一種效率高、能耗低的將減量和干燥的物理方法與微生物發(fā)酵方法結(jié)合的餐廚垃圾處理工藝。處理過程分為三部分：一，先對餐廚垃圾進(jìn)行減量的物理處理，得到初級物料；二，對初級物料進(jìn)行微生物高溫發(fā)酵處理，得到熟化濕料；三，對熟化濕料進(jìn)行干燥的物理處理，得到成品物料。本發(fā)明使餐廚垃圾達(dá)到減量化、無害化、資源化處理的目的。

1.物理方法與微生物發(fā)酵方法結(jié)合的餐廚垃圾處理工藝，其特征在于所述的處理工藝為物理方法與微生物發(fā)酵方法結(jié)合：第一步先對餐廚垃圾進(jìn)行濾水、粉碎、脫水的減量化物理處理，得到初級物料；第二步對減量后的初級物料進(jìn)行微生物高溫發(fā)酵處理，得到熟化濕料。

處理工藝，其特征在于得到熟化濕料后，通過干燥的物理方法處理，得到成品物料。

其步驟如下：a，對餐廚垃圾進(jìn)行分揀和濾水。人工分揀出塑料和金屬等無機(jī)物；濾出來的水包括污水和油，經(jīng)過油水分離機(jī)后得到的油煉制成生物柴油，污水進(jìn)入污水處理池，污水處理后的有機(jī)余渣送進(jìn)第d步；b，將經(jīng)過分揀和濾水的餐廚垃圾送進(jìn)粉碎機(jī)中進(jìn)行粉碎；c，用脫水設(shè)備進(jìn)行脫水；脫水后的液體進(jìn)入第a步的油水分離機(jī)，其余的初級物料進(jìn)入下一步；d，初級物料送進(jìn)高溫生物處理設(shè)備，該設(shè)備為具有加熱、攪拌功能，帶有通風(fēng)口的容器，出風(fēng)口通大氣；加入放線菌、芽胞桿菌、酵母菌等生物菌劑和糠粉、豆粕等調(diào)促劑，加熱至70C° -IlOC0、攪拌至完成發(fā)酵得到熟化濕料。e，對熟化濕料進(jìn)行干燥處理得到成品物料。

高溫生物處理設(shè)備使用外壁加熱方法，熱源是蒸汽或煙氣或高溫廢氣或高溫空氣，或采用燃?xì)饣蛉加椭苯蛹訜岱椒ㄌ峁崮堋?/p>

干燥處理是采用烘燥設(shè)備，熱源是高溫生物處理后的余熱，通過熱交換器加熱空氣，被加熱的高溫空氣通過鼓風(fēng)機(jī)，對物料進(jìn)行干燥處理。

所述的干燥處理是采用烘燥設(shè)備，熱源是油、氣燃燒產(chǎn)生的熱量，對物料進(jìn)行干燥處理。

所述的干燥處理是采用紅外技術(shù)或遠(yuǎn)紅外技術(shù)對熟化濕料進(jìn)行干燥處理。

所述的干燥處理是利用通風(fēng)晾干或陽光照射的方法對熟化濕料進(jìn)行干燥處理。

物理方法和微生物發(fā)酵方法結(jié)合的餐廚垃圾處理工藝

技術(shù)領(lǐng)域

一種將減量和干燥的物理方法與微生物高溫發(fā)酵方法結(jié)合的餐廚垃圾處理工藝。

背景技術(shù)

餐廚垃圾又稱泔腳、廚房下腳料垃圾，是指飯店、賓館、各類餐館以及政府機(jī)關(guān)、企事業(yè)單位、學(xué)校等公共食堂，居民家庭、農(nóng)貿(mào)市場、食品加工企業(yè)所產(chǎn)生的餐廚垃圾及食品廢棄物，是城市生活垃圾中的有機(jī)垃圾部分。餐廚垃圾經(jīng)堆放就會變質(zhì)，不僅是腐臭味、廢水、廢油等污染環(huán)境，更是蒼蠅、蚊子、蟑螂、老鼠等害蟲的孳生地，餐廚垃圾已成為令人頭痛的城市公害。

