一种厨余垃圾与生活污水共处置装置   0    0

[0001] 本发明涉及一种厨余垃圾与生活污水共处置装置，属于废物处理技术领域。

[0002] 厨余垃圾具有含水率较高、有机物含量较高、营养物质丰富等特点；生活污水有机物浓度偏高，含有机物质、氮磷营养物质、悬浮物及病菌等污染物，并且富含微生物，厨余垃圾与生活污水引起的环境污染对居民的生活与健康已构成了潜在威胁。

[0003] 传统的厨余垃圾处置主要包括堆肥处理、生产饲料、生物制氢和甲烷发酵等；生活污水的处置有高效藻类塘处理、人工湿地污水处理、地下渗滤系统处理等，这些传统工艺技术对于厨余垃圾和生活污水的处理效率较低。国外学者Myungyeol Lee等{Journal of Bioscience and Bioengineering, v 108, n 5, p 408-413, November 2009}将厨余垃圾与生活污水的共处置反应分产酸与产气两个阶段，在不同温度条件下对产气效率产生不同影响。国内学者赵宋敏等在基于活性污泥的厨余垃圾厌氧发酵产酸{环境工程学报，2011,01,5(1):205-208}中，提出了不同的厨余垃圾与活性污泥的接种比例对脂肪酸产量、溶液PH和COD去除率的影响。张后虎等在太湖流域农村分散居民生活垃圾与生活污水共处置强化产沼技术{生态与农村环境学报，2010,26(1):19-23}中提出了生活污水进水量与进水频率对产气效率的影响。但是以上文献均未充分公开厨余垃圾与生活污水的添加比例对处理效率与产气效率的影响，也未能公开一套稳定高效的厨余垃圾与生活污水共处置装置。

[0004] 现有的厨余垃圾与生活污水处理装置，往往是只有一个用来存储厨余垃圾与生活污水的存储箱，存储箱下方连接粉碎机和预热器，最下方是发酵产气间，发酵产气间有搅拌与调温设备。此类装置未能做到将厨余垃圾与生活污水分开储存，因此不能控制二者之间的添加比例。反应装置只有一个发酵产气间，未能将发酵过程中的水解、产酸阶段与产气阶段分开进行，产气的速率低。

[0005] 本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种处理成本低、处理效果好、产气效率高、无二次污染的厨余垃圾与生活污水共处置装置。

[0006] 本发明采用的技术方案是：采用等高度的第一、第二存储箱，第一存储箱中存储有厨余垃圾，第二存储箱中存储有生活污水，第一存储箱底部连通正下方的第一定量箱顶部，第二存储箱底部连通正下方的第二定量箱顶部，第一、第二定量箱的底部同时通过管道连接正下方的粉碎机，粉碎机正下方依次连接预热器、密闭的发酵间和密闭的产气间，发酵间内部的顶部设有搅拌器，发酵间底部是从左至右向上倾斜的结构，发酵间和产气间左部位置之间设置柱形网筛。

[0007] 进一步地，本发明第一存储箱中的厨余垃圾与第二存储箱中的生活污水的量比为1：3，厨余垃圾与生活污水的进样周期为5-7天；预热器预加热温度为25℃-40℃；发酵间内部温度为25℃-40℃、pH为6.1-7.4；产气间内部PH为6.1-7.4、温度为25℃-40℃。

[0008] 本发明采用上述技术方案后，具有如下有益效果：

[0009] 1、本发明能够进行厨余垃圾与生活污水的联合厌氧发酵，厨余垃圾提供营养物质，生活污水提供氮及大量微生物，在两种不同的消化物料之间建立一种良性互补的关系，一套装置同时处理厨余垃圾与生活污水，效率高，投资成本低；实现了厨余垃圾与生活污水的处理并实现了资源化利用，具有很高的经济以及环保价值。

[0010] 2、本发明能粉碎发酵物料，能控制厨余垃圾与生活污水的混合比例、温度、PH等发酵条件，特别是厨余垃圾与生活污水的定比例混合，有利于提高发酵的速度与效率，使得厨余垃圾与生活污水的处理效果均很好，并且无二次残留物质污染，遏制环境污染、缓解生活垃圾处理压力。

[0011] 3、本发明将不同发酵阶段分在两个密闭间内进行，提高了发酵进行的效率与速度，水解产酸阶段和产甲烷阶段的生物化学反应各不影响，因此，发酵效率很高，产气效果很好。

[0012] 4、本发明中的发酵过程在密闭容器中进行，属于厌氧发酵，无需人为供氧以促提升反应速度，并且无恶臭气体产生。

[0015] 本发明各部分结构及连接关系如图1所示，本发明上部的左、右位置各设置一个存储箱，左位置是第一存储箱20，右位置是第二存储箱5，第一存储箱20和第二存储箱5等高度安装。第一存储箱20的顶部开口是厨余垃圾入口1，在第一存储箱20的正下方安装第一定量箱21-1，并且第一存储箱20的底部连通第一定量箱21-1顶部，在第一存储箱20底部与第一定量箱21-1顶部之间安装第五开关阀19，在第一存储箱20一侧和第一定量箱21-1一侧之间连接第一调压管2-1，第一存储箱20另一侧连接第二调压管2-2，第二调压管
2-2与大气相通。在第一定量箱21-1底部安装第四开关阀18。

