餐厨垃圾厌氧发酵系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了餐厨垃圾厌氧发酵系统及方法。其中，系统包括：分选装置、油水分离装置、水解除砂装置、换热装置和厌氧发酵装置，水解除砂装置具有脱油浆液入口、臭气出口、排砂口和水解除砂浆液出口，水解除砂装置外表面设有保温层；换热装置具有温度传感器、循环泵、水解除砂浆液入口、低温介质入口、高温介质出口和换热后水解除砂浆液出口，循环泵设置于低温介质入口处，温度传感器设置于换热后水解除砂浆液出口处，温度传感器基于换热后水解除砂浆液出口处的温度控制循环泵的开度；厌氧发酵装置具有换热后水解除砂浆液入口、沼气出口和消化液出口。采用该系统可显著提高对餐厨垃圾进行厌氧发酵的效率和效果，并避免能源浪费。

Anaerobic Fermentation System and Method of Kitchen Waste

The invention discloses an anaerobic fermentation system and method for kitchen waste. Among them, the system includes: separation device, oil-water separation device, hydrolysis sand removal device, heat exchanger device and anaerobic fermentation device. Hydrolysis sand removal device has oil slurry inlet, odor outlet, sand drainage outlet and water release mortar outlet, and thermal insulation layer on the surface of hydrolysis sand removal device. Heat exchange device has temperature sensor, circulating pump, hydrolysis mortar inlet and low temperature medium. The inlet, the outlet of high temperature medium and the outlet of hydrolytic mortar after heat transfer, the circulating pump is set at the inlet of low temperature medium, the temperature sensor is set at the outlet of hydrolytic mortar after heat transfer, and the temperature sensor is based on the outlet of hydrolytic mortar after heat transfer to control the opening of the circulating pump; the anaerobic fermentation device has the inlet of hydrolytic mortar after heat transfer, the outlet of biogas and the digestive liquid. Exit. The system can significantly improve the efficiency and effect of anaerobic fermentation of kitchen waste, and avoid energy waste.

