一种基于生物技术与能源耦合的餐厨垃圾一体化处理系统技术方案

本发明专利技术提供了一种基于生物技术与能源耦合的餐厨垃圾一体化处理系统，属于餐厨垃圾处理技术领域。它解决了现有的垃圾处理方法使资源在一定程度上被浪费，好氧堆肥、厌氧消化存在许多弊端等问题。本发明专利技术包括预处理装置、厌氧发酵装置和好氧堆肥装置，预处理装置将厨余垃圾处理成水固混合浆液，厌氧发酵装置将水固混合浆液进行厌氧消化并产生沼气、沼液和沼渣，好氧堆肥装置用于将沼渣进行好氧气堆肥，厌氧发酵装置包括厌氧罐，好氧堆肥装置包括好氧罐，该好氧罐的顶部设有凹陷，厌氧罐设置在该凹腔内。本发明专利技术的优点在于厌氧消化技术和好氧堆肥技术两者相辅相成；采用两级进料舱实现单厌氧罐的连续式进料和两相工艺；多种垃圾同时处理。

【技术实现步骤摘要】
一种基于生物技术与能源耦合的餐厨垃圾一体化处理系统
本专利技术属于餐厨垃圾处理
，涉及一种基于生物技术与能源耦合的餐厨垃圾一体化处理系统。
技术介绍
城市生活垃圾的处置问题关系到我国的可持续发展，近年来日益受到人们的关注。餐厨垃圾作为城市生活垃圾的重要组成部分，有机含量高，具有高回收利用价值。随着城市的扩大、居民生活水平的提高，餐厨垃圾所带来的一系列问题也日益突出。与此同时餐厨垃圾的资源化利用与无害化处理富有市场潜力，愈来愈受到国内外学者的高度重视。目前国内外餐厨垃圾处理技术，按照处理媒介可以分为非生物处理和生物处理技术两大类非生物处理技术主要是指传统垃圾处理方式，如焚烧、填埋、机械破碎、饲料化等；而生物处理技术主要包括好氧堆肥及厌氧消化等。其中用作动物饲料、焚烧、填埋虽然是最直接的处理方式，但其弊端也是十分明显，虽然当前这几种方式仍旧是垃圾处理的主要手段，人们已经意识到这些处理方法不仅使资源在一定程度上被浪费，而且并不绿色环保。好氧堆肥、厌氧消化是当前各个国家发展的主要方向，但仍存在着许多弊端。另外，目前城市中剩余污泥和园林垃圾处理也是困扰城市发展的一大因素。近年来，城市污水处理水平显着提高，而活性污泥法是应用广泛的处理技术，但它会产生大量的剩余污泥，而由于剩余污泥处置不当带来的二次污染问题也显现出来。污泥的处理处置已成为环境综合治理工作中的新难点、新挑战。污泥产量在未来的几年中还将有大量增长，但是目前国内污泥处理处置水平很低，污泥经过常规的浓缩脱水后，主要是弃置，难以达到污泥的减量化、稳定化、无害化、资源化的要求，并带来环境的二次污染和污水处理正常运行的困难。因此，如何进行环保的处理污泥，实现污泥资源化、减量化成为新课题，是实现可持续发展的新任务。因此，如何实现污泥的无害化、资源化、减量化是当今亟需研究的热点问题之一。园林垃圾主要是指园林植物自然凋落或人工修剪所产生的枯枝、落叶、草谢、花败、树木与灌木剪枝及其他植物残体等。城市造林绿化产生的大量园林废弃物同样亟待回归循环利用。在我国大部分城市,目前处理绿化废弃物就像普通垃圾一样挖坑埋或找地方焚烧，没有固定的存放绿化垃圾的地方，也没有固定的处理模式，一般都由各区自己想办法处理。填埋需要占地，焚烧会加剧雾霾，遗弃也会造成火灾隐患并危害环境。