CN110684647A - 餐厨垃圾、厨余垃圾与市政污泥协同消化实现沼渣干化热平衡的系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了餐厨垃圾、厨余垃圾与市政污泥协同消化实现沼渣干化热平衡的系统和方法，系统包括：餐厨垃圾预处理装置、厨余垃圾预处理装置、均质调配装置、厌氧消化装置、沼气净化装置、燃烧锅炉、脱水装置和干化装置，餐厨垃圾预处理装置有餐厨垃圾入口、餐厨垃圾浆料出口和油脂出口；厨余垃圾预处理装置有厨余垃圾入口和厨余垃圾浆料出口；均质调配装置有餐厨垃圾浆料入口、厨余垃圾浆料入口、污泥入口和混合浆料出口；厌氧消化装置有混合浆料入口、沼气出口和沼渣出口；沼气净化装置有沼气入口和净化沼气出口；燃烧锅炉有净化沼气入口和过热蒸汽出口；脱水装置有沼渣入口和脱水后渣出口；干化装置有脱水后渣入口、过热蒸汽入口、干化渣出口。
Description
技术领域
本发明属于废物资源化利用技术领域，具体涉及一种餐厨垃圾、厨余垃圾与市政污泥协同消化实现沼渣干化热平衡的系统和方法。
背景技术
厨余垃圾是城市垃圾分类中的湿垃圾，占城市垃圾产生量的50％-60％，主要是果皮、蔬菜、鱼、肉、骨头等未经加工食物的混合物。餐厨垃圾是学校、食堂、餐馆等餐饮行业产生的食物加工下脚料(厨余)和食用残余(泔脚)，其成分非常复杂，主要是油、水、果皮、蔬菜、米面、鱼、肉、骨头以及废餐具、塑料、纸巾等多种物质的混合物。
厨余、餐厨垃圾具有显著二重性，危害性和资源性。危害性表现主要有：餐厨垃圾中含有各种动物肉类，如去做饲料，同类相食极易引发口蹄疫和各种疾病，从而传播给人类而造成危害；去填埋由于其含水量高容易产生大量的渗滤液而污染地下水；做肥料，生产过程中臭味四溢，影响周围环境。资源性表现主要有：据有关专家测算，餐厨垃圾内含大量的营养物质，主要成分是油脂和蛋白质,可替代玉米、鱼粉、豆粕等加工成高能蛋白优质饲料，也是制取生物柴油的适合原料；按干物质含量计算，5000万吨餐厨垃圾相当于500万吨的优质饲料，内含的能量相当于每年1000万亩耕地的能量产出量，内含的蛋白质相当于每年2000万亩大豆的蛋白质产出量。
随着国家对垃圾处理处置的日益重视，和“无废城市”的提出，城市垃圾分类工作会不断推进，对垃圾处理处置的监管会日益严格，这就需要更加有效、安全、可靠、能够集中处理的工艺技术来对这类废弃物进行处理，来保证城市环境及食品安全。
城镇污水处理厂来的污泥，含的有机质比较低，在厌氧消化过程中生产的沼气量少，产生的沼渣量高。同时，污泥热干化需要的热量大，仅靠自身生产的沼气，难以维持热干化的运行。如果增加外界热源，污泥的处理费用会大大增加。据统计，污泥热干化的热能费用占污泥处理费的60％以上。
因此，现有的处理餐厨垃圾、厨余垃圾和污泥的技术有待进一步改进。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种餐厨垃圾、厨余垃圾与市政污泥协同消化实现沼渣干化热平衡的系统和方法，采用该系统可以实现餐厨垃圾、厨余垃圾和污泥的协同消化处理，提高了沼气产量，满足了沼渣干化的热量需求，实现了系统能量的自平衡，不仅解决了单独处理污泥热量不足的难题，而且实现了厨余和餐厨垃圾的稳定化、无害化和资源化处理，环境效益和经济效益高，具有广泛的推广价值。
在本发明的一个方面，本发明提出了一种餐厨垃圾、厨余垃圾与市政污泥协同消化实现沼渣干化热平衡的系统。根据本发明的实施例，所述系统包括：
餐厨垃圾预处理装置，所述餐厨垃圾预处理装置具有餐厨垃圾入口、餐厨垃圾浆料出口和油脂出口；
