專利名稱：一種餐廚垃圾資源化清潔處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種垃圾處理方法，具體講，涉及一種餐廚垃圾資源化清潔處理方法。
背景技術(shù)：
據(jù)統(tǒng)計，我國目前約有2/3的城市陷入垃圾圍城的困境。我國僅城市生活垃圾的 年產(chǎn)量就近1. 5億噸，這些城市生活垃圾絕大部分是露天堆放。它不僅影響城市景觀，同時 污染了與我們生命至關(guān)重要的大氣、水和土壤，對城鎮(zhèn)居民的健康構(gòu)成很大威脅，垃圾已成 為城市發(fā)展、社會進(jìn)步過程中的一個十分棘手問題。而且隨著人民生活水平的不斷提高，生 活垃圾產(chǎn)生的數(shù)量越來越大、增長速度越來越快，組成成份越來越復(fù)雜，給人民群眾的生活 帶來的危害也越來越嚴(yán)重。目前，國內(nèi)的垃圾處理還沒有良好的解決辦法?，F(xiàn)普遍采用的有三種方法一是填 埋；二是焚燒及焚燒發(fā)電；三是堆肥。其中填埋是目前采用最多的垃圾處理方法。這種方法看似簡單，但危害很大。缺 點(diǎn)是占地面積大、使用時間短(一股十年左右)、占用時間長(100年內(nèi)無法再利用)；填埋 后的垃圾對土壤、地下水、大氣造成嚴(yán)重污染，其現(xiàn)實危害和潛在危害更是在不斷增加；造 成了資源的嚴(yán)重浪費(fèi)。第二種方法是焚燒及焚燒發(fā)電。這種方法也沒有實現(xiàn)垃圾處理的減量化和資源 化。首先看減量化，表面看垃圾焚燒減量了 50% 60%，但是實際上剩下的40% 50%的 爐渣還是需要填埋，重新污染地下水和土壤。再看其資源化，直接焚燒不僅沒有實現(xiàn)資源 化、產(chǎn)業(yè)化，反而是嚴(yán)重浪費(fèi)了資源。垃圾焚燒發(fā)電的技術(shù)來源于國外，比較成熟，但是不適 合我過國情。主要原因是我國的垃圾成分復(fù)雜、熱值低、水分大，致使垃圾焚燒爐無法正常 工作。要想正常工作，就必須加煤或噴油，這樣無形中就增加了運(yùn)行費(fèi)用，使投入遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于 產(chǎn)出。另外，焚燒及焚燒發(fā)電技術(shù)在垃圾焚燒過程中，釋放出的有毒氣體，如二惡英、電池中 的汞蒸汽等，嚴(yán)重污染大氣，處理此類有毒氣體的費(fèi)用又十分昂貴，不符合我國國情。所以， 從長遠(yuǎn)看，這種方法也不符合國家的垃圾處理無害化、資源化、產(chǎn)業(yè)化政策方向。第三種是堆肥，該方法具有投資少，易操作的優(yōu)點(diǎn)。但存在著缺點(diǎn)(1)有機(jī)物堆腐時間長，一股需三周至一個月，堆積污染嚴(yán)重，蒼蠅、蚊子孳生，嚴(yán) 重污染周邊環(huán)境，給當(dāng)?shù)匦l(wèi)生防疫帶來極大隱患。(2)有機(jī)物降解不徹底，處理不充分，殘留物仍會造成垃圾污染。(3)有機(jī)物堆肥產(chǎn)品雜質(zhì)多，而且對重金屬等有害物質(zhì)不能有效分離，長期使用堆 肥產(chǎn)品，會造成土壤表面沉積，破壞土壤、危害農(nóng)作物。(4)堆肥過程中，大多數(shù)氮營養(yǎng)被自然釋放，磷、鉀等化合物被自然降解，所以致使 肥料質(zhì)量低下，廣大農(nóng)民不愿問津，市場前景渺茫。所以，我國目前的生活垃圾處理技術(shù)基本處于低下水平，難以實現(xiàn)垃圾處理的無 害化、資源化和產(chǎn)業(yè)化。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，餐廚垃圾產(chǎn)量呈快速增長趨勢，目前我國大多數(shù)城市的餐廚垃圾仍被直接填埋處理或者被養(yǎng)殖戶非法收購，這種狀況一方面造成 了嚴(yán)重的環(huán)境污染和衛(wèi)生健康問題，另一方面也是對資源的嚴(yán)重浪費(fèi)，尤其在能源緊張的 情況下，因此發(fā)展餐廚垃圾能源化處理技術(shù)對減輕污染，提供清潔的可再生能源具有重要 意義。餐廚垃圾是家庭、餐飲業(yè)拋棄的以食物為主的垃圾，主要成分有淀粉、纖維素、蛋白 質(zhì)、油脂等有機(jī)物，其特點(diǎn)是有機(jī)質(zhì)含量高，含水率高，易腐敗發(fā)臭，不適于填埋焚燒處理； 又由于其含鹽高，使其堆肥處理受限。