CN206069664U - 餐厨垃圾及污泥二合一处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及废物处理领域，并公开了一种餐厨垃圾及污泥二合一处理系统，通过对餐厨垃圾及污泥分别设置预处理单元后，进入共用的水热反应器、厌氧消化单元和后处理单元，厌氧消化产生的沼气作为预热废物原料的蒸汽热量来源，既使得系统运行更稳定，同时也节省了设备投资。

Description

餐厨垃圾及污泥二合一处理系统

技术领域

本实用新型涉及环保工程领域，尤其是一种餐厨垃圾、污泥综合处理的系统。

背景技术

餐厨垃圾、污泥等废物的高含水率、高有机物含量、经水热改性后可生化性均较好，而采用传统方式处理这些废物则具有难度大和处理不彻底的共性。对于餐厨垃圾、污泥的处理，目前的处理工艺技术路线是：通过高温预处理，促使废物中的生物质（主要是细胞物质）改性并转化为容易被生物利用的分子量较小的、熟化的有机物，且大部分转移至水相；然后再经过厌氧消化工艺把大部分有机质转化为沼气。经水热高温高压处理后其脱水性能显著改善，采用常规机械脱水，即可获取含水率低于50%的高干污泥，适合土地利用、填埋、焚烧等多种处理处置方式。所产沼气可提纯制成生物质天燃气，压缩后制成CNG自用或外售，实现资源化利用。脱水滤液送至污水处理设施处理后达标排放。

现有对餐厨垃圾、污泥的处理方式是根据废物原料的不同，分别建设一套处理系统，分别进行环保无害化处理。

餐厨垃圾由于其有机物的碳氮比（C/N）较高，餐厨垃圾的C/N通常在15～25:1之间，经水热处理后餐厨垃圾脱水滤液厌氧消化速率快，但餐厨垃圾成分随季节变化较大，若单独处理，可能导致进料的波动从而对处理系统稳定运行产生影响。另外，我国餐厨垃圾进行单独源头分类收集尚处在起步阶段，其进料可能不稳定，而污泥收运体系建设和完善比较容易。因此，单独处理进料的波动可能导致部分设备的闲置；同时，将二者分开建设，单一处理厌氧消化产生的沼气量较少，回收利用价值和经济效益较差。

有鉴于此，考虑到餐厨垃圾、污泥高含水率、高有机物含量的共性，且二者在处理方式和处理设备上具有许多相同和相似点，是否可以建设一套二合一的处理系统，以减少设备投入和工程建设成本呢。

实用新型内容

为了稳定废物处理系统的运行，提高垃圾处理设备的利用率，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种餐厨垃圾及污泥二合一处理系统。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：餐厨垃圾及污泥二合一处理系统，包括原料预处理单元、水热反应器、闪蒸单元、配备冷却装置的缓冲单元、固液分离单元、厌氧消化单元和后处理单元，所述原料预处理单元包括并联在均质/浆化单元之前的对餐厨垃圾进行预处理的第一预处理单元和对污泥进行预处理的第二预处理单元。

研究表明，有机物的碳氮比（C/N）对消化过程有明显影响。C/N过高，组成细菌的氮量不足，消化液的缓冲能力降低，pH易下降，当pH持续下降到5以下，将对产酸菌的活动产生抑制；C/N太低，则氨量过高，pH可能上升到8.0以上，使脂肪酸的铵盐积累，对甲烷菌产生抑制作用。实验表明，C/N为（10～20）:1时，消化效果较好。餐厨垃圾的C/N在（15～25）:1之间，污泥的C/N一般在（5～11）:1之间。将污泥、餐厨垃圾的脱水滤液混合后消化处理，使得污水中各组分充分互补，C/N维持在（10～20）:1之间，使得厌氧消化系统更加稳定。

本实用新型通过不同的预处理单元分别对餐厨垃圾和污泥进行预处理，处理后的物料均质化处理后再进行水热处理，共用水热处理装置、厌氧消化装置和后处理装置，既避免了单独处理进料的波动可能导致部分设备的闲置，且同样能够达到调控处理废物碳氮比的目的，使其处理系统能够更稳定的运行，同时能够保证厌氧消化的沼气产量。

所述第一预处理单元由破碎装置、筛分装置和第一缓冲仓组成，所述第一缓冲仓与均质/浆化单元的进料口连接。以上配置的第一预处理单元适合于餐厨垃圾的预处理。

所述第二预处理单元由依次连接的卸料仓和第二缓冲仓组成，所述第二缓冲仓与均质/浆化单元的进料口连接。以上配置的第二预处理单元适合于污泥的预处理。

所述厌氧消化单元的气相出口连接至沼气锅炉的燃气入口，中间一般还需要布置沼气脱硫脱水装置和稳压装置，脱硫脱水目的是减少沼气中硫化氢等腐蚀性气体对锅炉的腐蚀，并使得锅炉尾气达标排放；稳压装置是使得沼气稳定燃烧供热，所述沼气锅炉产生的一次蒸汽通入水热反应器，从而降低系统运行成本。