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有的餐厨垃圾处理过程中出现的上述问题，而提出了一种方便收集并运送处理厨余垃圾进行预处理，多种垃圾协同处理进行厌氧消化和好氧堆肥的一体化处理系统。本专利技术的目的可通过下列技术方案来实现：一种基于生物技术与能源耦合的餐厨垃圾一体化处理系统，按照处理流程，该处理系统依次包括预处理装置、厌氧发酵装置和好氧堆肥装置，预处理装置将厨余垃圾处理成水固混合浆液，厌氧发酵装置将水固混合浆液进行厌氧消化并产生沼气、沼液和沼渣，好氧堆肥装置用于将沼渣进行好氧气堆肥，其特征在于，所述的厌氧发酵装置包括厌氧罐，厌氧罐的顶部设置沼气收集口，上述好氧堆肥装置包括内部具有好氧堆肥腔的好氧罐，该好氧罐的顶部设有凹陷，上述厌氧罐设置在该凹腔内，凹腔的内壁与厌氧罐之间形成添加夹层，添加夹层的下部通过延缓供给机构与厌氧消化腔连通，厌氧消化腔的底部与好氧堆肥腔连通，连通处设置沼渣排除机构。好氧罐从结构上将厌氧罐包覆起来，好氧堆肥腐熟后的产热能持续为厌氧罐提供热能。同时，厌氧消化的沼渣在厌氧罐的下部进行堆积，在到达一定体积后导入好氧堆肥腔，开始进入好氧堆肥阶段，彻底实现厌氧消化沼渣的资源，同时整个餐厨垃圾资源化的过程中，在一个密闭的反应器内进行避免了刺激性气体的逃逸对周围环境造成的影响。厌氧工艺中高温工艺的降解速率和产气率要远高于中温工艺，而好氧堆肥产生的热量能很好地解决了能耗问题。在上述的一种基于生物技术与能源耦合的餐厨垃圾一体化处理系统中，所述的添加夹层被分隔成剩余污泥添加区和厌氧消化添加区，剩余污泥添加区和厌氧消化添加区的下部均设有上述延缓供给机构与厌氧消化腔连通，剩余污泥添加区的上部设有剩余污泥舱门，厌氧消化添加区的上部设有餐厨垃圾舱门。厌氧消化的物料分为餐厨垃圾和剩余污泥两部分，分别由两个舱门进入，利用液位差原理，通过大气压经延缓供给机构进入厌氧消化腔。每次添加后，多余的部分将在剩余污泥添加区和餐厨垃圾添加区持续停留，一方面可以使物料进入缺氧状态，减少进入厌氧消化时携带的氧气，另一方面可以使物料保持在适宜温度，减少低温带来的迟滞作用。有机物厌氧降解的详细反应过程，但是大体上厌氧降解的过程可划分为四个阶段是肯定的，即水解阶段，酸化阶段，乙酸化阶段和产甲烷阶段。从参与各阶段的厌氧菌的最适宜环境条件看，这四个阶段又可进一步简化为水解酸化阶段和产甲烷阶段。表1给出了不同厌氧菌的特性比较。表1水解酸化菌与产甲烷菌的比较由表中可知，相比较而言，水解酸化菌的种类较多，对pH值的变化不很敏感，最适宜水解酸化菌发挥活性的周围环境显酸性。而产甲烷菌则恰恰相反，产甲烷菌种类较少，生长周期较长，需要经过长时间的驯化。产甲烷菌对pH值较为敏感，故最适宜环境为中性，且pH值浮动不能过大。单相工艺中水解酸化阶段和产甲烷阶段在同一反应器内进行，不同的厌氧菌均无法达到各自最佳活性的环境条件，整个降解过程的时间较长，产气率较低。而两相工艺中水解酸化阶段与产甲烷阶段分开进行，独立的反应器可以同时满足不同菌类的最适宜生长环境条件，增强了厌氧降解过程的稳定性，同时提高了沼气的产气量。尽管两相工艺在技术上较单相工艺具有优势，但是由于单相工艺运行控制比较简单，且投资较少，因此在很多的工程实例中仍多使用单相工艺，两相工艺设备较多、控制复杂，投资大。