CN114178294A - 一种厨余垃圾全资源化利用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种厨余垃圾全资源化利用方法，属于垃圾再利用领域。本发明利用预处理、好氧发酵、皂化技术、水处理技术、尾气净化技术等方法将厨余垃圾进行处理，可以获得土壤改良基质、肥皂，产生的污水经净化后用于预处理阶段及园林养护，该技术的实施能够实现厨余垃圾高效、稳定、连续全资源化，有效避免厨余垃圾对环境的污染，整个处理过程对环境无二次污染，具有显著的经济、社会和环境效益。
Description
技术领域
本发明涉及垃圾再利用技术领域，尤其涉及一种厨余垃圾全资源化利用方法。
背景技术
厨余垃圾是人类生活饮食过程中产生的剩余物，主要由剩菜剩饭以及菜帮菜叶组成，其化学成分多为木质素、纤维素、半纤维素、油脂、淀粉、蛋白质等。现有技术中已经建立了一系列处理处置方法，然而对于分散度高，产量相对集中的地区，厨余垃圾的长距离运输导致费用高且在运输过程中跑冒滴漏等问题导致污染环境，同时也造成了严重的财政负担。
目前已有的厨余垃圾处理处置方法包括填埋、随生活垃圾焚烧、厌氧发酵等方法。填埋占用土地资源；因生活垃圾中含水率较高，焚烧过程不稳定安全隐患高，厌氧发酵过程产生的沼液、沼渣难于处理。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种厨余垃圾全资源化利用方法。本发明利用厨余垃圾有机质含量高的特征，通过预处理利用油水分离技术获得油脂，好氧微生物对固态厨余垃圾快速降解，产生的废水经处理后回用，实现了废弃物的全资源化利用。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种厨余垃圾全资源化利用方法，包括以下步骤：
将厨余垃圾进行固液分离，得到固态物料和第一污水；
将所述固态物料与水混合进行预处理，得到固体物和第二污水；
将所述固体物与好氧细菌混合进行好氧发酵，得到好氧发酵物料和废气；
将所述第一污水和第二污水混合后依次进行油水分离和皂化反应，得到第三污水；
将所述第三污水依次进行厌氧水解酸化和好氧生物降解，得到净化水；
将所述废气进行净化。
优选地，所述厨余垃圾进行固液分离的步骤为：利用螺旋输送装置将所述厨余垃圾进行提升输送，在推送固态物料的同时将水与固态物料相分离。
优选地，所述螺旋输送装置的停留时间为1～2min。
优选地，所述固态物料与水的质量比为1:1，所述水为所述净化水。
优选地，所述好氧发酵的温度为55～65℃，停留时间为6～8小时。
优选地，所述固体物与好氧细菌的质量比为1:(0.0001～0.0010)。
优选地，所述好氧细菌包括枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌和嗜热芽孢杆菌中的一种或多种。
优选地，对所述好氧发酵物料中有机质含量进行测试，所述有机质的含量超过90wt％，将所述好氧发酵物料用于土壤改良。
优选地，所述净化包括水洗、低温等离子处理和光催化。
优选地，所述皂化反应使用氢氧化钠或氢氧化钾。
本发明提供了一种厨余垃圾全资源化利用方法，包括以下步骤：将厨余垃圾进行固液分离，得到固态物料和第一污水；将所述固态物料与水混合进行预处理，得到固体物和第二污水；将所述固体物与好氧细菌混合进行好氧发酵，得到好氧发酵物料和废气；将所述第一污水和第二污水混合后依次进行油水分离和皂化反应，得到第三污水；将所述第三污水依次进行厌氧水解酸化和好氧生物降解，得到净化水；将所述废气进行净化。本发明提供了一种厨余垃圾全资源化的利用技术，本发明的方法处理简单、易于操作、节省占地面积、无废水、废渣产生，不但提高处理效率、节约能源消耗、降低处理成本，而且产出物均被资源化利用，实现循环经济。
本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：
