餐廚廢棄物中高溫聯合厭氧消化設備及厭氧消化方法
【技術領域】
[0001 ]本發明屬于餐廚廢棄物處理技術領域，涉及一種餐廚廢棄物處理設備，尤其涉及一種餐廚廢棄物中高溫聯合厭氧消化設備；同時，本發明還涉及一種上述厭氧消化設備的厭氧消化方法。
【背景技術】
[0002]餐廚廢棄物是城市生活垃圾中有機相的主要來源，一般產生于企事業單位、學校、農貿市場、超市，以及餐飲服務行業。以北京、上海、廣州等大城市為例，其餐廚廢棄物日產量均超過了 1000噸。餐廚廢棄物以淀粉類、食物纖維類、動物脂肪類等有機物質為主要成分，具有高水分、高油脂、高鹽分以及易腐發臭、易生物降解等特點。我國的餐廚廢棄物除了用作飼養生豬外，絕大部分都是以填埋的形式處理，不僅占用了大量寶貴的土地資源，而且污染周邊環境。
[0003]餐廚廢棄物的厭氧發酵工藝源于工業污水、污泥的厭氧處理技術，是一種較成熟的應用技術。餐廚廢棄物厭氧生物處理的優點在于厭氧微生物的高有機負荷承受能力，全封閉的生物反應器減少了處理過程對環境的二次污染，更為重要的是在處理廢棄物的同時回收生物質能(氫氣、甲烷)，這對于能源日益緊張的現今社會具有更為重要的現實意義。
[0004]申請號為CN201410787679.3，名稱為《基于中高溫聯合厭氧消化的廚余垃圾和污泥共同處理方法》專利申請，其方法是采用中溫厭氧消化、臭氧氧化和高溫厭氧消化組合技術對廚余垃圾與污泥的混合物進行處理，包括將廚余垃圾進行破碎處理、與脫水污泥混合、水解酸化處理、中溫厭氧消化、臭氧氧化處理、高溫厭氧消化、脫水處理，制得脫水液和脫水泥餅，脫水液輸送到儲液池，脫水泥餅用作有機肥。
[0005]申請號為CN200710029440.X，名稱為《一種餐廚垃圾兩相厭氧發酵產氫產甲烷的方法》專利，其方法是采用2座中溫完全混合式圓柱型反應器(CSTR)來實現產氫和產甲烷，沼渣用于制作肥料。
[0006]現有的餐廚廢棄物厭氧消化方法及裝備，一般是采用單相或兩相同溫，即均為中溫厭氧消化(30-40°C)或均為高溫厭氧消化(50-60°C)，又或者需要與污泥混合后共同處理，造成餐廚廢棄物處理量小、系統穩定性差，沼氣轉化率低等問題，而發酵后的沼渣生化性差，制作肥料卻因易含有重金屬等原因，銷路受到限制。因此，這些因素都制約了餐廚廢棄物的資源化利用和零排放處理。

【發明內容】

[0007]本發明所要解決的技術問題是:提供一種餐廚廢棄物中高溫聯合厭氧消化設備，可提高沼氣產率，同時提高系統運行的穩定性，易于資源化利用，污染物零排放。
[0008]此外，本發明還提供一種餐廚廢棄物中高溫聯合厭氧消化設備的厭氧消化方法，可提高沼氣產率，同時提高系統運行的穩定性，易于資源化利用，污染物零排放。
[0009]為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案:
[0010]一種餐廚廢棄物中高溫聯合厭氧消化設備，所述設備包括:進料機、轉鼓粗格柵、破碎機、擠壓機、接料池、旋流除砂器、進料緩沖池、中溫厭氧發酵罐、高溫厭氧發酵罐、離心脫水機、污水凈化系統、真空干燥機、沼氣鍋爐；
[0011]所述進料機、轉鼓粗格柵、破碎機、擠壓機、接料池、旋流除砂器、進料緩沖池、中溫厭氧發酵罐、高溫厭氧發酵罐、離心脫水機、污水凈化系統依次連接，中溫厭氧發酵罐、高溫厭氧發酵罐分別連接沼氣鍋爐，離心脫水機連接真空干燥機，真空干燥機連接沼氣鍋爐;污水凈化系統連接接料池，污水經過污水凈化系統后作為回用水，通過回用水管連接接料池，用于餐廚廢棄物的進料稀釋；
[0012]所述進料機用于接收餐廚垃圾;進料機處安裝有輸送栗和轉鼓粗格柵，轉鼓粗格柵的柵條間距為60mm;尺寸大于柵條間距的組分被分離，這部分大顆粒物質將被集中收集后通過排渣管道排出后，送入填埋場進行填埋處置;而尺寸小于柵條間距的餐廚垃圾穿過粗格柵進入破碎機；
[0013]餐廚垃圾經破碎機破碎和擠壓機擠壓后成漿狀，由輸送管道送入接料池和回用水稀釋，接料池中安裝有攪拌器，以保證接料池中的垃圾混合均勻，餐廚垃圾在接料池中攪拌混合后，呈漿狀從接料池底部排出；餐廚廢棄物和回用水稀釋比例，以重量計，為1:8?1:10；
