餐廚垃圾聯合污泥預處理產甲烷的方法以及裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種餐廚垃圾聯合污泥預處理產甲烷的方法以及裝置。
【背景技術】
[0002]隨著生活水平的不斷提升，固體廢物(如污泥和餐廚垃圾)產生量不斷增加，目前我國年產污泥3000萬噸，年產餐廚垃圾4000萬噸；由于國家生態文明的持續建設，固體廢物的資源化和無害化處置技術方法亟需進一步提高。然而我國對于餐廚垃圾和污泥采取的主要處理方式是送往垃圾焚燒廠進行焚燒發電，總體處于固體廢物處理的初步階段。采用厭氧發酵技術處理有機質固體廢物是固廢處置技術發展的重點之一，但將污泥和餐廚垃圾聯合厭氧發酵的技術裝置缺少可操作性。例如專利申請公布號為CN103923951A的發明專利公開了一種超聲/酸處理強化垃圾厭氧發酵的方法，此方法步驟較為繁瑣，且僅對從餐廚垃圾進行預處理，對其同等比例的接種污泥未作任何處理，增加厭氧發酵時間。
[0003]因此，提出一種對餐廚垃圾、污泥進行綜合前處理和預處理的方法及設計一種操作方便、發酵時間短的處理裝置顯得十分重要。
【發明內容】
[0004]本發明要解決的技術問題是:克服現有技術的不足，提供一種餐廚垃圾聯合污泥預處理產甲烷的方法以及裝置。
[0005]本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:一種餐廚垃圾聯合污泥預處理產甲烷的方法，包括以下步驟:
[0006]①、選取污泥和餐廚垃圾，對其進行脫水處理；
[0007]②、將處理后的餐廚垃圾、污泥和堿液一同放入碎料筒內，經碎料筒將餐廚垃圾、污泥一同粉碎；
[0008]③、將粉碎后的餐廚垃圾、污泥以及堿液一同倒入攪拌罐內，攪拌罐繼續對破碎物攪拌進行預處理，預處理的溫度為85-95°C，攪拌速度為115-125r/min，攪拌時間1_3小時；
[0009]④、攪拌罐繼續對破碎物攪拌處理，重新調整攪拌罐的溫度和速度，溫度設置在25-35°C，攪拌速度在25-35r/min，攪拌時間9-11天。
[0010]進一步的，在所述的步驟①中，脫水后污泥和餐廚垃圾的質量比為1:2，其污泥含固率為9-11 %，餐廚垃圾濃度為25-35g/l。
[0011]進一步的，在所述的步驟②中，粉碎機破碎后物質顆粒直徑< 5_。
[0012]進一步的，在所述的步驟②中，堿液的pH值為9-11。
[0013]進一步的，在所述的步驟②中，堿液按照0.1-0.3L/min的速度向碎料筒內倒入。
[0014]—種餐廚垃圾聯合污泥預處理產甲烷的裝置，包括攪拌罐以及碎料筒，所述碎料筒安裝在攪拌罐的上端，所述碎料筒上設置有排料管，所述排料管與攪拌罐的內腔連通；
[0015]所述攪拌罐的內壁安裝有壁式加熱器，所述攪拌罐的上端設置有用于排出甲烷的排氣口。
[0016]進一步的，所述攪拌罐的下端設置有排渣口。
[0017]進一步的，所述碎料筒包括筒體、安裝碎料刀片的碎料軸以及第一電機，所述碎料軸設置在筒體內，所述第一電機與第一電機傳動連接。
[0018]進一步的，所述攪拌罐包括罐體、攪拌軸以及第二電機，所述攪拌軸設置在罐體內，所述第二電機與攪拌軸傳動連接。
[0019]進一步的，所述罐體的底端設置有支架。
[0020]本發明的有益效果是:本發明方法，一方面可以降低污泥和餐廚垃圾的粘度便于實現攪拌功能；另一方面，對破碎物增加預處理步驟，可以初步釋放污泥和餐廚垃圾的碳源；熱堿預處理進一步釋放污泥和餐廚垃圾的碳源，加快厭氧發酵產甲烷的時間和增加厭氧發酵的甲烷量，以便實現粉碎機和發酵罐的連續處理的目的。