所述厨余垃圾全资源化利用方法操作简便、流程简单、自动化程度高，占地面积小等优点，通过水资源循环再生利用能够有效降低资源消耗，同时厨余垃圾处理效率达到80％以上；本技术的应用能够有效降低厨余垃圾对环境的污染，同时也降低当前厨余垃圾的处置费用，其环境、社会和经济效益显著。
具体实施方式
本发明提供了一种厨余垃圾全资源化利用方法，包括以下步骤：
将厨余垃圾进行固液分离，得到固态物料和第一污水；
将所述固态物料与水混合进行预处理，得到固体物和第二污水；
将所述固体物与好氧细菌混合进行好氧发酵，得到好氧发酵物料和废气；
将所述第一污水和第二污水混合后依次进行油水分离和皂化反应，得到第三污水；
将所述第三污水依次进行厌氧水解酸化和好氧生物降解，得到净化水；
将所述废气进行净化。
本发明将厨余垃圾进行固液分离，得到固态物料和第一污水。
在本发明中，所述厨余垃圾优选包括家庭、企事业单位、餐馆的剩菜剩饭和菜帮菜叶。
在本发明中，所述厨余垃圾进行固液分离的步骤优选为：利用螺旋输送装置将所述厨余垃圾进行提升输送，在推送固态物料的同时将水与固态物料相分离。
在本发明中，所述螺旋输送装置的停留时间优选为1～2min，更优选为1.5min。
得到固态物料后，本发明将所述固态物料与水混合进行预处理，得到固体物和第二污水。
在本发明中，所述固态物料与水的质量比优选为1:1，所述水优选为后续步骤中得到的所述净化水。
在本发明中，所述预处理优选在预处理设施中进行，所述预处理设施为用于餐厨垃圾与水的混合洗涤罐，在罐内用水洗所述固态物料。
本发明通过所述固液分离、水混合预处理，实现深度脱盐、脱油，盐分脱除优选为90％以上，油脂脱除优选为95％以上。
得到固体物后，本发明将所述固体物与好氧细菌混合进行好氧发酵，得到好氧发酵物料和废气。
本发明优选将所述固体物通过螺旋输送提升进入发酵设施进行所述好氧发酵。在本发明在，所述螺旋输送提升进入发酵设施过程中优选还得到废水。
在本发明中，所述好氧发酵的温度优选为55～65℃，更优选为58℃，停留时间优选为6～8小时。
在本发明中，所述固体物与好氧细菌的质量比优选为1:(0.0001～0.0010)，更优选为1:(0.0004～0.0008)。
在本发明中，所述好氧细菌优选包括枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌和嗜热芽孢杆菌中的一种或多种。当所述好氧细菌优选为混合物时，本发明对所述混合物中各好氧细菌的种类和用量比没有特殊的限定，采用任意比例的混合物均可。
本发明优选对所述好氧发酵物料中有机质含量进行测试，所述有机质的含量超过90wt％，将所述好氧发酵物料用于土壤改良。
本发明通过所述固液分离、水混合预处理，实现深度脱盐、脱油，盐分脱除优选为90％以上，油脂脱除优选为95％以上。
得到第一污水和第二污水后，本发明将所述第一污水和第二污水混合后依次进行油水分离和皂化反应，得到第三污水。
本发明优选将所述废水与所述第一污水和第二污水混合。
本发明对所述油水分离的具体方式没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的方式即可。
在本发明中，所述皂化反应优选使用氢氧化钠或氢氧化钾。
在本发明中，所述皂化反应的过程中，油脂与氢氧化钠或氢氧化钾混合，得到高级脂肪酸钠/钾盐和甘油。
本发明优选向所得皂化产物中加入氯化钠，然后经分离，得到所述高级脂肪酸钠/钾盐，再对所述高级脂肪酸钠/钾盐依次进行过滤、干燥和成型，得到肥皂。本发明对所述过滤、干燥和成型的具体方式没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的方式即可。
得到第三污水后，本发明将所述第三污水依次进行厌氧水解酸化和好氧生物降解，得到净化水。
本发明对所述厌氧水解酸化和好氧生物降解的具体方式没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的方式即可。
在本发明中，所述净化水优选满足I级A标准。
得到废气后，本发明将所述废气进行净化。
在本发明中，所述净化优选包括水洗、低温等离子处理和光催化。本发明对所述净化的具体方式没有特殊的限定，能够使废气净化后符合《大气污染物综合控制标准》均可。
