一种餐厨垃圾厌氧消化处理系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种餐厨垃圾厌氧消化处理系统，该系统包括：处于启动期的第一生物反应器、处于活性期的第二生物反应器、处于腐熟期的第三生物反应器；第一消化液罐、第二消化液罐、第三消化液罐；第一泵、第二泵、第三泵；第一生物反应器底部的消化液出口与第一消化液罐上端消化液进出口连接；第二生物反应器底部的消化液出口与第二消化液罐上端消化液进出口连接，第二消化液罐内的消化液通过第二泵输送至第二生物反应器；第三生物反应器底部消化液出口与第三消化液灌上端消化液进出口相连，第三消化液罐内的消化液通过第三泵回流至第一生物反应器。实施本实用新型专利技术，可解决常规餐厨垃圾厌氧消化过程中的周期长、产气量低、高盐分、VFA累积及氨氮累积对产气量抑制等技术问题。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及ー种环保
和新能源开发利用领域，尤其涉及ー种餐厨垃圾厌氧消化处理系统。
技术介绍
餐厨垃圾具有水分、有机物、油脂及盐分含量高，易腐烂，营养元素丰富等特点，是我国城市生活垃圾中的主要组成成分。统计数据表明，2007年全国全年的餐厨垃圾约为9000万吨，占我国城市生活垃圾总量的31%，北京、上海等大城市的餐厨垃圾日产量均超过1000吨。产生的餐厨垃圾大部分被贩卖到城郊的养殖场直接饲养生猪，而剩余部分由相关单位进行以填埋或焚烧为主的末端处理，餐厨垃圾资源化程度很低。 餐厨垃圾中高含量的有机质蕴含着大量的生物质能，提高其资源化利用率逐渐成为固体废物处理与管理领域的研究热点。其中，厌氧消化技术处理餐厨垃圾优势独特，能够利用厌氧微生物的高有机负荷承受能力，在降解有机废物的同时产生緑色能源“沼气”，残渣经处理后亦可作肥料，不仅有效地減少了污染，而且能够产生可再生能源，最大限度地实现了餐厨垃圾资源再利用。因此厌氧消化技术逐渐成为餐厨垃圾处理的重要发展方向。但厌氧消化技术存在的一些瓶颈问题是其推广发展的限制因素，例如垃圾降解过程中产生的中间产物VFA (volatile fatty acid,挥发性脂肪酸)和氨氮,容易对后续的产甲烷微生物产生抑制作用。餐厨垃圾含有大量易降解有机物，VFA的产生速率极易比甲烷的产生速率快，从而导致消化液VFA积累及pH降低，对后续的产甲烷过程产生抑制。餐厨垃圾中含有大量蛋白质等含氮物质，会使消化液中氨氮浓度达到上千甚至几千毫克每升，而众多研究表明随着氨氮浓度的升高，产甲烷微生物的活性会明显降低，当氨氮浓度超过6000 mg /L吋，产甲烷微生物的活性将会被完全抑制。另外，餐厨垃圾自身的高盐分会导致微生物体内水分滲出，以至产甲烷微生物活性降低甚至死亡，盐分浓度越高，毒性越強。有研究表明产甲烷微生物对Na+非常敏感，当Na+的浓度大于5000 mg /L时，对最終的甲烷转化有不利影响。此外，由于厌氧微生物菌群的特性，使得厌氧生物反应器启动时间较长，甚至长达半年以上，这ー现象严重影响了餐厨垃圾的资源化利用。因此，如何开发出一套降解速率快、运行成本低、沼气能源再利用的餐厨垃圾处理技术有着重要的意义。
技术实现思路
