[發(fā)明專利]一種餐廚垃圾厭氧發(fā)酵生產(chǎn)沼氣的方法

有效

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• 申請日: 2012-02-17
• 公開（公告）號: CN102586334A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 阮文權(quán);趙明星;廖家林
• 申請（專利權(quán)）人: 江南大學(xué)
• 主分類號: C12P5/02
• 分類號: C12P5/02;C11B13/00
• 代理公司: 北京匯信合知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11335
• 代理人: 王秀麗

技術(shù)領(lǐng)域

一種餐廚垃圾厭氧發(fā)酵生產(chǎn)沼氣的方法，屬于廢物資源化處理技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

餐廚垃圾在城市生活垃圾中占主體地位，是固體廢棄物的重要組成部分。隨著人民生活水平的不斷提高，餐廚垃圾的產(chǎn)生量與日俱增，我國餐廚垃圾的日產(chǎn)生量已超過20000噸。餐廚垃圾本身具有含水率高，脫水性能較差，高溫易腐，易孳生蚊蠅、病菌等特點，若處置不當(dāng)，將會造成嚴重的環(huán)境污染，最終對人們的身體健康造成重大威脅。如何對其進行及時有效地處理已經(jīng)越來越受到人們的重視。

現(xiàn)有的對餐廚垃圾的處置方式存在一定的問題。從食品安全角度看，餐廚垃圾加工成飼料再進入食物鏈存在同源性等食品安全風(fēng)險，因此，餐廚垃圾的規(guī)模化飼料加工存在較大的不確定性因素，不利于企業(yè)的長遠發(fā)展。目前，部分餐廚垃圾進入垃圾填埋場填埋處理，對城市垃圾填埋場的造成負擔(dān)，也造成了資源的浪費。餐廚垃圾的厭氧處理可產(chǎn)生大量沼氣，沼氣是一種清潔的可再生能源，可用于發(fā)電和做燃料，且由于系統(tǒng)全封閉而無異味，因此，餐廚垃圾厭氧處理是未來的發(fā)展方向。但是由于各地區(qū)、各單位的食物種類不同，導(dǎo)致餐廚垃圾成分有很大不同，會對發(fā)酵生產(chǎn)沼氣產(chǎn)生一定影響。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種具有通用性的餐廚垃圾厭氧發(fā)酵生產(chǎn)沼氣的方法。

技術(shù)方案如下：以餐廚垃圾為原料，采用如下方法：1)將餐廚垃圾粉碎、蒸煮、提取油脂；2)將預(yù)處理后的原料泵入進料調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)進料速度及進料溫度；3)從進料調(diào)節(jié)池底部將物料泵入一級發(fā)酵罐中進行厭氧發(fā)酵，控制溫度和pH，發(fā)酵時間為15-20天；4)經(jīng)一級厭氧發(fā)酵后的物料進入二級發(fā)酵罐中繼續(xù)發(fā)酵，控制溫度和pH，發(fā)酵時間為10-15天；5)發(fā)酵后物料從二級發(fā)酵罐的頂部流入綜合池；6)經(jīng)綜合池處理后的上清液泵入沼氣提升式強化反應(yīng)器，控制溫度和pH，控制上升流速和回流比；7)出水經(jīng)AO池后達標排放。

具體而言，技術(shù)方案如下：以餐廚垃圾為原料，采用如下方法：1)餐廚垃圾粉碎、蒸煮(100-160℃)、提取油脂等預(yù)處理；2)將預(yù)處理后的原料(含固率3％-15％、溫度80-100℃，pH值3.5-4.5)泵入進料調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)進料速度(10m³/h-20m³/h)及進料溫度(40℃-70℃)；3)從進料調(diào)節(jié)池底部將物料泵入一級發(fā)酵罐中進行厭氧發(fā)酵，控制溫度30-60℃，pH為7-8，發(fā)酵時間為15-20天；4)經(jīng)一級厭氧發(fā)酵后的物料進入二級發(fā)酵罐中繼續(xù)發(fā)酵，控制溫度30-60℃，pH為7-8，發(fā)酵時間為10-15天；5)發(fā)酵后物料從二級發(fā)酵罐的頂部流入綜合池；6)經(jīng)綜合池處理后的上清液泵入沼氣提升式強化反應(yīng)器，控制溫度30-40℃，pH為7-8，上升流速0.8-2m/s，回流比5-10；7)出水經(jīng)AO池后達標排放。

沼氣的收集利用過程如下：1)從一級、二級發(fā)酵罐產(chǎn)生的沼氣從發(fā)酵罐頂部溢出，進入沼氣管道；2)各支管的沼氣匯集到主管道；3)全部的沼氣進入水封器，水封液位在30cm左右；4)從水封器出來的沼氣進入水洗噴淋塔，以洗去沼氣中的雜質(zhì)；5)洗過的沼氣再進行脫硫，用堿液洗脫；6)脫硫后的沼氣進入脫水器，去除氣體中的水分；7)脫水后的沼氣進入沼氣膜，以暫存緩沖；8)引風(fēng)機將沼氣膜內(nèi)的沼氣引入鍋爐燃燒。

沼氣膜內(nèi)的沼氣可引入沼氣壓縮機，壓縮后的沼氣用于發(fā)酵罐內(nèi)的攪拌。同時，整個沼氣收集利用系統(tǒng)還配有阻火器、壓力控制系統(tǒng)、氣體報警控制器、沼氣流量計、沼氣燃燒火炬、沼氣照明燈等。

所述油脂提取過程將收集來的餐廚垃圾粉碎后，通蒸汽加熱蒸煮、濕熱水解(主要把固相中的油脂蒸出來)，然后通過離心-重力雙效分離裝置將油脂提出。

所述進料調(diào)節(jié)池運行方式為間歇運行，其作用是調(diào)節(jié)進料速度(10m³/h-20m³/h)及進料溫度(40℃-70℃)，使進料均勻可控。

所述一級厭氧發(fā)酵用于降解主要固形物，COD在此階段下降，沼氣在此階段開始產(chǎn)生，控制溫度30-60℃，pH為7-8，發(fā)酵時間為15-20天；

所述二級厭氧發(fā)酵罐控制溫度30-60℃，pH為7-8，發(fā)酵時間為10-15天COD在此階段繼續(xù)得以降解。

所述綜合池，用于處理發(fā)酵罐出水的沉淀，污泥的濃縮，調(diào)節(jié)沼氣提升式強化反應(yīng)器的進水；

沼氣提升式強化反應(yīng)器用于繼續(xù)降低物料COD，減輕好氧負擔(dān)，同時最大量的產(chǎn)生沼氣；

多級AO池用于降解厭氧未能去除的COD，使出水達標排放；