[发明专利]一种水热碳化耦合厌氧消化处理餐厨垃圾的方法

说明书

本发明提供了一种水热碳化耦合厌氧消化处理餐厨垃圾的方法，所述方法包括以下步骤：(1)将粉碎后的餐厨垃圾进行水热碳化反应，对水热碳化反应产物进行分离，得到水热液及固相产物，将该固相产物烘干后得到水热炭；(2)将步骤(1)得到的水热炭、水热液或水热炭与水热液的混合物进行厌氧消化处理。本发明所提供的该水热碳化耦合厌氧消化处理餐厨垃圾的方法耦合水热碳化技术和厌氧消化技术来处理餐厨垃圾可以实现餐厨垃圾的资源化、无害化、减量化。

技术领域

本发明涉及一种水热碳化耦合厌氧消化处理餐厨垃圾的方法，属于废弃有机物资源化和清洁能源生产应用技术领域。

背景技术

餐厨垃圾是指食堂、家庭以及餐饮业的食物残余，主要包括馒头、大米、果皮、蔬菜、油水等各种物质，化学组成主要有淀粉、蛋白质、无机盐、脂类、纤维素等，具有含水量高，有机质、盐分和油脂含量均比较高的特点。随着经济的增长，在餐饮业高速发展的同时，餐厨垃圾也迅速增长，据统计，2017年全国餐厨垃圾产生量高达9972万吨，前期国家已经开始了大规模的餐厨垃圾处理设施试点建设工作，计划在2015年年底实现3万吨/日的目标，但实际处理能力仅为1.49万吨/日。预计，未来几年内整个餐厨垃圾总体市场空间可达1000-1500亿元。

餐厨垃圾的不正当处理会对社会生活产生巨大影响，是食品安全的重大隐患。餐厨垃圾因含有大量有机质和油脂可利用成分，若能有效利用将会节约资源并产生较大的经济价值，同时可以实现垃圾的资源化、无害化和减量化，有利于城市现代化建设。现阶段，我国处理餐厨垃圾的主要方式为焚烧、填埋、堆肥，这三种处理方式效率不高，并且会在一定程度上污染环境。厌氧消化技术利用微生物将复杂的有机物大分子分解成复杂的有机物小分子及无机物并产生沼气，产生的沼气可以用来发电供能，是一种良好的处理餐厨垃圾的方式，但利用厌氧消化处理餐厨垃圾有机负荷较高，会产生大量难处理的沼渣和沼液。水热碳化技术是在密闭反应容器内，采用水溶液作为反应介质，在加热条件下，将物质直接转化为气态、液态和固态产物，使通常情况下难溶或不溶的物质溶解并且重结晶。

中国专利CN107142296A公开了一种利用餐厨垃圾生产乙醇的方法，是将分拣后的餐厨垃圾进行水热预处理，然后利用微生物对分离出的固体餐厨垃圾进行发酵，制备乙醇。该发明将固体成分用于乙醇的生产，但是固体在预处理过程中，会水解产生大量有机酸，该发明忽略了对这部分液相的利用，导致一部分能量损失。中国专利CN105414158A公开了一种餐厨垃圾厌氧消化耦合水热液化处理油脂的方法，其是将油脂进行水热液化制备液相燃料，对固相直接进行厌氧消化。该发明对固相直接进行厌氧消化，会导致高负荷下引起的厌氧环境酸化，影响处理效率，并且产生的大量的沼渣和沼液较难处理。

因此，提供一种水热碳化耦合厌氧消化处理餐厨垃圾的方法已经成为本领域亟需解决的技术问题。

发明内容

为了解决上述的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种水热碳化耦合厌氧消化处理餐厨垃圾的方法。

本发明的目的还在于提供一种水热炭。

为达到上述目的，一方面，本发明提供一种水热碳化耦合厌氧消化处理餐厨垃圾的方法，其中，所述方法包括以下步骤：

(1)将粉碎后的餐厨垃圾进行水热碳化反应，对水热碳化反应产物进行分离，得到水热液及固相产物，将该固相产物烘干后得到水热炭；

(2)将步骤(1)得到的水热炭、水热液或水热炭与水热液的混合物进行厌氧消化处理。

根据本发明具体实施方案，在所述的方法中，步骤(1)具体包括以下步骤：

将粉碎后的餐厨垃圾和去离子水混合，并将所得混合物置于反应器内胆中进行水热碳化反应；

反应结束后，通入循环水冷却至室温，分离得到水热液和固相产物，再将该固相产物送至烘箱烘干，得到水热炭。