CN101955382B - 一种餐厨垃圾处理方法及其处理系统 - Google Patents
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Abstract
一种餐厨垃圾处理方法，其包括以下步骤：(1)分类筛选：将收集的餐厨垃圾按照有机物和无机物分类，有机物等待处理；(2)破碎：将分离出来的有机物进行破碎，获得粒度均一的垃圾颗粒混合物；(3)发酵处理：向破碎后的垃圾颗粒混合物中添加发酵剂，进行第一次发酵处理，获得发酵物；(4)油脂分离：将发酵液中的油脂类物质分离出来，并滤除；(5)干湿分离：将发酵物进行干湿分离，获得固体有机物和液体有机物；(6)沉淀：将液体有机物进行沉淀，去除沉淀；(7)制备肥料：将固体有机物和液体有机物分别制得固态肥料和液态肥料。本发明的处理方法，将餐厨垃圾处理后制成肥料使用，营养物质可再利用，更环保。
Description
技术领域
本发明涉及垃圾回收处理领域，一种餐厨垃圾处理方法及其处理系统。
背景技术
餐厨垃圾包括每天吃剩的残渣食物、瓜皮、果屑；择菜、洗菜、洗碗后将残菜、剩渣，啃剩的骨头等等。对于该类厨房垃圾，一般都是装进垃圾袋直接扔掉，城市垃圾处理系统中，多采用掩埋焚烧等方式处理，不但污染环境，而且还得不到回收利用。也有家庭或餐厅安装垃圾处理机，一般与水池的出水口连接，从水池中冲出的垃圾进入垃圾处理机，垃圾处理机将较大块的垃圾粉碎后，再排入下水管，但是该中处理方法，容易造成城市下水管系统堵塞，而且还容易滋生细菌、蚊虫、嫜螂等，最终排入环境还会污染水土。
发明内容
本发明提供了一种环保的，并能将垃圾物处理后再利用的餐厨垃圾处理方法。
本发明的餐厨垃圾处理方法包括以下步骤：
步骤(1)分类筛选：将收集的餐厨垃圾按照有机物和无机物分类，无机物回收，有机物等待处理；
(2)破碎：将分离出来的有机物进行破碎，获得粒度均一的有机物垃圾颗粒混合物；
(3)发酵处理：向破碎后的垃圾颗粒混合物中添加发酵剂，在一定温度和时间内进行第一次发酵处理，获得发酵液；
(4)油脂分离：通过油脂分离器将上述步骤得到的发酵液中的油脂类物质分离出来，得到油脂和去油发酵物；
(5)干湿分离：通过干湿分离器将去油发酵物进行干湿分离，获得固体有机物和液体有机物；
(6)沉淀：将液体有机物进行沉淀，去除沉淀；
(7)第二次发酵处理：向步骤(5)得到的固体有机物中加入发酵剂，在一定温度下进行第二次发酵处理，得到第二次发酵物；
(8)制备肥料：将第二次发酵物制成固态肥料，向步骤(6)得到的液体有机物中加入营养辅料，制备成液态肥料。
优选地，所述发酵剂为枯草芽孢杆菌和木霉菌，其比例为8∶2～7∶3(活菌数百分比)。发酵剂的使用量为，每千克菌剂处理10-15立方米有机物垃圾颗粒，所述菌剂的有效活菌数为108-109cfu/g。
优选地，在步骤(5)中，控制固体有机物的含水率为50％-90％。第一次发酵处理的发酵温度为35-45℃，发酵时间为1-3小时。
优选地，在步骤(7)中，通过发酵剂对其进行第二次发酵处理，发酵温度为50-60℃，发酵时间为15-20小时。