为了进一步说明本发明，下面结合实例对本发明提供的厨余垃圾全资源化利用方法进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1：
一种厨余垃圾全资源化利用技术，利用预处理、好氧发酵、皂化技术、水处理技术、尾气净化技术等方法将厨余垃圾进行处理，获得土壤改良基质、肥皂，产生的污水经净化后用于预处理阶段及园林养护，该技术的实施能够实现厨余垃圾高效、稳定、连续全资源化，有效避免厨余垃圾对环境的污染，方法如下：
1)利用螺旋输送装置将厨余垃圾进行提升输送，在推送固态物料的同时将水与固态物料相分离，物料经螺旋输送的停留时间为1.5min，厨余垃圾是家庭、企事业单位、餐馆等的剩菜剩饭和菜帮菜叶；
2)固态物料连续进入预处理设施(混合洗涤罐)并按照输送量与等质量的污水净化设施产生的净化水进行混合，再次通过螺旋输送提升进入发酵设施的过程中实现固体物料与水的分离，实现深度脱盐、脱油，盐分脱除92.5％以上，油脂脱除96.5％；
3)污水(包括步骤1)、2)中螺旋输送装置的水以及步骤2)中混合洗涤罐中剩余的水)经油水分离后通过皂化技术将油脂转化为肥皂，剩余的污水进入水处理设施进行净化，得到净化水；皂化技术使用氢氧化钠得到高级脂肪酸的钠和甘油，向皂化产物中加入氯化钠分离出脂肪酸钠，经过滤、干燥、成型即获得肥皂；
4)固态物质与微生物菌种(枯草芽孢杆菌)混合按照质量比1:0.0008后进入好氧发酵系统进行好氧发酵，维持好氧温度58℃，停留时间8小时；
5)反应后的物料排出系统，其有机质含量92.1％，可用于土壤改良；
6)反应过程中产生的废气经净化系统后排出，净化后符合《大气污染物综合控制标准》。
该反应工艺技术具有操作简便、流程简单、自动化程度高，占地面积小等优点，利用皂化技术实现油脂综合利用并获得高品质肥皂，利用好氧发酵技术实现厨余垃圾资源化利用，利用污水处理技术实现水资源循环再生利用；利用本专利技术能够实现厨余垃圾降解转化率达85％(计算公式为1-(降解后的质量/厨余垃圾的质量×100％))，其环境、社会和经济效益显著。
实施例2：
一种厨余垃圾全资源化利用技术，利用预处理、好氧发酵、皂化技术、水处理技术、尾气净化技术等方法将厨余垃圾进行处理，获得土壤改良基质、肥皂，产生的污水经净化后用于预处理阶段及园林养护，该技术的实施能够实现厨余垃圾高效、稳定、连续全资源化，有效避免厨余垃圾对环境的污染，方法如下：
1)利用螺旋输送装置将厨余垃圾进行提升输送，在推送固态物料的同时将水与固态物料相分离，物料经螺旋输送的停留时间为1min，厨余垃圾是家庭、企事业单位、餐馆等的剩菜剩饭和菜帮菜叶；
2)固态物料连续进入预处理设施(混合洗涤罐)并按照输送量与等质量的污水净化设施产生的净化水进行混合，再次通过螺旋输送提升进入发酵设施，实现深度脱盐、脱油，盐分脱除90％，油脂脱除95％；
3)污水(包括步骤1)、2)中螺旋输送装置的水以及步骤2)中混合洗涤罐中剩余的水)经油水分离后通过皂化技术将油脂转化为肥皂，剩余的污水进入水处理设施进行净化，得到净化水；皂化技术使用氢氧化钠得到高级脂肪酸的钠和甘油，向皂化产物中加入氯化钠分离出脂肪酸钠，经过滤、干燥、成型即获得肥皂；
4)固态物质与微生物菌种(地衣芽孢杆菌)混合按照质量比1:0.0004后进入好氧发酵系统进行好氧发酵，维持好氧温度55℃，停留时间8小时；
5)反应后的物料排出系统，其有机质含量90.5％，可用于土壤改良；
6)反应过程中产生的废气经净化系统后排出，净化后符合《大气污染物综合控制标准》。
该反应工艺技术具有操作简便、流程简单、自动化程度高，占地面积小等优点，利用皂化技术实现油脂综合利用并获得高品质肥皂，利用好氧发酵技术实现厨余垃圾资源化利用，利用污水处理技术实现水资源循环再生利用；利用本专利技术能够实现厨余垃圾降解转化率达81％，其环境、社会和经济效益显著。
实施例3：
