專利名稱：一種高濃度餐廚垃圾厭氧處理工藝的制作方法
一種高濃度餐廚垃圾厭氧處理工藝技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于餐廚垃圾處理技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種在餐廚垃圾厭氧消化前固液分離后分別處理，并將廢水處理后回用作稀釋液的高濃度餐廚垃圾厭氧處理工藝。
背景技術(shù)：
隨著中國城市經(jīng)濟的快速增長，餐廚垃圾產(chǎn)出量日益增多，對環(huán)境造成的影響日益嚴(yán)重。餐廚垃圾以淀粉、纖維素、動物脂肪類有機物質(zhì)為主要成分，具有水分、油脂、鹽分含量高、易腐爛、易發(fā)酵和易發(fā)臭等特點，不經(jīng)處理隨意堆放會產(chǎn)生許多社會問題。
以往處理方法是將餐廚垃圾與其余生活垃圾一起混合送往垃圾填埋場直接填埋處理，不僅造成滲濾液對地下水的污染，且有機質(zhì)腐敗過程中發(fā)出的惡臭嚴(yán)重影響到環(huán)境衛(wèi)生和人身健康。近年來，有關(guān)餐廚垃圾專項處理的研究有所發(fā)展，目前國內(nèi)餐廚垃圾處理主要包括物理處理、高溫好氧堆肥、厭氧發(fā)酵等處理方式。物理處理主要指對餐廚垃圾進行現(xiàn)場破碎處理，然后以水力沖刷將其排入市政下水管網(wǎng)。對于少量、分散的餐廚垃圾處理， 物理方法具有價格低、操作簡單等優(yōu)點，但總體來說存在許多不足，如用水量較大，增大城市污水的產(chǎn)生量和處理量；淤積物易在市政下水管網(wǎng)沉積、發(fā)臭，增加病菌、蚊蠅的滋生以及疾病的傳播；廢物中有機組分不能得到充分利用；不利于大規(guī)模處理處置等。高溫好氧堆肥是處理餐廚垃圾的有效方法之一。餐廚垃圾有機物含量高，營養(yǎng)元素全面，C/N比較低， 是微生物的良好營養(yǎng)物質(zhì)，非常適用于作堆肥原料，在人工控制條件下，利用生物穩(wěn)定作用處理餐廚垃圾具有方法簡單、保留成品中的氮等優(yōu)點。但亦存在場地大、處理周期長，不能完全殺死病菌且堆肥產(chǎn)生的污水、廢氣導(dǎo)致二次污染等缺點。近年來，厭氧發(fā)酵技術(shù)日益成為有機固體廢物處理處置和研發(fā)領(lǐng)域的焦點。厭氧消化是指無氧條件下，利用發(fā)酵性細菌、 產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌、耗氫耗乙酸菌、食氫產(chǎn)甲烷菌、食乙酸產(chǎn)甲烷菌等厭氧微生物將復(fù)雜有機廢物降解成N、P無機化合物和甲烷、二氧化碳等氣體。從餐廚垃圾特性出發(fā)，對其進行厭氧發(fā)酵具有明顯的優(yōu)勢餐廚垃圾的含固率一般在15% -20%左右，厭氧系統(tǒng)可以處理含固率為10%-25%的有機廢棄物，因此，無需水分調(diào)理；餐廚垃圾碳氮比在1 10 25之間，接近厭氧發(fā)酵的最適碳氮比區(qū)1 20-30;反應(yīng)過程不受供氧的限制，降低機械能耗。同時能產(chǎn)生具有能源利用價值的甲烷氣體；發(fā)酵殘余經(jīng)處理后可作為優(yōu)質(zhì)的有機肥或液態(tài)肥，反應(yīng)過程對環(huán)境的影響小。