本技术为解决目前在餐厨垃圾厌氧消化过程中存在的消化周期长、产气量低、高盐分、VFA累积及氨氮累积所引起的产气抑制等技术问题，提供了ー种餐厨垃圾厌氧消化处理系统。本技术提供的ー种餐厨垃圾厌氧消化处理系统，包括用于厌氧消化处理的处于启动期的第一生物反应器、处于活性期的第二生物反应器、处于腐熟期的第三生物反应器；第一消化液罐、第二消化液罐、第三消化液罐；第ー泵、第二泵、第三泵；多个液体连接管道连接各个生物反应器和消化液罐，所述餐厨垃圾厌氧消化处理系统还包括用于收集气体的气体收集装置；每一个所述生物反应器上端设置用于消化液回流的第一进出口和与所述气体收集装置连接的第二进出口 ；每一个所述生物反应器底部设置一个消化液出口 ；每一个所述消化液罐上端和下端分别设置有消化液进出口，以及用于添加水质调节物质的液体入口；所述处于启动期的第一生物反应器底部的消化液出口与所述第一消化液罐上端消化液进出口连接，用于收集存储启动期消化液； 所述处于活性期的第二生物反应器底部的消化液出口与所述第二消化液罐上端消化液进出口连接，所述第二消化液罐内的消化液通过第二泵输送至第二生物反应器，实现活性期消化液的自身回流；所述处于腐熟期的第三生物反应器底部消化液出口与第三消化液灌上端消化液进出口相连，用于收集储存经腐熟期垃圾层调节的启动期消化液，所述第三消化液罐内的消化液通过第三泵回流至所述处于启动期的第一生物反应器，实现消化液循环交叉流动。其中，所述餐厨垃圾厌氧消化处理系统还包括处于预处理期的第四生物反应器；所述处于预处理期的第四生物反应器用于装填经预处理、准备进入消化处理阶段的新鲜垃圾。其中，所述餐厨垃圾厌氧消化处理系统还包括处于好氧期的第五生物反应器。其中，所述第一生物反应器、第二生物反应器、第三生物反应器、第四生物反应器、第五生物反应器的底部均设置有曝气口，该曝气口与鼓风设备相连，用于向生物反应器中的垃圾层供氧通风。餐厨垃圾有机物厌氧消化过程分为产酸和产甲烷两个阶段。在产酸阶段，水解发酵性细菌把复杂有机物进行水解和发酵，产生大量的脂肪酸；产甲烷阶段则由产甲烷细菌将产酸阶段的一些发酵产物转化为CH4和CO2。本技术采用多级高效生物反应器联用的方式，将产酸和产甲烷两个阶段分隔在两个单独的反应器中进行，为产酸菌和产甲烷菌提供了各自的生存环境，以发挥各自最大的活性，并且通过消化液回流前预处理和交叉回流的方式，降低盐分、氨氮、VFA等浓度，有效缓解消化过程中水解速度缓慢、产甲烷过程中的酸抑制、氨氮抑制和高盐分抑制等问题，加快垃圾降解速率、缩短厌氧消化周期、提高清洁能源甲烷的产量，提高了整个系统的稳定性与消化效率，实现餐厨垃圾的高效无害化、资源化处理，具有巨大的社会效益、环境效益和经济效益。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图I为本技术提供的一种餐厨垃圾厌氧消化处理系统实施例一的结构示意图。图2为本技术提供的一种餐厨垃圾厌氧消化处理系统实施例二的结构示意图。图3为本技术提供的一种餐厨垃圾厌氧消化处理系统进行餐厨垃圾厌氧消化处理的方法实施例一的流程示意图。图4为本技术提供的一种餐厨垃圾厌氧消化处理进行餐厨垃圾厌氧消化处理的方法实施例二的流程示意图。图5为本技术提供的一种餐厨垃圾厌氧消化处理系统的应用示意图。具体实施方式本技术为解决目前在餐厨垃圾厌氧消化过程中存在的消化周期长、产气量低以及高盐分、VFA及氨氮累积所引起的产气抑制等技术问题，提供了一种餐厨垃圾厌氧消化处理系统。参见图1，为本技术提供的一种餐厨垃圾厌氧消化处理系统实施例一的结构示意图。