[發明專利]一種用于餐廚垃圾的厭氧發酵耦合水熱液化的處理方法

有效

• 申請號: 201610053669.6
• 申請日: 2016-01-27
• 公開（公告）號: CN105414158B
• 公開（公告）日: 2018-03-06
• 發明（設計）人: 段娜;張多嬌;林聰;周洪宇;聶路瑋;董禮;邸晨光;劉志丹;朱張兵
• 申請（專利權）人: 中國農業大學
• 主分類號: B09B5/00
• 分類號: B09B5/00;C12P5/02
• 代理公司: 北京中安信知識產權代理事務所(普通合伙)11248
• 代理人: 徐林

技術領域

本發明屬于生物質能源技術領域，具體涉及一種用于餐廚垃圾的厭氧發酵耦合水熱液化的處理方法，實現餐廚垃圾的減量化、無害化、資源化處理和高值化利用。

背景技術

近年來，隨著社會經濟的迅速發展和物質文化生活水平的不斷提高，餐廚垃圾的產量呈現明顯上升趨勢。目前，世界各國絕大部分城市垃圾中約40％為餐廚垃圾。餐廚垃圾以淀粉類、蛋白質、食物纖維和動物脂肪等有機物質為主要成分，其有機質含量和含水率較高，容易發酵、變質、腐爛，這些特點決定了餐廚垃圾既是一種污染物，又是一種可利用的資源，如果處理不當則會產生大量毒素，散發惡臭氣體，污染水體、土壤和大氣。

我國餐廚垃圾處理行業起步晚，相應的政策法規及管理辦法不健全，存在收集難、配套設施不規范、處理效率低等缺點。國內大中型城市已經意識到餐廚垃圾的危害，并開始了資源化利用的嘗試。

同時，“地溝油”、“垃圾豬”等由餐廚廢棄物引發的食品安全問題備受社會關注，推進餐廚垃圾無害化、資源化利用，有助于從源頭上解決食品安全、生態安全和環境衛生等問題。

國家統計局2014年年鑒顯示，我國的城市生活垃圾仍有61％采用衛生填埋、27％采用焚燒法進行處理。目前餐廚垃圾的處理技術存在二次污染嚴重、浪費資源、耗能高等缺點。

中國專利CN103272830A公開了一種餐廚垃圾無害化處理工藝，對餐廚垃圾進行加熱、固液分離、油水分離、脫水、破碎和制漿等預處理后，得到的油脂進入生物柴油制作單元，制作生產生物柴油。剩余部分用于厭氧發酵，產生的沼氣、沼液和沼渣經分離處理，生產天然氣、顆粒有機肥等。

中國專利CN103752586A公開了一種餐廚垃圾綜合利用預處理方法，餐廚垃圾經高壓滅菌、破碎制漿，加熱隔油、固液分離等操作后，回收廢油，剩余部分用于厭氧消化，以避免病原微生物傳播，提高餐廚垃圾的脫油性能和廢油回收率。

發明內容

本發明針對上述問題，提供了一種用于餐廚垃圾的厭氧發酵耦合水熱液化的處理方法，實現餐廚垃圾的減量化、無害化、資源化處理和高值化利用。

為實現上述目的，本發明的技術方案如下：

一種用于餐廚垃圾的厭氧發酵耦合水熱液化的處理方法，包括以下步驟：

a)餐廚垃圾預處理：依次包括餐廚垃圾的收集、運輸和分揀；

b)粗油脂水熱液化產油：將分揀后的餐廚垃圾進行離心脫油，得到粗油脂和脫除粗油脂后的剩余餐廚垃圾；離心脫油后得到的粗油脂經過水熱液化轉化為生物油；

c)厭氧發酵生產沼氣、沼渣和沼液：脫除粗油脂后的剩余餐廚垃圾進行粉碎，并加入沼液和步驟b中水熱液化過程中產生的水熱液化出水，進行調漿，然后在調漿池中進行初步水解；將初步水解后的餐廚垃圾進行厭氧發酵，生產沼氣、沼渣和沼液；

d)多級產物凈化和利用：包括沼氣的凈化利用、沼渣的利用、沼液的利用及生物油的利用。

步驟a中，將餐廚垃圾收集、運輸至處理站，經機械分揀輸送設備輸送至脫油設備，在輸送過程中進行分揀。

步驟b中，粗油脂經過水熱液化轉化為生物油包括如下步驟：在水熱液化設備中將粗油脂與水以1:4-2:3的質量比混合，在250-370℃條件下，將粗油脂在30-60min內轉化為生物油；

所述生物油的熱值為35-39MJ/kg。

步驟b中，將得到的生物油進行降溫，在降溫過程中，用冷卻水回收熱量，回收的熱量用于提供步驟c中厭氧發酵維持中溫所需要的能量。

步驟c中，調漿時，調配進料的總固體TS濃度為3-5％。

步驟c中，厭氧發酵采用連續式中溫厭氧發酵工藝，水力停留時間為20-30天，每天進出料一次；

發酵罐類型為全混式厭氧反應器，采用下部進料、上部出料方式，并對發酵罐內的餐廚垃圾料液進行攪拌。

步驟d中，沼氣從發酵罐內的餐廚垃圾料液中逸出后，經發酵罐頂部空間收集，由排氣管道輸送至脫水脫硫設備，除去沼氣中的水蒸氣和硫化氫氣體，凈化后的沼氣儲存在貯氣裝置中，用于步驟c中的厭氧發酵的能量供應、步驟b中的水熱液化的能量供應和能源外供。

步驟d中，經固液分離的沼液排入密封的沼液儲存池，一部分用于步驟c中的調漿，剩余部分儲存一個月后與水耦合進行綠化灌溉。

步驟d中，沼渣脫水后用于綠化基質或固體肥料。

步驟d中，生物油送至生物油處理點，經工廠提純后作為液體燃料。

本發明的有益效果在于：