厨余垃圾预处理装置，所述厨余垃圾预处理装置具有厨余垃圾入口和厨余垃圾浆料出口；
均质调配装置，所述均质调配装置具有餐厨垃圾浆料入口、厨余垃圾浆料入口、污泥入口和混合浆料出口，所述餐厨垃圾浆料入口与所述餐厨垃圾出口相连，所述厨余垃圾浆料入口与所述厨余垃圾浆料出口相连；
厌氧消化装置，所述厌氧消化装置具有混合浆料入口、沼气出口和沼渣出口，所述混合浆料入口与所述混合浆料出口相连；
沼气净化装置，所述沼气净化装置具有沼气入口和净化沼气出口，所述沼气入口和所述沼气出口相连；
燃烧锅炉，所述燃烧锅炉具有冷凝水入口、净化沼气入口、燃烧烟气出口和过热蒸汽出口，所述净化沼气入口和所述净化沼气出口相连；
脱水装置，所述脱水装置具有沼渣入口、脱水后渣出口和脱除水出口，所述沼渣入口与所述沼渣入口相连；
干化装置，所述干化装置具有脱水后渣入口、过热蒸汽入口、干化渣出口、干化蒸汽出口和冷凝水出口，所述脱水后渣入口与所述脱水后渣出口相连，所述过热蒸汽入口与所述过热蒸汽出口相连，所述冷凝水出口与所述冷凝水入口相连。
根据本发明实施例的餐厨垃圾、厨余垃圾与市政污泥协同消化实现沼渣干化热平衡的系统通过餐厨垃圾预处理后得到的餐厨垃圾浆料、厨余垃圾预处理后得到的厨余垃圾浆料与污泥供给至均质调配装置混合进行均质调配得到混合浆料，然后将该混合浆料供给至厌氧消化装置中发生厌氧消化反应产生沼气和沼渣，得到的沼渣脱水后供给至干化装置中，得到的沼气供给至净化装置中进行去除硫化物后供给至燃烧锅炉中燃烧得到过热蒸汽和燃烧烟气，由于沼气已经进行净化，燃烧烟气可以直接排放，产生的过热蒸汽供给至干化装置中作为热源使用，较单独处理污泥沼气量少和沼渣量大缺点且干化过程需要外界补热相比，本申请将餐厨垃圾、厨余垃圾和污泥一起厌氧消化处理过程的沼气产量大，从而可以满足后续干化处理过程的需要。由此，采用该系统可以实现餐厨垃圾、厨余垃圾和污泥的协同消化处理，提高了沼气产量，满足了沼渣干化的热量需求，实现了系统能量的自平衡，不仅解决了单独处理污泥热量不足的难题，而且实现了厨余和餐厨垃圾的稳定化、无害化和资源化处理，环境效益和经济效益高，具有广泛的推广价值。
另外，根据本发明上述实施例的餐厨垃圾、厨余垃圾与市政污泥协同消化实现沼渣干化热平衡的系统还可以具有如下附加的技术特征：
在本发明的一些实施例中，上述系统进一步包括：余热回收装置，所述余热回收装置具有冷水入口、干化蒸汽入口和换热蒸汽出口，所述干化蒸汽入口与所述干化蒸汽出口相连，所述换热蒸汽出口与所述餐厨预处理装置、所述均质调配装置、所述厌氧消化装置中的至少之一相连。由此，实现系统热量的充分利用。
在本发明的一些实施例中，上述系统进一步包括：水处理装置，所述水处理装置具有脱除水入口和达标水出口，所述脱除水入口与所述脱除水出口相连，所述达标水出口与所述均质调配装置相连。
在本发明的再一个方面，本发明提了一种餐厨垃圾、厨余垃圾与市政污泥协同消化实现沼渣干化热平衡的方法。根据本发明的实施例，所述方法包括：
(1)将餐厨垃圾进行预处理，以便得到餐厨垃圾浆料和油脂；
(2)将厨余垃圾进行预处理，以便得到厨余垃圾浆料；
(3)将所述餐厨垃圾浆料、所述厨余垃圾浆料和污泥混合进行均质调配，以便得到混合浆料；
(4)将所述混合浆料进行厌氧消化，以便得到沼气和沼渣；
(5)将所述沼气进行净化处理，以便得到净化沼气；
(6)将所述净化沼气燃烧与冷凝水进行换热，以便得到燃烧烟气和过热蒸汽；
(7)将所述沼渣进行脱水处理，以便得到脱水后渣和脱除水；
(8)利用所述过热蒸汽对所述脱水后渣进行干化处理，以便得到干化渣、干化蒸汽和冷凝水，并将所述冷凝水供给至步骤(6)中。
