專利名稱：一種用于餐廚垃圾處理的兩步厭氧發(fā)酵裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及有機廢物的資源利用領(lǐng)域，具體是指一種用于餐廚垃圾處理的兩步厭氧發(fā)酵裝置。
背景技術(shù)：
隨著我國城鎮(zhèn)地區(qū)經(jīng)濟的快速發(fā)展以及人民的生活水平迅速提高，每天都會產(chǎn)生大量的餐廚垃圾，餐廚垃圾多油脂、高脂肪、高蛋白，油脂含量及鹽分遠(yuǎn)高于其他有機垃圾，收集運輸成本高，處理難度大。廚余垃圾中富含的有機物在溫度較高時很快會腐爛變質(zhì)，會產(chǎn)生大腸桿菌等病原微生物，如果直接喂養(yǎng)生豬會通過食物鏈危害人體健康。廢棄食用油脂主要為飯店產(chǎn)生的老油和廚房隔油池中的地溝油。經(jīng)過多次反復(fù)油炸、烹炒后的廢棄食用油脂，含有大量的致癌物質(zhì)，如苯并芘、黃曲霉素等，長期食用會導(dǎo)致慢性中毒，容易患上肝癌、胃癌、腸癌等疾病?！ひ虼耍枰_發(fā)一種餐廚垃圾的生物處理裝置，以有效解決餐廚垃圾污染問題。
實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種用于餐廚垃圾處理的兩步厭氧發(fā)酵裝置，該裝置主要針對餐廚垃圾這種可降解廢物進(jìn)行無害化處理，并制成沼氣和肥料，在有效解決餐廚垃圾污染問題的同時不產(chǎn)生任何的環(huán)境負(fù)擔(dān)。本實用新型為解決上述技術(shù)問題主要通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)一種用于餐廚垃圾處理的兩步厭氧發(fā)酵裝置，包括通過管道依次連接的進(jìn)料口、酸化罐和發(fā)酵罐；所述發(fā)酵罐上設(shè)有沼氣管道。本實用新型裝置應(yīng)用于餐廚垃圾的生物處理，該生物處理方法為兩步厭氧發(fā)酵工藝。其原理是將收集的餐廚垃圾經(jīng)過預(yù)處理后進(jìn)行厭氧發(fā)酵。所述厭氧發(fā)酵過程分為酸化和發(fā)酵兩步進(jìn)行，兩個步驟分別安排在兩個不同的容器酸化罐和發(fā)酵罐內(nèi)，通過發(fā)酵料液在各容器分別停留不同的時間，提高了沼氣產(chǎn)氣率。上述技術(shù)方案中，收集的餐廚垃圾經(jīng)過預(yù)處理后通過進(jìn)料口進(jìn)入酸化罐，酸化罐采用一個半?yún)捬跏綌嚢璺磻?yīng)器，用于接納有機廢物進(jìn)料，并且在室溫環(huán)境下運行。酸化罐內(nèi)主要含有產(chǎn)酸菌和水解菌，運行時將預(yù)處理后的餐廚垃圾有機廢物分解。酸化罐內(nèi)產(chǎn)酸菌和水解菌的分解產(chǎn)物中，可溶的有機物和揮發(fā)性脂肪酸被泵抽入發(fā)酵罐中，發(fā)酵罐采用一種甲烷CSTR反應(yīng)器，即連續(xù)攪拌全混式反應(yīng)器；發(fā)酵罐內(nèi)含大量產(chǎn)甲烷菌從而能夠?qū)扇艿挠袡C物和揮發(fā)性脂肪酸這兩種物質(zhì)進(jìn)行發(fā)酵并生成沼氣。生成的沼氣通過發(fā)酵罐上的沼氣管道輸出。進(jìn)一步的技術(shù)方案，一種用于餐廚垃圾處理的兩步厭氧發(fā)酵裝置還包括沉淀池、以及與沉淀池連接的出料口，所述沉淀池通過管道分別和酸化罐、發(fā)酵罐連接；并且所述沉淀池上接有溢流管，所述溢流管與所述出料口連接。上述技術(shù)方案中，所述沉淀池通過管道分別和酸化罐、發(fā)酵罐連接。發(fā)酵罐內(nèi)部的發(fā)酵殘液，即沼液，通過管道流入沉淀池進(jìn)行沉淀。經(jīng)過沉淀后，沉淀池中下部較濃的濃沼液通過管道回流至酸化罐，上部較清的稀沼液則通過溢流管、出料口流出并進(jìn)入后續(xù)的處理設(shè)施。更進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述酸化罐和沉淀池的的數(shù)量均為I個，所述發(fā)酵罐的數(shù)量為4個；并且所述4個發(fā)酵罐的沼氣管道通過管道匯總為一個沼氣出口。所述酸化罐的容積為4m3，所述四個發(fā)酵罐的容積為4X2. 5 m3。