优选地，在步骤(7)中，第二次发酵处理时，先向固体有机物中加入吸水辅料，然后再进行发酵，所述吸水辅料为木渣、米糠和/或秸秆。加入木渣、米糠和/或秸秆等吸水辅料，可以吸收固体有机物中的水分，调整固体有机物的含水率在50％-60％，吸水辅料吸水膨胀，使第二次发酵处理时垃圾物更透气，发酵更充分。
优选地，步骤(8)中向步骤(6)得到的液体有机物中加的辅料为氮、磷、钾、微量元素及氨基酸。
本发明还提供了一种餐厨垃圾处理系统，其包括以下装置：
多功能振动筛，用于将餐厨垃圾中的有机物和无机物相互分离；
破碎机，与多功能振动筛相连接，用于将分离后的有机物进行破碎，获得粒度均一的垃圾颗粒混合物；
发酵池，与破碎机相连接，用于将垃圾颗粒混合物与发酵剂相混合进行发酵处理，获得发酵物；
油脂分离机，与发酵池相连接，用于将发酵物中的油脂类物质分离出来，另行再利用生物柴油、清洁皂、饲料添加剂、硬脂酸等多种用途；
干湿分离机，与油脂分离机相连接，用于将去油发酵物中的固体有机物与液体有机物分离；
沉淀池，与干湿分离机相连接，用于通过对液体有机物的沉淀；
液体灌装机，与沉淀池相连接，用于封装液体有机物与辅料合成的液体肥料；
固体发酵设备，与干湿分离机相连接，用于发酵固体有机物、辅料和发酵剂的混合物制成固体肥料。
与现有技术相比，本发明的餐厨垃圾处理方法，主要是利用微生物分解发酵，先分解出油脂，加工成生物柴油、生产清洁皂、作为饲料添加剂或生产硬脂酸等。干湿分离后，分离出液态湿料和固态干料，液态湿料可经过沉淀，可分离出上清液和沉淀，沉淀经过干燥处理后，可用作饲料添加剂、渔肥专用剂或氨基酸肥料，或者其他应用；上清液中可再酌情添加含有氮、磷、钾等微量或中量元素或氨基酸等物质的辅料，制备成各种专用液态肥。干湿分离出的固态干料添加吸水辅料调整含水率50％-60％后，进一步进行堆肥发酵，发酵过程中产生的热量可回收利用，发酵后的固态干料可作为生物肥料，可用于各种植物种植。
本发明的餐厨垃圾处理过程中使用的发酵剂是一种高温速效复合菌剂，可使堆料温度很快上升，能快速充分发酵腐熟，发酵过程中，发酵菌种可以抑制发酵原料中的有害病菌等有害微生物，直至最后彻底剥夺有害微生物的生存环境，还可抑制病原菌再次滋生，发酵剂中的发酵菌还可以分解容易产生具有恶臭气味的物质，如有机硫化物、有机氮等，并可以抑制腐败微生物的生长、去除臭味大大改善垃圾处理场所的环境。利用本发明的菌剂发酵处理餐厨垃圾，处理过程中垃圾的养分由无效态变为有效态和速效态，可形成具有优良吸水保湿特性的聚麸胺酸(γ-PGA)天然材料，防止肥料和水分的流失，成为土壤的良好的天然保护膜，可起到富集养分的作用。本发明的垃圾处理方法，成本低、效果好，设备简单、占地少，原料来源广泛，绿色环保，不产生二次污染物质，处理周期短，堆肥完熟后形成的肥料中有大量益生菌群，可改良土壤，增强植物抵抗力，还可大幅度提高种子的发芽率。
附图说明
图1是本发明餐厨垃圾处理方法实施例一的流程图；
图2是本发明餐厨垃圾处理方法实施例二的流程图；
图3是本发明餐厨垃圾处理系统的结构框图。
具体实施方式
实施例一
参照图1所示，本发明提供了一种餐厨垃圾处理方法，其包括以下步骤：
步骤1)分类筛选：将收集的餐厨垃圾按照有机物和无机物分类，无机物回收，有机物等待处理；
步骤2)破碎：将分离出来的有机物进行破碎，获得粒度均一的有机物垃圾颗粒混合物；