根据本发明实施例的餐厨垃圾、厨余垃圾与市政污泥协同消化实现沼渣干化热平衡的方法通过餐厨垃圾预处理后得到的餐厨垃圾浆料、厨余垃圾预处理后得到的厨余垃圾浆料与污泥混合进行均质调配得到混合浆料，然后将该混合浆料发生厌氧消化处理产生沼气和沼渣，得到的沼渣脱水进行干化，得到的沼气进行去除硫化物后燃烧得到过热蒸汽和燃烧烟气，由于沼气已经进行净化，燃烧烟气可以直接排放，产生的过热蒸汽作为干化过程的热源使用，较单独处理污泥沼气量少和沼渣量大缺点且干化过程需要外界补热相比，本申请整合了污泥单独处理沼气量小而沼渣大与餐厨垃圾和厨余垃圾单独处理沼气量大而沼渣量小的问题，将餐厨垃圾、厨余垃圾和污泥一起厌氧消化处理过程的沼气产量大，从而可以满足后续干化处理过程的需要，降低了各自单独建厂的投资和运行成本，减少了占地面积。由此，采用该方法可以实现餐厨垃圾、厨余垃圾和污泥的协同消化处理，提高了沼气产量，满足了沼渣干化的热量需求，实现了系统能量的自平衡，不仅解决了单独处理污泥热量不足的难题，而且实现了厨余和餐厨垃圾的稳定化、无害化和资源化处理，环境效益和经济效益高，具有广泛的推广价值。
另外，根据本发明上述实施例的处理餐厨垃圾、厨余垃圾和污泥的方法还可以具有如下附加的技术特征：
在本发明的一些实施例中，上述方法进一步包括：(9)将所述干化蒸汽与冷水进行换热，以便得到换热蒸汽，并将所述换热蒸汽供给至步骤(1)、(3)和(4)中至少之一提供热源。由此，实现系统热量的充分利用。
在本发明的一些实施例中，上述方法进一步包括：(10)将所述脱除水进行净化处理，以便得到达标水，并将所述达标水供给至步骤(3)中参与所述均质调配。
在本发明的一些实施例中，在步骤(3)中，所述餐厨垃圾浆料和所述厨余垃圾浆料总和与所述污泥的质量比不低于1。
在本发明的一些实施例中，在步骤(4)中，所述厌氧消化的温度为36～38摄氏度。由此，可以显著提高沼气产量。
在本发明的一些实施例中，在步骤(7)中，将所述沼渣与絮凝剂混合进行所述脱水处理。由此，可以提高沼渣脱水效率。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明一个实施例的餐厨垃圾、厨余垃圾与市政污泥协同消化实现沼渣干化热平衡的系统结构示意图；
图2是根据本发明再一个实施例的餐厨垃圾、厨余垃圾与市政污泥协同消化实现沼渣干化热平衡的系统结构示意图；
图3是根据本发明一个实施例的餐厨垃圾、厨余垃圾与市政污泥协同消化实现沼渣干化热平衡的方法流程示意图；
图4是根据本发明再一个实施例的餐厨垃圾、厨余垃圾与市政污泥协同消化实现沼渣干化热平衡的方法流程示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本申请的技术方案是本申请的发明人基于下列发现而完成的：目前厨余、餐厨垃圾的主要处理技术有：生产饲料、好氧堆肥、厌氧消化和制备生物柴油。其中，生产饲料和好氧堆肥已经受到国家政策及环境保护的限制，已不能成为餐厨垃圾大规模处理的出路；提取餐厨垃圾中的动植物油脂，制备生物柴油可以作为餐厨垃圾的预处理，不能作为餐厨垃圾无害化、减量化、资源化的处理工艺技术。因此，在现在及未来，只有厌氧消化是处理餐厨垃圾的主流技术。厌氧消化是在无氧条件下利用微生物自身代谢作用将大分子有机物分解为小分子的有机物和无机物的过程。厌氧系统全封闭而无异味，并且餐厨垃圾中含有大量的有机物，可产生大量沼气，厌氧后的沼渣量低。城镇污水处理厂来的污泥，含的有机质比较低，在厌氧消化过程中生产的沼气量少，产生的沼渣量高。同时，污泥热干化需要的热量大，仅靠自身生产的沼气，难以维持热干化的运行。如果增加外界热源，污泥的处理费用会大大增加。据统计，污泥热干化的热能费用占污泥处理费的60％以上。本申请的发明人通过对餐厨垃圾、厨余垃圾和污泥优势进行积极探索，旨在解决现有技术中的缺陷，以期实现餐厨垃圾、厨余垃圾和污泥的协同处理。