[0016] 第二存储箱5顶部有两个开口，分别是便池污水入口3和洗涮水入口4，在第二存储箱5的正下方安装第二定量箱21-2，并且第二存储箱5的底部连通第二定量箱21-2的顶部，在第二存储箱5底部与第二定量箱21-2顶部之间安装第一开关阀6，在第二存储箱5一侧和第二定量箱21-2一侧之间连接第三调压管2-3，第二存储箱5另一侧连接第四调压管2-4，第四调压管2-4与大气相通。在第二定量箱21-2底部安装第二开关阀7。

[0017] 第一定量箱21-1和第二定量箱21-2的底部同时通过管道连接正下方的粉碎机8，粉碎机8正下方连接预热器9，预热器9正下方是密闭的发酵间17，预热器9直接连通发酵间17，发酵间17内部的顶部安装三个搅拌器10，在发酵间17左下方设置出料口15，发酵间17的底部连接密闭的产气间12，且发酵间17的底部是倾斜结构，从左至右向上倾斜。在发酵间17和产气间12左部位置之间设置柱形网筛16，在柱形网筛16下方是第三开关阀14，产气间12的右上方连接出气口11，产气间12的右下侧是连通外部的出水口13。

[0018] 本发明工作时，利用厌氧条件下将厨余垃圾和生活污水进行混合制沼气，依靠兼性厌氧菌和专性厌氧菌等各种厌氧微生物的协同作用来实现厨余垃圾和生活污水的共处置，厨余垃圾提供营养物质，生活污水提供氮及大量微生物，两种物料间建立一种良性互补的关系，最终发酵转化为甲烷和二氧化碳形成沼气。具体是：厨余垃圾通过厨余垃圾入口1存储于第一存储箱20中，便池污物与洗涮水这些生活污水分别通过便池污水入口3和洗涮水入口4存储于第二存储箱5中，第一定量箱21-1和第二定量箱21-2分别控制厨余垃圾与生活污水的量比，实现了厨余垃圾与生活污水的定比例控制，控制厨余垃圾与生活污水的比例为1：3，进样周期为5-7天，能有效实现厨余垃圾与生活污水的处理与资源化利用。之后共同进入粉碎机8粉碎成颗粒状，使其中各种物质能够充分接触，然后经过预热器9预加热到25℃-40℃，共同排入发酵间17发酵若干时间，发酵间17保持温度为25℃-40℃，pH为6.1-7.4，发酵过程中经常开动搅拌器10，使之充分混合接触进行水解反应与产酸反应，加快反应速度。一定时间之后打开第三开关阀14，将消化液经过柱状筛网16过滤到产气间12中，产气间12控制PH为6.1-7.4，温度为25℃-40℃，在产气间12中进行厌氧发酵产生甲烷等气体。发酵过程分为水解、酸化、甲烷化三个阶段，分别在发酵间17和产气间12进行，水解、酸化阶段在发酵间17中进行、甲烷化阶段在产气间12中进行，使各个反应过程的效率大幅提高。发酵过程分为水解、酸化、甲烷化三个阶段，第一阶段为水解阶段，厌氧菌根据所分解的对象可以分为纤维素分解菌、脂肪分解菌和蛋白质分解菌，它们分别把多糖水解成单糖，蛋白质转化成肽和氨基酸、脂肪转化成甘油和脂肪酸。第二阶段为酸化阶段, 由产醋酸细菌例如胶醋酸菌和某些梭状芽孢杆菌等把较高级的脂肪酸分解成醋酸和氢；第一阶段分解脂肪时产生的长链脂肪酸如硬脂酸,消化蛋白质时产生的芳族酸如苯基醋酸和吲哚酸,也被第二阶段细菌分解为产生醋酸和氢。第三阶段为甲烷化阶段，甲烷菌再把醋酸转化为甲烷和CO2。由于产酸阶段形成的酸性物质有可能抑制产甲烷菌的活性，把第二、第三两阶段分开在不同的消化罐里进行，并控制发酵间17与产气间12的温度、PH等条件可以加速发酵，提高产气效率与处理效果。发酵间17出料为沼渣，从出料口15中取出，可以用来堆肥，产气间12的出水口13排除液态物质富含氮磷物质，具有较高的肥性，可以作为液态肥料还田，出气口11排出甲烷，具有很高的热值，可以作为燃气。

[0013] 图1为本发明的结构示意图；

[0014] 图中：1.厨余垃圾入口；2-1.第一调压管；2-2.第二调压管；2-3.第三调压管；2-4.第四调压管；3.便池污水入口；4.洗刷水入口；5.第二存储箱；6.第一开关阀；7.第二开关阀；8.粉碎机；9.预热器；10.搅拌器；11.出气口；12.产气间；13.出水口；14.第三开关阀；15.出料口；16.柱形网筛；17.发酵间；18.第四开关阀；19.第五开关阀；20.第一存储箱；21-1.第一定量箱；21-2.第二定量箱。