一種餐廚垃圾處理方法與流程
2023-10-19 05:39:47
本發明涉及餐廚垃圾處理領域，特別是涉及一種餐廚垃圾處理方法。
背景技術：
隨著高速發展的經濟和快速推進的城市化進程，餐廚垃圾的產生量也逐年提高，隨之而來的環境汙染問題也日益嚴重。餐廚垃圾目前的處理方式主要有填埋、焚燒、堆肥和厭氧消化等，厭氧消化在降解餐廚垃圾的同時能回收沼氣、氫氣等清潔能源而被廣泛應用。而餐廚單獨厭氧消化時，大量有機質易在酸化過程中轉化為VFAs而導致pH急劇降低抑制甚至終止後續產甲烷過程；而剩餘汙泥單獨厭氧消化時，其可生物降解物質較難溶出且有毒成分含量較高，導致產沼氣效率低下。
技術實現要素：
為了解決上述問題，本發明的目的在於提供一種高效、可持續的餐廚垃圾處理方法。
本發明所採用的技術方案是：
一種餐廚垃圾處理方法，包括以下步驟：
a．餐廚垃圾與汙泥混合後的熱水解；
b．熱水解後的混合物的厭氧消化；
c．厭氧消化中產生的混合氣體進行沼氣純化。
作為本發明的進一步改進，步驟a中的汙泥為城市汙泥。
作為本發明的進一步改進，步驟c中純化的沼氣進行回收利用。
作為本發明的進一步改進，厭氧消化後產生的沼渣用於制肥、培植復綠。
作為本發明的進一步改進，熱水解的產物進行主動冷卻後輸送至厭氧消化步驟。
作為本發明的進一步改進，步驟a和/或步驟b均具有加熱步驟以及保溫工藝。
作為本發明的進一步改進，通過攪拌、溫度、pH來監測與控制步驟a和/或步驟b中的工藝環境。
作為本發明的進一步改進，通過遠程控制來實現工藝環境控制。
作為本發明的進一步改進，在實施步驟a前，隔除餐廚垃圾中的大塊硬物，之後粉碎餐廚垃圾。
作為本發明的進一步改進，步驟c中利用幹法脫硫的原理進行沼氣純化。
本發明的有益效果是：本發明採用依次進行的熱水解和厭氧消化進行餐廚垃圾的處理，熱水解可以作為預處理可以提高厭氧消化效率，達到改善汙泥脫水性能、降解有機物和殺滅病原菌的目的，同時本方法能夠通過純化使得沼氣純淨從而利用沼氣的內能，沼渣可制肥或培植樹木，對餐廚垃圾的處理實現了節能減排、綠色環保、可持續發展的作用。
附圖說明
下面結合附圖和實施方式對本發明進一步說明。
圖1是本發明所實用的裝置的結構原理圖。
具體實施方式
實施例的餐廚垃圾處理方法，包括以下步驟：
a．餐廚垃圾與汙泥混合後的熱水解；
b．熱水解後的混合物的厭氧消化；
c．厭氧消化中產生的混合氣體進行沼氣純化。
該方法所依託的裝置可參考圖1所示的裝置，其包括用於熱水解的熱水解池1、用於厭氧消化的厭氧消化池2和用於沼氣純化的沼氣純化部件。
熱水解池1設有餐廚垃圾入口3、汙泥入口4。其中，餐廚垃圾入口3用於注入餐廚垃圾，汙泥入口4用於注入城市汙泥，餐廚垃圾入口3與汙泥入口4是分隔的且均位於熱水解池1的頂部。熱水解作為預處理可以提高厭氧消化效率，達到改善汙泥脫水性能、降解有機物和殺滅病原菌的目的。
所述的厭氧消化池2用於提供厭氧消化的環境，厭氧消化池2的入口位於池的頂部，其通過提升泵12連通熱水解池1的底部出口，即可以在熱水解池1底部或者熱水解池1的外部設置提升泵12，從熱水解池1底部將熱水解後的泥水混合物抽入厭氧消化池2內。厭氧消化池2底部還設置有排渣口13，厭氧消化後產生的沼渣由排渣口13排出，沼渣可用於制肥、培植復綠等。