本实施例一提供的系统，包括用于厌氧消化处理的处于启动期的第一生物反应器11、处于活性期的第二生物反应器12、处于腐熟期的第三生物反应器13 ;第一消化液罐21、第二消化液罐22、第三消化液罐23 ;第一泵31、第二泵32、第三泵33 ;多个液体连接管道连接各个生物反应器和消化液罐，所述餐厨垃圾厌氧消化处理系统还包括用于收集气体的气体收集装置4 ；每一个所述生物反应器上端设置用于消化液回流的第一进出口和与所述气体收集装置连接的第二进出口 ；每一个所述生物反应器底部设置一个消化液出口 ；每一个所述消化液罐上端和下端分别设置有消化液进出口，以及用于添加水质调节物质的液体入口；所述处于启动期的第一生物反应器11底部的消化液出口与所述第一消化液罐21上端消化液进出口连接，用于收集存储启动期消化液；所述处于活性期的第二生物反应器12底部的消化液出口与所述第二消化液罐22上端消化液进出口连接，所述第二消化液罐22内的消化液通过第二泵32输送至第二生物反应器12，实现活性期消化液的自身回流；所述处于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种餐厨垃圾厌氧消化处理系统，其特征在于，包括：用于厌氧消化处理的处于启动期的第一生物反应器、处于活性期的第二生物反应器、处于腐熟期的第三生物反应器；第一消化液罐、第二消化液罐、第三消化液罐；第一泵、第二泵、第三泵；多个液体连接管道连接各个生物反应器和消化液罐，所述餐厨垃圾厌氧消化处理系统还包括用于收集气体的气体收集装置；每一个所述生物反应器上端设置用于消化液回流的第一进出口和与所述气体收集装置连接的第二进出口；每一个所述生物反应器底部设置一个消化液出口；每一个所述消化液罐上端和下端分别设置有消化液进出口，以及用于添加水质调节物质的液体入口；所述处于启动期的第一生物反应器底部的消化液出口与所述第一消化液罐上端消化液进出口连接，用于收集存储启动期消化液；所述处于活性期的第二生物反应器底部的消化液出口与所述第二消化液罐上端消化液进出口连接，所述第二消化液罐内的消化液通过第二泵输送至处于活性期的第二生物反应器，实现活性期消化液的自身回流；所述处于腐熟期的第三生物反应器底部消化液出口与第三消化液灌上端消化液进出口相连，用于收集储存经腐熟期垃圾层调节的启动期消化液，所述第三消化液罐内的消化液通过第三泵回流至所述处于启动期的第一生物反应器，实现消化液循环交叉流动。...

【技术特征摘要】
1.ー种餐厨垃圾厌氧消化处理系统，其特征在于，包括 用于厌氧消化处理的处于启动期的第一生物反应器、处于活性期的第二生物反应器、处于腐熟期的第三生物反应器；第一消化液罐、第二消化液罐、第三消化液罐；第ー泵、第ニ泵、第三泵；多个液体连接管道连接各个生物反应器和消化液罐，所述餐厨垃圾厌氧消化处理系统还包括用于收集气体的气体收集装置； 每ー个所述生物反应器上端设置用于消化液回流的第一进出口和与所述气体收集装置连接的第二进出口 ；每一个所述生物反应器底部设置ー个消化液出口 ； 每ー个所述消化液罐上端和下端分别设置有消化液进出口，以及用于添加水质调节物质的液体入口； 所述处于启动期的第一生物反应器底部的消化液出口与所述第一消化液罐上端消化液进出ロ连接，用于收集存储启动期消化液； 所述处于活性期的第二生物反应器底部的消化液出口与所述第二消化液罐上端消化液进出口连接，所述第二消化液罐内的消化液通过第二泵输送至处于活性期的第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐期勇，马泽宇，金潇，
申请(专利权)人：北京大学深圳研究生院，
类型：实用新型
国别省市：