針對餐廚垃圾有機(jī)類物質(zhì)可再生性好，有毒有害的物 質(zhì)含量少的特點(diǎn)，目前有一些餐廚垃圾發(fā)酵產(chǎn)沼氣，發(fā)酵制乳酸、生物制氫、制飼料蛋白、發(fā) 酵生產(chǎn)燃料乙醇等資源化技術(shù)的報道，但大部分技術(shù)目前進(jìn)入工業(yè)化生產(chǎn)和商業(yè)性應(yīng)用的 前景不太樂觀，主要制約因素有(1)大部分技術(shù)處于實驗室開發(fā)水平，離中試和擴(kuò)試還有 一定的距離；(2)技術(shù)的經(jīng)濟(jì)實用性有待提高，有的技術(shù)投資大，運(yùn)行成本高，配套應(yīng)用性 和技術(shù)的完備性需認(rèn)真對待，如厭氧制沼氣、生物制氫等技術(shù)，需要完善的配套應(yīng)用技術(shù)和 殘液殘渣處理技術(shù)；(3)大部分技術(shù)對垃圾中的可再生資源的利用不充分或不經(jīng)濟(jì)，如現(xiàn) 有的乳酸發(fā)酵技術(shù)和發(fā)酵生產(chǎn)燃料乙醇技術(shù)，均使用了高成本的生物酶處理技術(shù)，且主要 針對垃圾中的淀粉類物質(zhì)開發(fā)利用，而對其中含量不斷增加的纖維素，未進(jìn)行有效的再生 利用。發(fā)明專利申請?zhí)枮?00710039019. 7、名為“生活垃圾處理方法”的專利申請，公開 了一種生活垃圾處理方法包括分選、有機(jī)物高溫高壓水解水熱氧化(150 200°C，加壓8 12MPa, 15 20小時)、有機(jī)物制肥、不可回收類可燃物制燃料塊、無機(jī)物制建材、塑料制粒、 可回收物再生利用、廢氣處理、污水處理、熱力供給等工藝過程。該發(fā)明申請中僅將有機(jī)物 成分高溫高壓水解，但其獲得的水解液僅能用于生產(chǎn)肥料，其生物利用程度較低。發(fā)明專利ZL200310100027. X、名稱為“一種有機(jī)垃圾的處理方法”的專利申請，公 開了一種處理有機(jī)垃圾的方法該方法包括于水解槽中，水和干有機(jī)物料重量比為1 5 倍，蒸汽壓力為0. 1 1. 4MPA，溫度為100 250°C條件下，水解1 2小時，用0. 1 0. 5MPa 熱空氣進(jìn)行脫水，一分鐘內(nèi)使水解槽中壓力降至常壓下出料。但是該發(fā)明的垃圾減量程度 僅能達(dá)到85%，不能適應(yīng)國家對垃圾處理的新要求。發(fā)明專利ZL03150530. 9、名稱為“生活垃圾處理工藝，，的專利申請，公開了一種生 活垃圾處理工藝，其工藝為將生活垃圾用破碎機(jī)破碎，破碎后進(jìn)入分選機(jī)進(jìn)行比重風(fēng)選、 磁選，分成無機(jī)物、有機(jī)垃圾和廢塑料三類；無機(jī)物被送往制建材系統(tǒng)，廢塑料被送往廢塑 料處理系統(tǒng)，有機(jī)垃圾被送入水解罐進(jìn)行自身水解反應(yīng)，水解的同時脫水，水解完后繼續(xù)脫 水，直至含水量小于20% ；脫水完畢后噴霧干燥，然后進(jìn)行細(xì)分篩，得到無機(jī)物、有機(jī)物和廢 塑料，無機(jī)物被粉碎后送制建材系統(tǒng)，廢塑料被送往廢塑料處理系統(tǒng)，有機(jī)物被送往制肥系 統(tǒng)。其中，水解條件100 300度，6 12MPa，3. 0 3. 5小時。該方法在對有機(jī)物的處理 過程中，在水解的同時脫水，這樣不僅浪費(fèi)資源，而且也得不到高附加值的產(chǎn)品?，F(xiàn)有技術(shù)中還沒有針對于餐廚垃圾綜合利用的處理工藝。然而，針對越來越迫切 解決的城市餐廚垃圾的綜合利用問題，本發(fā)明提出了一種餐廚垃圾高效資源化的封閉循環(huán) 清潔處理方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種針對餐廚垃圾的資源化清潔處理方法。