厭氧消化池2內會產生沼氣等其他氣體，在厭氧消化池2頂部設置氣體出口，所述的沼氣純化部件與氣體出口連通，用於接收厭氧消化的混合氣體後純化沼氣，從而在後續工藝中獲取純度較高的沼氣。
實施例中熱水解所用的汙泥為城市汙泥，即汙水處理廠和汙水處理的產物，一般來說，城市汙泥直接用於填埋，而實施例採用了城市汙泥作為熱水解的原料，減少了對城市土壤、水體的汙染。
實施例中，熱水解步驟或者厭氧消化步驟分別均具有加熱步驟以及保溫工藝。而優選實施例中，熱水解步驟或者厭氧消化步驟均具有加熱、保溫工藝。
具體來說，熱水解池1內設置有加熱部件，所述的加熱部件為位於熱水解池1池底位置的加熱底板11，用於提供熱水解所需要的熱量。厭氧消化池2也設有加熱部件，可以是設置在池底的加熱底板17，提供厭氧消化所需的熱量。熱水解池1以及厭氧消化池2的外壁分別設有保溫夾層20、21，以維持熱水解和厭氧消化所需的溫度。
實施例中的熱水解池1的保溫夾層內通有冷卻液，用於熱水解後實現池內的冷卻降溫。冷卻液通過管路與熱水解池1外部的循環冷卻部件8連接，所述的循環冷卻部件8可以是換熱器。冷卻液及循環冷卻部件的作用在於將熱水解的產物進行主動冷卻後輸送至厭氧消化步驟。
厭氧消化池2內設有工藝監測部件，用於監測池內的工藝環境。熱水解池1內也可以設有工藝監測部件，用於檢測熱水解池1內的工藝環境。優選的實施例中，厭氧消化池2和熱水解池1內均設有工藝監測部件。
上述兩個池內的工藝監測部件分別包括液位探頭、溫度探頭、pH探頭的至少一種，用於監測不同的數據。優選實施例中每個池內均設有液位探頭51、52、溫度探頭61、62、pH探頭71、72均同時設置在一個池內。
實施例中的熱水解池1與厭氧消化池2內分別設有攪拌部件，比如是攪拌槳18、19。
以上的工藝監測部件以及攪拌槳的作用在於，通過攪拌、溫度、液位、pH來監測與控制熱水解步驟和厭氧消化步驟中的工藝環境。
為了實時監測兩個池內的工藝環境以及對相應的部件進行控制，每個池配有控制面板14、15，每個池的工藝監測部件電性連接在對應池的控制面板上，兩個控制面板14、15分別與外部的控制部件16電性連接。所述的控制部件16可以是遠程監控室中的上位計算機，實現遠程監控和遠程控制。另外，所述的攪拌部件均與控制部件16電性相連，實現遠程控制。液位探頭、溫度探頭、pH探頭均與對應控制面板14、15電性連接並並聯連接在控制部件16上，循環冷卻部件8與控制部件16電性相連。
如此，通過遠程控制來實現工藝環境控制，便於自動化控制和監測。
優選的，熱水解池1的餐廚垃圾入口3處設置粉碎部件，用於將餐廚垃圾打碎，使其更好地混合城市汙泥。具體來說，餐廚垃圾入口3設置有進料鬥22，進料鬥22內設置有粉碎機23，所述粉碎機23由電機24驅動以旋轉粉碎。在進料鬥22內還設置有格柵25，格柵25位於粉碎機23的前方，用於攔截餐廚垃圾中的骨頭等大塊硬物，以防止影響後續裝置的運行，格柵可方便拆卸安裝清洗。
