贵阳餐厨垃圾与污泥协同处理方法

本发明公开了一种餐厨垃圾与污泥协同处理系统及方法，系统包括依次连接的用于餐厨垃圾筛分的筛式分选设备、用于筛分后所得细碎餐厨物料破碎分选的粉碎分选设备、用于对粉碎分选设备分选出的餐厨浆料进行去油处理的油水分离设备、用于污泥与去油处理后的餐厨浆料混合的协同制浆设备，以及用于对协同制浆设备所制得的混合浆料进行厌氧消化的厌氧消化设备。餐厨垃圾经分级分选去渣后可减少无机物含量，提高厌氧发酵效率。同时减少对罐体内部磨损。去油处理一方面可以将废油收集资源化再利用(如制生物柴油等)，增加项目效益。另一方面可以减少浆液中油脂含量，油脂具体粘接和隔离特性，去除后加大厌氧反应效果。

　　权利要求书

　　1.一种餐厨垃圾与污泥协同处理系统，其特征在于，包括依次连接的用于餐厨垃圾筛分的筛式分选设备(10)、用于筛分后所得细碎餐厨物料破碎分选的粉碎分选设备(20)、用于对粉碎分选设备(20)分选出的餐厨浆料进行去油处理的油水分离设备(30)、用于污泥与去油处理后的餐厨浆料混合的协同制浆设备(40)，以及用于对协同制浆设备(40)所制得的混合浆料进行厌氧消化的厌氧消化设备(50)。

　　2.根据权利要求1所述的餐厨垃圾与污泥协同处理系统，其特征在于，所述筛式分选设备(10)设有进料口、废渣出口和浆料出口，所述粉碎分选设备(20)设有进料口、废渣出口和浆料出口，所述油水分离设备(30)设有进料口、油脂出口、水相出口和渣料出口，所述协同制浆设备(40)设有进料口和混合浆料出口，所述厌氧消化设备(50)设有进料口、沼气出口和渣液出口;所述筛式分选设备(10)的浆料出口与粉碎分选设备(20)的进料口连通，所述粉碎分选设备(20)的的浆料出口与油水分离设备(30)的进料口连通，所述油水分离设备(30)的水相出口和渣料出口均与协同制浆设备(40)的进料口连通，所述协同制浆设备(40)的混合浆料出料口与厌氧消化设备(50)的进料口连通。

　　3.根据权利要求2所述的餐厨垃圾与污泥协同处理系统，其特征在于，所述粉碎分选设备(20)和油水分离设备(30)之间还设有离心脱水设备(60)，所述离心脱水设备(60)设有进料口、滤液出口和渣料出口，所述粉碎分选设备(20)的浆料出口与离心脱水设备(60)的进料口连通，所述离心脱水设备(60)的滤液出口与油水分离设备(30)的进料口连通，所述离心脱水设备(60)的渣料出口和协同制浆设备(40)的进料口连通。

　　4.根据权利要求3所述的餐厨垃圾与市政污泥协同处理系统，其特征在于，所述粉碎分选设备(20)和离心脱水设备(60)还依次连有除砂设备(70)和储浆设备(80)，所述除砂设备(70)设有入口、废渣出口和浆液出口，粉碎分选设备(20)的浆料出口与除砂设备(70)的入口连通，除砂设备(70)的浆液出口与储浆设备(80)的入口连通，储浆设备(80)的出口与所述离心脱水设备(60)的进料口连通。

　　5.根据权利要求4所述的餐厨垃圾与市政污泥协同处理系统，其特征在于，还包括餐厨垃圾接收斗(90)和污泥接收斗(100)，所述餐厨垃圾接收斗(90)设有滤液出口和渣料出口，所述餐厨垃圾接收斗(90)的滤液出口与储浆设备(80)的入口连通，所述餐厨垃圾接收斗(90)的渣料出口与筛式分选设备(10)的进料口通过无轴螺旋提升机(110)连通;所述污泥接收斗(100)通过螺旋输送机(120)与协同制浆设备(40)的进料口连通。

　　6.根据权利要求5所述的餐厨垃圾与市政污泥协同处理系统，其特征在于，所述筛式分选设备(10)和粉碎分选设备(20)之间设有搅浆机(130)，所述搅浆机(130)设有进料口、废渣出口和浆料出口，所述搅浆机(130)的进料口与筛式分选设备(10)的浆料出口连通，所述搅浆机(130)的浆料出口与粉碎分选设备(20)的进料口连通。