为此，在本发明的一个方面，本发明提出了一种餐厨垃圾、厨余垃圾与市政污泥协同消化实现沼渣干化热平衡的系统。根据本发明的实施例，参考图1，该系统包括：餐厨垃圾预处理装置100、厨余垃圾预处理装置200、均质调配装置300、厌氧消化装置400、沼气净化装置500、燃烧锅炉600、脱水装置700和干化装置800。
根据本发明的实施例，餐厨垃圾预处理装置100具有餐厨垃圾入口101、餐厨垃圾浆料出口102和油脂出口103，且适于对餐厨垃圾进行预处理，以便得到餐厨垃圾浆料和油脂。具体的，餐厨垃圾是学校、食堂、餐馆等餐饮行业产生的食物加工下脚料(厨余)和食用残余(泔脚)，其成分非常复杂，主要是油、水、果皮、蔬菜、米面、鱼、肉、骨头以及废餐具、塑料、纸巾等多种物质的混合物，其预处理包括分拣、除杂、提油和制浆等过程，使得得到的餐厨垃圾浆料符合厌氧消化需求。需要说明的是，餐厨垃圾的分拣、除杂、提油和制浆等过程为本领域常规操作，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，此处不再赘述。
根据本发明的实施例，厨余垃圾预处理装置200具有厨余垃圾入口201和厨余垃圾浆料出口202，且适于对厨余垃圾进行预处理，以便得到厨余垃圾浆料。具体的，厨余垃圾主要是果皮、蔬菜、鱼、肉、骨头等未经加工食物的混合物，其预处理包括分拣、除杂和制浆等过程，使得得到的餐厨垃圾浆料符合厌氧消化需求。需要说明的是，厨余垃圾的分拣、除杂和制浆等过程为本领域常规操作，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，此处不再赘述。
根据本发明的实施例，均质调配装置300具有餐厨垃圾浆料入口301、厨余垃圾浆料入口302、污泥入口303和混合浆料出口304，餐厨垃圾浆料入口301与餐厨垃圾出口102相连，厨余垃圾浆料入口302与厨余垃圾浆料出口202相连，且适于将上述得到的餐厨垃圾浆料、厨余垃圾浆料和污泥一起混合进行调浆，以便得到混合浆料。具体的，污泥为市政污泥，其含水量为70wt％～90wt％左右，厨余垃圾浆料固含量为(13wt％-20wt％)，餐厨垃圾浆料固含量为(13wt％-20wt％)，并且餐厨垃圾浆料和厨余垃圾浆料总和与污泥的质量比不低于1。从而使得经后续厌氧消化产生的沼气燃烧的热量满足沼渣脱水后的干化过程。根据本发明的实施例，厌氧消化装置400具有混合浆料入口401、沼气出口402和沼渣出口403，混合浆料入口401与混合浆料出口304相连，且适于将上述得到的混合浆料进行厌氧消化，以便得到沼气和沼渣。发明人发现，较单独处理污泥沼气量少和沼渣量大缺点且干化过程需要外界补热相比，本申请将餐厨垃圾、厨余垃圾和污泥一起厌氧消化处理过程的沼气产量大，从而可以满足后续干化处理过程的需要。具体的，为了提高厌氧消化反应效率，该过程中的温度保持在36～38摄氏度。
根据本发明的实施例，沼气净化装置500具有沼气入口501和净化沼气出口502，沼气入口501和沼气出口402相连，且适于将上述得到的沼气进行净化，以便得到净化沼气。需要说明的是，该净化过程为本领域的常规操作，只要能够满足去除沼气中的硫化物等杂质即可，此处不再赘述。
根据本发明的实施例，燃烧锅炉600具有冷凝水入口601、净化沼气入口602、燃烧烟气出口603和过热蒸汽出口604，净化沼气入口602和净化沼气出口502相连，且适于将上述得到的净化沼气燃烧与冷凝水进行换热，以便得到燃烧烟气和过热蒸汽。具体的，燃烧锅炉的换热效率为90～95％，由于沼气已经进行净化，燃烧烟气可以直接排放。
