专利名称：一种用于餐厨垃圾处理的两步厌氧发酵装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及有机废物的资源利用领域，具体是指一种用于餐厨垃圾处理的两步厌氧发酵装置。
背景技术：
随着我国城镇地区经济的快速发展以及人民的生活水平迅速提高，每天都会产生大量的餐厨垃圾，餐厨垃圾多油脂、高脂肪、高蛋白，油脂含量及盐分远高于其他有机垃圾，收集运输成本高，处理难度大。厨余垃圾中富含的有机物在温度较高时很快会腐烂变质，会产生大肠杆菌等病原微生物，如果直接喂养生猪会通过食物链危害人体健康。废弃食用油脂主要为饭店产生的老油和厨房隔油池中的地沟油。经过多次反复油炸、烹炒后的废弃食用油脂，含有大量的致癌物质，如苯并芘、黄曲霉素等，长期食用会导致慢性中毒，容易患上肝癌、胃癌、肠癌等疾病。·因此，需要开发一种餐厨垃圾的生物处理装置，以有效解决餐厨垃圾污染问题。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种用于餐厨垃圾处理的两步厌氧发酵装置，该装置主要针对餐厨垃圾这种可降解废物进行无害化处理，并制成沼气和肥料，在有效解决餐厨垃圾污染问题的同时不产生任何的环境负担。本实用新型为解决上述技术问题主要通过以下技术方案实现一种用于餐厨垃圾处理的两步厌氧发酵装置，包括通过管道依次连接的进料口、酸化罐和发酵罐；所述发酵罐上设有沼气管道。本实用新型装置应用于餐厨垃圾的生物处理，该生物处理方法为两步厌氧发酵工艺。其原理是将收集的餐厨垃圾经过预处理后进行厌氧发酵。所述厌氧发酵过程分为酸化和发酵两步进行，两个步骤分别安排在两个不同的容器酸化罐和发酵罐内，通过发酵料液在各容器分别停留不同的时间，提高了沼气产气率。上述技术方案中，收集的餐厨垃圾经过预处理后通过进料口进入酸化罐，酸化罐采用一个半厌氧式搅拌反应器，用于接纳有机废物进料，并且在室温环境下运行。酸化罐内主要含有产酸菌和水解菌，运行时将预处理后的餐厨垃圾有机废物分解。酸化罐内产酸菌和水解菌的分解产物中，可溶的有机物和挥发性脂肪酸被泵抽入发酵罐中，发酵罐采用一种甲烷CSTR反应器，即连续搅拌全混式反应器；发酵罐内含大量产甲烷菌从而能够对可溶的有机物和挥发性脂肪酸这两种物质进行发酵并生成沼气。生成的沼气通过发酵罐上的沼气管道输出。进一步的技术方案，一种用于餐厨垃圾处理的两步厌氧发酵装置还包括沉淀池、以及与沉淀池连接的出料口，所述沉淀池通过管道分别和酸化罐、发酵罐连接；并且所述沉淀池上接有溢流管，所述溢流管与所述出料口连接。上述技术方案中，所述沉淀池通过管道分别和酸化罐、发酵罐连接。发酵罐内部的发酵残液，即沼液，通过管道流入沉淀池进行沉淀。经过沉淀后，沉淀池中下部较浓的浓沼液通过管道回流至酸化罐，上部较清的稀沼液则通过溢流管、出料口流出并进入后续的处理设施。更进一步的技术方案，所述酸化罐和沉淀池的的数量均为I个，所述发酵罐的数量为4个；并且所述4个发酵罐的沼气管道通过管道汇总为一个沼气出口。所述酸化罐的容积为4m3，所述四个发酵罐的容积为4X2. 5 m3。优选的是，酸化罐采用一个半厌氧式搅拌反应器，用于接纳有机废物和发酵罐中甲烷化后的污水组成的混合进料，并且在室温环境下运行。此时，酸化罐中承载由预处理后的餐厨垃圾有机废物与经沉淀池沉淀回流的浓沼液污水按I: I体积比例构成的混合物；此种比例设置可以使酸化罐中C N P比例更加平衡，约为124 9 :1，因此无须添加其它养分到酸化罐中。因此，沉淀池以及混合比例的设置使污水能够被进行有序的循环利用，使污水中液体成分浓度得到均化，并使得生物质滞留期最大化。上述技术方案中，一种用于餐厨垃圾处理的两步厌氧发酵装置的整个装置可以采用一个可移动集装箱式设施，在该可移动集装箱内设置一个4m3的酸化罐和四个容积为4X2.5 m3的发酵罐组成的两步厌氧发酵装置。整个装置由一个自动化控制系统(PCL)进 行控制。该控制系统允许对集装箱式两步厌氧发酵装置进行完全自动化操作。系统的所有工艺数据及参数均能通过工艺可视化进行检查，并可通过使用一个特殊代码对所有数据及参数进行修改，如果控制系统出现断电故障，可以对设备进行手工操作。本实用新型与现有技术相比具有以下优点和有益效果(I)本实用新型设置沉淀池，其沉淀后的浓沼液可以回流至酸化罐中继续酸化。因此酸化罐可以接纳有机废物和甲烷化污水组成的混合进料。四个发酵罐以半连续方式接纳来自酸化罐内的污水。因此整个装置可以对污水进行有序的循环利用，可以使污水中液体各成分浓度得到均化，并使得生物质滞留期最大化。(2)本实用新型装置的发酵罐中，有平均70%的VS去除率是在5至15kgTS/m3d的负荷率上实现的。