未解決本發(fā)明餐廚垃圾綜合處理的難題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為本發(fā)明提出了一種餐廚垃圾資源化清潔處理方法，包括以下步驟(1)將餐廚垃圾分選后，分離回收油脂，將回收的油脂進(jìn)一步回收利用；(2) 二次水解調(diào)節(jié)回收油脂后的物料固體和液體的重量比為1 1 1 3.5， 第一次水解時加入固形物重量百分比為0. 1 的催化劑，在0. IMPa,60 80°C、pH值 1 2條件下水解反應(yīng)15 60分鐘，固液分離，水解液備用；第二次水解時調(diào)節(jié)殘渣固體和 液體的重量比為1 1 1 3. 5，加入固形物重量百分比為0. 1 的催化劑，在0.5 1. OMPaU20 200°C、pH值1 2條件下水解反應(yīng)30 120分鐘，固液分離后，合并水解 液；(3)將步驟⑵得到的水解液調(diào)節(jié)pH4 6，接入水解液重量比1 % 10%的高產(chǎn) 酒精酵母，28 35°C條件下發(fā)酵24 36小時，發(fā)酵液經(jīng)蒸餾提純獲得工業(yè)乙醇產(chǎn)品；(4)將步驟(1)中分選出的硬骨、果核等固體有機(jī)雜物，經(jīng)粉碎后與步驟(2)得到 的水解殘渣和步驟(3)得到的發(fā)酵殘渣一起經(jīng)干燥造粒后制得高蛋白飼料。本發(fā)明的第一優(yōu)選方案為在步驟(1)中，將餐廚垃圾在暫存池里通入蒸汽將物 料加熱至40 50°C，靜置后分離出液相物料，在攪拌下加入0. 01 0. 05%的油水分離劑， 靜置后放出水相，得到回收油相，將油相制備生物柴油、脂肪酸、甘油等產(chǎn)品。其中，本發(fā)明 的油水分離劑選自高分子陽離子酰胺類表面活性劑。本發(fā)明的第二優(yōu)選方案為在步驟(2)中，第一次水解時將回收油脂后的物料調(diào) 節(jié)固體和液體的重量比為1 1 1 3，加入固形物重量百分比為0. 1 的催化劑，在 0. lMPa、65 80°C、PH1 2條件下反應(yīng)15 30分鐘，固液分離，水解液備用；第二次水解 時調(diào)節(jié)殘渣固體和液體的重量比為1 1 1 3，加入固形物重量百分比為0. 1 0.5% 的催化劑，在1. OMPaU58 195°C、pH值1 2條件下反應(yīng)40 120分鐘，固液分離后，合 并水解液。其中，催化劑選自鹽酸、硫酸、磷酸、苯磺酸與鐵、鋅、鎂形成的化合物中的至少一 種，其中優(yōu)選氯化鐵、氯化鎂、氯化鋅硫酸鐵、硫酸鋅、硫酸鎂、磷酸鐵、磷酸鎂、磷酸鋅、苯磺 酸鐵、苯磺酸鎂、苯磺酸鋅中的至少一種；更優(yōu)選氯化鐵、氯化鎂、氯化鋅、硫酸鐵、硫酸鋅、 硫酸鎂、磷酸鐵、磷酸鎂、磷酸鋅中的至少一種。本發(fā)明的第三優(yōu)選方案為在步驟(2)中，第一次水解時將回收油脂后的物料 調(diào)節(jié)固體和液體的重量比為1 1，加入固形物重量百分比為0.1 0.5%的催化劑，在 0. lMPa、65 75°C、pH值1 1. 5條件下反應(yīng)15 30分鐘，固液分離，水解液備用；第二 次水解時調(diào)節(jié)殘渣固體和液體的重量比為1 3，加入固形物重量百分比為0.5 的催 化劑，在1. OMPa, 165 180°C、pH值1. 5 2條件下反應(yīng)40 90分鐘，固液分離后，合并 水解液。本發(fā)明的第四優(yōu)選方案為在步驟(2)中，第一次水解反應(yīng)加入的催化劑的用量 為固形物重量百分比為的0. 15 % 0. 45 %，更優(yōu)選0. 22 % 0. 36 % ；第二次水解反應(yīng)加入 的催化劑的用量為固形物重量百分比為的優(yōu)選0. 55% 0. 95%，更優(yōu)選0. 6% 0. 8%。本發(fā)明的第五優(yōu)選方案為在步驟(2)中，第一次水解的反應(yīng)溫度進(jìn)一步優(yōu)選為 68 73°C，更優(yōu)選為70 73°C ；第二次水解的反應(yīng)溫度進(jìn)一步優(yōu)選為168 178°C，更優(yōu) 選為170 175°C。