根据本发明的实施例，脱水装置700具有沼渣入口701、脱水后渣出口702和脱除水出口703，沼渣入口701与沼渣入口403相连，且适于对上述厌氧消化装置中得到的沼渣进行脱水，以便降低沼渣的含水率，得到脱水后渣和脱除水。具体的，脱水装置可以为压滤机、离心机等装置，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，并且脱水后渣含固率为20wt％左右。进一步的，为了沼渣提高脱水效率，在脱水装置中加入絮凝剂，例如聚氨酯、聚丙烯酰胺、聚硅酸、聚硅酸硫酸铁等。
根据本发明的实施例，干化装置800具有脱水后渣入口801、过热蒸汽入口802、干化渣出口803、干化蒸汽出口804和冷凝水出口805，脱水后渣入口801与脱水后渣出口702相连，过热蒸汽802入口与过热蒸汽出口604相连，冷凝水出口805与冷凝水入口601相连，且适于利用上述燃烧锅炉得到的过热蒸汽对脱水后渣进行间接加热，使得脱水后渣中水分蒸发为蒸汽，而过热蒸汽变为冷凝水，并将该冷凝水返回燃烧锅炉循环使用，同时剩余渣为干化渣，该干化渣的固含量不低于20％，可以焚烧、炭化或制砖等，完全实现废物的无害化、减量化和资源化要求。具体的，该干化装置的热效率为90～95％。
根据本发明实施例的餐厨垃圾、厨余垃圾与市政污泥协同消化实现沼渣干化热平衡的系统通过餐厨垃圾预处理后得到的餐厨垃圾浆料、厨余垃圾预处理后得到的厨余垃圾浆料与污泥供给至均质调配装置混合进行均质调配得到混合浆料，然后将该混合浆料供给至厌氧消化装置中发生厌氧消化反应产生沼气和沼渣，得到的沼渣脱水后供给至干化装置中，得到的沼气供给至净化装置中进行去除硫化物后供给至燃烧锅炉中燃烧得到过热蒸汽和燃烧烟气，由于沼气已经进行净化，燃烧烟气可以直接排放，产生的过热蒸汽供给至干化装置中作为热源使用，较单独处理污泥沼气量少和沼渣量大缺点且干化过程需要外界补热相比，本申请将餐厨垃圾、厨余垃圾和污泥一起厌氧消化处理过程的沼气产量大，从而可以满足后续干化处理过程的需要。由此，采用该系统可以实现餐厨垃圾、厨余垃圾和污泥的协同消化处理，提高了沼气产量，满足了沼渣干化的热量需求，实现了系统能量的自平衡，不仅解决了单独处理污泥热量不足的难题，而且实现了厨余和餐厨垃圾的稳定化、无害化和资源化处理，环境效益和经济效益高，具有广泛的推广价值。
进一步的，参考图2，上述的餐厨垃圾、厨余垃圾与市政污泥协同消化实现沼渣干化热平衡的系统还包括余热回收装置900和水处理装置1000。
根据本发明的实施例，余热回收装置900具有冷水入口901、干化蒸汽入口902和换热蒸汽出口903，干化蒸汽入口902与干化蒸汽出口804相连，换热蒸汽出口903与餐厨预处理装置100、均质调配装置300和厌氧消化装置400中的至少之一相连，且适于将上述得到的干化蒸汽与冷水进行换热，以便得到换热蒸汽。具体的，余热回收装置可以回收热量效率为50～80％，由于干化过程中得到的干化蒸汽含有其他杂质气体，故不能直接作为热源使用，而通过利用干化蒸汽与冷水间接换热，将其热量传递给换热蒸汽，并将该换热蒸汽供给至餐厨预处理装置、均质调配装置和厌氧消化装置的至少之一作为间接热源使用。由此，实现系统热量自给，减少了运行费用，降低了运营成本，增加了项目的经济性，减少了财政支出。
