[發明專利]一種利用集散中心果蔬廢棄物制取生物燃氣及液體有機肥的裝置及方法

有效

• 申請號: 201510061627.2
• 申請日: 2015-02-05
• 公開（公告）號: CN104651219B
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發明（設計）人: 袁振宏;王瑤;孫永明;孔曉英;莊新姝
• 申請（專利權）人: 中國科學院廣州能源研究所
• 主分類號: C12M1/107
• 分類號: C12M1/107;C05F17/02;C05F17/00;C05F11/08;C12P5/02
• 代理公司: 廣州科粵專利商標代理有限公司44001
• 代理人: 莫瑤江

技術領域：

本發明涉及環境保護技術領域，具體涉及一種利用集散中心果蔬廢棄物制取生物燃氣及液體有機肥的裝置及方法。

背景技術：

近年來由于產業結構調整，水果和蔬菜集約化種植迅速發展，據統計，中國每年產生的果蔬廢棄物高達1億噸，其中絕大部分沒有進行資源化利用被任意丟棄，造成嚴重的資源浪費和環境污染。由于果蔬廢棄物含水率高和熱值低，不宜采用焚燒方法處理；采用衛生填埋方法處理，雖然可實現減量化，但由于產生的CH₄、CO₂等溫室氣體不易進行控制和收集利用，造成對該生物質資源的巨大浪費，雖然目前有報道稱能夠實現填埋氣體的回收利用，但由于效率低下，系統運行成本大大高于填埋氣回收利用獲得的收益，在經濟性方面是不可行的；采用堆肥方式進行處理，則存在含水量過高、滲濾液污染、占地面積大、轉化時間長、附加值低、輔料加入量大等諸多問題。

生物燃氣是一種重要的可再生清潔能源，通過厭氧消化將廢棄的生物質資源轉化成沼氣，在滿足能源需求、改善能源結構、減少環境污染、保護生態、促進經濟發展等方面具有重要的作用。對于果蔬廢棄物來說，其含水率高、有機質含量高，且符合一般厭氧處理的固體含量(10％左右，果蔬廢棄物的總固體含量為8～19％，其中揮發性固體占75％以上)。采用厭氧消化工藝處理果蔬廢棄物具有諸多明顯優勢，如產生并回收生物燃氣資源、有機負荷可控、發酵時間短、過程可控性好，是實現果蔬廢棄物資源化和減量化的良好途徑。

鑒于果蔬類包裝以及集散中心(如綜合市場、物流園等)批發銷售等人員現場活動的特殊性，集中收集的果蔬廢棄物含有很多難以人工分揀的，不適于通過厭氧消化進行處理的小型雜質，如塑料(包裝物、泡沫塑料、小塑料片、飲料瓶、捆扎帶等)、小塊砂石、編織物、木筷等。

此外，果蔬廢棄物成分復雜且隨季節性產生變化，在某些時段中可見大量的高纖維含量的廢棄物(玉米葉，玉米桿，椰子殼等)。

現有果蔬廢棄物厭氧消化技術如劉廣民等申請的專利“果蔬廢棄物產沼氣的設備與方法”(200810064362.1)，劉廣青等申請的發明專利“一種果蔬垃圾厭氧消化生產沼氣的方法”(201210180850.5)，李秀金等申請的發明專利“一種用于餐廚、果蔬垃圾的自固定化生物膜高效厭氧消化方法”(201210488818.3)中，其所述原料均默認為無雜質或少雜質狀態，并未將集散中心所收集到果蔬廢棄物中含有的大量不適宜消化的雜質考慮在內。在實際情況中，上述雜質對厭氧消化有極大的影響，如雜質中所含的砂石會堵塞反應器出料口，泡沫塑料類及軟性塑料類由于密度較小會浮于反應器液面，難以通過出料排出，導致其在反應器內累積，造成反應器有效體積下降。軟性塑料還會纏繞攪拌槳，導致攪拌效率下降，料液混合不均勻。如果采用人工分選這些雜質，則需耗費大量的人力物力，且由于雜質體積較小，易導致分選不完全，分選效率低下。如使用水選技術，由于果蔬廢棄物中含有大量的密度較小的原料，如玉米葉，玉米桿，菜葉，果皮等，與雜物中所含的塑料類物質密度差不大，無法實現有效的分選。

發明內容：

本發明的目的是針對現有技術的不足，提供一種利用集散中心果蔬廢棄物制取生物燃氣及液體有機肥的裝置及方法。

本發明是通過以下技術方案予以實現的：

一種集散中心果蔬廢棄物制取生物燃氣及液體有機肥的裝置，包括擠壓破碎機、跟擠壓破碎機連通的可旋轉的鏤空圓筒水解裝置、裝有接種液的水解沉沙池、進料泵、跟進料泵連通的厭氧發酵反應器、跟厭氧發酵反應器連通的消化液沉淀儲存池、跟消化液沉淀儲存池連通的高溫滅菌裝置和回流泵等，所述可旋轉的鏤空圓筒水解裝置設在水解沉沙池中，擠壓破碎機和水解沉沙池分別經進料泵跟厭氧發酵反應器連通；所述消化液沉淀儲存池經回流泵還跟水解沉沙池連通；所述可旋轉的鏤空圓筒水解裝置圓筒表面排布鏤空小孔，圓筒內部設有擋板，浸沒于接種液中，所述可旋轉的鏤空圓筒水解裝置還跟轉軸電機連接。

所述可旋轉的鏤空圓筒水解裝置圓筒內部設有的擋板長度為圓筒內徑1/8-1/10。

所述水解沉沙池中部設有排液口，底部設有排渣口，所述排液口經進料泵跟厭氧發酵反應器連通。

所述水解沉沙池底部優選為錐形。

所述厭氧發酵反應器頂部設有生物燃氣出口。

本發明還提供一種利用集散中心果蔬廢棄物制取生物燃氣及液體有機肥的方法，包括以下步驟：

a、將集散中心收集的含有雜質的果蔬廢棄物進行擠壓破碎，固液分離，得到破碎的固體原料和含有有機酸和易降解糖類的液體；所述液體直接輸入厭氧發酵反應器中進行發酵；