本發(fā)明的第六優(yōu)選方案為步驟(3)中，將所述的水解液調(diào)節(jié)至pH4. 5 5. 5，優(yōu) 選 ρΗ5· 0。本發(fā)明的第七優(yōu)選方案為步驟(3)中，所述高產(chǎn)酒精酵母的接種量為水解液重 量比2 10%，優(yōu)選5 10%，更優(yōu)選5 8%。本發(fā)明的第八優(yōu)選方案為步驟(3)中的蒸餾殘液用于步驟(2)調(diào)整調(diào)節(jié)固體和 液體的重量比。下面對本發(fā)明的發(fā)明內(nèi)容進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)描述。本發(fā)明的目的是為了更合理地綜合利用餐廚垃圾，變廢為寶，減少餐廚垃圾處理 成本，從工業(yè)化應(yīng)用和商業(yè)化的視角，提供一種餐廚垃圾高效資源化的封閉循環(huán)清潔處理 方法，即利用生物、化學(xué)、物理等綜合技術(shù)，將餐廚垃圾經(jīng)濟(jì)、高效、清潔地轉(zhuǎn)化為生物柴油、 脂肪酸、甘油、燃料乙醇、高蛋白飼料等。本發(fā)明的方法工藝新穎，垃圾有效利用合理經(jīng)濟(jì)， 產(chǎn)品應(yīng)用價值高，且清潔環(huán)保、投資和運(yùn)營成本低，有非常明顯的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。本發(fā)明根據(jù)餐廚垃圾高油分、高有機(jī)物的特點(diǎn)，提出了一種餐廚垃圾資源化清潔 處理方法，其步驟包括分選_分離回收油脂_將分離回收油脂后的物料進(jìn)行二次水解_將 水解液進(jìn)一步酒精發(fā)酵-將分選、水解和發(fā)酵得到的固體殘渣制造飼料，見附圖1。具體包括以下步驟(1)將采用離心、震動篩分、浮選等手段對餐廚垃圾進(jìn)行分選后，將餐廚垃圾在暫 存池里通入蒸汽將物料加熱至40 50°C，靜置后轉(zhuǎn)入油水分離器分離出液相物料，在攪拌 下加入質(zhì)量百分比為0.01 0. 05%的油水分離劑，靜置后放出水相，得到回收油相，將油 相制備生物柴油、脂肪酸、甘油等產(chǎn)品。其中，本發(fā)明的油水分離劑選自高分子陽離子酰胺 類表面活性劑。(2)將回收油脂后的物料調(diào)節(jié)固體和液體的重量比為1 1 1 3. 5，加入固形 物重量百分比為0. 1 的催化劑，在0. IMPa,60 80°C、pH值1 2條件下水解反應(yīng) 15 60min，固液分離，水解液備用，調(diào)節(jié)殘渣固體和液體的重量比為1 1 1 3. 5，加 入固形物重量百分比為0. 1 的催化劑，在0. 5 1. OMPaU20 200°C條件下水解反 應(yīng)30 120min，固液分離后，合并水解液；(3)將加入燒堿、純堿的溶液或石灰乳將步驟(2)得到的水解液調(diào)節(jié)pH4 6，接 入水解液重量比 10%的高產(chǎn)酒精酵母，28 35°C條件下發(fā)酵24 36小時，發(fā)酵液 經(jīng)蒸餾提純獲得工業(yè)乙醇產(chǎn)品；(4)將步驟(1)中分選出的硬骨、果核等固體有機(jī)雜物，經(jīng)粉碎后與步驟(2)得到 的水解殘渣和步驟(3)得到的發(fā)酵殘渣一起經(jīng)干燥造粒后制得高蛋白飼料。本發(fā)明采用了先將垃圾進(jìn)行油水分離，再分別進(jìn)行處理的技術(shù)方案。如果不進(jìn)行 油水分離，分揀后直接進(jìn)行水解和發(fā)酵，不僅水解不完全，且需要添加大量的催化劑，油脂 類物質(zhì)水解產(chǎn)生的揮發(fā)性脂肪酸會阻礙淀粉和纖維素的分解。同時，對先分離出來的油相 進(jìn)一步深加工可以獲得很好的經(jīng)濟(jì)效益，因此將餐廚垃圾油水分離后分別進(jìn)行處理具有節(jié) 能環(huán)保、經(jīng)濟(jì)效益好等優(yōu)勢。本發(fā)明的又一優(yōu)選方案為在步驟(2)中，將回收油脂后的物料調(diào)節(jié)固體和液體 的重量比為1 1 1 3，加入固形物重量百分比為0. 1 的催化劑，在0. lMPa、65 80°C、pH值1 2條件下反應(yīng)15 30分鐘，固液分離，水解液備用，調(diào)節(jié)殘渣固體和液體的