【技术实现步骤摘要】
餐厨垃圾厌氧发酵系统及方法
本专利技术属于化工
，具体而言，涉及餐厨垃圾厌氧发酵系统及方法。
技术介绍
厌氧发酵作为一种绿色环保技术，近20年来在国内有了较大的发展。利用预处理高效分选技术满足厌氧发酵要求，同时分离出工业粗油脂，然后利用工业粗油脂制备生物柴油，利用厌氧微生物将有机废弃物高效地降解利用，产生清洁能源气体和营养土，不但能够满足当今社会人们对环保的需求，还可以有效地解决餐厨垃圾处理的问题。然而，目前对餐厨垃圾进行厌氧处理存在有如下技术问题：预处理分选后的餐厨垃圾浆液内存在大量的重质沉砂，在厌氧发酵系统运行中日积月累会沉积在底部，需要定期进行清罐，不仅影响正常生产，还会增加运行费用，通常预先对餐厨垃圾浆液进行除砂后再进行水解处理，最后加热进行厌氧发酵。当前，多数厌氧发酵罐采用地上钢制罐体外部加保温，整体投资成本较高，且常规的厌氧发酵罐与沼气储柜分开布置，并且作为甲类设施，布置时防火间距大，占地面积大，投资高；此外，提取油脂时需要将餐厨垃圾浆液加热至80摄氏度以上，在后续进行除砂和水解过程中热量大量散失，造成能源浪费。综上所述，餐厨垃圾厌氧发酵系统仍有待进一步改进。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出餐厨垃圾厌氧发酵系统及方法。采用该系统对餐厨垃圾进行厌氧发酵时，不仅可以利用脱油浆液的高温来提高水解除砂处理的效率，缩短水解除砂处理时间，还可以通过换热装置对水解除砂浆液进行降温，在满足厌氧发酵所需温度的同时使水解除砂浆液所携带热量得到回收利用。根据本专利技术的第一个方面，本专利技术提出了一种餐厨垃圾厌氧发酵系统。根据本专利技术的实施例，该系统包括：分选装置，所述分选装置具有餐厨垃圾入口、无机垃圾出口和餐厨垃圾浆液出口；油水分离装置，所述油水分离装置具有餐厨垃圾浆液入口、粗油出口和脱油浆液出口，所述餐厨垃圾浆液入口与所述餐厨垃圾浆液出口相连；水解除砂装置，所述水解除砂装置具有脱油浆液入口、臭气出口、排砂口和水解除砂浆液出口，所述水解除砂装置外表面设有保温层，所述脱油浆液入口和所述臭气出口位于所述水解除砂装置上部，所述排砂口位于所述水解除砂装置底部，所述水解除砂浆液出口位于所述水解除砂装置中下部，所述脱油浆液入口与所述脱油浆液出口相连；换热装置，所述换热装置具有温度传感器、循环泵、水解除砂浆液入口、低温介质入口、高温介质出口和换热后水解除砂浆液出口，所述水解除砂浆液入口与所述水解除砂浆液出口相连，所述循环泵设置于所述低温介质入口处，所述温度传感器设置于所述换热后水解除砂浆液出口处，所述温度传感器基于所述换热后水解除砂浆液出口处的温度控制所述循环泵的开度；厌氧发酵装置，所述厌氧发酵装置具有换热后水解除砂浆液入口、沼气出口和消化液出口，所述换热后水解除砂浆液入口与所述换热后水解除砂浆液出口相连。根据本专利技术上述实施例所述的餐厨垃圾厌氧发酵系统，通过直接将脱油浆液供给至水解除砂装置中进行水解除砂处理，不仅可以有效排出脱油浆液中的泥砂，使后续厌氧发酵装置持续正常运行，从而防止清罐，减少整体检修费用，还可以利用脱油浆液携带的高温来提高水解除砂处理的效率，缩短水解除砂处理时间，同时水解除砂装置外表面设置的保温层还可以进一步降低水解除砂过程中的热量损失，保证水解效率；另外，在厌氧发酵装置上游设置换热装置对水解除砂浆液进行降温，可以在满足厌氧发酵所需温度的同时使水解除砂浆液所携带热量得到回收利用；进一步地，通过在换热装置中设置温度传感器和循环泵，还可以基于换热后水解除砂浆液出口处的温度控制控制循环泵的开度(包括启停)，进而能够根据实际情况灵活调节低温介质的用量，精确控制换热后水解除砂浆液的温度，保证厌氧发酵处理的效果。由此，采用该系统不仅可以显著提高对餐厨垃圾进行处理的效率和效果，还可以避免能源浪费。另外，根据本专利技术上述实施例的餐厨垃圾厌氧发酵系统还可以具有如下附加的技术特征：在本专利技术的一些实施例中，所述水解除砂装置为地上锥底结构，包括罐体、锥型底座和支撑结构，其中，所述罐体位于所述锥型底座上部，所述支撑结构设置于所述锥形底座的侧壁上，所述罐体和所述锥型底座外表面均设有所述保温层，所述脱油浆液入口和所述臭气出口位于所述罐体上部，所述水解除砂浆液出口位于所述罐体下部，所述排砂口位于所述锥型底座底部。由此不仅可以显著缩短水解除砂处理的时间并进一步提高水解酸化的效果，还能进一步提高热能的利用率。在本专利技术的一些实施例中，所述锥型底座的锥度为0.8～1。在本专利技术的一些实施例中，所述厌氧发酵装置包括发酵池、膜式气柜、搅拌机和维修坑，所述发酵池为地下钢筋混凝土结构，所述膜式气柜与所述发酵池上部密封相连，所述搅拌机倾斜向下设置，所述换热后水解除砂浆液入口和所述消化液出口位于所述发酵池下部，所述沼气出口位于所述发酵池上部。由此不仅可以进一步提高发酵效率，还可以减少整体占地面积，降低投资成本。在本专利技术的一些实施例中，所述搅拌机与竖直方向的夹角为30～60度。在本专利技术的一些实施例中，所述膜式气柜为双层膜式气囊。由此可以显著降低氧发酵装置内的热量损失。在本专利技术的一些实施例中，所述换热装置为套管式泥水换热器。在本专利技术的一些实施例中，所述换热后水解除砂浆液入口通过进料泵与所述换热后水解除砂浆液出口相连。在本专利技术的一些实施例中，所述水解除砂装置进一步包括第一液位传感器，所述第一液位传感器基于所述水解除砂装置的液位高度控制所述进料泵的开度。在本专利技术的一些实施例中，所述第一液位传感器为超声波液位传感器。在本专利技术的一些实施例中，所述消化液出口处设有出料泵。在本专利技术的一些实施例中，所述厌氧发酵装置进一步包括第二液位传感器，所述第二液位传感器基于所述厌氧发酵装置的液位高度控制所述出料泵的开度。在本专利技术的一些实施例中，所述第二液位传感器为超声波液位传感器。根据本专利技术的第二个方面，本专利技术提出了一种采用上述系统对餐厨垃圾进行厌氧发酵的方法。根据本专利技术的实施例，该方法包括：(1)将餐厨垃圾供给至所述分选装置进行分选处理，以便得到无机垃圾和餐厨垃圾浆液；(2)将所述餐厨垃圾浆液供给至所述油水分离装置进行油水分离处理，以便得到粗油和脱油浆液；(3)将所述脱油浆液供给至所述水解除砂装置进行水解除砂处理，以便得到臭气和水解除砂浆液；(4)将所述水解除砂浆液供给至所述换热装置进行换热处理，以便得到换热后水解除砂浆液；(5)将所述换热后水解除砂浆液供给至所述厌氧发酵装置进行厌氧发酵处理，以便得到沼气和消化液。根据本专利技术上述实施例所述的对餐厨垃圾进行厌氧发酵的方法，通过直接将脱油浆液供给至水解除砂装置中进行水解除砂处理，不仅可以有效排出脱油浆液中的泥砂，使后续厌氧发酵处理持续正常运行，从而防止清罐，减少整体检修费用，还可以利用脱油浆液携带的高温来提高水解除砂处理的效率，缩短水解除砂处理时间，同时还可以利用水解除砂装置外表面设置的保温层进一步降低水解除砂过程中的热量损失，保证水解效率；另外，在进行厌氧发酵处理之前利用换热装置对水解除砂浆液进行降温，可以在满足厌氧发酵所需温度的同时使水解除砂浆液所携带热量得到回收利用；进一步地，换热处理过程中还可以基于换热后水解除砂浆液出口处的温度控制控制循环泵的开度(包括启停)，进而本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种餐厨垃圾厌氧发酵系统，其特征在于，包括：分选装置，所述分选装置具有餐厨垃圾入口、无机垃圾出口和餐厨垃圾浆液出口；油水分离装置，所述油水分离装置具有餐厨垃圾浆液入口、粗油出口和脱油浆液出口，所述餐厨垃圾浆液入口与所述餐厨垃圾浆液出口相连；水解除砂装置，所述水解除砂装置具有脱油浆液入口、臭气出口、排砂口和水解除砂浆液出口，所述水解除砂装置外表面设有保温层，所述脱油浆液入口和所述臭气出口位于所述水解除砂装置上部，所述排砂口位于所述水解除砂装置底部，所述水解除砂浆液出口位于所述水解除砂装置中下部，所述脱油浆液入口与所述脱油浆液出口相连；换热装置，所述换热装置具有温度传感器、循环泵、水解除砂浆液入口、低温介质入口、高温介质出口和换热后水解除砂浆液出口，所述水解除砂浆液入口与所述水解除砂浆液出口相连，所述循环泵设置于所述低温介质入口处，所述温度传感器设置于所述换热后水解除砂浆液出口处，所述温度传感器基于所述换热后水解除砂浆液出口处的温度控制所述循环泵的开度；厌氧发酵装置，所述厌氧发酵装置具有换热后水解除砂浆液入口、沼气出口和消化液出口，所述换热后水解除砂浆液入口与所述换热后水解除砂浆液出口相连。...