　　7.根据权利要求6所述的餐厨垃圾与市政污泥协同处理系统，其特征在于，还包括废渣收集斗(140)，所述筛式分选设备(10)、粉碎分选设备(20)、搅浆机(130)和除砂设备(70)的废渣出口均通过螺旋输送机(120)与废渣收集斗(140)连通。

　　8.根据权利要求2-7任一项所述的餐厨垃圾与污泥协同处理系统，其特征在于，所述筛式分选设备(10)包括壳体(1)、可周向旋转的搅拌轴(2)，以及可相对所述搅拌轴(2)周向旋转的筛筒(3)，所述筛筒(3)位于所述壳体(1)中，所述筛筒(3)沿筛筒(3)轴线方向的两端开口，所述筛筒(3)和搅拌轴(2)的轴线方向平行或共轴，所述搅拌轴(2)穿设于所述筛筒(3)中且贯穿所述壳体(1)沿搅拌轴(2)轴线方向的两个端面;所述壳体(1)上开设有进料口(11)、废渣出口(12)和浆料出口(13)，所述进料口(11)和废渣出口(12)分设于所述筛筒(3)沿搅拌轴(2)轴线方向的两侧，所述浆料出口(13)设于进料口(11)和废渣出口(12)之间，所述进料口(11)的开口朝上，所述废渣出口(12)和浆料出口(13)的开口朝下;所述搅拌轴(2)位于所述壳体(1)中的节段上设有多个搅拌机构，多个搅拌机构沿搅拌轴(2)的轴线方向间隔设置;每个搅拌机构包括两个相对设置的耙板组(4)，每个耙板组(4)包括多个耙板(41)，多个耙板(41)在搅拌轴(2)的轴线方向上呈螺旋状排列，所述耙板组(4)在垂直于搅拌轴(2)轴线的截面上的投影为扇形，所述扇形的圆心角﹤180°。

　　9.根据权利要求8所述的餐厨垃圾与污泥协同处理系统，其特征在于，所述筛筒(3)轴线方向的两侧分设有回转支承(5)，所述回转支承(5)的外圈(51)与所述筛筒(3)固连，所述回转支承(5)的内圈(52)与所述壳体(1)固连，所述壳体(1)上设有与回转支承(5)的外圈(51)传动相连的驱动机构(7)。

　　10.一种利用如权利要求1-9任一项所述的系统进行餐厨垃圾与污泥协同处理的方法，其特征在于，包括以下步骤：

　　S1：餐厨垃圾依次经所述筛式分选设备(10)和粉碎分选设备(20)分选后得到浆料和废渣;

　　S2：步骤S1所得的浆料经油水分离设备(30)去油处理后与污泥在协同制浆设备(40)中混合，得到混合浆料;

　　S3：步骤S2所得的混合浆料送入厌氧消化设备(50)进行厌氧消化，得到沼气、沼渣液，所得沼渣液经固液分离得到沼渣，所述沼渣好氧堆肥制成有机肥料。

　　说明书

　　一种餐厨垃圾与污泥协同处理系统及方法

　　技术领域

　　本发明属于有机固体废弃物处理设备技术领域，尤其涉及一种餐厨垃圾与污泥协同处理系统及方法。

　　背景技术

　　餐厨垃圾，俗称泔脚，又称泔水、潲水，是居民在生活消费过程中形成的生活废物，极易腐烂变质，散发恶臭，传播细菌和病毒。餐厨垃圾主要成分包括米和面粉类食物残余、蔬菜、动植物油、肉骨等，从化学组成上，有淀粉、纤维素、蛋白质、脂类和无机盐。餐厨垃圾主要特点是高水分、高盐分、高有机质含量，极易腐烂变质，滋生病菌，若不妥善处置，会对居民的身心健康产生恶劣的影响，如泔水猪、地沟油等问题。餐厨垃圾处理一般使用厌氧消化技术，餐厨垃圾厌氧消化产生的沼气通常用于发电和提纯压缩，难以高效利用，厌氧消化产生的沼渣需处理处置。

　　市政污泥有如下特点：含水率高，热值较低，流动性大;易生物降解，易腐烂;有机物含量高，富含N、P及各种微量元素;重金属种类及含量较高。上述特点使得目前市场上的污泥处理工艺均存在这样或那样的问题。高有机质含量造成污泥在填埋过程中易产生恶臭和渗滤液等二次污染，严重危害周边环境及地下水源;高含水率致使污泥焚烧要添加大量辅助燃料，大幅增加了处理成本，并产生二噁英等有毒有害气体。高重金属含量导致污泥堆肥产品的使用受限，在市场上“有价无市”。与上述几种工艺相比，利用厌氧消化技术处理政污泥，既能最大限度的减少二次污染，又能产生可作为清洁能源的沼气，有效的实现了固体废物的“减量化、资源化、无害化”。