 餐廚垃圾腐殖變質(zhì)后，會產(chǎn)生大量的有害物質(zhì)，包括對人體和動物有害的各種細(xì)菌。因此，餐廚垃圾也不能直接用來喂豬或作為其他動物的飼料?！霸趪倚笄蒺B(yǎng)殖管理辦法”中規(guī)定：“禁止使用餐廚垃圾或者食品加工過程中產(chǎn)生的動物制品廢棄物返飼喂畜禽”; 上海市餐廚垃圾處理管理辦法規(guī)定：禁止將廚余垃圾作為畜禽飼料。

餐廚垃圾的特點是：含水量高、有機(jī)物含量高，并且油脂含量等遠(yuǎn)高于其他有機(jī)垃圾，餐廚垃圾的高脂肪、高有機(jī)物的特性，使其有較高的回收利用價值，其中有機(jī)物主要成分是淀粉類、食物纖維類、動物脂肪類和蛋白質(zhì)，這些都是制作有機(jī)肥料或飼料的豐富資源。因此，將餐廚垃圾科學(xué)地進(jìn)行處理，制成高品位的有機(jī)肥料或高蛋白飼料，不僅解決了環(huán)境污染，切斷有害物質(zhì)向人體轉(zhuǎn)移的生物鏈，同時，產(chǎn)出物又可作為農(nóng)、畜業(yè)的寶貴生產(chǎn)資料，在解決環(huán)境污染的同時，發(fā)展了循環(huán)經(jīng)濟(jì)。

目前，對于餐廚垃圾的處理，一般采取四種方法：一種是將餐廚垃圾混入無機(jī)垃圾中作為城市生活垃圾送入填埋場進(jìn)行填埋，由于餐廚垃圾極易腐爛、發(fā)酵，造成填埋場環(huán)境的惡臭，還污染了地下水，直接影響了人們的生活環(huán)境，近年來，不少城市已出臺有關(guān)政策和法規(guī)，禁止采用這種處理方法。第二種是焚燒發(fā)電處理，由于焚燒發(fā)電的成本很高，焚燒過程中易產(chǎn)生有害氣體污染環(huán)境，焚燒后的殘余物還要進(jìn)行填埋，該處理方法的實用性很差。第三種是將餐廚垃圾經(jīng)烘干處理后作為飼料喂豬或其他動物，也有的不經(jīng)烘干，用蒸汽高溫蒸煮后，將濕料作為飼料喂豬，這是一種物理處理方法，它可以大規(guī)模的連續(xù)生產(chǎn)，然而，這種處理方法從本質(zhì)上沒有改變餐廚垃圾的物理性能，沒有切斷物質(zhì)的分子鏈，和用泔腳喂豬沒有本質(zhì)上的區(qū)別，而且，處理后的物料堆放期很短，很容易再腐敗變質(zhì)。第四種方法是微生物處理，其中，一類是采用低溫（處理溫度低于60C° )的微生物處理方法，也稱厭氧發(fā)酵，在餐廚垃圾中加入低溫菌和輔料，用堆置的方式，讓其自然發(fā)酵，產(chǎn)出物作為有機(jī)肥料，這種方法處理成本低，但是，在處理過程中不可避免地會產(chǎn)生臭味、臭水等二次污染， 處理時間很長，處理一次一般需20天以上。另一類是采用高溫（處理溫度60-80C。)的微生物處理方法，在發(fā)酵的同時，不斷加熱，直至將物料烘干。由于其將微生物發(fā)酵同物理烘干在同一容器里完成，容器的通風(fēng)量只滿足微生物發(fā)酵需要，容器里的少量空氣流動性差， 加熱溫度又受微生物菌發(fā)酵溫度的限制，造成水分子不易擴(kuò)散，延長了干燥時間，增加了能耗，增加了運(yùn)轉(zhuǎn)成本，一般處理一次均需12-M小時以上。而且，由于物料未經(jīng)粉碎、脫水， 容積很大，受設(shè)備容積和受熱面積的限制，無法增加處理量和縮短處理時間，該方法適合單臺日處理量較小的場合，目前單臺單次最大處理量僅為3噸左右。該處理方法只能是間隙式生產(chǎn)，無法連續(xù)化生產(chǎn)。對于每天需要處理的大量餐廚垃圾（一般大中型城市每天均產(chǎn)生數(shù)百噸至數(shù)千噸），處理量小，運(yùn)轉(zhuǎn)成本高，且只能間歇生產(chǎn)的方法實用性差，同時，也無法滿足餐廚垃圾處理市場的需求。