7重量比為1 1 1 3，加入固形物重量百分比為0. 1 的催化劑，在1.0MPa、158 195°C條件下反應(yīng)40 120分鐘，固液分離后，合并水解液。本發(fā)明中第一次水解和第二次水解的溫度、時間、壓強(qiáng)、固液比、催化劑使用量的 最優(yōu)選的見表1 表 1 本發(fā)明采用了二次水解的技術(shù)，即先在較低的溫度下水解一定時間，再在較高溫 度下進(jìn)行水解，這是因為，經(jīng)過分揀和去油步驟后剩下的物料主要是一些淀粉類和纖維素 類物質(zhì)，而淀粉類物質(zhì)在較低溫度和壓強(qiáng)下即可以水解，而纖維素類的物質(zhì)需要較高的溫 度和壓強(qiáng)才能水解，因此本發(fā)明采用二次水解的技術(shù)，想在較低的溫度下將淀粉類物質(zhì)分 解完全，再加溫加壓對纖維素類物質(zhì)進(jìn)行分解。這樣不僅節(jié)能，而且水解更加徹底。本發(fā)明 的二次水解技術(shù)比僅高溫高壓水解的技術(shù)方案不僅節(jié)約了能源，而且水解程度更高，水解 后剩余微量殘渣。本發(fā)明帶來的有益效果為一、對餐廚垃圾的可資源化組分分別采用經(jīng)濟(jì)實用、高效清潔的方法，制備出用途 廣泛，附加值高的再生資源化產(chǎn)品，如酒精，使垃圾組分物盡其用。二、對垃圾組分中的淀粉、纖維素分別在不同的工藝條件下進(jìn)行水解糖化，采用了 適合工業(yè)化應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)合理的工藝技術(shù)，實現(xiàn)對目標(biāo)組分的充分、有效、增值的利用，處理 成本大大降低。三、本發(fā)明工藝路線和條件選擇合理，方便實用，易于實現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用，餐廚垃圾 的處理資源化程度高，生產(chǎn)過程清潔環(huán)保，物料實現(xiàn)封閉循環(huán)，不產(chǎn)生二次污染物，資源化 產(chǎn)品用途廣泛，經(jīng)濟(jì)價值高，通過本發(fā)明的方法和工藝對餐廚垃圾進(jìn)行處理，投資省，運(yùn)營 成本低，經(jīng)濟(jì)效益高，無害化率100 %，減量化率97 100 %。


圖1為本發(fā)明工藝的流程圖。以下對本發(fā)明的具體實施方式
進(jìn)行進(jìn)一步的解釋和說明，并不對本發(fā)明的內(nèi)容進(jìn)行限制。
具體實施例方式實施例11.取IOOOKg餐廚垃圾，真空吸入濕式分選系統(tǒng)，將餐廚垃圾在暫存池里通入蒸汽 將物料加熱至40 50°C，靜置后轉(zhuǎn)入油水分離器分離出液相物料，在攪拌下加入0. 05%的 油水分離劑，靜置后放出水相，得到回收油相，將油相制備生物柴油；油水分離劑為高分子 陽離子酰胺類表面活性劑。2.其余垃圾進(jìn)入料液池，由輸料泵送入均質(zhì)罐，開啟均質(zhì)器均質(zhì)10 15分鐘，由 蒸餾殘液儲罐加入計量的殘液調(diào)固體和液體的重量比，再均質(zhì)5分鐘后由料液泵送入一級 水解罐，進(jìn)行第一次水解，水解完成后趁熱過濾，濾液送入發(fā)酵罐備用，濾渣送入二級水解 罐，進(jìn)行第二次水解，完成后過濾，參數(shù)見表2 ；表 2 3.濾液送入發(fā)酵罐與一級水解液合并，加入燒堿溶液調(diào)節(jié)pH值為5.0，接種量為 水解液重量比的8%接種高產(chǎn)酒精酵母，維持30 35°C發(fā)酵36小時，過濾，濾液蒸餾出乙 醇，殘液送入殘液罐備用；4.水解、發(fā)酵工段的濾渣與分選出的大塊硬骨、果核的粉碎物一起混勻、干燥、造 粒制成高蛋白飼料。本技術(shù)方案獲得了生物柴油、工業(yè)酒精和高蛋白飼料為副產(chǎn)品，無害化率100 %， 減量化率99%。實施例21.取IOOOKg餐廚垃圾，真空吸入濕式分選系統(tǒng)，將餐廚垃圾在暫存池里通入蒸汽 將物料加熱至40 50°C，靜置后轉(zhuǎn)入油水分離器分離出液相物料，在攪拌下加入重量百分 比為0.01%的油水分離劑，靜置后放出水相，得到回收油相，將油相制備生物柴油和脂肪 酸。油水分離劑為高分子陽離子酰胺類表面活性劑；2.其余垃圾進(jìn)入料液池，由輸料泵送入均質(zhì)罐，開啟均質(zhì)器均質(zhì)10 15分鐘，由蒸餾殘液儲罐調(diào)固體和液體的重量比(固液比)，再均質(zhì)5分鐘后由料液泵送入一級水解 罐，進(jìn)行第一次水解，趁熱過濾，濾液送入發(fā)酵罐備用，濾渣送入二級水解罐，進(jìn)行第二次水 解，過濾；表3 3.