腐殖土首先用烘干机烘干，烘干后的腐殖土经强制冷却后用高压悬辊磨磨成细粉，细粉输送采用气流输送，避免粉尘飞扬。根据土壤结构、农作物种类等情况不同，对肥料进行配方，配方采用计算机控制的自动给料***给料，经链破机破碎后进行均匀搅拌，然后输送到造粒***进行造粒，制成有机复混肥，成品用自动包装机袋装，自动码垛机码垛，用装载机运至成品库房储存。

有机生物活性肥制作工艺，先将各个菌种独立培养，然后混合制成复合微生物菌剂，复合菌剂混入腐殖土中，经混料、造粒、袋装后成为有机生物活性肥，进行销售。

厌氧发酵产生的沼气，由于大部分水蒸汽通过冷凝分离，所以沼气适用于在气体电机或燃烧器内燃烧。为平衡沼气生产中的波动，将产生的沼气储存在气体储罐中，通过沼气发电机组进行发电，并通过热能回收***对余热进行回收利用，以满足整个工艺的能源需求。

为确保连续运转，物料在送入生物反应器之前已被加热到工艺温度。加热是在备料罐中进行，将进料与热水简单混合，热水来自稀浆脱水***和补充新鲜水。

脱水机所产生的部分废水(约51％)污水处理***处理后回流至工艺水***。

工艺水温必须为50～70℃，依季节而定。废水温度为30℃左右，发电机的余热可以被用作加热媒体。

Claims (6)

1、一种有机废弃物资源化综合处理工艺，其特征在于首先对有机废弃物进行备料，使有机废弃物粉碎、搅拌均匀，同时除去有机废弃物中的杂质，并达到合适的中温湿式厌氧反应温度、粒度与浓度；然后，采用厌氧发酵方法，对经备料的物料进行中温湿式厌氧发酵；对产出的沼气用于发电或提供热源，对产生的腐殖土经配方制成有机复混肥料或有机生物活性肥，从而形成一个生物质多层次利用的良性循环生态***。

2、根据权利要求1所述的综合处理工艺，其特征在于具体步骤如下：

(1)分类接收，有机废弃物按原料特性分别放置在不同的接受舱内，餐厨垃圾与食品加工业下脚料等特性相似的固体废弃物放在一个接受舱，畜禽粪便与有机性污泥等特性相似的液态有机物放在一个接受舱中；

(2)混配，根据物料反应的最佳碳氮比，将各类有机废弃物按照一定的配比输送到备料罐中；

(3)备料，备料罐将有机废弃物充分混合、粉碎、除去杂质，并通过工艺热水调节到中温发酵所要求的温度(36～37℃)；

(4)厌氧发酵，备料完毕之后，由泵将悬浮物料泵入生物反应器，进行中温湿式厌氧发酵，使之生产出具有良好稳定性的腐殖土及沼气；

(5)制肥，将腐殖土作为肥料的基料，针对不同的土壤条件和农作物的要求进行配料、混合、造粒、去湿后生产出合格的系列有机复混肥，或者配以一定的菌基及添加物制成有机生物活性肥；

(6)沼气利用，厌氧发酵产生的沼气，通过沼气发电机组进行发电，并通过热能回收***对余热进行回收利用，以满足整个工艺的能源需求。

3、根据权利要求2所述的综合处理工艺，其特征在于有机废弃物在备料罐中的混和、粉碎由固定在罐顶的一个搅拌器完成，搅拌器的放置速度由交流变频器控制。

4、根据权利要求2所述的综合处理工艺，其特征在于通过气体气泡的运动来实现生物反应器中物料的搅拌，而气泡运动是由气体压缩机将发酵产生的沼气再压入生物反应器内而形成。

5、根据权利要求2所述的综合处理工艺，其特征在于生物反应器的恒温条件由下述因素确保：一是通过反应器的保温层保温，二是不断增加用热水混合的新物料来调节反应器内物料的温度，三是生化过程中微生物活动所产生的热。

6、根据权利要求2所述的综合处理工艺，其特征在于对产生的腐殖土，根据土壤结构状况和农作物的需求，添加适量的氮、磷、钾和微量元素，制成有机复混肥；或者加入特定生物菌剂及营养成分，制成有机生物活性肥。