[发明专利]厨余垃圾的干式厌氧处理方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种垃圾的处理方法及其装置，具体涉及到一种厨余垃圾的干式厌氧处理方法及其装置。

背景技术

厨余垃圾是指家庭中产生的菜帮菜叶、剩饭剩菜、瓜果皮核、废弃食物等易腐性废弃物。具有较高的生物降解性和产甲烷潜势，是进行厌氧发酵处理的理想基质，采用厌氧发酵技术开展厨余垃圾资源化处理，可回收生物质能源沼气，此外产生的沼渣和沼液是优质的有机肥料，可以施用于农田，改良土壤，增加肥效。

厌氧发酵处理技术根据底物含固率分为湿式与干式两类，湿式系统开发的时间早，工艺技术相对成熟，目前较多成功应用的工程实例，如我国农村的沼气池就是一个典型的代表，但厨余垃圾在湿式厌氧处理过程中，遇到了预处理困难、设备能耗高、固液分离困难等许多问题。

干式厌氧是指发酵原料含固率控制在15％～50％的厌氧发酵处理，与传统湿式厌氧相比，具有更高的有机处理负荷率OLR(organic Loading Rate，有机负荷率)和产气效率等优点。

在专利‘餐厨垃圾处理酸化反应器(ZL 200620039676.2)’中，针对餐厨垃圾的特点，在干式厌氧过程中定时的把酸化清液抽出，过滤后由抽吸泵抽至甲烷相反应器产甲烷，未消化的固体残渣在酸化相中继续酸化。此实用新型，消除了酸化相与甲烷相之间的相互制约，但是在往反应器进料时，需要把残渣进行粉碎浆化，并且在反应过程中需要定期的进行气动搅拌，增加了设备及能源的消耗。

在专利‘餐厨垃圾酸化水解处理方法(CN200910117333.1)’中，将未经分选的垃圾经过机械破碎后与一定量的水混合获得固体含量为6％～35％的混合物，在水解反应器加入垃圾质量1～5倍的水，对垃圾进行反复循环冲洗酸化2～10天，酸化液经过滤后送入甲烷化反应器，经过厌氧消化制成沼气，水解后的固体残渣按常规的堆肥工艺进行堆肥处理，得到有机肥。这种方法简化了餐厨垃圾的预处理过程，节约了能耗，降低了设备投资，并且采用上部淋喷，下部水力搅拌混合方式，保证了餐厨垃圾的干式厌氧效率。但是此方法需水量较大，反应启动时消耗水量为残渣重量的1～5倍，增加了水能资源的消耗，降低了垃圾的TS处理范围，并且在干式厌氧过程中需要一定的水动力搅拌，增加了能耗。

在申请公布日为2013.05.15的专利201210532039.9中，厨余垃圾(实际为餐厨垃圾)的压力为0.8MPa～1.2MPa，温度为120℃～220℃条件进行水解，水解后进行破碎和压榨，压榨后的浆体再进行厌氧消化。高温高压条件下的水解时间虽短，但能耗太高，不符合国情；另外高温高压条件的水解不是实际意义上的干式厌氧，只是相当于熟化脱水。

发明内容

为克服上述存在的问题，本发明提供了厨余垃圾的干式厌氧处理方法及其装置。

为了完成本申请的发明目的，本申请采用以下技术方案：

本发明的一种厨余垃圾的干式厌氧处理方法，其特征在于它包括以下步骤：

(a)将厨余垃圾粉碎至直径不大于5cm的颗粒后，与占厨余垃圾重量的0.01％发酵菌种混合成发酵料，然后将上述发酵料送入干式厌氧反应器中进行干式厌氧处理，干式厌氧反应器的温度保持在33℃至35℃的范围内，在干式厌氧处理过程中向发酵料间歇性地喷淋循环水，每24小时向发酵料中喷淋的循环水量的体积与发酵料体积之比为5:1～8:1，用流量控制阀控制循环水流量,发酵料经过水解酸化反应产生的小分子量的挥发性脂肪酸溶解到循环水中，循环水经过过滤层过滤后从干式厌氧反应器中流出返回到循环水池中，如此循环，反复淋洗发酵料，流出干式厌氧反应器循环水的挥发性脂肪酸的含量在2g/L至20g/L的范围内，将循环水池中的水按照一定的比例送入步骤(b)中进行处理，同时补充一部分由步骤(b)处理过的回用水，使得进入干式厌氧反应器循环水的挥发性脂肪酸的含量在10g/L以下；发酵料在水解酸化过程中产生的气体从干式厌氧反应器顶部送入气水分离器，分离出的气体回收利用；发酵料在干式厌氧反应器中经过18～21天的水解酸化反应之后，当流出干式厌氧反应器的循环水中的挥发性脂肪酸含量不大于流入干式厌氧反应器的循环水中的挥发性脂肪酸含量+50mg/L时，停止向干式厌氧反应器喷淋循环水，然后打开干式厌氧反应器下部的出料口，进行出料，发酵后的残渣送至步骤(c)进行处理；

(b)将循环水依次送入厌氧处理、兼氧处理、好氧处理、膜生物反应器处理和纳滤膜处理后，得到达标水作为回用水返回循环水池中，或者达标排放；在厌氧处理中产生的沼气通过脱硫和脱水处理后，放入储存袋中；