[0021]實現破碎前處理過程、熱堿預處理過程和厭氧發酵過程的一體化操作，減少人工操作步驟和提高厭氧發酵效率。
[0022]粉碎機破碎后物質顆粒直徑< 5mm，降低物質粘度使破碎物質隨液體流動直接進入罐體，初步釋放污泥和餐廚垃圾的碳源。
[0023]經破碎前處理后的熱堿預處理過程的條件相對寬松，可以輕松實現餐廚垃圾和污泥的漿化過程(即厭氧發酵的分解和水解過程)。
[0024]本發明的方法，簡單，能耗低，反應結束后發酵殘留物經排渣口排除可另作它用。
[0025]本發明的裝置，將碎料筒和攪拌罐安裝在了一起，從而，經碎料筒破碎后的物料可以直接排料管通入攪拌罐的內腔中，提高處理效率。
【附圖說明】
[0026]下面結合附圖對本發明進一步說明。
[0027]圖1是本發明裝置的示意圖；
[0028]其中，1、罐體，2、筒體，3、排料管，4、壁式加熱器，5、排氣口，6、攪拌軸。
【具體實施方式】
[0029]現在結合具體實施例對本發明作進一步的說明。這些附圖均為簡化的示意圖僅以示意方式說明本發明的基本結構，因此其僅顯示與本發明有關的構成。
[0030]一種餐廚垃圾聯合污泥預處理產甲烷的方法，包括以下步驟:
[0031]①、選取污泥和餐廚垃圾，對其進行脫水處理；脫水后污泥和餐廚垃圾的質量比為1:2，其污泥含固率為9-11%，優選10 %，餐廚垃圾濃度為25-35g/l，優選30g/l。
[0032]②、將處理后的餐廚垃圾、污泥和堿液一同放入碎料筒內，經碎料筒將餐廚垃圾、污泥一同粉碎；粉碎機破碎后物質顆粒直徑彡5mm。堿液的pH值為9_11，優選pH值為10，并且堿液按照0.1-0.3L/min的速度向碎料筒內倒入，速度優選0.2L/min。
[0033]③、將粉碎后的餐廚垃圾、污泥以及堿液一同倒入攪拌罐內，攪拌罐繼續對破碎物攪拌進行預處理，預處理的溫度為85-95°C，優選90°C，攪拌速度為115-125r/min，優選120r/min，攪拌時間1_3小時，攪拌時間優選I小時。
[0034]④、攪拌罐繼續對破碎物攪拌處理，重新調整攪拌罐的溫度和速度，溫度設置在25-35 °C，優選30 °C，攪拌速度在25-35r/min，攪拌速度優選30r/min，攪拌時間9_11天。，時間優選10天。
[0035]如圖1所示，一種餐廚垃圾聯合污泥預處理產甲烷的裝置，包括攪拌罐以及碎料筒，碎料筒安裝在攪拌罐的上端，碎料筒上設置有排料管3，排料管3與攪拌罐的內腔連通；攪拌罐的內壁安裝有壁式加熱器4，攪拌罐的上端設置有用于排出甲烷的排氣口 5。
[0036]攪拌罐包括罐體1、攪拌軸6以及第二電機，攪拌軸6設置在罐體I內，第二電機與攪拌軸6傳動連接。罐體I的底端設置有支架。攪拌罐的下端設置有排渣口。
[0037]碎料筒包括筒體2、安裝碎料刀片的碎料軸以及第一電機，碎料軸設置在筒體2內，第一電機與第一電機傳動連接。
[0038]實施例1:選取400g餐廚垃圾和200g污泥，然后進行脫水處理，400g餐廚垃濃度為30g/l，200g污泥含固率為10%，然后與堿液一起倒入碎料筒內，其粉碎后物質顆粒直徑不大于5mm，在破碎過程中按照0.2L/min的速度向進料口流入pH = 10的氫氧化鈉溶液，達到要求后，經碎料筒的排料管3經物料一起流入攪拌罐內，然后進行預處理，預處理時，壁式加熱器4溫度調至90°C，攪拌軸6速度120r/min，攪拌時間I小時；預處理完畢之后，壁式加熱器4溫度調至30°C，攪拌軸6速度30r/min，攪拌時間10天；產生的甲烷氣體均從攪拌罐上端的排氣口 5排出，經計算得出，甲烷的總量為6000ml，而以往沒有經過預處理的方法產生的甲烷的總量為5000ml。
