一種用餐廚垃圾和農林固廢物生產土壤改良劑原料的方法
2023-10-24 05:32:17
一種用餐廚垃圾和農林固廢物生產土壤改良劑原料的方法
【專利摘要】本發明提出了一種用餐廚垃圾和農林固廢物生產土壤改良劑原料的方法，包括以下步驟：(1)原料處理：對餐廚垃圾和農林固廢物分別處理；(2)亞臨界水熱解‐臭氧氧化消解：原料粉碎後投入反應釜，高溫高壓的亞臨界環境下通入臭氧聯合消解原料；(3)消解後對反應釜進行冷卻、降壓，產物進行固液相分離；(4)分離出的固相產物烘乾後粉碎作為土壤改良劑原料待用，液相產物進入儲水池待循環使用。本發明對城市和農村都可起到改善環境的作用，充分節約能源，實現資源重複利用，避免了垃圾不正當的處理對人類造成危害，本發明提高了餐廚垃圾資源化產品的生態效益，降低餐廚垃圾處理的成本，響應政府對垃圾處理無害化、減量化、資源化的號召。
【專利說明】一種用餐廚垃圾和農林固廢物生產土壤改良劑原料的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種用餐廚垃圾和農林固廢物生產土壤改良劑原料的方法，特別是指一種基於亞臨界水熱解-臭氧氧化消解技術實現對餐廚垃圾及農林固廢物高效降解生產土壤改良劑原料的方法。
【背景技術】
[0002]長期以來，餐廚垃圾和農林固廢物一直被忽視，管理無序。特別是餐廚垃圾，主要被一些不法分子以低價收購養豬和提煉地溝油，其次是進入垃圾填埋場和下水道。由於餐廚垃圾中的雜物和發酵產生的毒素會在豬體內積累，也會對食用者的身體健康造成不利影響，而且還可能會造成人畜共患疾病的傳染和蔓延。不法分子利用餐廚垃圾提煉餐廚垃圾油，循環進入油料市場，再進入城市居民的食物鏈中。國內也曾多次報導居民因食用了餐廚垃圾油加工的食物而中毒的事件。餐廚垃圾排進城市排水管道，極易造成城市排水管道淤塞，且在下水道中還能在微生物的作用下發生腐敗作用，孳生蚊蠅，傳播疾病，產生大量有毒有害氣體，其中產生的甲烷等在一定的條件下會發生聚集和爆炸。餐廚垃圾進行填埋，不僅會佔用大量土地，而且使產生資源浪費。
[0003]隨著各地城市化建設越來越快，旅遊業的快速發展以及人民的生活水平的逐步提高和人口的增多，隨之而來的飯店、餐廚垃圾產量也不斷增加，由於餐廚垃圾含水率高，富含營養物，極易腐敗變質，對城市環境衛生潛在的危害很大。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在於提供一種用餐廚垃圾和農林固廢物生產土壤改良劑原料的方法，解決了現有城市餐廚垃圾或和農村農林固廢物汙染環境、實現低碳循環經濟的難題。
[0005]為解決上述技術問題，本發明的技術採用以下技術方案:
[0006]一種用餐廚垃圾和農林固廢物生產土壤改良劑原料的方法，包括以下步驟:
[0007](I)原料處理:a)對餐廚垃圾經過分選去除雜質後，進行固液相分離，分離出的油水混合物進入多級沉澱池進行油水分層，將上層浮油進行收集，作為生物柴油的生產原料儲存或轉運，得到的固體殘渣進行脫鹽處理後粉碎待用山)農林固廢物經過分選去除雜質後粉碎接待用；
[0008](2)亞臨界水熱解-臭氧氧化消解:將餐廚固體垃圾或農林固廢物的粉碎物與軟水按質量比為1:2?10投入反應釜，然後向反應釜中輸送高溫蒸汽及臭氧，反應釜內進行亞臨界水熱解-臭氧氧化消解反應；
[0009](3)反應完成後反應釜進行冷卻、降壓，並對產物進行固液相分離；
[0010](4)分離出的固相產物烘乾後粉碎並作為土壤改良劑原料進行儲存或轉運，液相產物進入儲水池，用作下次固廢消解所需的水加入反應釜。
[0011]進一步地，所述步驟(I)中對餐廚垃圾的固液相分離通過粗、細兩個階段多層過濾實現，並依靠壓力傳感器的數字量信號對過濾網的開關進行控制，以精確控制單次餐廚垃圾或農田固廢物處理量。
[0012]進一步地，所述步驟(I)中脫鹽處理為離心漂洗機進行的軟水漂洗處理。
[0013]進一步地，所述步驟⑵中消解處理的設備包括:高溫高壓反應釜、反應釜加熱裝置、蒸汽發生器、蒸汽輸送裝置、臭氧發生器以及臭氧輸送裝置，所述蒸汽發生器、臭氧發生器分別通過蒸汽輸送裝置和臭氧輸送裝置與反應釜相連通；所述反應釜內置溫度、壓力傳感器及視頻採集設備；所述臭氧消解處理設備在實際處理餐廚垃圾或農林固廢時，根據處理量可並聯若干高溫高壓反應釜以提高處理能力。