目的是要提供一種效率高、處理時間短，能耗低、處理量大、小均適宜，就地處理和集中處理均適合，且避免產(chǎn)生二次污染的將減量和干燥的物理方法與微生物發(fā)酵方法結(jié)合的餐廚垃圾處理工藝。

處理過程分為三部分：一，先對餐廚垃圾進(jìn)行減量的物理處理，得到初級物料；二，對初級物料進(jìn)行微生物高溫發(fā)酵處理，得到熟化濕料；三，對熟化濕料進(jìn)行干燥的物理處理，得到成品物料。

處理方法結(jié)合了減量和干燥的物理方法與微生物高溫發(fā)酵方法，使餐廚垃圾達(dá)到減量化、無害化、資源化處理的目的。

 其處理的步驟如下：

減量的物理方法處理階段

對餐廚垃圾進(jìn)行分揀和濾水。采用人工或機(jī)械的方法分揀出塑料和金屬等無機(jī)物；濾出來的水包括污水和油，經(jīng)過油水分離機(jī)后得到的油煉制成生物柴油，污水進(jìn)入污水處理池，污水處理后的有機(jī)余渣送進(jìn)第d步；

將上步處理后的餐廚垃圾送進(jìn)粉碎機(jī)中進(jìn)行粉碎；

用脫水設(shè)備進(jìn)行脫水；至此，餐廚垃圾含水率已從初始狀態(tài)的80-85%降至 60-65%或更低，體積縮小了 70%以上，達(dá)到了減量化。脫水后的液體進(jìn)入第a步的油水分離機(jī)，減量后的初級物料進(jìn)入下一步；

微生物發(fā)酵方法處理階段

減量后的初級物料送進(jìn)的具有加熱、攪拌功能帶有通風(fēng)口的容器里，進(jìn)行微生物高溫發(fā)酵處理。

加入放線菌、芽胞桿菌、酵母菌等微生物菌劑和糠粉、豆粕等調(diào)促劑（調(diào)節(jié)含水率、促進(jìn)發(fā)酵），加熱至70C° -IlOC0、通風(fēng)、攪拌至完成發(fā)酵得到熟化濕料。

 此時的餐廚垃圾已被分解成果糖、葡萄糖、氨基酸等低分子物質(zhì)，物料的分子鏈被切斷。由于是高溫發(fā)酵，物料中的有害細(xì)菌均被殺滅，達(dá)到了無害化處理的目的。

根據(jù)即時使用需要，可以對熟化濕料不進(jìn)行干燥處理，將其直接作為生物飼料，用于對禽畜的飼喂，達(dá)到資源利用。

干燥的物理方法處理階段

通過干燥設(shè)備對熟化后的濕料進(jìn)行烘干，該烘燥設(shè)備的熱能可以是利用高溫生物處理后的煙氣余熱，通過熱交換器加熱干凈空氣，被加熱的高溫空氣通過鼓風(fēng)機(jī)，對物料進(jìn)行干燥處理；熱能也可以是通過燃燒器用天然氣、生物柴油等燃料直接加熱方式，或再運(yùn)用紅外技術(shù)、遠(yuǎn)紅外技術(shù)對物料進(jìn)行干燥處理，其產(chǎn)生的余熱用于另一臺烘燥設(shè)備，或作他用。也可以采用通風(fēng)晾干或利用陽光照射的方法使?jié)窳细稍铮玫匠善肺锪?，達(dá)到資源利用。干燥后的成品物料保質(zhì)期長，存放、使用、運(yùn)輸方便。