一种厨余垃圾全资源化利用技术，利用预处理、好氧发酵、皂化技术、水处理技术、尾气净化技术等方法将厨余垃圾进行处理，获得土壤改良基质、肥皂，产生的污水经净化后用于预处理阶段及园林养护，该技术的实施能够实现厨余垃圾高效、稳定、连续全资源化，有效避免厨余垃圾对环境的污染，方法如下：
1)利用螺旋输送装置将厨余垃圾进行提升输送，在推送固态物料的同时将水与固态物料相分离，物料经螺旋输送的停留时间为2min，厨余垃圾是家庭、企事业单位、餐馆等的剩菜剩饭和菜帮菜叶；
2)固态物料连续进入预处理设施(混合洗涤罐)并按照输送量与等质量的污水净化设施产生的净化水进行混合，再次通过螺旋输送提升进入发酵设施，实现深度脱盐、脱油，盐分脱除93％，油脂脱除97％；
3)污水(包括步骤1)、2)中螺旋输送装置的水以及步骤2)中混合洗涤罐中剩余的水)经油水分离后通过皂化技术将油脂转化为肥皂，剩余的污水进入水处理设施进行净化，得到净化水；皂化技术使用氢氧化钾得到高级脂肪酸的钾和甘油，向皂化产物中加入氯化钠分离出脂肪酸钾，经过滤、干燥、成型即获得肥皂；
4)固态物质与微生物菌种(嗜热芽孢杆菌)混合按照质量比1:0.0008后进入好氧发酵系统进行好氧发酵，维持好氧温度65℃，停留时间6小时；
5)反应后的物料排出系统，其有机质含量92.8％，可用于土壤改良；
6)反应过程中产生的废气经净化系统后排出，净化后符合《大气污染物综合控制标准》。
该反应工艺技术具有操作简便、流程简单、自动化程度高，占地面积小等优点，利用皂化技术实现油脂综合利用并获得高品质肥皂，利用好氧发酵技术实现厨余垃圾资源化利用，利用污水处理技术实现水资源循环再生利用；利用本专利技术能够实现厨余垃圾降解转化率达85％，其环境、社会和经济效益显著。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，并非对本发明作任何形式上的限制。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种厨余垃圾全资源化利用方法，其特征在于，包括以下步骤：
将厨余垃圾进行固液分离，得到固态物料和第一污水；
将所述固态物料与水混合进行预处理，得到固体物和第二污水；
将所述固体物与好氧细菌混合进行好氧发酵，得到好氧发酵物料和废气；
将所述第一污水和第二污水混合后依次进行油水分离和皂化反应，得到第三污水；
将所述第三污水依次进行厌氧水解酸化和好氧生物降解，得到净化水；
将所述废气进行净化。
2.根据权利要求1所述的厨余垃圾全资源化利用方法，其特征在于，所述厨余垃圾进行固液分离的步骤为：利用螺旋输送装置将所述厨余垃圾进行提升输送，在推送固态物料的同时将水与固态物料相分离。
3.根据权利要求2所述的厨余垃圾全资源化利用方法，其特征在于，所述螺旋输送装置的停留时间为1～2min。
4.根据权利要求1所述的厨余垃圾全资源化利用方法，其特征在于，所述固态物料与水的质量比为1:1，所述水为所述净化水。
5.根据权利要求1所述的厨余垃圾全资源化利用方法，其特征在于，所述好氧发酵的温度为55～65℃，停留时间为6～8小时。
6.根据权利要求1所述的厨余垃圾全资源化利用方法，其特征在于，所述固体物与好氧细菌的质量比为1:(0.0001～0.0010)。
7.根据权利要求1或6所述的厨余垃圾全资源化利用方法，其特征在于，所述好氧细菌包括枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌和嗜热芽孢杆菌中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述的厨余垃圾全资源化利用方法，其特征在于，对所述好氧发酵物料中有机质含量进行测试，所述有机质的含量超过90wt％，将所述好氧发酵物料用于土壤改良。
9.根据权利要求1所述的厨余垃圾全资源化利用方法，其特征在于，所述净化包括水洗、低温等离子处理和光催化。
10.根据权利要求1所述的厨余垃圾全资源化利用方法，其特征在于，所述皂化反应使用氢氧化钠或氢氧化钾。
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