[发明专利]一种餐厨垃圾处理方法及厌氧发酵反应装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种发酵方法，具体地，涉及一种餐厨垃圾处理方法及厌氧发酵反应装置。

背景技术

能源问题已成为世界性的问题，并上升到国家的战略安全高度。我国资源总量较丰富，但人均保有量少，后备资源不足；经济的快速增长和高消耗比率更加快了能源的耗竭速度，使得能源供需矛盾突出，能源安全问题凸现。废弃物生物质能源开发及利用是再生能源的重要组成部分，目前我国城市垃圾年产量约1.5亿吨左右，其中餐厨垃圾占将近50%。餐厨垃圾中蕴含了大量的生物质能源，若能对其能源化利用，则可以成为我国能源安全保障的有益补充。

因此发酵产沼系统方案的设计对于保证厌氧发酵过程顺利高效的完成的影响很大，包括餐厨垃圾在内的有机固体废物具有与废水截然不同的流动和物料特性，迄今为止国内在有机固体废物厌氧发酵发酵装置方面的研究尚处于起步阶段。

产沼气厌氧发酵装置其发展可以分为以下三个阶段:第一代厌氧发酵罐包括化粪池、普通发酵、池隐化池(双层沉淀池)和高速发酵池等，主要用于处理生活污水、粪便、污泥等，其特点是固体停留时间或污泥龄(Solid Retention Time,SRT)等于水力停留时间(Hydrolic Retention Time,HRT)。为了保持较长的污泥龄和水力停留时间以使有机物降解彻底，厌氧发酵罐的容积较大。在英国Exeter市(18%年)建立了第一座处理生活污水污泥的厌氧发酵池。目前，全世界约有农村家用沼气池约530万座，其中中国占92%，主要用于处理畜禽粪便、秸秆、污泥。

第二代厌氧发酵罐包括厌氧生物滤池 (Anaerobic Filter,AF)、升流式厌氧污泥发酵罐(Upflow Anaerobic Sludge Bed,UASB)、厌氧流化床(Anaerobic Fluidised Bed,AFB)、厌氧膨胀床(Anaerobic Expanded Bed,AEB)、厌氧生物转盘(Anaerobic Rotating Biological Contactor,ARBC)和厌氧折流板发酵罐(Anaerobic Baffied Reactor,ABR)等，其中以UASB发酵罐为代表，其主要特点是可在发酵罐内维持很高的生物量，提高处理效率。第二代厌氧发酵罐就微生物主体而言，可以分为颗粒化活性污泥处理、特定微生物选育及强化处理、固定化酶和固定化微生物处理、光合细菌处理、生物膜处理等5种生物技术。

第三代高效厌氧发酵罐均是在UASB基础上发展起来，包括厌氧膨胀颗粒污泥床(Expanded Granular Sludge Bed,EGSB)、升流式厌氧污泥床过滤器 (Up flow Blanket Filter,UBF)、内循环厌氧发酵罐  (Internal Circulation anaerobic reactor,IC)以及适合高固体的升流式固体发酵罐 (Upflow Solid Reactor,USR)等。这些厌氧发酵罐可以有效扩大微生物与基质的接触，能承受更高的水力负荷或固体负荷，提高反应效率。

目前人类通过各种手段使餐厨垃圾能源化，采用生物处理法实现可降解餐厨垃圾的资源化和减量化。餐厨垃圾的生物降解是指利用微生物菌剂，将餐厨垃圾中的有机物（纤维素、脂类、蛋白类和甲壳质等物质）降解为微生物可利用的小分子有机物和营养物质（水、二氧化碳和有机质），利用这些菌种处理餐厨垃圾，消化率高达90%，减少了城市生活垃圾的总量。餐厨垃圾厌氧消化产物中最主要的生物质能是沼气，因此开发出一种适合于复合菌剂降解餐厨垃圾的沼气发酵装置势在必得。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供了一种餐厨垃圾处理方法及厌氧发酵反应装置。本发明从提高餐厨垃圾生物降解效率和产沼气效率的角度出发，利用微生物复合菌剂与经处理的餐厨垃圾混合发酵制取沼气，其中微生物复合菌剂从根本上解决了餐厨垃圾高盐份、高油脂，以及生物处理过程中的臭味问题，且大大提高了厌氧消化产沼气的效率。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

一种餐厨垃圾处理方法，包括以下步骤：

（1）餐厨垃圾的筛选及破碎：将收集的餐厨垃圾按照有机物和无机物分类，去除金属、塑料、玻璃瓶等杂物，将分离出来的有机物进行破碎成细小颗粒，得到混合物料；

（2）湿热水解处理：将步骤（1）获得的混合物料通过管道用泵输送到湿热反应装置中进行蒸煮，得到固形物、废水、油脂混合物；

（3）固液分离：将步骤（2）得到的混合物送入离心机，通过离心压滤的方式将湿热处理后的物料进行固液分离；