放入添加劑配制成生物飼料或有機(jī)肥料。

 現(xiàn)對以上處理步驟進(jìn)行詳細(xì)說明：

 餐廚垃圾由專用運(yùn)輸車運(yùn)送至儲存槽內(nèi)，通過輸送設(shè)備將其輸送至網(wǎng)狀履帶傳送機(jī)，網(wǎng)狀履帶傳送機(jī)在傳送餐廚垃圾至粉碎機(jī)的過程中，將物料外部所含的水分通過網(wǎng)狀履帶濾掉，同時，采用人工或機(jī)械的方法將混入的塑料制品、金屬物品等無機(jī)垃圾清除掉。 濾下的含油污水通過管道進(jìn)入油水分離機(jī)，分離后的食物污油通過管道進(jìn)入生物柴油煉制槽，進(jìn)行生物柴油的煉制。油水分離機(jī)分離后的不含廢油的污水，經(jīng)管道流入污水處理池， 通過物化處理或生物處理，達(dá)到中水利用標(biāo)準(zhǔn)，在生產(chǎn)、生活中全部利用，達(dá)到節(jié)能、節(jié)水和無排放的節(jié)能環(huán)保良好效果。污水處理后留下的余渣仍是有機(jī)垃圾，取出后直接送生物處理設(shè)備，進(jìn)行微生物發(fā)酵處理。

經(jīng)分揀、濾水后的物料進(jìn)入粉碎機(jī)，通過機(jī)械粉碎機(jī)進(jìn)行粉碎，物料被粉碎后，物料所含的水分也被分離出來，含水的、被粉碎的物料被自動送入脫水設(shè)備進(jìn)行脫水，脫水后的含油污水經(jīng)管道并入分撿、濾水工序后的含油污水管道，進(jìn)入油水分離機(jī)進(jìn)行油水分離和后續(xù)工序。被粉碎和脫水后的物料（餐廚垃圾）此時含水率已從原始狀的80-85%降至 60-65%或更低，體積縮小了 70%以上，達(dá)到了減量化，使原來只能處理3噸的設(shè)備，實際能處理10噸以上的餐廚垃圾，效率提高了 3倍以上，能耗降低更大。

 將減量后的物料通過輸送設(shè)備，將其送至單臺或多臺高溫生物處理設(shè)備，處理設(shè)備的數(shù)量設(shè)置是根據(jù)每臺設(shè)備每次完善發(fā)酵所需時間和單位時間物料減量處理的產(chǎn)量進(jìn)行平衡。

根據(jù)供熱管道走向，高溫生物處理設(shè)備可以單臺或數(shù)臺并聯(lián)布置也可以數(shù)臺串聯(lián)布置成為一組，再按供熱管道走向進(jìn)行數(shù)組的并聯(lián)布置。以滿足單機(jī)生產(chǎn)或規(guī)?；?、連續(xù)生

產(chǎn)的需要。

當(dāng)減量后的物料輸送至滿足單臺設(shè)備處理量時，該臺設(shè)備即可加入放線菌、 芽胞桿菌、酵母菌等生物菌劑和糠粉、豆粕等調(diào)促劑（調(diào)節(jié)含水率、促進(jìn)發(fā)酵），加熱至 70C° -IlOC0、通風(fēng)、攪拌至完成發(fā)酵和熟化。此時的餐廚垃圾已被分解成果糖、葡萄糖、氨基酸等低分子物質(zhì)，物料的分子鏈被切斷。在高溫發(fā)酵過程中將物料中的有害細(xì)菌殺滅，達(dá)到無害化處理。

 對于單臺設(shè)備日處理量較小的，可以直接烘干后成為成品。根據(jù)使用需要，也可以不進(jìn)行干燥處理，將熟化濕料直接作為成品，進(jìn)行資源利用。對于規(guī)?；?、連續(xù)生產(chǎn)的，采用物料完成發(fā)酵和熟化后將濕料進(jìn)入干燥工藝處理。