[0039]以上述依據本發明的理想實施例為啟示，通過上述的說明內容，相關工作人員完全可以在不偏離本項發明技術思想的范圍內，進行多樣的變更以及修改。本項發明的技術性范圍并不局限于說明書上的內容，必須要根據權利要求范圍來確定其技術性范圍。
【主權項】
1.一種餐廚垃圾聯合污泥預處理產甲烷的方法，其特征是，包括以下步驟: ①、選取污泥和餐廚垃圾，對其進行脫水處理； ②、將處理后的餐廚垃圾、污泥和堿液一同放入碎料筒內，經碎料筒將餐廚垃圾、污泥一同粉碎； ③、將粉碎后的餐廚垃圾、污泥以及堿液一同倒入攪拌罐內，攪拌罐繼續對破碎物攪拌進行預處理，預處理的溫度為85-95°C，攪拌速度為115-125r/min，攪拌時間1_3小時； ④、攪拌罐繼續對破碎物攪拌處理，重新調整攪拌罐的溫度和速度，溫度設置在25-35°C，攪拌速度在25-35r/min，攪拌時間9-11天。2.根據權利要求1所述的餐廚垃圾聯合污泥預處理產甲烷的方法，其特征是，在所述的步驟①中，脫水后污泥和餐廚垃圾的質量比為1:2，其污泥含固率為9-11%，餐廚垃圾濃度為 25-35g/l。3.根據權利要求1所述的餐廚垃圾聯合污泥預處理產甲烷的方法，其特征是，在所述的步驟②中，粉碎機破碎后物質顆粒直徑< 5mm。4.根據權利要求1所述的餐廚垃圾聯合污泥預處理產甲烷的方法，其特征是，在所述的步驟②中，堿液的pH值為9-11。5.根據權利要求1所述的餐廚垃圾聯合污泥預處理產甲烷的方法，其特征是，在所述的步驟②中，堿液按照0.1-0.3L/min的速度向碎料筒內倒入。6.一種餐廚垃圾聯合污泥預處理產甲烷的裝置，其特征是，包括攪拌罐以及碎料筒，所述碎料筒安裝在攪拌罐的上端，所述碎料筒上設置有排料管(3)，所述排料管(3)與攪拌罐的內腔連通； 所述攪拌罐的內壁安裝有壁式加熱器(4)，所述攪拌罐的上端設置有用于排出甲烷的排氣口(5)。7.根據權利要求6所述的餐廚垃圾聯合污泥預處理產甲烷的裝置，其特征是，所述攪拌罐的下端設置有排渣口。8.根據權利要求6所述的餐廚垃圾聯合污泥預處理產甲烷的裝置，其特征是，所述碎料筒包括筒體(2)、安裝碎料刀片的碎料軸以及第一電機，所述碎料軸設置在筒體(2)內，所述第一電機與第一電機傳動連接。9.根據權利要求6所述的餐廚垃圾聯合污泥預處理產甲烷的裝置，其特征是，所述攪拌罐包括罐體(1)、攪拌軸(6)以及第二電機，所述攪拌軸(6)設置在罐體⑴內，所述第二電機與攪拌軸(6)傳動連接。10.根據權利要求9所述的餐廚垃圾聯合污泥預處理產甲烷的裝置，其特征是，所述罐體(I)的底端設置有支架。
【專利摘要】本發明涉及一種餐廚垃圾聯合污泥預處理產甲烷的方法，包括以下步驟：碎料筒將餐廚垃圾、污泥一同粉碎；倒入攪拌罐內，預處理的溫度為85-95℃，攪拌速度為115-125r/min，攪拌時間1-3小時；重新調整，溫度設置在25-35℃，攪拌速度在25-35r/min，攪拌時間9-11天。一種餐廚垃圾聯合污泥預處理產甲烷的裝置，包括攪拌罐以及碎料筒，碎料筒安裝在攪拌罐的上端，碎料筒上設置有排料管；攪拌罐的內壁安裝有壁式加熱器，攪拌罐的上端設置有排氣口。一方面可以降低污泥和餐廚垃圾的粘度便于實現攪拌功能；另一方面，對破碎物增加預處理步驟，可以初步釋放污泥和餐廚垃圾的碳源。
【IPC分類】C12M1/107, C12P5/02, C02F11/04, C12M1/02
【公開號】CN105132468
【申請號】CN201510530280
【發明人】王晉, 李習偉, 邸子佼, 楊彥, 李定龍
【申請人】常州大學
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2015年8月27日