一種效率高、能耗低的將減量和干燥的物理方法與微生物發(fā)酵方法結合的餐廚垃圾處理工藝。處理過程分為三部分：一，先對餐廚垃圾進行減量的物理處理，得到初級物料；二，對初級物料進行微生物高溫發(fā)酵處理，得到熟化濕料；三，對熟化濕料進行干燥的物理處理，得到成品物料。本發(fā)明使餐廚垃圾達到減量化、無害化、資源化處理的目的。

1.物理方法與微生物發(fā)酵方法結合的餐廚垃圾處理工藝，其特征在于所述的處理工藝為物理方法與微生物發(fā)酵方法結合：第一步先對餐廚垃圾進行濾水、粉碎、脫水的減量化物理處理，得到初級物料；第二步對減量后的初級物料進行微生物高溫發(fā)酵處理，得到熟化濕料。

處理工藝，其特征在于得到熟化濕料后，通過干燥的物理方法處理，得到成品物料。

其步驟如下：a，對餐廚垃圾進行分揀和濾水。人工分揀出塑料和金屬等無機物；濾出來的水包括污水和油，經過油水分離機后得到的油煉制成生物柴油，污水進入污水處理池，污水處理后的有機余渣送進第d步；b，將經過分揀和濾水的餐廚垃圾送進粉碎機中進行粉碎；c，用脫水設備進行脫水；脫水后的液體進入第a步的油水分離機，其余的初級物料進入下一步；d，初級物料送進高溫生物處理設備，該設備為具有加熱、攪拌功能，帶有通風口的容器，出風口通大氣；加入放線菌、芽胞桿菌、酵母菌等生物菌劑和糠粉、豆粕等調促劑，加熱至70C° -IlOC0、攪拌至完成發(fā)酵得到熟化濕料。e，對熟化濕料進行干燥處理得到成品物料。

高溫生物處理設備使用外壁加熱方法，熱源是蒸汽或煙氣或高溫廢氣或高溫空氣，或采用燃氣或燃油直接加熱方法提供熱能。

干燥處理是采用烘燥設備，熱源是高溫生物處理后的余熱，通過熱交換器加熱空氣，被加熱的高溫空氣通過鼓風機，對物料進行干燥處理。

所述的干燥處理是采用烘燥設備，熱源是油、氣燃燒產生的熱量，對物料進行干燥處理。

所述的干燥處理是采用紅外技術或遠紅外技術對熟化濕料進行干燥處理。

所述的干燥處理是利用通風晾干或陽光照射的方法對熟化濕料進行干燥處理。

物理方法和微生物發(fā)酵方法結合的餐廚垃圾處理工藝

技術領域

一種將減量和干燥的物理方法與微生物高溫發(fā)酵方法結合的餐廚垃圾處理工藝。

背景技術

餐廚垃圾又稱泔腳、廚房下腳料垃圾，是指飯店、賓館、各類餐館以及政府機關、企事業(yè)單位、學校等公共食堂，居民家庭、農貿市場、食品加工企業(yè)所產生的餐廚垃圾及食品廢棄物，是城市生活垃圾中的有機垃圾部分。餐廚垃圾經堆放就會變質，不僅是腐臭味、廢水、廢油等污染環(huán)境，更是蒼蠅、蚊子、蟑螂、老鼠等害蟲的孳生地，餐廚垃圾已成為令人頭痛的城市公害。

 餐廚垃圾腐殖變質后，會產生大量的有害物質，包括對人體和動物有害的各種細菌。因此，餐廚垃圾也不能直接用來喂豬或作為其他動物的飼料。“在國家畜禽養(yǎng)殖管理辦法”中規(guī)定：“禁止使用餐廚垃圾或者食品加工過程中產生的動物制品廢棄物返飼喂畜禽”; 上海市餐廚垃圾處理管理辦法規(guī)定：禁止將廚余垃圾作為畜禽飼料。

