[发明专利]一种餐厨垃圾厌氧发酵沼渣减量化资源化的方法及其装置

说明书

本发明涉及一种餐厨垃圾厌氧发酵沼渣减量化资源化的方法及其装置，该方法利用水热技术对餐厨垃圾厌氧发酵沼渣预处理，然后通过机械分离得到水热液体和水热固体，将水热液体作为再厌氧发酵的原料，获得为水热反应提供能源的沼气，而水热固体作为堆肥的原料生产肥料。本发明所述的方法提高了餐厨垃圾厌氧发酵沼渣脱水的效率，显著减少沼渣的体积，充分利用沼渣中含有的有机质，变废为宝，实现了餐厨垃圾厌氧发酵沼渣减量化和资源化，具有良好的环境效益及经济效益。

技术领域

本发明涉及固体废弃物资源化利用领域，尤其是涉及一种餐厨垃圾厌氧发酵沼渣的减量化资源化的方法及其装置。

背景技术

随着我国城市化的进一步发展、人口的激增，每年会产生大量的餐厨垃圾。而传统的餐厨垃圾处理工艺(例如燃烧、填埋技术)因存在如下不足而逐渐被禁止。餐厨垃圾的燃烧会产生污染气体，导致环境的污染，同时需要大量的设备投入；填埋技术需要占用大量的土地，而且也会对土地产生污染。因此，餐厨垃圾的安全化、无害化处理成为急需解决的环境问题。厌氧发酵技术主要借助微生物，在无氧的条件下，高效利用餐厨垃圾中的有机质等营养成分，产生具有高热值的沼气，实现餐厨垃圾能源化的同时达到餐厨垃圾减量化的目的，已受到广泛的关注。然而餐厨垃圾厌氧发酵技术得到广泛应用的同时，也产生了一些需要解决的问题，比如餐厨垃圾发酵后产生的剩余沼渣的处理问题。制约餐厨垃圾沼渣处理的主要原因是沼渣难脱水。因为餐厨沼渣是由细菌真菌活体细胞以及其形成的菌胶团和水形成的固液混合物。内部的水大部分不是以自由水而是以结合水的形式存在，因此很难通过机械脱水的方法脱除。

公开号为CN204486454U的中国专利公开了一种沼渣深度脱水处理装置。其主要原理通过向沼渣中加入石灰，破坏细胞壁从而达到脱水的目的。这种方法需要消耗大量的石灰，增加了成本，而且大量石灰的加入会影响沼渣的性质，从而最终影响沼渣的进一步处理与应用。公开号为CN106830591A的中国专利申请公开了一种提高餐厨垃圾厌氧发酵沼渣脱水性能的方法，原理为向餐厨垃圾厌氧发酵沼渣中添加复合微生物及营养物质，生物处理1.5～4天后，就行机械分离，这种方法需要添加营养物质，而且存在周期长、工序繁琐等缺点。公开号为CN206244676U的中国专利公开了餐厨垃圾沼渣堆肥处理系统。本方法虽然实现了沼渣的肥料化处理，但是高含水的沼渣直接用来制备有机肥会占用大量的面积。因此，沼渣利用之前的脱水处理是非常必要的前处理步骤。水热技术是以高温液态水作为反应介质和反应物，其因能量高、反应速度快、物料通量大、产物分离效率高而得到广泛的应用。水热技术已经被认证是市政污泥减量化和改善脱水性能的有效预处理技术。本发明利用水热技术处理沼渣，实现了沼渣的有效脱水问题。同时，固液分离后的液体具有很高的COD浓度，可以再次用于厌氧发酵产沼气，提供水热过程中的水热能量消耗。针对固液分离后的固体，本专利采用堆肥处理技术，实现了沼渣的肥料化处理。

鉴于现有餐厨垃圾厌氧发酵沼渣处理不充分，深度脱水困难，处理产物资源化利用不充分等缺点。开发一条高效脱水、高附加值利用餐厨沼渣的途径，对餐厨沼渣的减量化、资源化利用具有重要意义。

发明内容

本发明克服了现有餐厨垃圾厌氧发酵沼渣含水率高，脱水难，资源化利用不充分等问题，提供了一种餐厨垃圾厌氧发酵沼渣的减量化资源化的方法及其装置，通过水热反应使得餐厨沼渣能够高效脱水，同时利用水热液体作为厌氧发酵的原料，获得高热值的沼气，通过堆肥实现对水热固体的资源化利用，制备出了具有市场价值的沼渣肥料。

餐厨沼渣是主要细菌、真菌活体细胞以及其形成的菌胶团和水形成的固液混合物组成，如果处理不当，其中的细菌真菌对环境影响非常大，甚至会破坏大自然的生态系统。更重要的是，餐厨沼渣中的菌胶团和水形成固液混合物，体积大，质量重，运输、处置困难。本发明采用水热方法对餐厨菌渣的进行处理，不仅可以利用水热反应的高温高压杀死餐厨沼渣中的细菌真菌，还可以使菌胶团破壁，让其内部的水轻易脱出，从而实现餐厨沼渣的无害化和减量化。