濾液送入發(fā)酵罐與一級水解液合并，加入石灰乳調(diào)節(jié)pH值為5. 5，接種量為水 解液重量比的2%接種高產(chǎn)酒精酵母，維持30 35°C發(fā)酵36小時，過濾，濾液蒸餾出乙醇， 殘液送入殘液罐備用；4.水解、發(fā)酵工段的濾渣與分選出的大塊硬骨、果核的粉碎物一起混勻、干燥、造 粒制成高蛋白飼料。本技術(shù)方案獲得了生物柴油、脂肪酸、工業(yè)酒精和高蛋白飼料為副產(chǎn)品，無害化率 100%，減量化率98%。實施例31.取IOOOKg餐廚垃圾，真空吸入濕式分選系統(tǒng)，將餐廚垃圾在暫存池里通入蒸汽 將物料加熱至40 50°C，靜置后轉(zhuǎn)入油水分離器分離出液相物料，在攪拌下加入重量百分 比為0. 03%的油水分離劑，靜置后放出水相，得到回收油相，將油相制備生物柴油、脂肪酸 和甘油。油水分離劑為高分子陽離子酰胺類表面活性劑；2.其余垃圾進(jìn)入料液池，由輸料泵送入均質(zhì)罐，開啟均質(zhì)器均質(zhì)10 15分鐘，由 蒸餾殘液儲罐加入計量的殘液調(diào)固體和液體的重量比，再均質(zhì)5分鐘后由料液泵送入一級 水解罐，進(jìn)行第一次水解，趁熱過濾，濾液送入發(fā)酵罐備用，濾渣送入二級水解罐，進(jìn)行第二 次水解，過濾；表4 3.濾液送入發(fā)酵罐與一級水解液合并，加入燒堿溶液調(diào)節(jié)pH值為4. 5，接種量為 水解液重量比的5%接種高產(chǎn)酒精酵母，維持30 35°C發(fā)酵36小時，過濾，濾液蒸餾出乙 醇，殘液送入殘液罐備用；4.水解、發(fā)酵工段的濾渣與分選出的大塊硬骨、果核的粉碎物一起混勻、干燥、造 粒制成高蛋白飼料。本技術(shù)方案獲得了生物柴油、脂肪酸、甘油、工業(yè)酒精和高蛋白飼料為副產(chǎn)品，無 害化率100 %，減量化率98. 5 %。實施例41.取IOOOKg餐廚垃圾，真空吸入濕式分選系統(tǒng)，將餐廚垃圾在暫存池里通入蒸汽 將物料加熱至40 50°C，靜置后轉(zhuǎn)入油水分離器分離出液相物料，在攪拌下加入重量百分 比為0. 02%的油水分離劑，靜置后放出水相，得到回收油相，將油相制備生物柴油、脂肪酸、 甘油等產(chǎn)品。油水分離劑為高分子陽離子酰胺類表面活性劑；2.其余垃圾進(jìn)入料液池，由輸料泵送入均質(zhì)罐，開啟均質(zhì)器均質(zhì)10 15分鐘，由 蒸餾殘液儲罐加入計量的殘液調(diào)固體和液體的重量比，再均質(zhì)5分鐘后由料液泵送入一級 水解罐，進(jìn)行第一次水解，趁熱過濾，濾液送入發(fā)酵罐備用，濾渣送入二級水解罐，進(jìn)行第二 次水解，過濾；表5 3.濾液送入發(fā)酵罐與一級水解液合并，加入燒堿溶液調(diào)節(jié)pH值為5.0，接種量為 水解液重量比的10%接種高產(chǎn)酒精酵母，維持30 35°C發(fā)酵36小時，過濾，濾液蒸餾出乙 醇，殘液送入殘液罐備用；4.水解、發(fā)酵工段的濾渣與分選出的大塊硬骨、果核的粉碎物一起混勻、干燥、造 粒制成高蛋白飼料。本技術(shù)方案獲得了生物柴油、脂肪酸、甘油、工業(yè)酒精和高蛋白飼料為副產(chǎn)品，無 害化率100 %，減量化率98. 5 %。實施例51.取IOOOKg餐廚垃圾，真空吸入濕式分選系統(tǒng)，將餐廚垃圾在暫存池里通入蒸汽 將物料加熱至40 50°C，靜置后分離出液相物料，在攪拌下加入重量百分比為0. 02%的油 水分離劑，靜置后放出水相，得到回收油相，將油相制備生物柴油、脂肪酸、甘油等產(chǎn)品；油 水分離劑為高分子陽離子酰胺類表面活性劑；2.其余垃圾進(jìn)入料液池，由輸料泵送入均質(zhì)罐，開啟均質(zhì)器均質(zhì)10 15分鐘，由 蒸餾殘液儲罐加入計量的殘液調(diào)固體和液體的重量比，再均質(zhì)5分鐘后由料液泵送入一級 水解罐，進(jìn)行第一次水解，趁熱過濾，濾液送入發(fā)酵罐備用，濾渣送入二級水解罐，進(jìn)行第二 次水解，過濾；表 6 3.濾液送入發(fā)酵罐與一級水解液合并，加入燒堿溶液調(diào)節(jié)pH值為5.0，接種量為 水解液重量比的6%接種高產(chǎn)酒精酵母，維持30 35°C發(fā)酵36小時，過濾，濾液蒸餾出乙 醇，殘液送入殘液罐備用；4.