　　目前，污泥一般与城市污水联合处理、单独厌氧消化处理等方法。有单独对餐厨垃圾的处理技术、单独对粪便垃圾处理技术，但是单独处理方法存在成本高、管理复杂、处理效果不佳、二次污染等问题。

　　发明内容

　　本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种提高厌氧发酵效率和效果的餐厨垃圾与污泥协同处理系统及方法。

　　为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

　　一种餐厨垃圾与污泥协同处理系统，包括依次连接的用于餐厨垃圾筛分的筛式分选设备、用于筛分后所得细碎餐厨物料破碎分选的粉碎分选设备、用于对粉碎分选设备分选出的餐厨浆料进行去油处理的油水分离设备、用于污泥与去油处理后的餐厨浆料混合的协同制浆设备，以及用于对协同制浆设备所制得的混合浆料进行厌氧消化的厌氧消化设备。

　　餐厨垃圾经分级分选去渣后可减少无机物含量，提高厌氧发酵效率。同时减少对罐体内部磨损。

　　去油处理一方面可以将废油收集资源化再利用(如制生物柴油等)，增加项目效益。另一方面可以减少浆液中油脂含量，油脂具体粘接和隔离特性，去除后加大厌氧反应效果。

　　作为上述技术方案的进一步改进：

　　所述筛式分选设备设有进料口、废渣出口和浆料出口，所述粉碎分选设备设有进料口、废渣出口和浆料出口，所述油水分离设备设有进料口、油脂出口、水相出口和渣料出口，所述协同制浆设备设有进料口和混合浆料出口，所述厌氧消化设备设有进料口、沼气出口和渣液出口;所述筛式分选设备的浆料出口与粉碎分选设备的进料口连通，所述粉碎分选设备的的浆料出口与油水分离设备的进料口连通，所述油水分离设备的水相出口和渣料出口均与协同制浆设备的进料口连通，所述协同制浆设备的混合浆料出料口与厌氧消化设备的进料口连通。

　　所述粉碎分选设备和油水分离设备之间还设有离心脱水设备，所述离心脱水设备设有进料口、滤液出口和渣料出口，所述粉碎分选设备的浆料出口与离心脱水设备的进料口连通，所述离心脱水设备的滤液出口与油水分离设备的进料口连通，所述离心脱水设备的渣料出口和协同制浆设备的进料口连通。

　　所述粉碎分选设备和离心脱水设备还依次连有除砂设备和储浆设备，所述除砂设备设有入口、废渣出口和浆液出口，粉碎分选设备的浆料出口与除砂设备的入口连通，除砂设备的浆液出口与储浆设备的入口连通，储浆设备的出口与所述离心脱水设备的进料口连通。

　　还包括餐厨垃圾接收斗和污泥接收斗，所述餐厨垃圾接收斗设有滤液出口和渣料出口，所述餐厨垃圾接收斗的滤液出口与储浆设备的入口连通，所述餐厨垃圾接收斗的渣料出口与筛式分选设备的进料口通过无轴螺旋提升机连通;所述污泥接收斗通过螺旋输送机与协同制浆设备的进料口连通。

　　所述筛式分选设备和粉碎分选设备之间设有搅浆机，所述搅浆机设有进料口、废渣出口和浆料出口，所述搅浆机的进料口与筛式分选设备的浆料出口连通，所述搅浆机的浆料出口与粉碎分选设备的进料口连通。

　　还包括废渣收集斗，所述筛式分选设备、粉碎分选设备、搅浆机和除砂设备的废渣出口均通过螺旋输送机与废渣收集斗连通。

　　所述筛式分选设备包括壳体、可周向旋转的搅拌轴，以及可相对所述搅拌轴周向旋转的筛筒，所述筛筒位于所述壳体中，所述筛筒沿筛筒轴线方向的两端开口，所述筛筒和搅拌轴的轴线方向平行或共轴，所述搅拌轴穿设于所述筛筒中且贯穿所述壳体沿搅拌轴轴线方向的两个端面;所述壳体上开设有进料口、废渣出口和浆料出口，所述进料口和废渣出口分设于所述筛筒沿搅拌轴轴线方向的两侧，所述浆料出口设于进料口和废渣出口之间，所述进料口的开口朝上，所述废渣出口和浆料出口的开口朝下;所述搅拌轴位于所述壳体中的节段上设有多个搅拌机构，多个搅拌机构沿搅拌轴的轴线方向间隔设置;每个搅拌机构包括两个相对设置的耙板组，每个耙板组包括多个耙板，多个耙板在搅拌轴的轴线方向上呈螺旋状排列，所述耙板组在垂直于搅拌轴轴线的截面上的投影为扇形，所述扇形的圆心角﹤180°。