 高溫生物處理設(shè)備一般采取處理槽外壁加熱方法，其熱源可以是蒸汽、煙氣、高溫廢氣、高溫空氣，或高溫水，通過供熱管道向設(shè)備外壁的加熱夾層輸送熱源，也可以在加熱夾層內(nèi)通過燃燒器，采用燃?xì)饣蛉加椭苯蛹訜岬姆椒?，提供發(fā)酵所需的熱能。其排放的余熱或煙氣，可以以串聯(lián)方式為另一臺處理設(shè)備提供熱能或作他用，也可以通過熱交換器加熱新鮮的空氣，送入烘燥設(shè)備，作為物料烘干的熱源，以此節(jié)能減排。通過高溫生物處理設(shè)備后的余熱作為另一臺處理設(shè)備的熱源，另一臺設(shè)備處理后產(chǎn)生的余熱再用于烘干工藝， 或?qū)⒏邷厣锾幚砗蟮挠酂嶂苯佑糜诤嬖镌O(shè)備，應(yīng)根據(jù)烘燥物料的工藝要求及所需的熱能量，通過熱平衡計算來決定。其目的是要最大限度地節(jié)能減排。

 對于規(guī)?；B續(xù)生產(chǎn)的微生物高溫發(fā)酵處理工藝，生物處理設(shè)備的主要作用是通過微生物高溫發(fā)酵工藝，將餐廚垃圾分解成低分子物質(zhì)，使物料完成發(fā)酵和熟化工序，不在同一設(shè)備里進(jìn)行物料干燥的工藝，在微生物高溫發(fā)酵過程中提供的熱量和空氣只是保證高溫好氧菌的完善發(fā)酵和熟化。這樣就使微生物發(fā)酵處理的能耗降到最低，同時，縮短了處理時間，使之可在5小時之內(nèi)完成發(fā)酵和熟化，在節(jié)能減排的同時，提高了系統(tǒng)的處理效率。

經(jīng)微生物高溫發(fā)酵處理后的產(chǎn)出物含水率可降至50%以下，除了處理量小的設(shè)備在微生物發(fā)酵工藝中直接烘干或根據(jù)使用需要，不進(jìn)行干燥，將濕料直接作為成品外，規(guī)模化、連續(xù)生產(chǎn)時，將濕料通過輸送設(shè)備送至烘燥設(shè)備，該烘燥設(shè)備的熱能可以是利用高溫生物處理后的煙氣余熱，通過熱交換器加熱新鮮空氣，被加熱的高溫空氣通過鼓風(fēng)機(jī)，對物料進(jìn)行干燥處理；熱能也可以是通過燃燒器用天然氣、生物柴油等直接加熱方式，或再運(yùn)用紅外技術(shù)、遠(yuǎn)紅外技術(shù)等提高烘燥效率的方法對物料進(jìn)行干燥處理，其產(chǎn)生的余熱可作為另一臺干燥設(shè)備的熱源，也可作他用。

對于餐廚垃圾日處理量較小的，還可以不經(jīng)烘干設(shè)備，利用通風(fēng)晾干或陽光照射的方法使?jié)窳细稍?，得到成品物料?/p>

通過干燥工藝后的成品物料保質(zhì)期長，存放、使用、運(yùn)輸方便，提高資源利用率。

產(chǎn)出物作為配置有機(jī)肥料的，其含水率應(yīng)小于等于30%，作為配置飼料的，其含水率應(yīng)小于等于10%，利用烘燥設(shè)備烘干的，可通過調(diào)節(jié)烘燥設(shè)備的運(yùn)行速度和供風(fēng)溫度、風(fēng)量等確保流水線的正常運(yùn)轉(zhuǎn)和產(chǎn)出物的含水率符合質(zhì)量要求。對于不經(jīng)烘燥設(shè)備，利用通風(fēng)晾干或陽光照射的方法使?jié)窳细稍锏模ㄟ^直接檢測，使物料的含水率符合質(zhì)量要求。

