專利名稱：餐廚垃圾高速生物處理方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及飯店、食堂產(chǎn)生的餐廚垃圾(俗稱泔水)和工、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的高濃度有機(jī)污水的處理，特別是涉及一種餐廚垃圾高速生物處理方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前城市餐廚垃圾是產(chǎn)生地溝油、垃圾豬的源頭，這些垃圾從各種渠道進(jìn)入人們的餐桌，嚴(yán)重危及了人民群眾的身體健康。據(jù)報(bào)道，鄭州市飯店、食堂每天產(chǎn)生剩菜剩飯餐廚垃圾約500噸，加上飯店、食堂餐廚排放污水中的餐廚垃圾，預(yù)測高達(dá)700—800噸；全國每年飯店、食堂餐廚垃圾產(chǎn)生量已達(dá)到六千萬噸。餐廚垃圾、地溝油對食品安全的沖擊已引起中央和各級地方政府的高度重視，2010年7月13日國務(wù)院辦公廳36號文件關(guān)于《加強(qiáng)地溝油整治和餐廚廢棄物管理的意見》，要求各地市以市長負(fù)責(zé)制，協(xié)調(diào)各職能部門加強(qiáng)餐廚垃圾管理。我國餐廚垃圾無害化處理起步較晚，近兩年僅在個(gè)別城市如西寧、寧潑、北京、 上海等城市剛剛起步。其中治理餐廚垃圾效果最好的是西寧市，“西寧模式”是由政府指定專業(yè)企業(yè)籌建餐廚垃圾處理廠處理剩菜、剩飯等餐廚垃圾，企業(yè)每處理一噸餐廚垃圾政府補(bǔ)貼企業(yè)200元。各地市紛紛學(xué)習(xí)“西寧模式”。但是“西寧模式”有以下“先天”不足1、餐廚垃圾利用率低，處理成本高，處理一噸餐廚垃圾企業(yè)要虧損150元以上。目前國內(nèi)普遍采用的餐廚垃圾處理技術(shù)是生化工藝，餐廚垃圾處理廠收集餐廚垃圾后經(jīng)過除油、脫水、烘干等理化過程，固體物質(zhì)做成動物飼料， 地溝油成為化工原料，污水經(jīng)過達(dá)標(biāo)處理后排放。籌建餐廚垃圾處理廠投資大、處理成本高，餐廚垃圾利用價(jià)值低，處理中產(chǎn)生的廢水還需達(dá)標(biāo)處理，餐廚垃圾固體含量10-1 ，大量污水需要處理增加了不小的處理費(fèi)用；另外，餐廚垃圾在收集、運(yùn)輸、處理、排污過程中容易造成二次污染。2、餐廚垃圾處理覆蓋率低，只能處理飯店、食堂剩菜剩飯餐廚垃圾，而不能處理飯店、食堂餐廚排放污水中的餐廚垃圾，不能完全堵住地溝油、垃圾豬漏洞。更為關(guān)鍵的原因是餐廚垃圾處理廠沒有政府高額財(cái)政補(bǔ)貼難以運(yùn)營，所以“西寧模式”推廣比較困難。以鄭州市為例2007年9月建成的占地15畝，總投入資金2380多萬元，設(shè)計(jì)日處理餐廚垃圾50噸的餐廚垃圾處理廠，試車成功后經(jīng)營性虧損，卻因得不到政府財(cái)政補(bǔ)貼而被迫停產(chǎn)近三年。餐廚垃圾生物處理是在一定溫度、濕度、酸堿度和厭氧條件下，經(jīng)各種微生物發(fā)酵、分解作用產(chǎn)生一種以甲烷為主要成分的混合可燃?xì)怏w(沼氣)的垃圾處理方法。餐廚垃圾生物處理產(chǎn)生的副產(chǎn)品沼氣可作為能源，沼肥可作為有機(jī)肥料用于農(nóng)作物替代化肥，地溝油可用作生物柴油原料，完全實(shí)現(xiàn)垃圾資源化。垃圾生物處理技術(shù)西歐開發(fā)利用較早，以德國為代表的垃圾生物處理公司處理技術(shù)引領(lǐng)世界潮流，目前世界上已經(jīng)建成投入運(yùn)營的垃圾生物處理廠近百個(gè)，處理系統(tǒng)年處理能力都在百萬噸以上，對促進(jìn)環(huán)境保護(hù)和資源利用作出積極貢獻(xiàn)。但是，籌建一個(gè)垃圾生物處理廠需投資數(shù)億元，提高了大規(guī)模垃圾生物處理的準(zhǔn)入門檻，大大抑制了垃圾生物處理技術(shù)推廣應(yīng)用。目前我國有機(jī)垃圾生物處理主要用在禽畜專業(yè)養(yǎng)殖戶或農(nóng)場產(chǎn)生的禽畜糞便、有機(jī)污水和工業(yè)有機(jī)污水的生物處理，處理能力干物質(zhì)含量每天在幾噸的規(guī)模。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有工藝不足，提出一種餐廚垃圾高速生物處理方法及系統(tǒng)，采用多級厭氧消化、超高溫厭氧消化、沼渣漂浮等工藝對餐廚垃圾或高濃度有機(jī)污水進(jìn)行生物處理，大大提高了垃圾處理生物消化速度，達(dá)到了資源再利用目的。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案