水解、發(fā)酵工段的濾渣與分選出的大塊硬骨、果核的粉碎物一起混勻、干燥、造 粒制成高蛋白飼料。本技術(shù)方案獲得了生物柴油、脂肪酸、甘油、工業(yè)酒精和高蛋白飼料為副產(chǎn)品，無 害化率100 %，減量化率98. 7 %。實施例61.取IOOOKg餐廚垃圾，真空吸入濕式分選系統(tǒng)，將餐廚垃圾在暫存池里通入蒸汽將物料加熱至40 50°C，靜置后分離出液相物料，在攪拌下加入重量百分比為0. 02%的油 水分離劑，靜置后放出水相，得到回收油相，將油相制備生物柴油、脂肪酸、甘油等產(chǎn)品；油 水分離劑為高分子陽離子酰胺類表面活性劑；2.其余垃圾進(jìn)入料液池，由輸料泵送入均質(zhì)罐，開啟均質(zhì)器均質(zhì)10 15分鐘，由 蒸餾殘液儲罐加入計量的殘液調(diào)固體和液體的重量比，再均質(zhì)5分鐘后由料液泵送入一級 水解罐，進(jìn)行第一次水解，趁熱過濾，濾液送入發(fā)酵罐備用，濾渣送入二級水解罐，進(jìn)行第二 次水解，過濾；表7 3.濾液送入發(fā)酵罐與一級水解液合并，加入純堿調(diào)節(jié)pH值為5.0，接種量為水解 液重量比的7%接種高產(chǎn)酒精酵母，維持30 35°C發(fā)酵36小時，過濾，濾液蒸餾出乙醇，殘 液送入殘液罐備用；4.水解、發(fā)酵工段的濾渣與分選出的大塊硬骨、果核的粉碎物一起混勻、干燥、造 粒制成高蛋白飼料。本技術(shù)方案獲得了生物柴油、脂肪酸、甘油、工業(yè)酒精和高蛋白飼料為副產(chǎn)品，無 害化率100 %，減量化率98. 3 %。試驗例1將實施例1中步驟(1)得到的回收油脂后的物料按表7所示工藝水解表7: 實驗結(jié)果如表8:表8: 將所得水解液按照實施例1中步驟(3)的條件進(jìn)行發(fā)酵，其中，酒精產(chǎn)出率如表 9 表9: 經(jīng)過對比試驗結(jié)果說明，本發(fā)明的二次水解的技術(shù)要優(yōu)于一次水解，二次水解的 殘渣量明顯降低，酒精的產(chǎn)出率也大幅度提升。
1權(quán)利要求
一種餐廚垃圾資源化清潔處理方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟(1)將餐廚垃圾分選后，分離回收油脂，油脂用于進(jìn)一步回收利用；(2)二次水解調(diào)節(jié)回收油脂后的物料固體和液體的重量比為1∶1～1∶3.5，第一次水解時加入固形物重量百分比為0.1～1％的催化劑，在0.1MPa、60～80℃、pH值1～2條件下水解反應(yīng)15～60分鐘，固液分離，水解液備用；第二次水解時調(diào)節(jié)殘渣固體和液體的重量比為1∶1～1∶3.5，加入固形物重量百分比為0.1～1％的催化劑，在0.5～1.0MPa、120～200℃、pH值1～2條件下水解反應(yīng)30～120分鐘，固液分離后，合并水解液；(3)將步驟(2)得到的水解液調(diào)節(jié)PH4～6，加入水解液重量比1％～10％的高產(chǎn)酒精酵母，28～35℃條件下發(fā)酵24～36小時，發(fā)酵液經(jīng)蒸餾提純獲得工業(yè)乙醇產(chǎn)品；(4)將步驟(1)中分選出的包含硬骨、果核的固體有機(jī)雜物，經(jīng)粉碎后與步驟(2)得到的水解殘渣和步驟(3)得到的發(fā)酵殘渣一起經(jīng)干燥造粒后制得高蛋白飼料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的餐廚垃圾資源化清潔處理方法，其特征在于，在步驟(1)中， 將餐廚垃圾在暫存池里通入蒸汽將物料加熱至40 50°C，靜置后分離出液相物料，在攪拌 下加入重量百分比為0. 01 0. 05%的油水分離劑，分離水相和油相，油相制備包含生物柴 油、脂肪酸、甘油的產(chǎn)品。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的餐廚垃圾資源化清潔處理方法，其特征在于，所述的油水分 離劑選自高分子陽離子酰胺類表面活性劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述餐廚垃圾資源化清潔處理方法，其特征在于，在步驟(2)中，第 一次水解時將回收油脂后的物料調(diào)節(jié)固體和液體的重量比為1 1 1 3，加入固形物 重量百分比為0. 