[0014]進一步地，所述步驟(2)中亞臨界處理工藝的具體流程為:先將餐廚固體垃圾或農林固廢物的粉碎物與水按比例投入反應釜，密閉後反應釜加熱裝置開始運行，同時蒸汽輸送裝置向反應釜內輸送高溫蒸汽，反應釜中達到預設壓力後開始向反應釜內輸送臭氧，最終達到消解反應所需的反應壓力，反應完成後停止蒸汽和臭氧的輸送。
[0015]進一步地，所述步驟(2)中高溫蒸汽的溫度為220?374°C，反應釜的初始溫度和壓力分別為20°C、0.1MPa，反應釜的預設壓力為1.5MPa，反應釜中的反應壓力為2.5?22.0MPa，整個反應過程持續10?25min，期間反應釜中溫度隨壓力的變化而變化。
[0016]進一步地，所述步驟(3)中固液相通過離心脫水機分離。
[0017]進一步地，所述步驟(4)中固相產物烘乾由下一批次的餐廚垃圾或農林固廢物消解後高溫高壓反應釜冷卻降壓時釋放的熱量來完成，實現熱能的循環利用，達到節能效果。
[0018]進一步地，所述壓力傳感器控制的過濾網開關、離心漂洗機、反應釜、反應釜加熱裝置、溫度傳感器、壓力傳感器、蒸汽發生器、蒸汽輸送裝置、臭氧發生器、臭氧輸送裝置、離心脫水機以及輸送設備都與PLC控制器連接，實現整個工藝流程的自動化控制。
[0019]上述利用餐廚垃圾和農林固廢物得到的土壤改良劑原料可以直接作為高效有機肥料或者通過加工後作為土壤改良劑用於土壤改良，根據待改良土壤的實際情況，將本發明所得到的產物作為載體，按一定比例添加土壤改良所需的其他化學組分，或對處理產物進行物理性狀上的改變，最終作用於待改良土壤。
[0020]本發明與現有技術相比具有的有益效果為:本發明是利用餐廚垃圾和農林固廢物進行處理，不管對城市還是農村都有改善環境的優點，還能充分節約能源，實現資源重複利用，避免了垃圾不正當的處理對人類造成的危害，本發明提高了餐廚垃圾資源化產品的生態效益，減少餐廚垃圾處理的成本支出。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021 ] 圖1為本發明優選實施例的路程圖。
【具體實施方式】
[0022]為讓本領域的技術人員更加清晰直觀的了解本發明，下面將對本發明作進一步的說明。
[0023]如圖1所示為本發明的優選實施例:一種用餐廚垃圾和農林固廢物生產土壤改良劑原料的方法，包括以下步驟:
[0024](I)原料處理:a)對餐廚垃圾經過分選去除雜質後，通過粗、細兩個階段多層過濾進行固液相分離，並依靠壓力傳感器的數字量信號對過濾網的開關進行控制，以精確控制單次餐廚垃圾或農田固廢物處理量，分離出的油水混合物進入多級沉澱池進行油水分層，將上層浮油進行收集，作為生物柴油的生產原料儲存或轉運，得到的固體殘渣用離心漂洗機進行軟水漂洗進行脫鹽處理後粉碎待用；b)農林固廢物經過分選去除雜質後粉碎直接待用；
[0025](2)亞臨界水熱解-臭氧氧化消解:將餐廚固體垃圾或農林固廢物的粉碎物與軟水按質量比為1:2?10投入反應釜，反應釜的初始溫度和壓力分別為20°C、0.1MPa，密閉後反應釜加熱裝置開始運行，同時輸送裝置向反應釜內輸送220?374°C的高溫蒸汽到反應釜中壓力達到1.5MPa時，向反應釜中輸入臭氧，最終達到消解反應所需的反應壓力2.5?22.0MPa,反應完成後停止蒸汽和臭氧的輸送,整個反應過程持續10?25分鐘；利用臭氧氧化、消毒，去除惡臭。
[0026]其中亞臨界水熱解-臭氧氧化消解處理的設備包括高溫高壓反應釜、反應釜加熱裝置、蒸汽發生器、蒸汽輸送裝置、臭氧發生器以及臭氧輸送裝置，所述蒸汽發生器、臭氧發生器分別通過蒸汽輸送裝置和臭氧輸送裝置與反應釜相連通；所述反應釜內置溫度、壓力傳感器及視頻採集設備；臭氧消解處理設備在實際處理餐廚垃圾或農林固廢時，根據處理量可並聯若干高溫高壓反應釜以提高處理能力。
[0027](3)消解反應完成後進行冷卻、降壓，並對產物通過離心脫水機進行固液相分離；
[0028](4)分離出的固相產物烘乾後粉碎並作為土壤改良劑原料進行儲存或轉運，液相產物進入儲水池以待循環使用；其中固相產物烘乾由下一批次的餐廚垃圾或農林固廢物消解後高溫高壓反應釜冷卻降壓時釋放的熱量來完成，實現熱能的循環利用，達到節能效果。