根据本发明的实施例，水处理装置1000具有脱除水入口1001和达标水出口1002，脱除水入口1001与脱除水出口703相连，达标水出口1002与均质调配装置300相连，且适于将上述脱水过程得到的脱除水进行净化处理，得到达标水，并将该达标水供给至均质调配过程用于制浆。需要说明的是，该净化处理过程为本领域常规操作，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，只要能实现脱水后水达标排放标准即可，例如可以采用活性炭吸附等。
具体的，参考图2，系统的热量Q1、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7、Q8的关系Q1＞Q3＞Q4＞Q5＞(Q6+Q7+Q8)；Q2、Q9为系统的输出热量，可以根据实际情况进行利用。
在本发明的再一个方面，本发明提出了一种餐厨垃圾、厨余垃圾与市政污泥协同消化实现沼渣干化热平衡的方法。根据本发明的实施例，参考图3，该方法包括：
S100：将餐厨垃圾进行预处理
该步骤中，对餐厨垃圾进行预处理，以便得到餐厨垃圾浆料和油脂。具体的，餐厨垃圾的预处理包括分拣、除杂、提油和制浆等过程，使得得到的餐厨垃圾浆料符合厌氧消化需求。具体的，餐厨垃圾是学校、食堂、餐馆等餐饮行业产生的食物加工下脚料(厨余)和食用残余(泔脚)，其成分非常复杂，主要是油、水、果皮、蔬菜、米面、鱼、肉、骨头以及废餐具、塑料、纸巾等多种物质的混合物，其预处理包括分拣、除杂、提油和制浆等过程，使得得到的餐厨垃圾浆料符合厌氧消化需求。需要说明的是，餐厨垃圾的分拣、除杂、提油和制浆等过程为本领域常规操作，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，此处不再赘述。
S200：将厨余垃圾进行预处理
该步骤中，对厨余垃圾进行预处理，以便得到厨余垃圾浆料。具体的，厨余垃圾主要是果皮、蔬菜、鱼、肉、骨头等未经加工食物的混合物，其预处理包括分拣、除杂和制浆等过程，使得得到的餐厨垃圾浆料符合厌氧消化需求。需要说明的是，厨余垃圾的分拣、除杂和制浆等过程为本领域常规操作，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，此处不再赘述。
S300：将餐厨垃圾浆料、厨余垃圾浆料和污泥混合进行均质调配
该步骤中，将上述得到的餐厨垃圾浆料、厨余垃圾浆料和污泥一起混合进行调浆，以便得到混合浆料。具体的，污泥为市政污泥，其含水量为70wt％～90wt％左右，厨余垃圾浆料固含量为(13wt％-20wt％)，餐厨垃圾浆料固含量为(13wt％-20wt％)，并且餐厨垃圾浆料和厨余垃圾浆料总和与污泥的质量比不低于1，从而使得经后续厌氧消化产生的沼气燃烧的热量满足沼渣脱水后的干化过程。
S400：将混合浆料进行厌氧消化
该步骤中，将上述得到的混合浆料进行厌氧消化，以便得到沼气和沼渣。发明人发现，较单独处理污泥沼气量少和沼渣量大缺点且干化过程需要外界补热相比，本申请将餐厨垃圾、厨余垃圾和污泥一起厌氧消化处理过程的沼气产量大，从而可以满足后续干化处理过程的需要。具体的，为了提高厌氧消化反应效率，该过程中的温度保持在36～38摄氏度。
S500：将沼气进行净化处理
该步骤中，将上述得到的沼气进行净化，以便得到净化沼气。需要说明的是，该净化过程为本领域的常规操作，只要能够满足去除沼气中的硫化物等杂质即可，此处不再赘述。
S600：将净化沼气燃烧与冷凝水进行换热
该过程中，将上述得到的净化沼气燃烧与冷凝水进行换热，以便得到燃烧烟气和过热蒸汽。具体的，该过程的换热效率为90～95％，由于沼气已经进行净化，燃烧烟气可以直接排放。
S700：将沼渣进行脱水处理