1 的催化劑，在0. lMPa、65 80°C、PH1 2條件下反應(yīng)15 30分 鐘，固液分離，水解液備用；第二次水解時調(diào)節(jié)殘渣固體和液體的重量比為1 1 1 3， 加入固形物重量百分比為0. 1 0. 5%的催化劑，在1. 0MPa、158 195°C、pH值1 2條 件下反應(yīng)40 120分鐘，固液分離后，合并水解液。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述餐廚垃圾資源化清潔處理方法，其特征在于，在步驟(2)中，第 一次水解時將回收油脂后的物料調(diào)節(jié)固體和液體的重量比為1 1，加入固形物重量百分 比為0. 1 0. 5%的催化劑，在0. lMPa、65 75°C、pH值1 1. 5條件下反應(yīng)15 30分 鐘，固液分離，水解液備用；第二次水解時調(diào)節(jié)殘渣固體和液體的重量比為1 3，加入固形 物重量百分比為0. 5 的催化劑，在1.0MPa、165 180°C、pH值1. 5 2條件下反應(yīng) 40 90分鐘，固液分離后，合并水解液。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述餐廚垃圾資源化清潔處理方法，其特征在于，在步驟(2)中，所 述的催化劑選自鹽酸、硫酸、磷酸、苯磺酸與鐵、鋅、鎂形成的化合物中的至少一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述餐廚垃圾資源化清潔處理方法，其特征在于，第一次水解反應(yīng) 加入的催化劑的用量為固形物重量百分比為的0. 15% 0. 45%，更優(yōu)選0. 22% 0. 36%; 第二次水解反應(yīng)加入的催化劑的用量為固形物重量百分比為的優(yōu)選0. 55% 0. 95%，更 優(yōu)選0. 6% 0. 8%。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述餐廚垃圾資源化清潔處理方法，其特征在于，在步驟(3)中，將 所述的水解液調(diào)節(jié)至PH4. 5 5. 5，優(yōu)選pH5. 0。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述餐廚垃圾資源化清潔處理方法，其特征在于，在步驟(3)中，所述高產(chǎn)酒精酵母的接種量為水解液重量比2 % 10 %，優(yōu)選5 % 10 %，更優(yōu)選5 8 %。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述餐廚垃圾資源化清潔處理方法，其特征在于，步驟(3)中的蒸 餾殘液用于步驟(2)調(diào)整調(diào)節(jié)固體和液體的重量比。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種垃圾處理方法，具體講，涉及一種餐廚垃圾資源化清潔處理方法，其步驟包括分選—分離回收油脂—將分離回收油脂后的物料進(jìn)行二次水解—將水解液進(jìn)一步酒精發(fā)酵—將分選、水解和發(fā)酵得到的固體殘渣制造飼料，本發(fā)明帶來的有益效果為采用了適合工業(yè)化應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)合理的工藝技術(shù)、處理成本大大降低；制備出用途廣泛、附加值高的再生資源化產(chǎn)品；生產(chǎn)過程清潔環(huán)保，物料實現(xiàn)封閉循環(huán)，不產(chǎn)生二次污染物，資源化產(chǎn)品用途廣泛，運(yùn)營成本低，經(jīng)濟(jì)效益高。
文檔編號B09B5/00GK101890423SQ20101016127
公開日2010年11月24日 申請日期2010年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月30日
發(fā)明者丁永興, 胡長平, 郭東平 申請人:郭東平;胡長平;丁永興