一種餐廚垃圾高速生物處理方法，首先對餐廚垃圾或高濃度有機(jī)污水進(jìn)行預(yù)處理，除去油脂并進(jìn)行初步水解酸化處理，調(diào)節(jié)酸堿度，然后進(jìn)行厭氧消化處理，所述厭氧消化處理過程采用至少三級厭氧消化反應(yīng)器，厭氧消化工藝采用超高溫厭氧消化工藝。所述的餐廚垃圾高速生物處理方法，厭氧消化工藝包括超高溫水解酸化和高溫產(chǎn)甲烷反應(yīng)過程，超高溫水解酸化反應(yīng)溫度控制在65-68度，酸堿度設(shè)定PH值為5. 5-6 ；高溫產(chǎn)甲烷反應(yīng)溫度控制在53-56度，酸堿度設(shè)定PH值6. 8-7. 5。所述的餐廚垃圾高速生物處理方法，超高溫水解酸化反應(yīng)過程在兩級反應(yīng)器中進(jìn)行，第一級溫度控制在65-68度，酸堿度設(shè)定PH值為5. 5-6，第二級為過渡反應(yīng)器，溫度控制在60-63度，酸堿度設(shè)定PH值為6-6. 5 ；高溫產(chǎn)甲烷反應(yīng)過程包括至少2級反應(yīng)器。所述的餐廚垃圾高速生物處理方法，在厭氧消化過程中，采用沼渣漂浮工藝對沼渣、固體消化物進(jìn)行處理，一是采用高壓回流氣體定時(shí)強(qiáng)力吹浮，使沼渣和固體消化物全部漂浮起來，二是在每個(gè)反應(yīng)器中利用自身消化液進(jìn)行低壓吹浮，保持沼渣和固體消化物不沉底，使厭氧菌與消化物充分接觸加快消化速度。一種餐廚垃圾高速生物處理系統(tǒng)，由至少三級及以上的厭氧消化反應(yīng)器組成，系統(tǒng)工程采用地埋式設(shè)計(jì)，反應(yīng)器設(shè)在地表下，所述厭氧消化反應(yīng)器包括超高溫水解酸化反應(yīng)器，高溫產(chǎn)甲烷反應(yīng)器，儲存沼渣保溫反應(yīng)器，儲存沼液保溫反應(yīng)器；超高溫水解酸化反應(yīng)器設(shè)有經(jīng)過預(yù)處理的餐廚垃圾進(jìn)口，超高溫水解酸化反應(yīng)器與高溫產(chǎn)甲烷反應(yīng)器共用的隔墻底部設(shè)有自流窗口連通高溫產(chǎn)甲烷反應(yīng)器，高溫產(chǎn)甲烷反應(yīng)器與儲存沼渣保溫反應(yīng)器之間設(shè)有物料輸送管道，儲存沼渣保溫反應(yīng)器上部設(shè)有溢出口連通儲存沼液保溫反應(yīng)器； 在所述超高溫水解酸化反應(yīng)器、高溫產(chǎn)甲烷反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有加熱器通過管道連接熱力系統(tǒng)； 所述各個(gè)消化反應(yīng)器上下周壁設(shè)有保溫層；所述高溫產(chǎn)甲烷反應(yīng)器、儲存沼渣、沼液保溫反應(yīng)器頂部設(shè)有與其中液面上部空腔連通的沼氣排出管口。所述的餐廚垃圾高速生物處理系統(tǒng)，超高溫水解酸化反應(yīng)器包括水解酸化反應(yīng)器和過渡反應(yīng)器兩個(gè)區(qū)域，水解酸化反應(yīng)器與過渡反應(yīng)器共用的隔墻底部設(shè)有自流窗口連通過渡反應(yīng)器，過渡反應(yīng)器與高溫產(chǎn)甲烷反應(yīng)器共用的隔墻底部設(shè)有自流窗口連通高溫產(chǎn)甲烷反應(yīng)器。所述的餐廚垃圾高速生物處理系統(tǒng)，高溫產(chǎn)甲烷反應(yīng)器包括依次相連通的二個(gè)、 三個(gè)或三個(gè)以上反應(yīng)器，各個(gè)反應(yīng)器頂部均設(shè)調(diào)整酸堿度PH值的物料進(jìn)口和產(chǎn)甲烷氣體出口管，各個(gè)反應(yīng)器的加熱器單獨(dú)設(shè)置通過管道連接熱力系統(tǒng)。所述的餐廚垃圾高速生物處理系統(tǒng)，超高溫水解酸化反應(yīng)器、高溫產(chǎn)甲烷反應(yīng)器內(nèi)底部均設(shè)有吹浮管道，所述吹浮管道進(jìn)口從其頂部引入連接自身消化液循環(huán)系統(tǒng)和回流氣體高壓系統(tǒng)。