餐廚垃圾的特點是：含水量高、有機物含量高，并且油脂含量等遠高于其他有機垃圾，餐廚垃圾的高脂肪、高有機物的特性，使其有較高的回收利用價值，其中有機物主要成分是淀粉類、食物纖維類、動物脂肪類和蛋白質，這些都是制作有機肥料或飼料的豐富資源。因此，將餐廚垃圾科學地進行處理，制成高品位的有機肥料或高蛋白飼料，不僅解決了環(huán)境污染，切斷有害物質向人體轉移的生物鏈，同時，產出物又可作為農、畜業(yè)的寶貴生產資料，在解決環(huán)境污染的同時，發(fā)展了循環(huán)經濟。

目前，對于餐廚垃圾的處理，一般采取四種方法：一種是將餐廚垃圾混入無機垃圾中作為城市生活垃圾送入填埋場進行填埋，由于餐廚垃圾極易腐爛、發(fā)酵，造成填埋場環(huán)境的惡臭，還污染了地下水，直接影響了人們的生活環(huán)境，近年來，不少城市已出臺有關政策和法規(guī)，禁止采用這種處理方法。第二種是焚燒發(fā)電處理，由于焚燒發(fā)電的成本很高，焚燒過程中易產生有害氣體污染環(huán)境，焚燒后的殘余物還要進行填埋，該處理方法的實用性很差。第三種是將餐廚垃圾經烘干處理后作為飼料喂豬或其他動物，也有的不經烘干，用蒸汽高溫蒸煮后，將濕料作為飼料喂豬，這是一種物理處理方法，它可以大規(guī)模的連續(xù)生產，然而，這種處理方法從本質上沒有改變餐廚垃圾的物理性能，沒有切斷物質的分子鏈，和用泔腳喂豬沒有本質上的區(qū)別，而且，處理后的物料堆放期很短，很容易再腐敗變質。第四種方法是微生物處理，其中，一類是采用低溫（處理溫度低于60C° )的微生物處理方法，也稱厭氧發(fā)酵，在餐廚垃圾中加入低溫菌和輔料，用堆置的方式，讓其自然發(fā)酵，產出物作為有機肥料，這種方法處理成本低，但是，在處理過程中不可避免地會產生臭味、臭水等二次污染， 處理時間很長，處理一次一般需20天以上。另一類是采用高溫（處理溫度60-80C。)的微生物處理方法，在發(fā)酵的同時，不斷加熱，直至將物料烘干。由于其將微生物發(fā)酵同物理烘干在同一容器里完成，容器的通風量只滿足微生物發(fā)酵需要，容器里的少量空氣流動性差， 加熱溫度又受微生物菌發(fā)酵溫度的限制，造成水分子不易擴散，延長了干燥時間，增加了能耗，增加了運轉成本，一般處理一次均需12-M小時以上。而且，由于物料未經粉碎、脫水， 容積很大，受設備容積和受熱面積的限制，無法增加處理量和縮短處理時間，該方法適合單臺日處理量較小的場合，目前單臺單次最大處理量僅為3噸左右。該處理方法只能是間隙式生產，無法連續(xù)化生產。對于每天需要處理的大量餐廚垃圾（一般大中型城市每天均產生數百噸至數千噸），處理量小，運轉成本高，且只能間歇生產的方法實用性差，同時，也無法滿足餐廚垃圾處理市場的需求。

目的是要提供一種效率高、處理時間短，能耗低、處理量大、小均適宜，就地處理和集中處理均適合，且避免產生二次污染的將減量和干燥的物理方法與微生物發(fā)酵方法結合的餐廚垃圾處理工藝。

處理過程分為三部分：一，先對餐廚垃圾進行減量的物理處理，得到初級物料；二，對初級物料進行微生物高溫發(fā)酵處理，得到熟化濕料；三，對熟化濕料進行干燥的物理處理，得到成品物料。

處理方法結合了減量和干燥的物理方法與微生物高溫發(fā)酵方法，使餐廚垃圾達到減量化、無害化、資源化處理的目的。

 其處理的步驟如下：

減量的物理方法處理階段

對餐廚垃圾進行分揀和濾水。采用人工或機械的方法分揀出塑料和金屬等無機物；濾出來的水包括污水和油，經過油水分離機后得到的油煉制成生物柴油，污水進入污水處理池，污水處理后的有機余渣送進第d步；