許多學(xué)者對餐廚垃圾厭氧發(fā)酵進行大量的工藝技術(shù)研究，但總體處理技術(shù)還不完善。劉會友等(劉會友，王俊輝，趙定國.厭氧消化處理餐廚垃圾的工藝研究[J].能源技術(shù)，2005，^U4) :150-154)研究指出餐廚垃圾含有較多的鹽分，會導(dǎo)致微生物體內(nèi)水分滲出，以致活性降低甚至死亡，從而影響生物降解速度和降解程度。金仁村等(金仁村，黃冠男，馬春，等.厭氧消化工藝的氨抑制現(xiàn)象[J].工業(yè)水處理，2010，3(K4) :9-12)對厭氧消化工藝氨抑制的機理進行研究，證明水溶液中的氨離子以及游離氨是產(chǎn)生抑制的主要原因，厭氧微生物中產(chǎn)甲烷菌對氨的耐受性最差，受到氨抑制時最有可能停止生長，因此，氨氮的存在直接影響甲烷產(chǎn)量。金建祥等(金建祥，王世和，肖雪峰，等.傳統(tǒng)厭氧消化工藝處理餐飲垃圾的試驗研究[J].中國給水排水，2007，23 (1 :55-57)指出，餐廚垃圾中含有大量油脂，不利于厭氧微生物的生長，從而對厭氧消化的效果產(chǎn)生影響。在工業(yè)化厭氧系統(tǒng)中，餐廚自身高鹽、高蛋白的特點容易導(dǎo)致厭氧菌群間偶聯(lián)代謝失衡，造成厭氧反應(yīng)器內(nèi)氨氮濃度、鹽濃度超標(biāo)。同時餐廚垃圾含有的大量油脂極易吸附在厭氧污泥絮體，造成菌種上浮流失。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種新的高濃度餐廚垃圾厭氧處理工藝，它通過將餐廚垃圾進行固液相分類處理，以減小進入?yún)捬跸磻?yīng)器的氨氮、鹽分和油脂負(fù)荷， 避免由于菌種抑制和流失導(dǎo)致的反應(yīng)器失效，提高厭氧過程穩(wěn)定性與持續(xù)性，同時將水處理產(chǎn)生的剩余污泥作為共消化底物進行厭氧處理，減少污泥外運填埋處置費用。
本發(fā)明高濃度餐廚垃圾厭氧處理工藝，它的操作步驟如下
(1)滾筒篩將收集到的餐廚垃圾過80目滾筒篩，進行固液分離，得到餐廚垃圾固體和餐廚垃圾廢液；
(2)隔油池將餐廚垃圾廢液送入隔油池，其頂部廢油用于生產(chǎn)生物柴油，下層水相進入A2/0水處理工段做后續(xù)處理；
(3)磁分選將餐廚垃圾固體采用磁分選方式進行初步分選，分離其中的金屬雜物，如啤酒瓶蓋等；
(4)破碎將步驟C3)處理后的垃圾送進破碎機，以機械方式進行破碎，將其中的殘余食物、蔬菜以及纖維狀物質(zhì)混合破碎形成漿料；
(5)厭氧消化罐將步驟的漿料送入?yún)捬跸捱M行厭氧消化，消化周期為 12 20天，產(chǎn)生的沼氣經(jīng)脫硫處理后作為能源使用，消化罐上部的溢流口滿足日常出料將消化料漿溢流進入氣浮工段，消化罐底部的消化液進入A2/0水處理工段，消化罐底部污泥定期從罐底間歇排出，經(jīng)機械脫水后泥餅外運填埋或作堆肥化處理；
(6)氣浮池在氣浮作用下消化料漿中厭氧污泥和消化底物上浮至氣浮池上部， 收集回流至厭氧消化罐，氣浮出水進入A2/0水處理工段進一步處理；
(7)A2/0 將步驟(2)得到的清水、步驟(5)的消化液和步驟(6)的出水相混合進行脫氮處理；
(8) 二沉池步驟(7)的出水進入二沉池中進行泥水分離和污泥濃縮，澄清后的出水溢流外排，污泥回流至厭氧消化罐。
本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果
(1)餐廚垃圾先經(jīng)過固液分離，廢液經(jīng)除油處理后直接進入脫氮除磷步驟，避免了氨氮、鹽分和油脂負(fù)荷對厭氧消化過程的影響，同時，避免由于菌種抑制和流失導(dǎo)致的反應(yīng)器失效，提高厭氧過程穩(wěn)定性與持續(xù)性；
(2)有機廢物被消化以后殘留物(沼渣、沼液)富含N、P等養(yǎng)分和活性物質(zhì)，可以制成高質(zhì)量的有機肥料和土壤改良劑；
(3)有機廢物在轉(zhuǎn)變成甲烷的過程中，合成生物量少，殘留物碳素含量降低，實現(xiàn)垃圾減量化；