所述的餐廚垃圾高速生物處理系統(tǒng)，含有預(yù)處理池，隔油池，備料池，堿性溶液池， 所述預(yù)處理池頂部設(shè)有餐廚垃圾進(jìn)口，預(yù)處理池和隔油池底部連通，預(yù)處理池設(shè)有分離地溝油出口 ；隔油池設(shè)有溢水管連通超高溫水解酸化反應(yīng)器；備料池底部設(shè)有潛水型鉸刀粉碎機(jī)，隔油池、堿性溶液池與備料池之間設(shè)有輸送泵連通備料池。所述的餐廚垃圾高速生物處理系統(tǒng)，含有溢料池，最后一個(gè)高溫產(chǎn)甲烷反應(yīng)器上中部設(shè)有大口徑管道與溢料池相通；消化材料輸送管道、堿性溶液輸送管道和沼渣、沼液輸送管道共用，管道之間設(shè)有切換閥門，每個(gè)反應(yīng)器頂部還設(shè)有溫度、酸度計(jì)安裝管口和自循環(huán)泵安裝窗口。本發(fā)明的有益積極效果
1、本發(fā)明餐廚垃圾高速生物處理方法及系統(tǒng)，采用超高溫多級厭氧消化工藝，工程設(shè)計(jì)采用地埋式、緊密型設(shè)計(jì)，多個(gè)反應(yīng)器唇齒相連，垃圾生物處理效果好，其實(shí)施推廣具有很好的社會和經(jīng)濟(jì)效益。不但能夠高速處理飯店、食堂剩菜剩飯等餐廚垃圾，還能高速處理飯店、食堂餐廚排放污水中的餐廚垃圾，能夠完全斬?cái)嗟販嫌?、垃圾豬產(chǎn)生的源頭；還可以高速生物處理禽畜糞便垃圾和工業(yè)高濃度有機(jī)污水，適用性強(qiáng)。2、本發(fā)明餐廚垃圾高速生物處理方法和系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡單，投資少，占地面積小，與相同處理能力的餐廚垃圾生物處理廠相比僅需要十分之一投資；效率高，采用超高溫水解酸化、多級厭氧消化、沼渣漂浮等工藝，大大提高了消化速度和消化系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可操作性，垃圾處理成本低，處理廠即使沒有政府財(cái)政補(bǔ)貼也能達(dá)到盈利。3、本發(fā)明餐廚垃圾高速生物處理方法和系統(tǒng)，處理餐廚垃圾產(chǎn)生的副產(chǎn)品零排放，沼氣、沼液、沼渣、地溝油全部利用，沼氣發(fā)電并網(wǎng)創(chuàng)收，地溝油做生物柴油原料創(chuàng)收，沼肥無償提供周邊蔬菜基地生產(chǎn)有機(jī)蔬菜提高蔬菜價(jià)值或者將沼渣脫水、烘干制成有機(jī)肥料創(chuàng)收；餐廚垃圾在收集、運(yùn)輸、處理、利用全程封閉不會產(chǎn)生二次污染。


圖1 本發(fā)明餐廚垃圾高速生物處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2 本發(fā)明餐廚垃圾高速生物處理系統(tǒng)工作原理示意圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例一本發(fā)明餐廚垃圾高速生物處理方法，首先對餐廚垃圾或高濃度有機(jī)污水進(jìn)行預(yù)處理，除去油脂并進(jìn)行初步水解酸化處理，調(diào)節(jié)酸堿度，然后進(jìn)行厭氧消化處理， 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)不同的是所述厭氧消化處理過程采用至少三級厭氧反應(yīng)器，厭氧消化工藝采用超高溫厭氧消化工藝。厭氧反應(yīng)溫度最高接近70度，遠(yuǎn)高于目前的55度。目前國內(nèi)外普遍采用單級或兩級厭氧消化工藝。實(shí)踐證明，采用兩級厭氧消化工藝，即通過兩個(gè)反應(yīng)器創(chuàng)造兩個(gè)不同的生物營養(yǎng)環(huán)境(如溫度、PH等)，比單級(一個(gè)反應(yīng)器) 厭氧消化工藝可以提高反應(yīng)器整體消化效率，增加沼氣產(chǎn)量和增加消化系統(tǒng)的穩(wěn)定性。而本發(fā)明采用多級厭氧消化工藝，分別控制不同溫度和PH值，更有利于特定厭氧菌群生長，更進(jìn)一步提高了消化效率和消化速度；多級厭氧消化工藝不僅提高消化速度而且大大提高了消化系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可操作性，單獨(dú)調(diào)整每個(gè)反應(yīng)器可以更好地保證厭氧消化正常進(jìn)行；還可以單獨(dú)收集二氧化碳?xì)怏w，提高沼氣中甲烷含量。