將上步處理后的餐廚垃圾送進粉碎機中進行粉碎；

用脫水設備進行脫水；至此，餐廚垃圾含水率已從初始狀態(tài)的80-85%降至 60-65%或更低，體積縮小了 70%以上，達到了減量化。脫水后的液體進入第a步的油水分離機，減量后的初級物料進入下一步；

微生物發(fā)酵方法處理階段

減量后的初級物料送進的具有加熱、攪拌功能帶有通風口的容器里，進行微生物高溫發(fā)酵處理。

加入放線菌、芽胞桿菌、酵母菌等微生物菌劑和糠粉、豆粕等調促劑（調節(jié)含水率、促進發(fā)酵），加熱至70C° -IlOC0、通風、攪拌至完成發(fā)酵得到熟化濕料。

 此時的餐廚垃圾已被分解成果糖、葡萄糖、氨基酸等低分子物質，物料的分子鏈被切斷。由于是高溫發(fā)酵，物料中的有害細菌均被殺滅，達到了無害化處理的目的。

根據即時使用需要，可以對熟化濕料不進行干燥處理，將其直接作為生物飼料，用于對禽畜的飼喂，達到資源利用。

干燥的物理方法處理階段

通過干燥設備對熟化后的濕料進行烘干，該烘燥設備的熱能可以是利用高溫生物處理后的煙氣余熱，通過熱交換器加熱干凈空氣，被加熱的高溫空氣通過鼓風機，對物料進行干燥處理；熱能也可以是通過燃燒器用天然氣、生物柴油等燃料直接加熱方式，或再運用紅外技術、遠紅外技術對物料進行干燥處理，其產生的余熱用于另一臺烘燥設備，或作他用。也可以采用通風晾干或利用陽光照射的方法使?jié)窳细稍铮玫匠善肺锪希_到資源利用。干燥后的成品物料保質期長，存放、使用、運輸方便。

放入添加劑配制成生物飼料或有機肥料。

 現對以上處理步驟進行詳細說明：

 餐廚垃圾由專用運輸車運送至儲存槽內，通過輸送設備將其輸送至網狀履帶傳送機，網狀履帶傳送機在傳送餐廚垃圾至粉碎機的過程中，將物料外部所含的水分通過網狀履帶濾掉，同時，采用人工或機械的方法將混入的塑料制品、金屬物品等無機垃圾清除掉。 濾下的含油污水通過管道進入油水分離機，分離后的食物污油通過管道進入生物柴油煉制槽，進行生物柴油的煉制。油水分離機分離后的不含廢油的污水，經管道流入污水處理池， 通過物化處理或生物處理，達到中水利用標準，在生產、生活中全部利用，達到節(jié)能、節(jié)水和無排放的節(jié)能環(huán)保良好效果。污水處理后留下的余渣仍是有機垃圾，取出后直接送生物處理設備，進行微生物發(fā)酵處理。

經分揀、濾水后的物料進入粉碎機，通過機械粉碎機進行粉碎，物料被粉碎后，物料所含的水分也被分離出來，含水的、被粉碎的物料被自動送入脫水設備進行脫水，脫水后的含油污水經管道并入分撿、濾水工序后的含油污水管道，進入油水分離機進行油水分離和后續(xù)工序。被粉碎和脫水后的物料（餐廚垃圾）此時含水率已從原始狀的80-85%降至 60-65%或更低，體積縮小了 70%以上，達到了減量化，使原來只能處理3噸的設備，實際能處理10噸以上的餐廚垃圾，效率提高了 3倍以上，能耗降低更大。

 將減量后的物料通過輸送設備，將其送至單臺或多臺高溫生物處理設備，處理設備的數量設置是根據每臺設備每次完善發(fā)酵所需時間和單位時間物料減量處理的產量進行平衡。