该步骤中，对上述厌氧消化过程中得到的沼渣进行脱水，以便降低沼渣的含水率，得到脱水后渣和脱除水。具体的，脱水装置可以为压滤机、离心机等装置，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，并且脱水后渣含固率为20wt％左右。进一步的，为了沼渣提高脱水效率，在脱水过程中加入絮凝剂，例如聚氨酯、聚丙烯酰胺、聚硅酸、聚硅酸硫酸铁等。
S800：利用过热蒸汽对脱水后渣进行干化处理，并将冷凝水供给至步骤S600
该步骤中，利用上述燃烧得到的过热蒸汽对脱水后渣进行间接加热，使得脱水后渣中水分蒸发为蒸汽，而过热蒸汽变为冷凝水，并将该冷凝水返回步骤S600循环使用，同时剩余渣为干化渣，该干化渣的固含量不低于20％，可以焚烧、炭化或制砖等，完全实现废物的无害化、减量化和资源化要求。具体的，干化过程的热效率为90～95％。
根据本发明实施例的餐厨垃圾、厨余垃圾与市政污泥协同消化实现沼渣干化热平衡的方法通过餐厨垃圾预处理后得到的餐厨垃圾浆料、厨余垃圾预处理后得到的厨余垃圾浆料与污泥混合进行均质调配得到混合浆料，然后将该混合浆料发生厌氧消化处理产生沼气和沼渣，得到的沼渣脱水进行干化，得到的沼气进行去除硫化物后燃烧得到过热蒸汽和燃烧烟气，由于沼气已经进行净化，燃烧烟气可以直接排放，产生的过热蒸汽作为干化过程的热源使用，较单独处理污泥沼气量少和沼渣量大缺点且干化过程需要外界补热相比，本申请整合了污泥单独处理沼气量小而沼渣大与餐厨垃圾和厨余垃圾单独处理沼气量大而沼渣量小的问题，将餐厨垃圾、厨余垃圾和污泥一起厌氧消化处理过程的沼气产量大，从而可以满足后续干化处理过程的需要，降低了各自单独建厂的投资和运行成本，减少了占地面积。由此，采用该方法可以实现餐厨垃圾、厨余垃圾和污泥的协同消化处理，提高了沼气产量，满足了沼渣干化的热量需求，实现了系统能量的自平衡，不仅解决了单独处理污泥热量不足的难题，而且实现了厨余和餐厨垃圾的稳定化、无害化和资源化处理，环境效益和经济效益高，具有广泛的推广价值。
进一步的，参考图4，上述的餐厨垃圾、厨余垃圾与市政污泥协同消化实现沼渣干化热平衡的方法还包括：
S900：将干化蒸汽与冷水进行换热，并将换热蒸汽供给至步骤S100、S300和S400的至少之一
该步骤中，将上述得到的干化蒸汽与冷水进行换热，以便得到换热蒸汽。具体的，余热回收装置可以回收热量效率为50～80％，由于干化过程中得到的干化蒸汽含有其他杂质气体，故不能直接作为热源使用，而通过利用干化蒸汽与冷水间接换热，将其热量传递给换热蒸汽，并将该换热蒸汽供给至步骤S100、S300和S400的至少之一作为间接热源使用。由此，实现系统热量自给，减少了运行费用，降低了运营成本，增加了项目的经济性，减少了财政支出。
S1000：将脱除水进行净化处理，并将达标水供给至步骤S300
该步骤中，将上述脱水过程得到的脱除水进行净化处理，得到达标水，并将该达标水供给至均质调配过程用于制浆。需要说明的是，该净化处理过程为本领域常规操作，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，只要能实现脱水后水达标排放标准即可，例如可以采用活性炭吸附等。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (9)
1.一种餐厨垃圾、厨余垃圾与市政污泥协同消化实现沼渣干化热平衡的系统，其特征在于，包括：
餐厨垃圾预处理装置，所述餐厨垃圾预处理装置具有餐厨垃圾入口、餐厨垃圾浆料出口和油脂出口；
厨余垃圾预处理装置，所述厨余垃圾预处理装置具有厨余垃圾入口和厨余垃圾浆料出口；