【技术特征摘要】
1.一种餐厨垃圾厌氧发酵系统，其特征在于，包括：分选装置，所述分选装置具有餐厨垃圾入口、无机垃圾出口和餐厨垃圾浆液出口；油水分离装置，所述油水分离装置具有餐厨垃圾浆液入口、粗油出口和脱油浆液出口，所述餐厨垃圾浆液入口与所述餐厨垃圾浆液出口相连；水解除砂装置，所述水解除砂装置具有脱油浆液入口、臭气出口、排砂口和水解除砂浆液出口，所述水解除砂装置外表面设有保温层，所述脱油浆液入口和所述臭气出口位于所述水解除砂装置上部，所述排砂口位于所述水解除砂装置底部，所述水解除砂浆液出口位于所述水解除砂装置中下部，所述脱油浆液入口与所述脱油浆液出口相连；换热装置，所述换热装置具有温度传感器、循环泵、水解除砂浆液入口、低温介质入口、高温介质出口和换热后水解除砂浆液出口，所述水解除砂浆液入口与所述水解除砂浆液出口相连，所述循环泵设置于所述低温介质入口处，所述温度传感器设置于所述换热后水解除砂浆液出口处，所述温度传感器基于所述换热后水解除砂浆液出口处的温度控制所述循环泵的开度；厌氧发酵装置，所述厌氧发酵装置具有换热后水解除砂浆液入口、沼气出口和消化液出口，所述换热后水解除砂浆液入口与所述换热后水解除砂浆液出口相连。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述水解除砂装置为地上锥底结构，包括罐体、锥型底座和支撑结构，其中，所述罐体位于所述锥型底座上部，所述支撑结构设置于所述锥形底座的侧壁上，所述罐体和所述锥型底座外表面均设有所述保温层，所述脱油浆液入口和所述臭气出口位于所述罐体上部，所述水解除砂浆液出口位于所述罐体下部，所述排砂口位于所述锥型底座底部，任选地，所述锥型底座的锥度为0.8～1。3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述厌氧发酵装置包括发酵池、膜式气柜、搅拌机和维修坑，所述发酵池为地下钢筋混凝土结构，所述膜式气柜与所述发酵池上部密封相连，所述搅拌机倾斜向下设置，所述换热后水解除砂浆液入口和...

【专利技术属性】
技术研发人员：代锁柱，武振恒，兰玉顺，刘维娜，陈海洋，李东亮，雷小雪，王超，
申请(专利权)人：北京云水浩瑞环境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11