步骤3)发酵处理：向破碎后的垃圾颗粒混合物中添加发酵剂，进行第一次发酵处理，获得发酵物；
步骤4)油脂分离：通过油脂分离器将发酵物中的油脂类物质分离出来，得到油脂和去油发酵物，分离出的油脂可再利用，用于生产生物柴油、清洁皂、饲料添加剂或硬脂酸等多种用途；
步骤5)干湿分离：通过干湿分离器将发酵物进行干湿分离，获得固体有机物和液体有机物；
步骤6)沉淀：将液体有机物进行沉淀，去除沉淀，再去除液体有机物中的氯化纳；
步骤7)第二次发酵处理：向步骤(5)得到的固体有机物中加入发酵剂，在一定温度下进行第二次发酵处理，得到第二次发酵物；
步骤8)制备肥料：将第二次发酵物制成固态肥料，向步骤(6)得到的液体有机物中加入辅料，制备成液态肥料。
在步骤1)中，首先，通过垃圾专用收集车将餐厨垃圾收集并运输至垃圾处理厂；然后，使用多功能振动筛将餐厨垃圾中的有机物和无机物分开，这时，无机物如废纸、塑料等将被筛分出来，直接进行回收处理，另一部分分离出来的有机物进入步骤(2)进行处理。
在步骤2)中，将步骤(1)分类整理出的有机物垃圾进行破碎，将较大的有机物如动物骨头、水果核等不可食的部分进行破碎，得到粒度均一的有机物垃圾颗粒。
在步骤3)中，向步骤(2)得到的有机物垃圾颗粒中添加发酵剂，所述发酵剂主要用于去除油脂，将有机物垃圾颗粒加温到35-45℃发酵，使垃圾中的油脂分离出来，发酵剂为枯草芽孢杆菌和木霉菌的混合菌，其比例为8∶2～7∶3(活菌数百分比)。发酵剂的使用量为，每千克菌剂处理10-15立方米有机物垃圾颗粒，所述菌剂的有效活菌数为108-109cfu/g，获得发酵液。所述第一次发酵的温度为35-45℃，发酵时间为1-3小时。
该标准是一般性标准，不是对发酵剂的绝对标准，若菌剂的有效活菌数较低，可适当增加菌剂。该发酵步骤主要是利用微生物分解厨房垃圾中的油脂、蛋白和纤维等有机物，减少固体物质的含量。
在步骤4)中，油脂分离，由于油脂类物质密度小，表面张力较大，油脂类物质会将漂浮在水分较多的餐厨垃圾表面，再通过油脂分离器将发酵物中的油脂分离出来，得到废油(油脂)，油脂可用于生物柴油、清洁皂、饲料添加剂或硬脂酸等物质的制备，废油主要包括各种植物油和动物油。
在步骤5)中，干湿分离，通过干湿分离器将步骤(4)中分离出废油后的垃圾(去油发酵物)进行干湿分离，得到固体有机物和液体有机物；
步骤6)将液态有机物进行沉淀，去除沉淀，控制液体有机物的含水率为50％-90％；
步骤7)向固体有机物中添加发酵剂并进行第二次发酵处理，在该步骤中，主要通过发酵剂对固体有机物进行堆肥发酵处理，所述发酵温度为50-60℃，发酵时间为15-20小时，反复利用发酵过程中产生的热量以节约能源；进行第二次发酵处理时，可先向固体有机物中添加吸水性辅料，如木渣、米糠和/秸秆等，以吸收固体有机物中的水分，控制固体有机物中的水分含量在发酵处理需要的合适范围50-60％，吸水辅料吸水膨胀，又可增加固体有机物的透气性，利用充分进行有氧发酵，发酵方式可采用堆肥发酵或利用有机肥熟成设备进行发酵处理。此辅料添加的步骤可选择性进行，若进行干湿分离后固态干料中的水分50％-60％，在发酵允许的范围内，即不需要此步骤，但是一般情况，固态干料中的水分较多，都需要添加适量的吸水性辅料调整固态干料中的水分，使其达到堆肥发酵的合适范围。在步骤8)中，制备肥料：