實(shí)施例二 本實(shí)施例餐廚垃圾高速生物處理方法，厭氧消化工藝包括超高溫水解酸化和高溫產(chǎn)甲烷反應(yīng)過程，超高溫水解酸化反應(yīng)器溫度控制在65-68度，酸堿度設(shè)定PH 值為5. 5-6 ；高溫產(chǎn)甲烷反應(yīng)器溫度控制在53-56度，酸堿度設(shè)定PH值6. 8-7. 5。傳統(tǒng)的有機(jī)物厭氧消化工藝?yán)碚撋险J(rèn)為自然厭氧消化工藝消化溫度1046度， 消化周期40-60天；中溫厭氧消化工藝消化溫度35度，消化周期20天；高溫厭氧消化工藝消化溫度陽度，消化周期15天。目前我國有機(jī)物厭氧消化工藝一般采用中溫35度。本發(fā)明則對此有所突破，把超高溫水解過程單獨(dú)放在一個(gè)反應(yīng)器中進(jìn)行，超高溫水解酸化反應(yīng)器溫度控制在65-68度，酸堿度設(shè)定PH值為5. 5-6。事實(shí)證明，有機(jī)物厭氧消化溫度控制在65-68度時(shí)，水解活性進(jìn)一步提高，可以加快有機(jī)物水解速度。本發(fā)明厭氧消化工藝消化溫度最高達(dá)到68度，消化周期10天。消化溫度每提高10度消化速度就會提高一倍。實(shí)施例三本實(shí)施例餐廚垃圾高速生物處理方法，與實(shí)施例二不同的是超高溫水解酸化反應(yīng)過程是在兩級反應(yīng)器中進(jìn)行，第一級溫度控制在65-68度，酸堿度設(shè)定PH值為5. 5-6，第二級為過渡反應(yīng)器，溫度控制在60-63度，酸堿度設(shè)定PH值為6-6. 5 ；高溫產(chǎn)甲烷反應(yīng)過程包括至少2級反應(yīng)器，如圖1、圖2所示。實(shí)施例三本實(shí)施例餐廚垃圾高速生物處理方法，與前述各實(shí)施例不同的是在厭氧處理過程中，采用沼渣漂浮工藝對沼渣、固體消化物進(jìn)行處理，一是采用高壓回流氣體定時(shí)強(qiáng)力吹浮，使沼渣和固體消化物全部漂浮起來，二是在每個(gè)反應(yīng)器中利用自身消化液進(jìn)行低壓吹浮( 小時(shí)不間斷循環(huán))，保持沼渣和固體消化物不沉底，使厭氧菌與消化物充分接觸加快消化速度。實(shí)施例四本實(shí)施例為餐廚垃圾高速生物處理系統(tǒng)。參見圖1、圖2，所述餐廚垃圾高速生物處理系統(tǒng)由至少三級及以上的厭氧消化反應(yīng)器組成，系統(tǒng)工程采用地埋式設(shè)計(jì)， 反應(yīng)器設(shè)在地表下，所述厭氧消化反應(yīng)器包括超高溫水解酸化反應(yīng)器1，高溫產(chǎn)甲烷反應(yīng)器 3，儲存沼渣保溫反應(yīng)器4，儲存沼液保溫反應(yīng)器5 ；超高溫水解酸化反應(yīng)器1設(shè)有經(jīng)過預(yù)處理的餐廚垃圾進(jìn)口，超高溫水解酸化反應(yīng)器1與高溫產(chǎn)甲烷反應(yīng)器3共用的隔墻底部設(shè)有自流窗口 1-1連通高溫產(chǎn)甲烷反應(yīng)器，高溫產(chǎn)甲烷反應(yīng)器3與儲存沼渣保溫反應(yīng)器4之間設(shè)有物料輸送管道，儲存沼渣保溫反應(yīng)器4上部設(shè)有溢出口 4-1連通儲存沼液保溫反應(yīng)器 5 ；在所述超高溫水解酸化反應(yīng)器、高溫產(chǎn)甲烷反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有加熱器通過管道連接熱力系統(tǒng)；所述各個(gè)消化反應(yīng)器上下周壁設(shè)有保溫層；所述高溫產(chǎn)甲烷反應(yīng)器和儲存沼渣、沼液保溫反應(yīng)器頂部設(shè)有與其中液面上部空腔連通的沼氣排出管口。實(shí)施例五參見圖1、圖2，本實(shí)施例餐廚垃圾高速生物處理系統(tǒng)，與實(shí)施例四不同的是超高溫水解酸化反應(yīng)器包括水解酸化反應(yīng)器1和過渡反應(yīng)器2兩個(gè)區(qū)域，水解酸化反應(yīng)器1與過渡反應(yīng)器2共用的隔墻底部設(shè)有自流窗口 1-1連通過渡反應(yīng)器2，過渡反應(yīng)器2 與高溫產(chǎn)甲烷反應(yīng)器3共用的隔墻底部設(shè)有自流窗口 2-1連通高溫產(chǎn)甲烷反應(yīng)器3。實(shí)施例六參見圖1、圖2，本實(shí)施例餐廚垃圾高速生物處理系統(tǒng)，與實(shí)施例五不同的是高溫產(chǎn)甲烷反應(yīng)器包括依次相連通的二個(gè)到三個(gè)或三個(gè)以上區(qū)域，各個(gè)區(qū)域頂部均設(shè)調(diào)整酸堿度PH值的物料進(jìn)口和產(chǎn)甲烷氣體出口管，及各設(shè)有單獨(dú)加熱的加熱器通過管道連接熱力系統(tǒng)。