本申请中通过设置添加夹层形成恒温缺氧区域，利用单向工艺设备实现了两相工艺。由于采用厌氧消化工艺时，易腐有机质的特性，使得餐厨垃圾在单独厌氧消化时水解酸化速率过快，往往出现酸化抑制的现象，影响产沼气效果。厨余垃圾和污泥协同厌氧消化可以调节底物碳氮比，平衡消化底物营养成分，稳定厌氧消化过程，缓解酸化抑制等问题，从而提高产气能力。餐厨垃圾和剩余污泥的协同共消化能使底物营养均衡，更适合微生物的生长，解决单独发酵时存在的问题，从而提高产沼气效率，同时解决餐厨垃圾和剩余污泥的资源化处置难题。在上述的一种基于生物技术与能源耦合的餐厨垃圾一体化处理系统中，所述的沼渣排除机构包括存料筒和推料板，好氧罐的顶部设有一安装板，安装板上开有与厌氧消化腔连通的落料孔，沼渣排除机构固定设置在顶板上与落料孔的位置相对应，所述存料筒的上端面与安装板固连，存料筒具有上下贯穿的通孔，推料板沿存料筒轴向转动设置在通孔内，推料板的底部设有一下封板，下封板的形状与存料筒的内腔形状相适配，所述存料筒的外侧壁上开有上下贯穿的出料口，安装板上还设有一驱动电机用于驱动推料板转动盖合于该出料口处。在上述的一种基于生物技术与能源耦合的餐厨垃圾一体化处理系统中，所述推料板的顶部设有一上封板，上封板的形状与存料筒的内腔形状相适配，所述上封板与下封板分别相对设置在推料板的两侧，下封板相对推本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于生物技术与能源耦合的餐厨垃圾一体化处理系统，按照处理流程，该处理系统依次包括预处理装置、厌氧发酵装置和好氧堆肥装置，预处理装置将厨余垃圾处理成水固混合浆液，厌氧发酵装置将水固混合浆液进行厌氧消化并产生沼气、沼液和沼渣，好氧堆肥装置用于将沼渣进行好氧气堆肥，其特征在于，所述的厌氧发酵装置包括厌氧罐（201），厌氧罐（201）的顶部设置沼气收集口（203），上述好氧堆肥装置包括内部具有好氧堆肥腔的好氧罐（202），该好氧罐（202）的顶部设有凹陷，上述厌氧罐（201）设置在该凹腔内，凹腔的内壁与厌氧罐（201）之间形成添加夹层，添加夹层的下部通过延缓供给机构与厌氧消化腔连通，厌氧消化腔的底部与好氧堆肥腔连通，连通处设置沼渣排除机构。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于生物技术与能源耦合的餐厨垃圾一体化处理系统，按照处理流程，该处理系统依次包括预处理装置、厌氧发酵装置和好氧堆肥装置，预处理装置将厨余垃圾处理成水固混合浆液，厌氧发酵装置将水固混合浆液进行厌氧消化并产生沼气、沼液和沼渣，好氧堆肥装置用于将沼渣进行好氧气堆肥，其特征在于，所述的厌氧发酵装置包括厌氧罐（201），厌氧罐（201）的顶部设置沼气收集口（203），上述好氧堆肥装置包括内部具有好氧堆肥腔的好氧罐（202），该好氧罐（202）的顶部设有凹陷，上述厌氧罐（201）设置在该凹腔内，凹腔的内壁与厌氧罐（201）之间形成添加夹层，添加夹层的下部通过延缓供给机构与厌氧消化腔连通，厌氧消化腔的底部与好氧堆肥腔连通，连通处设置沼渣排除机构。