制备固态肥料，第二次发酵处理得到的发酵物可以直接封装利用，可用于各种绿化或种植肥料。制备液态肥料，液体有机物经过去除沉淀后，再添加氮、磷、钾等微量元素及氨基酸等营养成分，封装制成专用肥料，可用于饲料添加剂、渔肥专用剂、氨基酸肥料或其他用途，还可根据液态肥料的用途添加特定的营养元素制成专用营养液，用于农业种植、养殖、或干燥后制成饲料、肥料等添加剂的多种用途。最后，将生产出的固态肥料和液态肥料，可以运往在部分村落建设的加肥站，通过加肥站的销售网络，分别销往农户、农资店和园林绿化，获得利润。
实施例二
如图2所示，为本发明的另一个优选实施例的餐厨垃圾处理方法的流程图：
(1)使用餐厨垃圾专用收集车将餐厨垃圾与送到处理厂中；
(2)使用震动筛将餐厨垃圾中的有机物和无机物分开，无机物(如混合的废纸，废塑料等)将被筛分出来，进入回收阶段；分离出来的有机物进入下一步工序；
(3)有机物在传送带上被传送至破碎机上，对于比较大的有机物(如动物的骨头，水果中不可食的部分，蔬菜中不可食的部分等)进行破碎，以使厨余垃圾的粒度均匀，有利于下一步的第一次发酵的进行；
(4)待有机物被充分破碎以后，进入高温发酵阶段，在此阶段将添加“油脂专用配方菌种”作为发酵剂进行发酵，将餐厨垃圾中的油脂类物质分离出来，由于油脂类物质的密度比较小以及表面张力较大，油脂类物质将会集于水分较多的餐厨垃圾表面，实现了油脂类物质从厨余中分离的目的，油脂发酵剂为枯草芽孢杆菌和木霉菌的混合菌。发酵剂的使用量为，每千克菌剂处理10-15立方米有机物垃圾颗粒，所述菌剂的有效活菌数为109cfu/g。
(5)根据上一个步骤中“油脂专用配方菌种”的作用，采用一个油脂分离机将释放出来的油脂类物质分离出来，分离出来的油脂类物质可以再利用，用途包括：制作生物柴油、生产清洁皂、用作饲料添加剂、合成硬脂酸类物质等等；
(6)将油脂分离后，油脂已经大部分被去除，而此时剩余的餐厨垃圾含水率很高，需采用干湿分离器对餐厨垃圾进行干湿分离。将分离出来的干料进入第二次发酵(堆肥发酵)阶段，在此阶段须使干料的含水率达到微生物堆肥发酵需要的含水率，约50％～60％，可使用一些吸水性比较强的辅料，如木渣、米糠或秸秆等，使经过干湿分离后的垃圾中的含水率达到堆肥发酵所需的含水率，然后将其运送到自动化有机肥熟成设备(该设备市场上有多种类型)，根据自动化有机肥熟成设备的用途，我们可以一方面利用餐厨垃圾的在发酵过程中产生的热量，另一方面，可以生产出有机生物肥料，有机生物肥料可以销往农户、农资店和园林绿化获得利润。
(7)经过油脂分离之后的水分和其他液态物质经过沉淀，并去除沉淀，利用干湿分离设备将水体中的悬浮性颗粒物分离出来，收集那些固体有机物(主要含有重金属、溶脂性物质、亲水性物质等)，将其干燥后再利用，主要用作饲料添加剂、渔肥专用剂、氨基酸肥料等。液态有机物进入下一个工序；
(8)对于溶解性比较强的有机物，通过添加一定的氮、磷、钾等微量和中量元素及氨基酸等辅助材料，制成专用的液态营养液(液态肥)，该液态营养液可以作为农业种植、养殖或经过干燥后制成饲料、肥料等添加剂多种用途。生成的液态营养液可以运往在部分村落建设的加肥站，通过加肥站的销售网络，销往农户、农资店以及园林绿化。