均质调配装置，所述均质调配装置具有餐厨垃圾浆料入口、厨余垃圾浆料入口、污泥入口和混合浆料出口，所述餐厨垃圾浆料入口与所述餐厨垃圾出口相连，所述厨余垃圾浆料入口与所述厨余垃圾浆料出口相连；
厌氧消化装置，所述厌氧消化装置具有混合浆料入口、沼气出口和沼渣出口，所述混合浆料入口与所述混合浆料出口相连；
沼气净化装置，所述沼气净化装置具有沼气入口和净化沼气出口，所述沼气入口和所述沼气出口相连；
燃烧锅炉，所述燃烧锅炉具有冷凝水入口、净化沼气入口、燃烧烟气出口和过热蒸汽出口，所述净化沼气入口和所述净化沼气出口相连；
脱水装置，所述脱水装置具有沼渣入口、脱水后渣出口和脱除水出口，所述沼渣入口与所述沼渣入口相连；
干化装置，所述干化装置具有脱水后渣入口、过热蒸汽入口、干化渣出口、干化蒸汽出口和冷凝水出口，所述脱水后渣入口与所述脱水后渣出口相连，所述过热蒸汽入口与所述过热蒸汽出口相连，所述冷凝水出口与所述冷凝水入口相连。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，进一步包括：
余热回收装置，所述余热回收装置具有冷水入口、干化蒸汽入口和换热蒸汽出口，所述干化蒸汽入口与所述干化蒸汽出口相连，所述换热蒸汽出口与所述餐厨预处理装置、所述均质调配装置、所述厌氧消化装置中的至少之一相连。
3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，进一步包括：
水处理装置，所述水处理装置具有脱除水入口和达标水出口，所述脱除水入口与所述脱除水出口相连，所述达标水出口与所述均质调配装置相连。
4.一种餐厨垃圾、厨余垃圾与市政污泥协同消化实现沼渣干化热平衡的方法，其特征在于，包括：
(1)将餐厨垃圾进行预处理，以便得到餐厨垃圾浆料和油脂；
(2)将厨余垃圾进行预处理，以便得到厨余垃圾浆料；
(3)将所述餐厨垃圾浆料、所述厨余垃圾浆料和污泥混合进行均质调配，以便得到混合浆料；
(4)将所述混合浆料进行厌氧消化，以便得到沼气和沼渣；
(5)将所述沼气进行净化处理，以便得到净化沼气；
(6)将所述净化沼气燃烧与冷凝水进行换热，以便得到燃烧烟气和过热蒸汽；
(7)将所述沼渣进行脱水处理，以便得到脱水后渣和脱除水；
(8)利用所述过热蒸汽对所述脱水后渣进行干化处理，以便得到干化渣、干化蒸汽和冷凝水，并将所述冷凝水供给至步骤(6)中。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，进一步包括：
(9)将所述干化蒸汽与冷水进行换热，以便得到换热蒸汽，并将所述换热蒸汽供给至步骤(1)、(3)和(4)中至少之一提供热源。
6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，进一步包括：
(10)将所述脱除水进行净化处理，以便得到达标水，并将所述达标水供给至步骤(3)中参与所述均质调配。
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在步骤(3)中，所述餐厨垃圾浆料和所述厨余垃圾浆料总和与所述污泥的质量比不低于1。
8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在步骤(4)中，所述厌氧消化的温度为36～38摄氏度。
9.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在步骤(7)中，将所述沼渣与絮凝剂混合进行所述脱水处理。
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