[发明专利]一种厨余垃圾水热转换快速腐殖化方法

说明书

本发明公开了一种厨余垃圾水热转换快速腐殖化方法，该方法将厨余垃圾收集，破碎后，将厨余垃圾和黑云母添加剂送入水热反应釜内，反应釜内温度控制在185~220℃，搅拌，反应釜内通入高温高压蒸汽使物料进行水热反应，充分腐殖化，排出的高温蒸汽预热进料，闪蒸泄压，收集反应釜内产物，并进行固液分离，并对固相产物进行干燥，得到固态有机肥。在水热过程中，厨余垃圾中的有机物中水解、聚合为有机腐殖酸。黑云母可以定向转移钠离子，降低有机肥中的钠含量。生成的有机酸可以使得重金属转化为残渣态。本发明的方法速度快，腐熟度高，且可以将细菌完全杀灭。

技术领域

本发明涉及废弃物处理领域，具体涉及一种厨余垃圾水热转换快速腐殖化方法。

背景技术

厨余垃圾是指宾馆、酒店、企事业单位食堂、学校食堂等单位在食品加工、饮食服务、用餐过程中产生的有机固体废弃物。厨余垃圾的主要成分有蔬菜、水果、油脂、肉骨等。厨余垃圾中含有大量病菌，处理不当极易引发各类交叉感染疾病。由于组分来源特殊，厨余垃圾的有机质含量高，淀粉、蛋白质、纤维素、脂肪等有机物含量高，且含有一定量的Cu、Pb、As、Zn等多种重金属元素，重金属元素在食物链中极易富集而危害人类生存安全。厨余垃圾含水率普遍在60％～80％左右，用于焚烧发电还需要面临能量利用率低，二噁英等污染物和预处理脱水等一系列成本问题，因而厨余垃圾不适合垃圾焚烧发电。另外其高盐分的特性容易降低堆肥处理过程中微生物活性，影响微生物新陈代谢，降低堆肥效率，降低有机肥品质，导致土壤板结。对于填埋处理，进入填埋场的垃圾一般都无法再次回到生态循环中，造成资源浪费。厨余垃圾的水热处理方法，是一种安全、高效、绿色的处理方法，能够实现无害化、减量化、资源化的综合利用。

然而现有的水热制取有机肥方法存在以下问题：1、没有考虑重金属富集污染以及高盐分对土壤和生物生存环境的破坏；2、堆肥时间过长，腐熟程度不高，不利于有机物的利用；3、水解液中重金属及盐分不能很充分地处理，会严重影响所得有机肥的肥效，并且不利于土地利用和农作物生长。

发明内容

本发明目的通过水热处理厨余垃圾来制取有机肥，并控制重金属和盐分的定向转移，解决水热后产物重金属富集与盐分过高问题。本发明可调整厨余垃圾水热处理后有机质与腐殖质占比，使水热产物的腐殖化程度可适用于制取有机肥。

本发明的目的通过如下的技术方案来实现：

一种厨余垃圾水热转换快速腐殖化方法，包括如下步骤：

S1：将厨余垃圾分离出厨余垃圾中的塑料、石块、玻璃等异物，并回收金属类物质，并将分选出的厨余垃圾进一步破碎；

S2：将破碎后的厨余垃圾浸湿，优选厨余垃圾用反应后去杂液相和水浸湿，厨余垃圾浸湿后能增强流动性，以防止堵塞，并可以显著提高传热与传质能力，使水热反应迅速充分；并向其中加入占厨余垃圾质量的4％～12％的含钾黑云母粉末，粉末优选大于100目，混合后的物料在预热罐中由水热后水蒸气预热至80℃～90℃。

进料中混合的添加剂可以实现重金属与盐分的定向转移，使厨余垃圾经过水热处理后，固相中残留重金属向稳定态转化，Cu、Pb等金属的残渣态和可氧化态比例明显增加，水热过程降低了重金属的潜在迁移性和生物有效利用性，有利于厨余垃圾水热产物的土地利用；水热处理后绝大部分盐分和重金属停留在水解液中。若粉末颗粒过大，则会影响添加剂对盐分和重金属的转移作用。

S3：预热后的物料放入水热反应釜内，物料体积不超过反应釜容积为一半，并搅拌，反应釜内的温度为185～220℃，反应釜内通入蒸汽使物料进行水热反应，充分腐殖化。

在反应过程中，厨余垃圾中的淀粉、蛋白质、纤维素等会先水解为小分子物质，进一步聚合为大分子的腐殖酸。同时，腐殖酸对重金属的吸附作用降低了重金属的污染，使重金属变为稳定的残渣态超过50％的砷重金属铜和铅转化为稳定的残渣态。钠离子可以置换出添加剂中的钾元素，起到增加肥效，降低污染的作用。