参照图3所示，本发明提供了一种餐厨垃圾处理系统，其包括以下装置：
多功能振动筛1，用于将餐厨垃圾中的有机物和无机物相互分离；
破碎机2，与多功能振动筛相连接，用于将分离后的有机物进行破碎，获得粒度均一的垃圾颗粒混合物；
发酵池3，与破碎机相连接，用于将垃圾颗粒混合物与发酵剂相混合进行发酵处理，获得发酵物；
油脂分离机4，与发酵池相连接，用于将发酵物中的油脂类物质分离出来，另行再利用生物柴油、清洁皂、饲料添加剂、硬脂酸等多种用途；
干湿分离机5，与油脂分离机相连接，用于将发酵物中的固体有机物与液体有机物分离；
沉淀池6，与干湿分离机相连接，用于通过对液体有机物的沉淀；
液体灌装机7，与沉淀池相连接，用于封装液体有机物与辅料合成的液体肥料；
固体发酵设备8，与干湿分离机相连接，用于发酵固体有机物与辅料经添加发酵剂后的混合材料制成有机肥或生物有机肥等固体肥料。
制成的液体肥料或固体肥料再经过输送管道传输到农户、农资店或生产基地，通过各种传输渠道及时供应不同用户的需求。
本发明的餐厨处理方法中使用的堆肥原料的标准适用我国颁布的《城市生活垃圾堆肥处理厂技术评价指标》中规定的：
(1)密度：适用堆肥的垃圾密度应为350～650kg/m3
(2)组成成分：(湿重)％，其中有机物含量不得少于20％；
(3)含水率：适用于堆肥的垃圾其含水率为40％～60％；
(4)C/N：垃圾的C/N为(20∶1)～(30∶1)；
(5)堆肥产品质量及卫生要求
(6)堆肥产品质量要求(以干基计)
①粒度：农用堆肥产品粒度≤12mm，山林果园用堆肥产品粒度≤50mm；
②含水率：≤35％；
③pH值：6.5～8.5；
④全氮(以N计)：≥0.5％；
⑤全磷(以P2O5计)：≥0.3％；
⑥全钾(以K2O计)：1.0％；
⑦有机质(以C计)：≥10％；
⑧重金属含量：镉(以Cd计)：≤3mg/kg；汞(以Hg计)，≤5mg/kg；铅(以Pb计)≤100mg/kg；铬(以Cr计)≤300mg/kg，砷(以As计)≤30mg/kg。
(2)卫生要求
①堆肥温度：(静态堆肥工艺)＞55℃持续5天以上；
②蛔虫卵死亡率：95％～100％；
③粪大肠菌值：10-1～10-2。
本发明的餐厨垃圾处理过程中使用的油脂发酵剂是一种高温速效复合菌剂，可使堆料温度很快上升，能快速充分发酵腐熟，发酵过程中，发酵菌种可以抑制发酵原料中的有害病菌等有害微生物，直至最后彻底剥夺有害微生物的生存环境，还可抑制病原菌再次滋生，发酵剂中的发酵菌还可以分解容易产生具有恶臭气味的物质，如有机硫化物、有机氮等，并可以抑制腐败微生物的生长、大大改善垃圾处理场所的环境。利用本发明的菌剂发酵处理餐厨垃圾，处理过程中垃圾的养分由无效态变为有效态和速效态，可形成具有优良吸水保湿特性的聚麸胺酸(γ-PGA)天然材料，防止肥料和水分的流失，成为土壤的良好的天然保护膜，可起到富集养分的作用。本发明的垃圾处理方法，成本低、效果好，设备简单、占地少，原料来源广泛，绿色环保，不产生二次污染物质，处理周期短，堆肥完熟后形成的肥料中有大量益生菌群，可改良土壤，增强植物抵抗力，还可大幅度提高种子的发芽率。
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (10)