實施例中的沼氣純化部件包括脫硫脫水器9，脫硫脫水器9的入口通過管道連接厭氧消化池2的氣體出口，脫硫脫水器9的出口可以外接並未圖示的沼氣回用裝置。
脫硫脫水器9採用幹法脫硫原理進行沼氣純化，一般適合用於沼氣量小、硫化氫濃度低的沼氣脫硫。幹法脫除沼氣氣體中硫化氫的設備基本原理是以氧氣使硫化氫氧化成硫或硫氧化物的一種方法，也可稱為乾式氧化法。
實施例中的脫硫脫水器9內設有填料層10，該填料層10位於脫硫脫水器9的氣體通道中，填料層10的填料主體包括有活性炭、氧化鐵。沼氣以低流速流過填料層10，硫化氫被氧化成硫或硫氧化物後，餘留在填料層10中，淨化後氣體從脫硫脫水器9上方的出口導出回用。在脫硫脫水器9的出口還設有流量計。
另外，所述的熱水解池1和厭氧消化池2均裝有壓力表26、27和安全氣閥28、29，保證裝置的安全運行。
餐廚垃圾處理方法的運作過程如下：
餐廚垃圾經過初步處理後從餐廚垃圾入口3進料，先經過格柵將大粒徑的餐廚垃圾攔截下來，其餘的餐廚垃圾進入粉碎部件後進行粉碎，經粉碎均勻的餐廚垃圾進入熱水解池1中；城市汙泥從熱水解池1的汙泥入口4進料，與餐廚垃圾在熱水解池1中攪拌均勻並加熱進行170℃熱水解；熱水解結束後通過循環冷卻部件8將熱水解池1溫度冷卻至35℃後，通過提升泵將熱水解後餐廚垃圾與汙泥提升至厭氧消化池2；在厭氧消化池2中通過控制溫度和pH，使餐廚垃圾與汙泥控制在35℃中溫厭氧消化並用攪拌部件進行攪拌均勻；厭氧消化過程中產生的沼氣通過厭氧消化池2上方的氣體出口排出，進入脫硫脫水器9，脫硫脫水器9通過對沼氣進行純化處理，處理後的沼氣回收利用；厭氧消化後產生的沼渣由厭氧消化池2下方的排渣口排出，沼渣可用於制肥、培植復綠等。本裝置以上操作均可由控制部件由遠程控制操作。
上述方法的工藝運行環境如下：
熱水解池1工作溫度為170℃，水力停留時間為30min，pH控制在6.5-7.5；厭氧消化池2工作溫度為35℃，水力停留時間為10天，pH控制在6.8-7.8，攪拌器的工作頻率為10min/h。每個池的控制面板包括池內液位、溫度、pH、攪拌等控制，可遠程智能控制；裝置為周期式運行，每個工作周期為24h。熱水解池1每個周期進料15min，在170℃下加熱進行熱水解30min，停止加熱氣壓穩定後開氣閥冷卻至35℃約3h，出料15min，待機20h。城市汙泥與餐廚垃圾按3:2進料，二者進料量之和約為厭氧消化池2有效容積的十分之一；厭氧消化池2每個工作周期進料15min，35℃下厭氧消化20h，沉澱3.5h，排渣排氣15min。排渣量約為厭氧消化池2有效容積的十分之一。
實施例中的餐廚垃圾處理方法，相比於傳統餐廚垃圾處理方法，採用了餐廚垃圾與城市汙泥混合厭氧消化的處理工藝，具體處理工藝為熱水解，厭氧消化兩個步驟。熱水解作為預處理可以提高厭氧消化效率，達到改善汙泥脫水性能、降解有機物和殺滅病原菌的目的。實施例中的裝置一體化，提高了處理效率和產氣量，自動化程度高，維修方便，在有效解決餐廚垃圾汙染同時能降解城市汙泥，並能回收利用沼氣的內能，沼渣可制肥或培植樹木。裝置對餐廚垃圾的處理實現了節能減排、綠色環保、可持續發展的作用。
以上所述只是本發明優選的實施方式，其並不構成對本發明保護範圍的限制。