(4)利用水處理產(chǎn)生的剩余污泥作為共消化底物，減少污泥處理處置費用。


圖1是本發(fā)明高濃度餐廚垃圾厭氧處理工藝流程圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的描述。
將收集到的餐廚垃圾首先經(jīng)80目滾筒篩進行固液分離，得到餐廚垃圾固體和餐廚垃圾廢液。餐廚廢液進入隔油池，收集隔油池頂部的廢油用于生產(chǎn)生物柴油，下層水相 (清水)進入A2/0工藝做進一步處理。固相餐廚采用磁分選方式進行初步分選，分離其中的金屬雜物，分選后的垃圾經(jīng)破碎機進行破碎，破碎后的漿料送入?yún)捬跸?，與氣浮池及二沉池的回流污泥混合后進行厭氧消化，厭氧消化罐產(chǎn)生的沼氣經(jīng)脫硫處理后作為能源使用；厭氧消化罐的消化料漿溢流進入氣浮池，消化罐定期間歇式排出消化污泥，經(jīng)機械脫水后外運填埋或作堆肥化處理，厭氧消化罐的消化液進A2/0工藝。在氣浮作用下消化料漿中厭氧污泥和消化底物上浮至氣浮池上部，收集回流至厭氧消化罐，氣浮出水進入A2/0水處理工段，與隔油池的清水、厭氧消化罐的消化液相混合進行脫氮處理。A2/0出水進入二沉池，污泥回流至厭氧消化罐，澄清后的出水溢流外排。
本發(fā)明方法采用的厭氧消化罐的進料包括三個部分破碎后的餐廚垃圾漿料、氣浮池的上層回流污泥以及二沉池的回流濃縮污泥(含固量2% 3% )。消化周期為12 20天。
本發(fā)明方法在A2/0水處理工段的進水包括三個部分經(jīng)隔油池進行簡單除油處理之后的餐廚廢液、氣浮池的清水相以及厭氧消化罐的消化液相。
本發(fā)明方法將餐廚垃圾固、液相完全分離處理，全部液相進入A2/0工藝，全部固相進入?yún)捬跸蕖?br> 以下是本發(fā)明的具體實施例
實施例1
搜集附近餐館的泔水及廚余，約5t/d，含固率21%，首先過80目滾筒篩進行固液分離，得到餐廚垃圾固體和餐廚廢液。
餐廚廢液進入隔油池，收集頂部廢油作為生物柴油原料，下層水相進入A2/0工藝進行脫氮處理。
固相餐廚采用磁分選方式進行初步分選，分離其中的金屬雜物。分選后的垃圾進入TS320型破碎機，破碎后漿料與二沉池、氣浮池回流污泥一同送入?yún)捬跸?，消化時間 12d ；消化料漿溢流進入氣浮池；定期間歇排底，外排污泥經(jīng)機械脫水后外運填埋或作堆肥化處理，消化液進A2/0工藝。在氣浮作用下消化料漿中厭氧污泥和消化底物上浮至氣浮池上部，收集回流至厭氧消化罐。氣浮出水進入A2/0水處理工段，與隔油池清水相混合脫氮。 A2/0工藝出水進二沉池，固量2% -3%的污泥回流至厭氧消化罐，澄清后的出水溢流外排。
其結(jié)果產(chǎn)氣量穩(wěn)定，甲烷含量65%，出水COD去除率87. 00%。
實施例2
搜集附近餐館的泔水及廚余，約5t/d，含固率21%，首先過80目滾筒篩進行固液分離，得到餐廚垃圾固體和餐廚廢液。5
餐廚廢液進入隔油池，收集頂部廢油作為生物柴油原料，下層水相進入A2/0工藝進行脫氮處理。
固相餐廚采用磁分選方式進行初步分選，分離其中的金屬雜物。分選后的垃圾進入TS320型破碎機，破碎后漿料與二沉池、氣浮池回流污泥一同送入?yún)捬跸?，消化時間 16d ；消化料漿溢流進入氣浮池；定期間歇排底，外排污泥經(jīng)機械脫水后外運填埋或作堆肥化處理，消化液進A2/0工藝。在氣浮作用下消化料漿中厭氧污泥和消化底物上浮至氣浮池上部，收集回流至厭氧消化罐。氣浮出水進入A2/0水處理工段，與隔油池清水相混合脫氮。 A2/0工藝出水進二沉池，固量2% -3%的污泥回流至厭氧消化罐，澄清后的出水溢流外排。
其結(jié)果產(chǎn)氣量穩(wěn)定，甲烷含量70%，出水COD去除率92. 00%。