　　由此，螺旋状结构具有将物料向前推进的功能，相对设置的耙板组在搅拌轴转动过程中可对移动中的餐厨垃圾进行扬起和抛落，对餐厨垃圾产生搅拌作用，使餐厨垃圾多次接触筛网结构，并进行多次筛分，不仅能够提高筛分效率，还能减少餐厨垃圾缠绕和挂料现象。

　　该设备分选餐厨垃圾的原理为：餐厨垃圾在搅拌轴转动过程中由搅拌机构带动从壳体头部向壳体尾部移动，同时搅拌机构能将餐厨垃圾扬起并抛落。同时，筛筒绕自身轴线旋转，从而将小于筛孔直径的餐厨垃圾通过筛孔甩出筛筒。而无法通过筛筒筛孔的餐厨垃圾在搅拌机构的推动下逐渐移动到壳体尾部，并通过出料口排出。

　　为进一步减少餐厨垃圾缠绕和挂料现象，所述扇形的圆心角为≤90°。

　　所述壳体上设有开口朝下设置的集料斗，所述集料斗设于进料口和出料口之间，收集分选后的筛下物料。

　　为固定筛筒并确保筛筒能够绕自身轴线旋转，所述筛筒轴线方向的两侧分设有回转支承，所述回转支承的外圈与所述筛筒固连，所述回转支承的内圈与所述壳体固连，所述壳体上设有与回转支承的外圈传动相连的驱动机构。

　　所述筛筒沿轴线方向的两侧分设有与壳体外壁固连的安装板，所述回转支承的内圈与所述安装板固连;其中一个安装板上设有与回转支承的外圈传动相连的驱动机构，以驱动筛筒旋转。

　　两个相对的耙板组的耙板一一对应，彼此对应的两个耙板分设于垂直于搅拌轴轴线的圆截面径向方向的两端。

　　彼此对应的两个耙板相对的面背向另一耙板凹陷形成曲面，以进一步提高搅拌机构对餐厨垃圾的扬起和向前推进功能。

　　为方便更换耙板，所述搅拌轴上设有多个沿搅拌轴轴线方向均布的套环，所述耙板通过连接轴连接于套环上。

　　所述壳体上设有喷水管，所述喷水管上连通有伸入所述壳体中并朝向所述筛筒延伸的喷嘴。喷水管的设置，一方面有利于餐厨垃圾中的有机物溶于高温水中，提高有机物的回收利用，另一方面，在高温水的冲洗下，能有效将密封壳体壁上的油脂及物料冲洗至集料斗，可减少筛筒的筛孔堵塞。

　　为固定壳体，所述壳体设于一底架上。

　　作为一个总的发明构思，本发明还提供一种利用上述的系统进行餐厨垃圾与污泥协同处理的方法，包括以下步骤：

　　S1：餐厨垃圾依次经所述筛式分选设备和粉碎分选设备分选后得到浆料和废渣;

　　S2：步骤S1所得的浆料经油水分离设备去油处理后与污泥在协同制浆设备中混合，得到混合浆料;

　　S3：步骤S2所得的混合浆料送入厌氧消化设备进行厌氧消化，得到沼气、沼渣液，所得沼渣液经固液分离得到沼渣，所述沼渣好氧堆肥制成有机肥料。

　　与现有技术相比，本发明的优点在于：

　　(1)该系统实现了餐厨垃圾与市政污泥协同处理，相比单独处理节约占地面积、降低了生产成本，简化管理程序，同时物质协同提高了能源利用率。

　　(2)该系统设备采用多级分选，餐厨垃圾去渣后减少无机物含量，提高厌氧发酵效率，同时减少对罐体内部磨损。无机物去除率可达95%以上，颗粒度大小、均匀度、无机物含量等均可满足后续厌氧发酵的要求，有效提高后续厌氧发酵产气量等。

　　(3)去油处理一方面可以将废油收集资源化再利用(如制生物柴油等)，增加项目效益。另一方面可以减少浆液中油脂含量，油脂具体粘接和隔离特性，去除后加大厌氧反应效果

　　(4)本工艺能适用于多种类型的废弃物，如污泥、餐厨垃圾、畜禽粪便、菜市场有机废弃物等。

　　(5)能够协同处理污泥和餐厨垃圾，能生产出天然气和营养土，工艺过程中的沼液回流利用，减少对外排放，实现污泥、粪便和餐厨垃圾资源化、减排化和无害化处理。