1.一种餐厨垃圾处理方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)分类筛选：将收集的餐厨垃圾按照有机物和无机物分类，无机物回收，有机物等待处理；
(2)破碎：将分离出来的有机物进行破碎，获得粒度均一的有机物垃圾颗粒混合物；
(3)发酵处理：向破碎后的垃圾颗粒混合物中添加枯草芽孢杆菌和木霉菌的混合菌，在35-45℃进行第一次发酵处理，获得发酵物；
(4)油脂分离：通过油脂分离器将上述步骤得到的发酵物中的油脂类物质分离出来，得到油脂和去油发酵物；
(5)干湿分离：通过干湿分离器将去油发酵物进行干湿分离，获得固体有机物和液体有机物；
(6)沉淀：将液体有机物进行沉淀，去除沉淀；
(7)第二次发酵处理：向步骤(5)得到的固体有机物中加入枯草芽孢杆菌和木霉菌的混合菌，在50-60℃进行第二次发酵处理，得到第二次发酵物；
(8)制备肥料：将第二次发酵物制成固态肥料，向步骤(6)得到的液体有机物中加入营养辅料，制备成液态肥料。
2.根据权利要求1所述的餐厨垃圾处理方法，其特征在于：所述枯草芽孢杆菌和木霉菌，其活菌数百分比为8∶2～7∶3。
3.根据权利要求1所述的餐厨垃圾处理方法，其特征在于：发酵剂的使用量为，每千克菌剂处理10-15立方米有机物垃圾颗粒，所述菌剂的有效活菌数为108-109cfu/g。
4.根据权利要求1所述的餐厨垃圾处理方法，其特征在于：在步骤(5)中，控制固体有机物的含水率为50％-90％。
5.根据权利要求1所述的餐厨垃圾处理方法，其特征在于：所述第一次发酵处理的发酵时间为1-3小时。
6.根据权利要求1所述的餐厨垃圾处理方法，其特征在于：在步骤(7)中，第二次发酵处理的发酵时间为15-20小时。
7.根据权利要求1所述的餐厨垃圾处理方法，其特征在于：在步骤(7)中，第二次发酵处理时，先向固体有机物中加入吸水辅料，调整固体有机物的含水率在50％-60％，然后再进行发酵，所述吸水辅料为木渣、米糠和/或秸秆。
8.根据权利要求1所述的餐厨垃圾处理方法，其特征在于：步骤(8)中向步骤(6)得到的液体有机物中加的营养辅料为氮、磷、钾、微量元素及氨基酸。
9.根据权利要求1所述的餐厨垃圾处理方法，其特征在于：在步骤(4)所述油脂类物质可制成生物柴油、清洁皂、饲料添加剂或硬脂酸。
10.一种餐厨垃圾处理系统，其特征在于：包括以下装置：
多功能振动筛，用于将餐厨垃圾中的有机物和无机物相互分离；
破碎机，与多功能振动筛相连接，用于将分离后的有机物进行破碎，获得粒度均一的垃圾颗粒混合物；
发酵池，与破碎机相连接，用于将垃圾颗粒混合物与发酵剂相混合进行发酵处理，获得发酵物；
油脂分离机，与发酵池相连接，用于将发酵物中的油脂类物质分离出来；
干湿分离机，与油脂分离机相连接，用于将去油发酵物中的固体有机物与液体有机物分离，获得固体有机物和液体有机物；
沉淀池，与干湿分离机相连接，用于对液体有机物进行沉淀；
液体灌装机，与沉淀池相连接，用于封装液体有机物与辅料合成的液体肥料；
固体发酵设备，与干湿分离机相连接，用于发酵固体有机物、辅料和发酵剂的混合物制成固体肥料。
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