2.根据权利要求1所述的一种基于生物技术与能源耦合的餐厨垃圾一体化处理系统，其特征在于，所述的添加夹层被分隔成剩余污泥添加区（204）和厌氧消化添加区（205），剩余污泥添加区（204）和厌氧消化添加区（205）的下部均设有上述延缓供给机构与厌氧消化腔连通，剩余污泥添加区（204）的上部设有剩余污泥舱门（206），厌氧消化添加区（205）的上部设有餐厨垃圾舱门（207）。


3.根据权利要求1所述的一种基于生物技术与能源耦合的餐厨垃圾一体化处理系统，其特征在于，所述的沼渣排除机构包括存料筒（218）和推料板（219），好氧罐（202）的顶部设有一安装板（220），安装板（220）上开有与厌氧消化腔连通的落料孔，沼渣排除机构固定设置在顶板上与落料孔的位置相对应，所述存料筒（218）的上端面与安装板（220）固连，存料筒（218）具有上下贯穿的通孔，推料板（219）沿存料筒（218）轴向转动设置在通孔内，推料板（219）的底部设有一下封板（221），下封板（221）的形状与存料筒（218）的内腔形状相适配，所述存料筒（218）的外侧壁上开有上下贯穿的出料口，安装板（220）上还设有一驱动电机用于驱动推料板（219）转动盖合于该出料口处，所述推料板（219）的顶部设有一上封板（222），上封板（222）的形状与存料筒（218）的内腔形状相适配，所述上封板（222）与下封板（221）分别相对设置在推料板（219）的两侧，下封板（221）相对推料板（219）垂直设置，上封板（222）水平设置，所述下封板（221）相对上封板（222）倾斜设置。


4.根据权利要求3所述的一种基于生物技术与能源耦合的餐厨垃圾一体化处理系统，其特征在于，所述存料筒（218）的出料口处设有若干弹性分割绳（223），弹性分割绳（223）设置在弹性分割绳（223）的两头分别固定设置在出料口的左右两侧壁上，若干弹性分割绳（223）沿存料筒（218）轴向均匀间隔设置，当下封板（221）转动至位于出料口外时，所述弹性分割绳（223）均匀分布在下封板（221）与安装板（220）之间并与下封板（221）的倾斜角度一致。


5.根据权利要求1所述的一种基于生物技术与能源耦合的餐厨垃圾一体化处理系统，其特征在于，所述的延缓供给机构包括挡板（208），该挡板（208）的一端与厌氧罐（201）的外壁固定连接，另一端斜向下向凹腔内壁延伸，并与凹腔内壁之间形成添加夹缝，添加夹层通过该添加夹缝与厌氧消化腔连通，添加夹缝所处水平位置低于厌氧消化腔内沼液的液位高度，所述的延缓供给机构还包括活动封板（226），活动封板（226）设置在上述凹腔内并转动设置在好氧罐（202）的外壁上，所述活动封板（226）的位置与挡板（208）的位置相对应，挡板（208）朝向活动封板（226）的一端设有第一锯齿部（227），活动封板（226）上设有与第一锯齿部（227）交错对应的第二锯齿部（228），所述第一锯齿部（227）能插入第二锯齿部（228）内用于封堵住上述添加夹缝。


6.根据权利要求1所述的一种基于生物技术与能源耦合的餐厨垃圾一体化处理系统，其特征在于，所述的厌氧罐（201）包括罐体，该罐体倒扣在上述凹腔内，凹腔的底部与罐体构成了上述厌氧消化腔，所述罐体内设置有第一搅拌叶片（209），第一搅拌叶片（209）与第一搅拌电机（210）连接，所述罐体的内壁设有一圈溢流堰（211），一根管道（212）伸入溢流堰（211）内，另一端与外界连通，所述好氧罐（202）的顶部设有好氧堆肥物料添加舱门，好氧罐（202）的底部设有物料搅拌支架（213）、滤网（217）、第二搅拌叶片（214）和第二搅拌电机（215），滤网（217）固定架设在好氧罐（202）的底部，第二搅拌电机（215）的电机轴竖直向上并与物料搅拌支架（213）固定连接，第二搅拌叶片（214）固定设置在物料搅拌支架（213）的上端面，物料搅拌支架（213）...

【专利技术属性】
技术研发人员：李一鸣，
申请(专利权)人：浙江师范大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33