實施例3
搜集附近餐館的泔水及廚余，約5t/d，含固率21%，首先過80目滾筒篩進行固液分離，得到餐廚垃圾固體和餐廚廢液。
餐廚廢液進入隔油池，收集頂部廢油作為生物柴油原料，下層水相進入A2/0工藝進行脫氮處理。
固相餐廚采用磁分選方式進行初步分選，分離其中的金屬雜物。分選后的垃圾進入TS320型破碎機，破碎后漿料與二沉池、氣浮池回流污泥一同送入?yún)捬跸?，消化時間 20d ；消化料漿溢流進入氣浮池；定期間歇排底，外排污泥經(jīng)機械脫水后外運填埋或作堆肥化處理，消化液進A2/0工藝。在氣浮作用下消化料漿中厭氧污泥和消化底物上浮至氣浮池上部，收集回流至厭氧消化罐。氣浮出水進入A2/0水處理工段，與隔油池清水相混合脫氮。 A2/0工藝出水進二沉池，固量2% -3%的污泥回流至厭氧消化罐，澄清后的出水溢流外排。
其結(jié)果產(chǎn)氣量穩(wěn)定，甲烷含量75%，出水COD去除率96. 00%。
權(quán)利要求
1. 一種高濃度餐廚垃圾厭氧處理工藝，其特征在于，它的操作步驟如下(1)滾筒篩將收集到的餐廚垃圾過80目滾筒篩，進行固液分離，得到餐廚垃圾固體和餐廚垃圾廢液；(2)隔油池將餐廚垃圾廢液送入隔油池，其頂部廢油用于生產(chǎn)生物柴油，下層水相進入A2/0水處理工段做后續(xù)處理；(3)磁分選將餐廚垃圾固體采用磁分選方式進行初步分選，分離其中的金屬雜物；(4)破碎將步驟C3)處理后的垃圾送進破碎機進行破碎，將其中的殘余食物、蔬菜以及纖維狀物質(zhì)混合破碎形成漿料；(5)厭氧消化罐將步驟的漿料送入?yún)捬跸捱M行厭氧消化，消化周期為12 20天，產(chǎn)生的沼氣經(jīng)脫硫處理后作為能源使用，消化料漿溢流進入氣浮工段，消化液進入 A2/0水處理工段，定期從罐底間歇排泥，經(jīng)機械脫水后泥餅外運填埋或作堆肥化處理；(6)氣浮池在氣浮作用下消化料漿中厭氧污泥和消化底物上浮至氣浮池上部，收集回流至厭氧消化罐，氣浮出水進入A2/0水處理工段進一步處理；(7)A2/0:將步驟⑵得到的清水、步驟(5)的消化液和步驟(6)的出水相混合進行脫氮處理；(8)二沉池步驟(7)的出水進入二沉池中進行泥水分離和污泥濃縮，澄清后的出水溢流外排，污泥回流至厭氧消化罐。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高濃度餐廚垃圾厭氧處理工藝，該工藝主要是，將餐廚垃圾進行固液分離，廢液進入隔油池，廢油用于生產(chǎn)生物柴油，水相進入A2/O工藝做后續(xù)處理，固相餐廚分離金屬雜物后經(jīng)機械破碎送往厭氧消化罐，與氣浮池、二沉池回流污泥混合進行厭氧消化，厭氧消化產(chǎn)生的沼氣經(jīng)脫硫處理后作為能源使用；消化料漿溢流進入氣浮池；定期間歇排消化污泥，消化液進A2/O工藝；氣浮池上層污泥回流至厭氧消化罐，清水相進入水處理工段A2/O，出水進入二沉池，污泥濃縮至含固量2％-3％，回流至厭氧消化罐，澄清后的出水溢流外排。本發(fā)明方法可減小進入?yún)捬跸磻?yīng)器的氨氮、鹽分和油脂負(fù)荷，避免反應(yīng)器失效，提高厭氧過程穩(wěn)定性與持續(xù)性，減少污泥外運填埋處置費用。
文檔編號B09B5/00GK102500608SQ20111033519
公開日2012年6月20日 申請日期2011年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月28日
發(fā)明者宋海農(nóng), 張健, 朱琦, 楊崎峰, 王鑫宇, 許開紹, 陳楠, 韋艷玲 申請人:廣西博世科環(huán)?？萍脊煞萦邢薰?br>