根據供熱管道走向，高溫生物處理設備可以單臺或數臺并聯(lián)布置也可以數臺串聯(lián)布置成為一組，再按供熱管道走向進行數組的并聯(lián)布置。以滿足單機生產或規(guī)模化、連續(xù)生

產的需要。

當減量后的物料輸送至滿足單臺設備處理量時，該臺設備即可加入放線菌、 芽胞桿菌、酵母菌等生物菌劑和糠粉、豆粕等調促劑（調節(jié)含水率、促進發(fā)酵），加熱至 70C° -IlOC0、通風、攪拌至完成發(fā)酵和熟化。此時的餐廚垃圾已被分解成果糖、葡萄糖、氨基酸等低分子物質，物料的分子鏈被切斷。在高溫發(fā)酵過程中將物料中的有害細菌殺滅，達到無害化處理。

 對于單臺設備日處理量較小的，可以直接烘干后成為成品。根據使用需要，也可以不進行干燥處理，將熟化濕料直接作為成品，進行資源利用。對于規(guī)模化、連續(xù)生產的，采用物料完成發(fā)酵和熟化后將濕料進入干燥工藝處理。

 高溫生物處理設備一般采取處理槽外壁加熱方法，其熱源可以是蒸汽、煙氣、高溫廢氣、高溫空氣，或高溫水，通過供熱管道向設備外壁的加熱夾層輸送熱源，也可以在加熱夾層內通過燃燒器，采用燃氣或燃油直接加熱的方法，提供發(fā)酵所需的熱能。其排放的余熱或煙氣，可以以串聯(lián)方式為另一臺處理設備提供熱能或作他用，也可以通過熱交換器加熱新鮮的空氣，送入烘燥設備，作為物料烘干的熱源，以此節(jié)能減排。通過高溫生物處理設備后的余熱作為另一臺處理設備的熱源，另一臺設備處理后產生的余熱再用于烘干工藝， 或將高溫生物處理后的余熱直接用于烘燥設備，應根據烘燥物料的工藝要求及所需的熱能量，通過熱平衡計算來決定。其目的是要最大限度地節(jié)能減排。

 對于規(guī)模化連續(xù)生產的微生物高溫發(fā)酵處理工藝，生物處理設備的主要作用是通過微生物高溫發(fā)酵工藝，將餐廚垃圾分解成低分子物質，使物料完成發(fā)酵和熟化工序，不在同一設備里進行物料干燥的工藝，在微生物高溫發(fā)酵過程中提供的熱量和空氣只是保證高溫好氧菌的完善發(fā)酵和熟化。這樣就使微生物發(fā)酵處理的能耗降到最低，同時，縮短了處理時間，使之可在5小時之內完成發(fā)酵和熟化，在節(jié)能減排的同時，提高了系統(tǒng)的處理效率。

經微生物高溫發(fā)酵處理后的產出物含水率可降至50%以下，除了處理量小的設備在微生物發(fā)酵工藝中直接烘干或根據使用需要，不進行干燥，將濕料直接作為成品外，規(guī)模化、連續(xù)生產時，將濕料通過輸送設備送至烘燥設備，該烘燥設備的熱能可以是利用高溫生物處理后的煙氣余熱，通過熱交換器加熱新鮮空氣，被加熱的高溫空氣通過鼓風機，對物料進行干燥處理；熱能也可以是通過燃燒器用天然氣、生物柴油等直接加熱方式，或再運用紅外技術、遠紅外技術等提高烘燥效率的方法對物料進行干燥處理，其產生的余熱可作為另一臺干燥設備的熱源，也可作他用。

對于餐廚垃圾日處理量較小的，還可以不經烘干設備，利用通風晾干或陽光照射的方法使?jié)窳细稍铮玫匠善肺锪稀?/p>

通過干燥工藝后的成品物料保質期長，存放、使用、運輸方便，提高資源利用率。

產出物作為配置有機肥料的，其含水率應小于等于30%，作為配置飼料的，其含水率應小于等于10%，利用烘燥設備烘干的，可通過調節(jié)烘燥設備的運行速度和供風溫度、風量等確保流水線的正常運轉和產出物的含水率符合質量要求。對于不經烘燥設備，利用通風晾干或陽光照射的方法使?jié)窳细稍锏模ㄟ^直接檢測，使物料的含水率符合質量要求。