VS去除率在某些情况下可能高达80%。甚至在15kgTS/m3d的冲击负荷率之下并经过10天的水力滞留期，VS去除率也超过了 65%。(3)本实用新型负荷率和每日产气量之间有很强的依赖性。其关系为每去除一公斤VS，沼气产量约为0. 75 m3。在某些情况下，这种沼气中的甲烷浓度达到了 65-75%。对于集装箱式两步发酵装置而言，其沼气日产量可达到40 m3。(4)通过使用本实用新型，沼气生产率是显而易见并且是非常高的(约为40 m3/天)，并且甲烷含量达到70%。最大的负荷率为lOkgTS/m3 天，同时平均VS去除率为85%。(5)整个系统可以由一个自动化控制系统(PCL)进行控制。该控制系统允许对集装箱式沼气工程进行完全自动化操作。系统的所有工艺数据及参数均能通过工艺可视化进行检查，并可通过使用一个特殊代码对所有数据及参数进行修改，如果控制系统出现断电故障，可以对设备进行手工操作。(6)本实用新型有效解决了餐厨垃圾污染问题，强化了各城镇餐厨垃圾资源化利用工作，提高了餐饮服务业、单位食堂的环境保护管理水平。
图I为本实用新型结构示意图。[0019]附图中标记及相应的零部件名称I-进料口，2-酸化罐，3-沉淀池，4-发酵罐，5-控制系统，6-出料口，7_沼气出□。
具体实施方式
下面结合实施例及附图，对本实用新型作进一步的详细说明，但本实用新型装置的实施方式不限于此。实施例I如图I所示，本实用新型包括建立在集装箱内的一个酸化罐、一个沉淀池和四个发酵罐，该集装箱的两端分别设置有进料口 I和出料口 6，进料口另一端连接酸化罐2，酸化·罐2又通过管道分别和沉淀池3、发酵罐4连接。发酵罐内设有搅拌装置，外设有沼气管道。发酵罐4又通过管道和沉淀池3连接，从沉淀池3设置溢流管至出料口 6，发酵罐4内生成的沼气经沼气管道收集后汇总通过沼气出口 7至外设的沼气储存设施或用户。本实用新型装置的运行原理经破碎后的餐厨垃圾由进料口 I通过管道注入酸化罐2，进行一定时间的酸化水解，酸化后的原料经管道泵分别泵入发酵罐4，在发酵罐4中，通过甲烷菌的作用，将垃圾原料转变成的沼气，而发酵残液(沼液)自流入沉淀池3进行沉淀，沉淀池3中下部较浓的沼液根据工艺要求回流至酸化罐2，上部较清的则通过出料口 6进入后续的处理设施。发酵罐4内产生的沼气则通过管道收集后经沼气出口 7输送至沼气储存设施和用户。以上的所有过程均通过集装箱内设置的自动控制系统5进行自动控制。通过工程试验本装置处理餐厨垃圾过程中所得各种指标如下-水力滞留期(HRT): 10-15d-反应器中的pH值7，0-8，0-TS-负荷率10_16KgTs/m3. d_VS_ 去除率ca. 80%-CH4-生产率0. 4-0. 5m3Ch4/kgvs. c-CH4-在沼气中的含量60-70%。如上所述，便可以很好地实现本实用新型装置。
权利要求1.一种用于餐厨垃圾处理的两步厌氧发酵装置，其特征在于，包括通过管道依次连接的进料口(I)、酸化罐(2)和发酵罐(4);所述发酵罐上设有沼气管道。
2.根据权利要求I所述的一种用于餐厨垃圾处理的两步厌氧发酵装置，其特征在于，还包括沉淀池(3)、以及与沉淀池连接的出料口 ￠)，所述沉淀池通过管道分别和酸化罐、发酵罐连接；并且所述沉淀池上接有溢流管，所述溢流管与所述出料口(6)连接。
3.根据权利要求2所述的一种用于餐厨垃圾处理的两步厌氧发酵装置，其特征在于，所述酸化罐和沉淀池的的数量均为I个，所述发酵罐的数量为4个；并且所述4个发酵罐的沼气管道通过管道汇总为一个沼气出口(7)。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种用于餐厨垃圾处理的两步厌氧发酵装置，其特征在于，所述发酵罐为连续搅拌全混式反应器。
5.根据权利要求1-3任一项所述的一种用于餐厨垃圾处理的两步厌氧发酵装置，其特征在于，所述酸化罐是半厌氧式搅拌反应器。
6.根据权利要求1-3任一项所述的一种用于餐厨垃圾处理的两步厌氧发酵装置，其特征在于，所述酸化罐的容积为4m3，所述发酵罐的容积为2. 5 m3。
专利摘要本实用新型公开了一种用于餐厨垃圾处理的两步厌氧发酵装置，包括通过管道依次连接的进料口(1)、酸化罐(2)和发酵罐(4)；所述发酵罐上设有沼气管道。本实用新型有效解决了餐厨垃圾污染问题，强化了各城镇餐厨垃圾资源化利用工作，提高了餐饮服务业、单位食堂的环境保护管理水平。
文档编号C12M1/02GK202465702SQ2011205280
公开日2012年10月3日 申请日期2011年12月16日 优先权日2011年12月16日
发明者梁汉友, 王彤, 王晓辉, 黄捷 申请人:成都德通环境工程有限公司