[0029]進一步地，壓力傳感器控制的過濾網開關、離心漂洗機、反應釜、反應釜加熱裝置、溫度傳感器、壓力傳感器、蒸汽發生器及蒸汽輸送裝置、臭氧發生器、臭氧輸送裝置、離心脫水機以及輸送設備都與PLC控制器連接，實現整個工藝流程的自動化控制。
[0030]上述利用餐廚垃圾和農林固廢物得到的土壤改良劑原料可以直接作為高效有機肥料或者通過加工後作為土壤改良劑用於土壤改良，根據待改良土壤的實際情況，將本發明所得到的產物作為載體，按一定比例添加土壤改良所需的其他化學組分，或對處理產物進行物理性狀上的改變，最終作用於待改良土壤。
[0031]以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種用餐廚垃圾和農林固廢物的方法生產土壤改良劑原料的方法，其特徵在於，包括以下步驟: (1)原料處理:a)對餐廚垃圾經過分選去除雜質後，進行固液相分離，分離出的油水混合物進入多級沉澱池進行油水分層，將上層浮油進行收集，作為生物柴油的生產原料儲存或轉運，得到的固體殘渣進行脫鹽處理後粉碎待用；b)農林固廢物經過分選去除雜質後粉碎接待用； (2)亞臨界水熱解-臭氧氧化消解:將餐廚固體垃圾或農林固廢物的粉碎物與軟水按質量比為1:2?10投入反應釜，然後向反應釜中輸送高溫蒸汽及臭氧，反應釜內進行亞臨界水熱解-臭氧氧化消解反應； (3)反應完成後反應釜進行冷卻、降壓，並對產物進行固液相分離； (4)分離出的固相產物烘乾後粉碎並作為土壤改良劑原料進行儲存或轉運，液相產物進入儲水池，用作下次固廢消解所需的水加入反應釜。
2.根據權利要求1所述的用餐廚垃圾和農林固廢物生產土壤改良劑原料的方法，其特徵在於:所述步驟(1)中對餐廚垃圾的固液相分離通過粗、細兩個階段多層過濾實現，並依靠壓力傳感器的數字量信號對過濾網的開關進行控制，以精確控制單次餐廚垃圾或農田固廢物處理量。
3.根據權利要求1所述的用餐廚垃圾和農林固廢物生產土壤改良劑原料的方法，其特徵在於:所述步驟(1)中脫鹽處理為離心漂洗機進行的軟水漂洗處理。
4.根據權利要求1所述的用餐廚垃圾和農林固廢物生產土壤改良劑原料的方法，其特徵在於:所述步驟(2)中亞臨界水熱解-臭氧氧化消解處理的設備包括:高溫高壓反應釜、反應釜加熱裝置、蒸汽發生器、蒸汽輸送裝置、臭氧發生器以及臭氧輸送裝置，所述蒸汽發生器、臭氧發生器分別通過蒸汽輸送裝置和臭氧輸送裝置與反應釜相連通；所述反應釜內置溫度、壓力傳感器及視頻採集設備。
5.根據權利要求1所述的用餐廚垃圾和農林固廢物生產土壤改良劑原料的方法，其特徵在於:所述步驟(2)中亞臨界水熱解-臭氧氧化消解處理工藝的具體流程為:先將餐廚固體垃圾或農林固廢物的粉碎物與水按比例投入反應釜，密閉後反應釜加熱裝置開始運行，同時蒸汽輸送裝置向反應釜內輸送高溫蒸汽，反應釜中達到預設壓力後開始向反應釜內輸送臭氧，最終達到消解反應所需的反應壓力，反應完成後停止蒸汽和臭氧的輸送。
6.根據權利要求5所述的用餐廚垃圾和農林固廢物生產土壤改良劑原料的方法，其特徵在於:所述步驟(2)中高溫蒸汽的溫度為220?374°C，反應釜的初始溫度和壓力分別為20°C、0.1MPa，反應釜的預設壓力為1.5MPa，反應釜中的反應壓力為2.5?22.0MPa，整個反應過程持續10?25min。
7.根據權利要求1所述的用餐廚垃圾和農林固廢物生產土壤改良劑原料的方法，其特徵在於:所述步驟(3)中固液相通過離心脫水機分離。
8.根據權利要求1所述的用餐廚垃圾和農林固廢物生產土壤改良劑原料的方法，其特徵在於:所述步驟(4)中固相產物烘乾由下一批次的餐廚垃圾或農林固廢物消解後高溫高壓反應釜冷卻降壓時釋放的熱量來完成。
9.根據權利要求1所述的用餐廚垃圾和農林固廢物生產土壤改良劑原料的方法，其特徵在於:所述壓力傳感器控制的過濾網開關、離心漂洗機、反應釜、反應釜加熱裝置、溫度傳感器、壓力傳感器、蒸汽發生器、蒸汽輸送裝置、臭氧發生器、臭氧輸送裝置、離心脫水機以及輸送設備都與PLC控制器連接。
【文檔編號】B09B5/00GK104259177SQ201410464862
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月12日 優先權日:2014年9月12日
【發明者】單力凱, 瞿正 申請人:湖南樹林環境科技有限公司