所述闪蒸单元包括的依次连接在水热反应器后的一次闪蒸单元和二次闪蒸单元，所述均质/浆化单元与水热反应器之间设置有水热反应前缓冲装置，一次闪蒸单元产生的二次蒸汽通入所述水热反应前缓冲装置，二次闪蒸单元产生的二次蒸汽送入蒸气压缩装置后再通入所述均质/浆化单元，从而利用闪蒸余热对处理原料进行预热，降低系统运行成本。

所述固液分离单元包括依次连接的格栅压榨机、除油装置和套管换热器，所述格栅压榨机的原料入口与缓冲单元的出口连接，所述套管换热器的介质出口与厌氧消化单元的原料入口连接，格栅压榨机用于初步的固液分离，分离出粗渣，液体可先行回收油脂后，再进行厌氧消化，为控制厌氧消化的原料温度，特别增加了套管换热器。

所述缓冲单元为缓冲池，其所配备的冷却装置是布置在缓冲池内的盘管换热器。盘管位于缓冲池内，管内走回流冲洗滤液，管外为水热单元闪蒸罐出料，通过间壁式换热，将回流滤液升温用于冲洗预处理设备。池状结构的缓冲单元便于闪蒸泄料和向格栅压榨机输送物料，同时，还通过布置盘管进行进一步的冷却，以降低后续格栅压榨和除油的原料温度。

所述破碎装置、筛分装置为一体机，能够节省处理时间，同时将不适合于水热处理的粗大垃圾或异种垃圾进行分离，所述缓冲池配有水泵，所述水泵的出口连接至一体机的冲洗口，将污水作为冲洗用回流水，减少净水的使用。

所述第一预处理单元的破碎装置前还设置有称重装置，称重装置与破碎装置之间设置有卸料装置，便于掌控进料量，调整混合后废物的碳氮比。

所述后处理单元包括依次连接的消化液缓冲池、压滤机、污水缓冲池，污水缓冲池的出口分为两路，一路回接至缓冲单元，用于回流冲洗预处理设备，另一路送至污水处理厂，进行无害化处理后排放。

本实用新型的有益效果是：利用了餐厨垃圾和污泥成分的互补性、有利于处理系统的稳定运行；减少了进料波动对处理系统运行的影响；整合系统资源，提高了处理设备利用率，节约投资。

附图说明

图1是本实用新型餐厨垃圾及污泥二合一处理系统的组成示意图。

图2是利用本实用新型处理系统的工艺流程图。

图中标记为：称重装置1，卸料装置2，破碎装置3，筛分装置4，第一缓冲仓5，卸料仓6，第二缓冲仓7，均质/浆化单元8，水热反应前缓冲装置9，水热反应器械0，一次闪蒸单元11，二次闪蒸单元12，缓冲池13，格栅压榨机14，除油装置15，套管换热器16，厌氧消化单元17，消化液缓冲池18，压滤机19，污水缓冲池20，污水处理厂21，沼气锅炉22，冷却塔23，蒸汽压缩装置24。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

实施例：

如图1、图2所示，餐厨垃圾及污泥二合一处理系统，包括原料预处理单元及位于预处理单元后并依次连接的水热反应器10、一次闪蒸单元11、二次闪蒸单元12、配有冷却盘管的缓冲池13、格栅压榨机14、除油装置15、套管换热器16、厌氧消化单元17、消化液缓冲池18、压滤机19、污水缓冲池20，还包括沼气锅炉22、冷却塔23和蒸汽压缩装置24，套管换热器16与冷却塔23冷却循环水换热，用于将浆液温度降温并控制在35～40℃，进入后续作为厌氧消化单元17的中温厌氧反应器；原料预处理单元包括：由称重装置1、卸料装置2、破碎/筛分一体机和第一缓冲仓连接组成的餐厨垃圾预处理单元，即第一预处理单元，由卸料仓6、第二缓冲仓7连接组成的污泥预处理单元，即第二预处理单元，第一预处理单元和第二预处理单元并联后连接到均质/浆化单元8的入口，均质/浆化单元8的出口通过水热反应前缓冲装置9与水热反应器10连接；厌氧消化单元17产生沼气，其气相出口与沼气锅炉22的燃气入口连接，剩余沼气可作它用，所述沼气锅炉22产生的一次蒸汽通入水热反应器10，一次闪蒸单元11产生的二次蒸汽通入所述水热反应前缓冲装置9，二次闪蒸单元12产生的二次蒸汽送入蒸气压缩装置24后再通入所述均质/浆化单元8；污水缓冲池20的出口分为两路，一路回接至缓冲池13，经盘管换热升温后作为冲洗用回流水，另一路送至污水处理厂，进行无害化处理后排放。格栅压榨机14分离出的较高含水率的粗渣、压滤机19分离出的较低含水率的泥饼，再进一步作堆肥、土地利用、填埋、焚烧等处理。