實(shí)施例七、本實(shí)施例餐廚垃圾高速生物處理系統(tǒng)，與實(shí)施例五或?qū)嵤├煌?br> 7是所述超高溫水解酸化反應(yīng)器、高溫產(chǎn)甲烷反應(yīng)器內(nèi)底部均設(shè)有吹浮管道，所述吹浮管道進(jìn)口從其頂部引入連接自身消化液循環(huán)系統(tǒng)和回流氣體高壓系統(tǒng)。本發(fā)明餐廚垃圾高速生物處理系統(tǒng)，含有預(yù)處理池9，隔油池6，備料池7，堿性溶液池8，所述預(yù)處理池頂部設(shè)有餐廚垃圾進(jìn)口 9-1，預(yù)處理池9和隔油池6底部連通，預(yù)處理池設(shè)有分離地溝油出口 9-2 ；隔油池6設(shè)有溢水管連通超高溫水解酸化反應(yīng)器1 ；備料池7 底部設(shè)有潛水型鉸刀粉碎機(jī)，隔油池6、堿性溶液池8與備料池7之間設(shè)有輸送泵連通備料池。本發(fā)明餐廚垃圾高速生物處理系統(tǒng)，含有溢料池11，最后一個(gè)高溫產(chǎn)甲烷反應(yīng)器上中部設(shè)有大口徑管道與溢料池11相通；消化材料輸送管道、堿性溶液輸送管道和沼渣、 沼液輸送管道共用，管道之間設(shè)有切換閥門，每個(gè)反應(yīng)器頂部還設(shè)有溫度、酸度計(jì)安裝管口和自循環(huán)泵安裝窗口。本發(fā)明餐廚垃圾高速生物處理方法及系統(tǒng)，處理過程綜述如下
1、飯店、食堂餐廚排放污水中含有大量餐廚垃圾，采用申請人專利技術(shù)(化油化糞池， 專利號ZL2003. 20030301. X)，能將飯店、食堂餐廚排放污水中的餐廚垃圾徹底分離出來， 儲存在隔離池中，同飯店、食堂剩菜剩飯餐廚垃圾一起，每天由吸污專用運(yùn)輸車收集。2、將餐廚垃圾放入預(yù)處理池9中，經(jīng)預(yù)處理池沉淀，固體垃圾沉淀在池底部，地溝油漂浮在污水表面；分離出的地溝油從分離地溝油出口撇出倒入儲油池中沉淀、儲存，儲油池滿盈時(shí)抽出銷售。3、預(yù)處理池設(shè)有增溫管道，加熱餐廚垃圾33-36度，還設(shè)有沼渣管道進(jìn)口，添加部分沼渣(厭氧菌種)，使餐廚垃圾提前水解酸化；預(yù)處理池與隔油池底部有窗口相通，固體餐廚垃圾和污水從預(yù)處理池底部進(jìn)入隔油池，漂浮在污水表面的地溝油隔離在預(yù)處理池中。4、隔油池中的污水滿盈時(shí)會自動溢出，從溢出餐廚污水進(jìn)口進(jìn)入超高溫水解酸化反應(yīng)器中(系統(tǒng)在啟動階段反應(yīng)器中消化液水面低，溢水管道設(shè)有閘門，預(yù)防反應(yīng)器中氣體溢出，系統(tǒng)正常時(shí)閘門常開啟)；將已經(jīng)半水解酸化的餐廚固體垃圾和部分污水從隔油池抽出進(jìn)入備料池，備料池底部設(shè)有潛水型鉸刀粉碎機(jī)，將固體餐廚垃圾粉碎粒度細(xì)化；同時(shí)將堿性溶液池中部分堿性溶液經(jīng)堿性溶液提料泵抽出進(jìn)入備料池，調(diào)整已經(jīng)半水解酸化的餐廚垃圾PH值在5. 5-6范圍，酸度過大會沖擊反應(yīng)器消化系統(tǒng)。5、厭氧菌繁殖倍增一代需要5個(gè)小時(shí)左右，處理裝置每天處理量分成5次進(jìn)料，消化反應(yīng)器設(shè)定每5個(gè)小時(shí)左右進(jìn)一次料；餐廚固體垃圾和部分污水經(jīng)過粉碎機(jī)粉碎粒度細(xì)化變成高固體含量的有機(jī)污水，經(jīng)堿性溶液調(diào)整酸堿度PH值后用消化原料提料泵抽出從進(jìn)料管道入口進(jìn)入超高溫酸化反應(yīng)器中；消化原料提料泵入口設(shè)有濾網(wǎng)阻擋Icm以上固體物進(jìn)入超高溫酸化反應(yīng)器中。6、高固體含量的有機(jī)污水進(jìn)入超高溫水解酸化反應(yīng)器時(shí)，一定比例(約30%進(jìn)料量)的沼液、沼渣(厭氧菌種)從沼渣出口和沼液出口抽出從進(jìn)料管道入口進(jìn)入超高溫水解酸化反應(yīng)器中混合。7、高固體含量的有機(jī)污水和一定比例的沼液、沼渣進(jìn)入超高溫水解酸化反應(yīng)器后，用回流氣體或自循環(huán)消化液經(jīng)吹浮管道吹浮，達(dá)到充分混合。8、系統(tǒng)每次不斷進(jìn)料使消化液從超高溫水解酸化反應(yīng)器下方窗口不斷自動流入超高溫過渡反應(yīng)器、高溫產(chǎn)甲烷反應(yīng)器中。