優(yōu)選的是，酸化罐采用一個半?yún)捬跏綌嚢璺磻?yīng)器，用于接納有機廢物和發(fā)酵罐中甲烷化后的污水組成的混合進(jìn)料，并且在室溫環(huán)境下運行。此時，酸化罐中承載由預(yù)處理后的餐廚垃圾有機廢物與經(jīng)沉淀池沉淀回流的濃沼液污水按I: I體積比例構(gòu)成的混合物；此種比例設(shè)置可以使酸化罐中C N P比例更加平衡，約為124 9 :1，因此無須添加其它養(yǎng)分到酸化罐中。因此，沉淀池以及混合比例的設(shè)置使污水能夠被進(jìn)行有序的循環(huán)利用，使污水中液體成分濃度得到均化，并使得生物質(zhì)滯留期最大化。上述技術(shù)方案中，一種用于餐廚垃圾處理的兩步厭氧發(fā)酵裝置的整個裝置可以采用一個可移動集裝箱式設(shè)施，在該可移動集裝箱內(nèi)設(shè)置一個4m3的酸化罐和四個容積為4X2.5 m3的發(fā)酵罐組成的兩步厭氧發(fā)酵裝置。整個裝置由一個自動化控制系統(tǒng)(PCL)進(jìn) 行控制。該控制系統(tǒng)允許對集裝箱式兩步厭氧發(fā)酵裝置進(jìn)行完全自動化操作。系統(tǒng)的所有工藝數(shù)據(jù)及參數(shù)均能通過工藝可視化進(jìn)行檢查，并可通過使用一個特殊代碼對所有數(shù)據(jù)及參數(shù)進(jìn)行修改，如果控制系統(tǒng)出現(xiàn)斷電故障，可以對設(shè)備進(jìn)行手工操作。本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點和有益效果(I)本實用新型設(shè)置沉淀池，其沉淀后的濃沼液可以回流至酸化罐中繼續(xù)酸化。因此酸化罐可以接納有機廢物和甲烷化污水組成的混合進(jìn)料。四個發(fā)酵罐以半連續(xù)方式接納來自酸化罐內(nèi)的污水。因此整個裝置可以對污水進(jìn)行有序的循環(huán)利用，可以使污水中液體各成分濃度得到均化，并使得生物質(zhì)滯留期最大化。(2)本實用新型裝置的發(fā)酵罐中，有平均70%的VS去除率是在5至15kgTS/m3d的負(fù)荷率上實現(xiàn)的。VS去除率在某些情況下可能高達(dá)80%。甚至在15kgTS/m3d的沖擊負(fù)荷率之下并經(jīng)過10天的水力滯留期，VS去除率也超過了 65%。(3)本實用新型負(fù)荷率和每日產(chǎn)氣量之間有很強的依賴性。其關(guān)系為每去除一公斤VS，沼氣產(chǎn)量約為0. 75 m3。在某些情況下，這種沼氣中的甲烷濃度達(dá)到了 65-75%。對于集裝箱式兩步發(fā)酵裝置而言，其沼氣日產(chǎn)量可達(dá)到40 m3。(4)通過使用本實用新型，沼氣生產(chǎn)率是顯而易見并且是非常高的(約為40 m3/天)，并且甲烷含量達(dá)到70%。最大的負(fù)荷率為lOkgTS/m3 天，同時平均VS去除率為85%。(5)整個系統(tǒng)可以由一個自動化控制系統(tǒng)(PCL)進(jìn)行控制。該控制系統(tǒng)允許對集裝箱式沼氣工程進(jìn)行完全自動化操作。系統(tǒng)的所有工藝數(shù)據(jù)及參數(shù)均能通過工藝可視化進(jìn)行檢查，并可通過使用一個特殊代碼對所有數(shù)據(jù)及參數(shù)進(jìn)行修改，如果控制系統(tǒng)出現(xiàn)斷電故障，可以對設(shè)備進(jìn)行手工操作。(6)本實用新型有效解決了餐廚垃圾污染問題，強化了各城鎮(zhèn)餐廚垃圾資源化利用工作，提高了餐飲服務(wù)業(yè)、單位食堂的環(huán)境保護(hù)管理水平。

圖I為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖。[0019]附圖中標(biāo)記及相應(yīng)的零部件名稱I-進(jìn)料口，2-酸化罐，3-沉淀池，4-發(fā)酵罐，5-控制系統(tǒng)，6-出料口，7_沼氣出□。
具體實施方式