[0014]排出的漿狀垃圾進入旋流除砂器分離重物質，水力停留時間50s；分離出的重物質被排砂管道排出后，集中收集后送入填埋場填埋，其余部分輸送到進料緩沖池進行加熱預處理；
[0015]將上述加熱預處理后的混合物置于中溫厭氧反應器中進行厭氧發酵產沼氣；中溫厭氧反應器采用完全混合式圓柱型反應器CSTR，溫度控制范圍為35?38°C，進料TS(總固體含量)濃度在10%，反應器水力停留時間為21天，控制發酵pH值為7.5?8.5;為補償熱損失和反應器中料液的加熱，在反應器內雙向氣流管上安裝有內部熱循環裝置，用以保持處理溫度在36°C;
[0016]中溫發酵后的剩余物繼續進入高溫厭氧反應器中，進一步發酵生產沼氣；高溫厭氧反應器采用升流式污泥床反應器UASB，溫度控制范圍為52?55°C，進料TS濃度在8%，進料有機負荷:4?5kg VS/m3.d，控制發酵pH值為6.5?7.5;其中上升流速控制在0.5m/h，為保證上升流速，將中溫厭氧反應器中產生的沼氣通過壓縮機充入反應器底部；
[0017]將在中溫厭氧反應器及高溫厭氧反應器中產生的沼氣經過簡單凈化后，作為沼氣鍋爐的燃料使用，高溫厭氧反應器發酵后的沼渣通過離心脫水機脫水后，污水經過污水凈化系統后作為回用水，通過回用水管連接至接料池，用于餐廚廢棄物的進料稀釋;污水凈化系統采用膜生物反應器MBR，膜通量控制在18L/(m2h);
[0018]通過離心脫水后的泥餅進入真空干燥機進行真空干燥，干燥所需的蒸汽由沼氣鍋爐提供，而經過干燥后的絕干泥作為補充燃料投入到沼氣鍋爐中燃燒;真空干燥機所需蒸汽壓力為0.2MPa，干燥后物料含水率< 10%。
[0019]—種餐廚廢棄物中高溫聯合厭氧消化設備，所述設備包括:進料機、轉鼓粗格柵、破碎機、擠壓機、接料池、旋流除砂器、進料緩沖池、中溫厭氧發酵罐、高溫厭氧發酵罐、離心脫水機、污水凈化系統、真空干燥機、沼氣鍋爐；
[0020]所述進料機、轉鼓粗格柵、破碎機、擠壓機、接料池、旋流除砂器、進料緩沖池、中溫厭氧發酵罐、高溫厭氧發酵罐、離心脫水機、污水凈化系統依次連接，中溫厭氧發酵罐、高溫厭氧發酵罐分別連接沼氣鍋爐，離心脫水機連接真空干燥機，真空干燥機連接沼氣鍋爐;污水凈化系統連接接料池，污水經過污水凈化系統后作為回用水，通過回用水管連接接料池，用于餐廚廢棄物的進料稀釋。
[0021 ]作為本發明的一種優選方案，所述進料機用于接收餐廚垃圾;進料機處安裝有輸送栗和轉鼓粗格柵，尺寸大于柵條間距的組分被分離，這部分大顆粒物質將被集中收集后通過排渣管道排出后，送入填埋場進行填埋處置;而尺寸小于柵條間距的餐廚垃圾穿過粗格柵進入破碎機。
[0022]作為本發明的一種優選方案，餐廚垃圾經破碎機破碎和擠壓機擠壓后成漿狀，由輸送管道送入接料池和回用水稀釋，接料池中安裝有攪拌器，以保證接料池中的垃圾混合均勻，餐廚垃圾在接料池中攪拌混合后，呈漿狀從接料池底部排出。
[0023]作為本發明的一種優選方案，從接料池底部排出的漿狀垃圾進入旋流除砂器分離重物質，分離出的重物質被排砂管道排出后，集中收集后送入填埋場填埋，其余部分輸送到進料緩沖池進行加熱預處理。
[0024]作為本發明的一種優選方案，將上述加熱預處理后的混合物置于中溫厭氧反應器中進行厭氧發酵產沼氣；中溫發酵后的剩余物繼續進入高溫厭氧反應器中，進一步發酵生產沼氣；
[0025]將在中溫厭氧反應器及高溫厭氧反應器中產生的沼氣經過簡單凈化后，作為沼氣鍋爐的燃料使用，高溫厭氧反應器發酵后的沼渣通過離心脫水機脫水后，污水經過污水凈化系統后作為回用水，通過回用水管連接至接料池，用于餐廚廢棄物的進料稀釋；
[0026]通過離心脫水后的泥餅進入真空干燥機進行真空干燥，干燥所需的蒸汽由沼氣鍋爐提供，而經過干燥后的絕干泥作為補充燃料投入到沼氣鍋爐中燃燒。
[0027]—種利用上述的餐廚廢棄物中高溫聯合厭氧消化設備的厭氧消化方法，所述方法具體包括如下步驟:
[0028]步驟S1、將餐廚垃圾傾倒入進料機;進料機處安裝有輸送栗和轉鼓粗格柵，尺寸大于柵條間距的組分被分離，這部分大顆粒物質將被集中收集后通過排渣管道排出后，送入填埋場進行填埋處置;而尺寸小于柵條間距的餐廚垃圾穿過粗