9、每天不斷進(jìn)料使超高溫水解酸化反應(yīng)器、超高溫過渡反應(yīng)器、高溫產(chǎn)甲烷器各個(gè)反應(yīng)器滿盈(占系統(tǒng)有效容量95%)時(shí)，將沼肥從沼肥出口抽出從沼肥進(jìn)口進(jìn)入儲存沼渣保溫反應(yīng)器，抽出沼肥量不大于一天進(jìn)料量；儲存沼渣保溫反應(yīng)器上部設(shè)有窗口，沼肥經(jīng)過沉淀，沼渣保留在儲存沼渣保溫反應(yīng)器中，沼液分離出來自動流入儲存沼液保溫反應(yīng)器中。10、根據(jù)各個(gè)反應(yīng)器中消化液PH值在線監(jiān)測數(shù)值，調(diào)整各個(gè)反應(yīng)器消化液PH值時(shí)，沼液、沼渣從沼渣出口和沼液出口抽出從調(diào)整材料管道進(jìn)口進(jìn)入超高溫過渡反應(yīng)器、高溫產(chǎn)甲烷各反應(yīng)器中，中和消化液酸堿度提升PH達(dá)到正常值；PH值下降較大時(shí)用堿性溶液提料泵輸送堿性溶液中和酸堿度。11、根據(jù)各個(gè)反應(yīng)器消化液溫度在線監(jiān)測數(shù)值，分別調(diào)整各個(gè)反應(yīng)器消化液溫度時(shí)，都設(shè)有獨(dú)立的增溫管道進(jìn)出口分別用80-90度熱水循環(huán)增溫，增溫管道連接燃?xì)鉄o壓熱水鍋爐；超高溫水解酸化反應(yīng)器設(shè)定溫度65-68度，超高溫過渡反應(yīng)器設(shè)備溫度60-63 度，高溫產(chǎn)甲烷反應(yīng)器設(shè)定溫度53-56度，儲存沼渣、沼液保溫反應(yīng)器設(shè)定溫度33-36度；各個(gè)反應(yīng)器上下、四周噴涂聚氨酯發(fā)泡層4-5cm，增加各反應(yīng)器保溫能力。12、為了加速高固體含量的有機(jī)污水快速消化，每個(gè)反應(yīng)器都設(shè)有獨(dú)立的吹浮管道入口連接自循環(huán)系統(tǒng)二4小時(shí)不間斷低壓消化液吹浮，循環(huán)系統(tǒng)設(shè)有過濾箱，過濾0. 6cm 以上的固體物質(zhì)進(jìn)入循環(huán)管道，預(yù)防管道噴口堵塞；吹浮管道還連接氣體壓縮機(jī)和高壓罐， 可根據(jù)需要分別設(shè)定回流氣體高壓吹浮開啟次數(shù)和時(shí)間。13、最后一個(gè)高溫產(chǎn)甲烷反應(yīng)器上中部設(shè)有大口徑管道與溢料池相通，如果系統(tǒng)異常出現(xiàn)壓力(系統(tǒng)設(shè)為常壓)會將消化液壓出系統(tǒng)外，溢料池會接納消化液避免消化液溢出，并設(shè)有報(bào)警裝置(響鈴)提醒操作人員及時(shí)處理(系統(tǒng)在啟動階段反應(yīng)器中消化液水面低，溢出管道設(shè)有閘門，預(yù)防反應(yīng)器中氣體溢出，裝置正常時(shí)閘門常開啟)。14、消化材料輸送管道、堿性溶液輸送管道和沼渣、沼液輸送管道共同使用一個(gè)管道，利用閘門開啟或關(guān)閉輸送一定液體進(jìn)入指定的反應(yīng)器中或外運(yùn)沼渣、沼液；輸送管道上安裝有在線濃度分析儀，及時(shí)掌控各種液體固體含量，每個(gè)反應(yīng)器中還設(shè)有在線TDS監(jiān)測儀，及時(shí)掌握消化液中固體消化率，提高消化系統(tǒng)操作性。15、根據(jù)處理廠周邊用戶需求，用沼肥專用車從儲存沼渣、沼液保溫反應(yīng)器中抽出沼渣、沼液，送到用戶指定的儲存池或田間地頭；也可將沼渣脫水、烘干制成有機(jī)肥料創(chuàng)收。16、高固體含量有機(jī)污水在反應(yīng)器中，在厭氧菌、高溫和正常PH值(超高溫水解酸化反應(yīng)器設(shè)定PH值5. 5-6，超高溫過渡反應(yīng)器設(shè)定PH值6-6. 5，高溫產(chǎn)甲烷反應(yīng)器設(shè)定PH 值6. 8-7. 5)條件下，微生物厭氧消化過程中各個(gè)反應(yīng)器都產(chǎn)出氣體，沼氣從沼氣出口管道、 二氧化碳?xì)怏w從二氧化碳?xì)怏w出口管道排出，氣體用管道收集起來，分別連接大型氣體儲存罐和氣體利用設(shè)備，處理系統(tǒng)產(chǎn)生的二氧化碳?xì)怏w回流吹浮系統(tǒng)中消化液。目前國內(nèi)外現(xiàn)有的厭氧消化處理系統(tǒng)普遍采用單級或兩級反應(yīng)器，工程設(shè)計(jì)普遍采用地上式金屬結(jié)構(gòu)，能使配備設(shè)備便于維護(hù)檢修。本發(fā)明處理系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)采用地下式、 緊密型、多級反應(yīng)器設(shè)計(jì)，七個(gè)獨(dú)立的厭氧消化反應(yīng)器你中有我我中有你渾然一體，節(jié)省建筑材料，采用混凝土結(jié)構(gòu)造價(jià)低廉。