 這是一種效率高、處理時間短，能耗低、處理量大、小均適宜，就地處理和集中處理均適合，且避免產(chǎn)生二次污染的實用的餐廚垃圾減量化、無害化、資源化處理工藝。

綜上所述，本發(fā)明通過將減量和干燥的物理方法與微生物高溫發(fā)酵方法相結(jié)合組成一個餐廚垃圾處理系統(tǒng)。

對于單臺設(shè)備日處理量較小的，可以直接烘干后成為產(chǎn)出物。根據(jù)即時使用需要， 也可以不進(jìn)行干燥，將濕料直接作為成品。

對于規(guī)?；?、連續(xù)生產(chǎn)的微生物高溫發(fā)酵處理工藝，將其中的干燥工藝分離出來， 劃歸物理方法系統(tǒng)，在微生物完成發(fā)酵和熟化處理后，另外進(jìn)行干燥處理，形成一種效率高，能耗低，處理時間短，處理量大、小均適宜，就地處理和集中處理均適合的規(guī)?；⑦B續(xù)生產(chǎn)，且避免產(chǎn)生二次污染的減量和干燥的物理方法與微生物高溫發(fā)酵方法結(jié)合的餐廚垃圾處理工藝。

附圖說明

圖1是本發(fā)明處理方法的流程方框圖； 具體實施方式

下面結(jié)合附圖和典型實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。 在圖1中，

 減量的物理方法處理階段對餐廚垃圾進(jìn)行分揀和濾水。采用人工或機(jī)械的方法分揀出塑料和金屬等無機(jī)物；濾出來的水包括污水和油，經(jīng)過油水分離機(jī)后得到的油煉制成生物柴油，污水進(jìn)入污水處理池，污水處理后的有機(jī)余渣送進(jìn)第d步；

將上步處理后的餐廚垃圾送進(jìn)粉碎機(jī)中進(jìn)行粉碎；

用中天星火脫水設(shè)備進(jìn)行脫水；至此，餐廚垃圾含水率已從初始狀態(tài)的80-85%降至 60-65%或更低，體積縮小了 70%以上，達(dá)到了減量化。脫水后的液體進(jìn)入第a步的油水分離機(jī)，減量后的初級物料進(jìn)入下一步；

微生物發(fā)酵方法處理階段

減量后的初級物料送進(jìn)帶有通風(fēng)口的具有加熱、攪拌功能的容器里，進(jìn)行微生物高溫發(fā)酵處理。

加入放線菌、芽胞桿菌、酵母菌等微生物菌劑和糠粉、豆粕等調(diào)促劑（調(diào)節(jié)含水率、促進(jìn)發(fā)酵），加熱至70C° -IlOC0、通風(fēng)、攪拌至完成發(fā)酵得到熟化濕料。此時，餐廚垃圾已被分解成果糖、葡萄糖、氨基酸等低分子物質(zhì)，物料的分子鏈被切斷。由于是高溫發(fā)酵， 物料中的有害細(xì)菌均被殺滅，達(dá)到了無害化處理。

此時物料的含水率已降至50%以下，對于單臺設(shè)備日處理量較小的，熟化濕料可以在設(shè)備內(nèi)被繼續(xù)加熱至干燥，成為成品物料。根據(jù)即時使用需要，也可以不進(jìn)行干燥，將濕料直接作為成品進(jìn)行資源利用。對于規(guī)?；⑦B續(xù)生產(chǎn)的，采用物料完成發(fā)酵和熟化后進(jìn)入下一步。

 干燥的物理方法處理階段

通過烘燥設(shè)備對熟化后的濕料進(jìn)行烘干，該烘燥設(shè)備的熱能可以是利用高溫生物處理后的煙氣余熱，通過熱交換器加熱干凈空氣，被加熱的高溫空氣通過鼓風(fēng)機(jī)，對物料進(jìn)行干燥處理；熱能也可以是通過燃燒器用天然氣、生物柴油等燃料直接加熱方式，或再運(yùn)用紅外技術(shù)、遠(yuǎn)紅外技術(shù)對物料進(jìn)行干燥處理，其產(chǎn)生的余熱可作為另一臺干燥設(shè)備的熱源，也可作他用。

 也可以采用通風(fēng)晾干或利用陽光照射的方法使?jié)窳细稍?，得到成品物料?/p>

 通過干燥工藝后的成品物料保質(zhì)期長，存放、使用、運(yùn)輸方便，資源利用率高。

放入添加劑配制成生物飼料或有機(jī)肥料。

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