本实施例将餐厨垃圾和污泥共同处理，不仅极大的提高了设备利用率，减少了占地，节约了投资，而且其沼气、沼液和剩余污泥均得到共同处理，通过第一、第二缓冲仓的进料调整，可以提高系统抗冲击负荷能力，避免进料波动导致的系统波动，系统集成化优势明显，同时，实现了对进入到厌氧消化单元的物料的碳氮比调节，稳定了沼气生产过程和产量。

本实用新型利用了餐厨垃圾、污泥高含水率、高有机物含量的共性，除了前处理工艺上有不同外，其在主工艺上均采用“水热+中温厌氧”工艺，从而节省投资。

Claims (10)

1.餐厨垃圾及污泥二合一处理系统，包括原料预处理单元、水热反应器（10）、闪蒸单元、配备冷却装置的缓冲单元、固液分离单元、厌氧消化单元（17）和后处理单元，其特征是：所述原料预处理单元包括并联在均质/浆化单元（8）之前的对餐厨垃圾进行预处理的第一预处理单元和对污泥进行预处理的第二预处理单元。

2.如权利要求1所述的餐厨垃圾及污泥二合一处理系统，其特征是：所述第一预处理单元由破碎装置（3）、筛分装置（4）和第一缓冲仓（5）组成，所述第一缓冲仓（5）与均质/浆化单元（8）的进料口连接。

3.如权利要求1所述的餐厨垃圾及污泥二合一处理系统，其特征是：所述第二预处理单元由依次连接的卸料仓（6）和第二缓冲仓（7）组成，所述第二缓冲仓（7）与均质/浆化单元（8）的进料口连接。

4.如权利要求1所述的餐厨垃圾及污泥二合一处理系统，其特征是：所述厌氧消化单元（17）的气相出口连接至沼气锅炉（22）的燃气入口，所述沼气锅炉（22）产生的一次蒸汽通入水热反应器（10）。

5.如权利要求4所述的餐厨垃圾及污泥二合一处理系统，其特征是：所述闪蒸单元包括的依次连接在水热反应器（10）后的一次闪蒸单元（11）和二次闪蒸单元（12），所述均质/浆化单元（8）与水热反应器（10）之间设置有水热反应前缓冲装置（9），一次闪蒸单元（11）产生的二次蒸汽通入所述水热反应前缓冲装置（9），二次闪蒸单元（12）产生的二次蒸汽送入蒸气压缩装置（24）后再通入所述均质/浆化单元（8）。

6.如权利要求1～5中任意一项权利要求所述的餐厨垃圾及污泥二合一处理系统，其特征是：所述固液分离单元包括依次连接的格栅压榨机（14）、除油装置（15）和套管换热器（16），所述格栅压榨机（14）的原料入口与缓冲单元的出口连接，所述套管换热器（16）的介质出口与厌氧消化单元（17）的原料入口连接。

7.如权利要求2所述的餐厨垃圾及污泥二合一处理系统，其特征是：所述缓冲单元为缓冲池（13），其所配备的冷却装置为布置在缓冲池（13）内的盘管换热器。

8.如权利要求7所述的餐厨垃圾及污泥二合一处理系统，其特征是：所述破碎装置（3）、筛分装置（4）为一体机，所述缓冲池（13）配有水泵，所述水泵的出口连接至所述一体机的冲洗口。

9.如权利要求2～5及7～8中任意一项权利要求所述的餐厨垃圾及污泥二合一处理系统，其特征是：所述第一预处理单元的破碎装置（3）前还设置有称重装置（1），称重装置（1）与破碎装置（3）之间设置有卸料装置（2）。

10.如权利要求1～5及7～8中任意一项权利要求所述的餐厨垃圾及污泥二合一处理系统，其特征是：所述后处理单元包括依次连接的消化液缓冲池（18）、压滤机（19）、污水缓冲池（20），污水缓冲池（20）的出口分为两路，一路回接至缓冲单元，另一路送至污水处理厂（21）。