以設(shè)計(jì)處理100噸/天的餐廚垃圾高速生物處理廠為例，總投資與相同處理能力的餐廚垃圾生物處理廠相比僅需要十分之一投資(2010年12月蘭州市建成全國第一個(gè)采用厭氧消化工藝的餐廚垃圾生物處理廠竣工，進(jìn)入調(diào)試階段，投資11300萬元，日處理餐廚垃圾200噸)?，F(xiàn)有厭氧消化處理系統(tǒng)采用地上式設(shè)計(jì)主要考慮配套設(shè)備容易檢修，因?yàn)樘幚硌b置自啟動后不能停產(chǎn)，處理裝置啟動成本高，停產(chǎn)會造成重大經(jīng)濟(jì)損失和垃圾無處堆放的社會問題，采用金屬結(jié)構(gòu)考慮處理系統(tǒng)的牢固性能和封閉性能(厭氧菌怕氧不能有一點(diǎn)空氣泄漏)；采用單級或兩級反應(yīng)器設(shè)計(jì)主要考慮節(jié)省投資成本。本發(fā)明處理系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)很好地解決了配套設(shè)備的維護(hù)，保證設(shè)備檢修、更換不停產(chǎn)， 處理系統(tǒng)配備設(shè)備少，只需要幾臺水泵，就是水泵壞了更換一臺用不完20分鐘，處理系統(tǒng)內(nèi)增溫、吹浮管道采用耐腐蝕不銹鋼管，20年以上不需要停產(chǎn)大修；采用混凝土結(jié)構(gòu)工程造價(jià)低廉減少投資成本。地埋式處理系統(tǒng)不僅投資少、不占用土地，而且還能防地震、防雷擊和使用壽命長、減少處理系統(tǒng)的熱量損失。
權(quán)利要求
1.一種餐廚垃圾高速生物處理方法，首先對餐廚垃圾或高濃度有機(jī)污水進(jìn)行預(yù)處理， 除去油脂并進(jìn)行初步水解酸化處理，調(diào)節(jié)酸堿度，然后進(jìn)行厭氧消化處理，其特征是所述厭氧消化處理過程采用至少三級厭氧消化反應(yīng)器，厭氧消化工藝采用超高溫厭氧消化工藝。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的餐廚垃圾高速生物處理方法，其特征是所述厭氧消化工藝包括超高溫水解酸化和高溫產(chǎn)甲烷反應(yīng)過程，超高溫水解酸化反應(yīng)溫度控制在65-68 度，酸堿度設(shè)定PH值為5. 5-6 ；高溫產(chǎn)甲烷反應(yīng)溫度控制在53-56度，酸堿度設(shè)定PH值 6. 8-7. 5。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的餐廚垃圾高速生物處理方法，其特征是超高溫水解酸化反應(yīng)過程在兩級反應(yīng)器中進(jìn)行，第一級溫度控制在65-68度，酸堿度設(shè)定PH值為5. 5-6， 第二級為過渡反應(yīng)器，溫度控制在60-63度，酸堿度設(shè)定PH值為6-6. 5 ；高溫產(chǎn)甲烷反應(yīng)過程包括至少2級反應(yīng)器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的餐廚垃圾高速生物處理方法，其特征是在厭氧消化過程中， 采用沼渣漂浮工藝對沼渣、固體消化物進(jìn)行處理，一是采用高壓回流氣體定時(shí)強(qiáng)力吹浮，使沼渣和固體消化物全部漂浮起來，二是在每個(gè)反應(yīng)器中利用自身消化液進(jìn)行低壓吹浮，保持沼渣和固體消化物不沉底，使厭氧菌與消化物充分接觸加快消化速度。
5.一種餐廚垃圾高速生物處理系統(tǒng)，由至少三級及以上的厭氧消化反應(yīng)器組成，其特征是系統(tǒng)工程采用地埋式設(shè)計(jì)，反應(yīng)器設(shè)在地表下，所述厭氧消化反應(yīng)器包括超高溫水解酸化反應(yīng)器，高溫產(chǎn)甲烷反應(yīng)器，儲存沼渣保溫反應(yīng)器，儲存沼液保溫反應(yīng)器；超高溫水解酸化反應(yīng)器設(shè)有經(jīng)過預(yù)處理的餐廚垃圾進(jìn)口，超高溫水解酸化反應(yīng)器與高溫產(chǎn)甲烷反應(yīng)器共用的隔墻底部設(shè)有自流窗口連通高溫產(chǎn)甲烷反應(yīng)器，高溫產(chǎn)甲烷反應(yīng)器與儲存沼渣保溫反應(yīng)器之間設(shè)有物料輸送管道，儲存沼渣保溫反應(yīng)器上部設(shè)有溢出口連通儲存沼液保溫反應(yīng)器；在所述超高溫水解酸化反應(yīng)器、高溫產(chǎn)甲烷反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有加熱器通過管道連接熱力系統(tǒng)；所述各個(gè)消化反應(yīng)器上下周壁設(shè)有保溫層；所述高溫產(chǎn)甲烷反應(yīng)器、儲存沼渣、沼液保溫反應(yīng)器頂部設(shè)有與其中液面上部空腔連通的沼氣排出管口。