 這是一種效率高、處理時間短，能耗低、處理量大、小均適宜，就地處理和集中處理均適合，且避免產生二次污染的實用的餐廚垃圾減量化、無害化、資源化處理工藝。

綜上所述，本發(fā)明通過將減量和干燥的物理方法與微生物高溫發(fā)酵方法相結合組成一個餐廚垃圾處理系統(tǒng)。

對于單臺設備日處理量較小的，可以直接烘干后成為產出物。根據即時使用需要， 也可以不進行干燥，將濕料直接作為成品。

對于規(guī)模化、連續(xù)生產的微生物高溫發(fā)酵處理工藝，將其中的干燥工藝分離出來， 劃歸物理方法系統(tǒng)，在微生物完成發(fā)酵和熟化處理后，另外進行干燥處理，形成一種效率高，能耗低，處理時間短，處理量大、小均適宜，就地處理和集中處理均適合的規(guī)模化、連續(xù)生產，且避免產生二次污染的減量和干燥的物理方法與微生物高溫發(fā)酵方法結合的餐廚垃圾處理工藝。

附圖說明

圖1是本發(fā)明處理方法的流程方框圖； 具體實施方式

下面結合附圖和典型實施例對本發(fā)明作進一步說明。 在圖1中，

 減量的物理方法處理階段對餐廚垃圾進行分揀和濾水。采用人工或機械的方法分揀出塑料和金屬等無機物；濾出來的水包括污水和油，經過油水分離機后得到的油煉制成生物柴油，污水進入污水處理池，污水處理后的有機余渣送進第d步；

將上步處理后的餐廚垃圾送進粉碎機中進行粉碎；

用中天星火脫水設備進行脫水；至此，餐廚垃圾含水率已從初始狀態(tài)的80-85%降至 60-65%或更低，體積縮小了 70%以上，達到了減量化。脫水后的液體進入第a步的油水分離機，減量后的初級物料進入下一步；

微生物發(fā)酵方法處理階段

減量后的初級物料送進帶有通風口的具有加熱、攪拌功能的容器里，進行微生物高溫發(fā)酵處理。

加入放線菌、芽胞桿菌、酵母菌等微生物菌劑和糠粉、豆粕等調促劑（調節(jié)含水率、促進發(fā)酵），加熱至70C° -IlOC0、通風、攪拌至完成發(fā)酵得到熟化濕料。此時，餐廚垃圾已被分解成果糖、葡萄糖、氨基酸等低分子物質，物料的分子鏈被切斷。由于是高溫發(fā)酵， 物料中的有害細菌均被殺滅，達到了無害化處理。

此時物料的含水率已降至50%以下，對于單臺設備日處理量較小的，熟化濕料可以在設備內被繼續(xù)加熱至干燥，成為成品物料。根據即時使用需要，也可以不進行干燥，將濕料直接作為成品進行資源利用。對于規(guī)模化、連續(xù)生產的，采用物料完成發(fā)酵和熟化后進入下一步。

 干燥的物理方法處理階段

通過烘燥設備對熟化后的濕料進行烘干，該烘燥設備的熱能可以是利用高溫生物處理后的煙氣余熱，通過熱交換器加熱干凈空氣，被加熱的高溫空氣通過鼓風機，對物料進行干燥處理；熱能也可以是通過燃燒器用天然氣、生物柴油等燃料直接加熱方式，或再運用紅外技術、遠紅外技術對物料進行干燥處理，其產生的余熱可作為另一臺干燥設備的熱源，也可作他用。

 也可以采用通風晾干或利用陽光照射的方法使?jié)窳细稍铮玫匠善肺锪稀?/p>

 通過干燥工藝后的成品物料保質期長，存放、使用、運輸方便，資源利用率高。

放入添加劑配制成生物飼料或有機肥料。