下面結(jié)合實施例及附圖，對本實用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，但本實用新型裝置的實施方式不限于此。實施例I如圖I所示，本實用新型包括建立在集裝箱內(nèi)的一個酸化罐、一個沉淀池和四個發(fā)酵罐，該集裝箱的兩端分別設(shè)置有進(jìn)料口 I和出料口 6，進(jìn)料口另一端連接酸化罐2，酸化·罐2又通過管道分別和沉淀池3、發(fā)酵罐4連接。發(fā)酵罐內(nèi)設(shè)有攪拌裝置，外設(shè)有沼氣管道。發(fā)酵罐4又通過管道和沉淀池3連接，從沉淀池3設(shè)置溢流管至出料口 6，發(fā)酵罐4內(nèi)生成的沼氣經(jīng)沼氣管道收集后匯總通過沼氣出口 7至外設(shè)的沼氣儲存設(shè)施或用戶。本實用新型裝置的運行原理經(jīng)破碎后的餐廚垃圾由進(jìn)料口 I通過管道注入酸化罐2，進(jìn)行一定時間的酸化水解，酸化后的原料經(jīng)管道泵分別泵入發(fā)酵罐4，在發(fā)酵罐4中，通過甲烷菌的作用，將垃圾原料轉(zhuǎn)變成的沼氣，而發(fā)酵殘液(沼液)自流入沉淀池3進(jìn)行沉淀，沉淀池3中下部較濃的沼液根據(jù)工藝要求回流至酸化罐2，上部較清的則通過出料口 6進(jìn)入后續(xù)的處理設(shè)施。發(fā)酵罐4內(nèi)產(chǎn)生的沼氣則通過管道收集后經(jīng)沼氣出口 7輸送至沼氣儲存設(shè)施和用戶。以上的所有過程均通過集裝箱內(nèi)設(shè)置的自動控制系統(tǒng)5進(jìn)行自動控制。通過工程試驗本裝置處理餐廚垃圾過程中所得各種指標(biāo)如下-水力滯留期(HRT): 10-15d-反應(yīng)器中的pH值7，0-8，0-TS-負(fù)荷率10_16KgTs/m3. d_VS_ 去除率ca. 80%-CH4-生產(chǎn)率0. 4-0. 5m3Ch4/kgvs. c-CH4-在沼氣中的含量60-70%。如上所述，便可以很好地實現(xiàn)本實用新型裝置。
權(quán)利要求1.一種用于餐廚垃圾處理的兩步厭氧發(fā)酵裝置，其特征在于，包括通過管道依次連接的進(jìn)料口(I)、酸化罐(2)和發(fā)酵罐(4);所述發(fā)酵罐上設(shè)有沼氣管道。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用于餐廚垃圾處理的兩步厭氧發(fā)酵裝置，其特征在于，還包括沉淀池(3)、以及與沉淀池連接的出料口 ￠)，所述沉淀池通過管道分別和酸化罐、發(fā)酵罐連接；并且所述沉淀池上接有溢流管，所述溢流管與所述出料口(6)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于餐廚垃圾處理的兩步厭氧發(fā)酵裝置，其特征在于，所述酸化罐和沉淀池的的數(shù)量均為I個，所述發(fā)酵罐的數(shù)量為4個；并且所述4個發(fā)酵罐的沼氣管道通過管道匯總為一個沼氣出口(7)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的一種用于餐廚垃圾處理的兩步厭氧發(fā)酵裝置，其特征在于，所述發(fā)酵罐為連續(xù)攪拌全混式反應(yīng)器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的一種用于餐廚垃圾處理的兩步厭氧發(fā)酵裝置，其特征在于，所述酸化罐是半?yún)捬跏綌嚢璺磻?yīng)器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的一種用于餐廚垃圾處理的兩步厭氧發(fā)酵裝置，其特征在于，所述酸化罐的容積為4m3，所述發(fā)酵罐的容積為2. 5 m3。
專利摘要本實用新型公開了一種用于餐廚垃圾處理的兩步厭氧發(fā)酵裝置，包括通過管道依次連接的進(jìn)料口(1)、酸化罐(2)和發(fā)酵罐(4)；所述發(fā)酵罐上設(shè)有沼氣管道。本實用新型有效解決了餐廚垃圾污染問題，強化了各城鎮(zhèn)餐廚垃圾資源化利用工作，提高了餐飲服務(wù)業(yè)、單位食堂的環(huán)境保護(hù)管理水平。
文檔編號C12M1/02GK202465702SQ2011205280
公開日2012年10月3日 申請日期2011年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月16日
發(fā)明者梁漢友, 王彤, 王曉輝, 黃捷 申請人:成都德通環(huán)境工程有限公司