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的餐廚垃圾高速生物處理系統(tǒng)，其特征是超高溫水解酸化反應(yīng)器包括水解酸化反應(yīng)器和過渡反應(yīng)器兩個(gè)區(qū)域，水解酸化反應(yīng)器與過渡反應(yīng)器共用的隔墻底部設(shè)有自流窗口連通過渡反應(yīng)器，過渡反應(yīng)器與高溫產(chǎn)甲烷反應(yīng)器共用的隔墻底部設(shè)有自流窗口連通高溫產(chǎn)甲烷反應(yīng)器。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的餐廚垃圾高速生物處理系統(tǒng)，其特征是高溫產(chǎn)甲烷反應(yīng)器包括依次相連通的二個(gè)、三個(gè)或三個(gè)以上反應(yīng)器，各個(gè)反應(yīng)器頂部均設(shè)調(diào)整酸堿度PH 值的物料進(jìn)口和產(chǎn)甲烷氣體出口管，各個(gè)反應(yīng)器的加熱器單獨(dú)設(shè)置通過管道連接熱力系統(tǒng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的餐廚垃圾高速生物處理系統(tǒng)，其特征是所述超高溫水解酸化反應(yīng)器、高溫產(chǎn)甲烷反應(yīng)器內(nèi)底部均設(shè)有吹浮管道，所述吹浮管道進(jìn)口從其頂部引入連接自身消化液循環(huán)系統(tǒng)和回流氣體高壓系統(tǒng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的餐廚垃圾高速生物處理系統(tǒng)，其特征是含有預(yù)處理池，隔油池，備料池，堿性溶液池，所述預(yù)處理池頂部設(shè)有餐廚垃圾進(jìn)口，預(yù)處理池和隔油池底部連通，預(yù)處理池設(shè)有分離地溝油出口 ；隔油池設(shè)有溢水管連通超高溫水解酸化反應(yīng)器；備料池底部設(shè)有潛水型鉸刀粉碎機(jī)，隔油池、堿性溶液池與備料池之間設(shè)有輸送泵連通備料池。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的餐廚垃圾高速生物處理系統(tǒng)，其特征是含有溢料池，最后一個(gè)高溫產(chǎn)甲烷反應(yīng)器上中部設(shè)有大口徑管道與溢料池相通；消化材料輸送管道、堿性溶液輸送管道和沼渣、沼液輸送管道共用，管道之間設(shè)有切換閥門，每個(gè)反應(yīng)器頂部還設(shè)有溫度、酸度計(jì)安裝管口和自循環(huán)泵安裝窗口。
全文摘要
本發(fā)明涉及飯店、食堂產(chǎn)生的餐廚垃圾(俗稱泔水)和工、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的高濃度有機(jī)污水的處理方法。一種餐廚垃圾高速生物處理方法，首先對餐廚垃圾或高濃度有機(jī)污水進(jìn)行預(yù)處理，除去油脂并進(jìn)行初步水解酸化處理，然后進(jìn)行厭氧消化處理，所述厭氧消化處理過程采用至少三級厭氧消化反應(yīng)器，厭氧消化工藝采用超高溫厭氧消化工藝。餐廚垃圾高速生物處理系統(tǒng)，由至少三級及以上的厭氧消化反應(yīng)器組成，系統(tǒng)工程采用地埋式設(shè)計(jì)，反應(yīng)器設(shè)在地表下。發(fā)明餐廚垃圾高速生物處理方法及系統(tǒng)，采用超高溫多級厭氧消化工藝，工程設(shè)計(jì)采用地埋式、緊密型設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)簡單，投資少，占地面積小，垃圾生物處理效果好，其實(shí)施推廣具有很好的社會和經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號C02F3/28GK102180571SQ20111008292
公開日2011年9月14日 申請日期2011年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月2日
發(fā)明者柳建國, 柳思佳 申請人:柳建國