專(zhuān)利名稱(chēng)：餐廚垃圾制備生物質(zhì)燃料的預(yù)處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種餐廚垃圾的預(yù)處理方法，特別涉及一種將餐廚垃圾用于制備生物質(zhì)燃料如沼氣、乙醇等的預(yù)處理方法。
背景技術(shù)：
餐廚垃圾又稱(chēng)潲水，主要來(lái)源于賓館、飯店、企事業(yè)單位食堂、家庭、餐飲業(yè)，其數(shù)量大、混雜物多，主要成分有淀粉、纖維素、蛋白質(zhì)、脂類(lèi)，同時(shí)混雜少許餐盒、筷子、餐具碎片、塑料瓶(袋)、肉、骨等雜物。由于它含水率高，有機(jī)物含量高，鹽分含量高，導(dǎo)致其不適于焚燒處理，填埋又易腐敗發(fā)臭、產(chǎn)生大量滲濾液，高含鹽量又使其堆肥的應(yīng)用受到限制。目前有一些餐廚垃圾甲烷發(fā)酵、乳酸發(fā)酵、乙醇發(fā)酵、生物制氫等資源化技術(shù)的報(bào)道，部分技術(shù)也在逐步開(kāi)始工業(yè)化生產(chǎn)和商業(yè)性應(yīng)用，尤其值得關(guān)注的是甲烷(沼氣)發(fā)酵和乙醇發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用。根據(jù)餐廚垃圾的組分和特性，通過(guò)生物技術(shù)的處理制備清潔的生物質(zhì)能源(沼氣、燃料乙醇、生物柴油等)理論上可行，經(jīng)濟(jì)上合理，工藝技術(shù)上易于突破和實(shí)現(xiàn)商業(yè)化，既清潔環(huán)保地處理了較難處理的餐廚垃圾，又高附加值地實(shí)現(xiàn)資源化再生利用。因而，餐廚垃圾的能源化處理方法和技術(shù)主要集中在利用餐廚垃圾制備燃料乙醇、沼氣、生物柴油方面。由于餐廚垃圾的成分極為復(fù)雜，現(xiàn)有的預(yù)處理工藝和分選設(shè)備如CN200810226945. X公布了一種適用于餐廚垃圾乙醇發(fā)酵的預(yù)處理設(shè)備,該設(shè)備由油水分離裝置，料液儲(chǔ)罐、均質(zhì)裝置組成，但該設(shè)備對(duì)較粗雜物和油脂可進(jìn)行去除和回收利用，對(duì)其中較細(xì)的硬質(zhì)雜物(金屬、陶玻、肉、骨等)無(wú)法去除。然后將這些物料直接放入打漿機(jī)中進(jìn)行打漿，漿料用于生物發(fā)酵。這就導(dǎo)致其中的肉骨類(lèi)雜物、陶玻、金屬等除對(duì)下一步的打漿設(shè)備的安全運(yùn)行有風(fēng)險(xiǎn)外，還可導(dǎo)致后處理工藝中的油脂、氨氮偏高，對(duì)后續(xù)發(fā)酵工藝的微生物生長(zhǎng)也會(huì)產(chǎn)生影響，因此尋找一種既能去除較粗雜物和油脂，同時(shí)能去除較細(xì)的肉類(lèi)金屬、陶玻、肉、骨等，從而避免它們對(duì)下一步打漿以及發(fā)酵的影響的預(yù)處理方法是目前研究餐廚垃圾制備生物質(zhì)燃料的業(yè)內(nèi)人士急需解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種既能去除較粗雜物和油脂，同時(shí)能去除較細(xì)的肉類(lèi)金屬、陶玻、肉、骨等的餐廚垃圾制備生物質(zhì)燃料的預(yù)處理方法。本發(fā)明目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種餐廚垃圾制備生物質(zhì)燃料的預(yù)處理方法，按照如下步驟完成(I)將收集運(yùn)來(lái)的餐廚垃圾經(jīng)粗格柵分離出大塊雜物；(2)將過(guò)篩后的物料通過(guò)固液分離，分離出液相和固形物，所述液相經(jīng)油水分離，油相作為初級(jí)產(chǎn)品銷(xiāo)售或用于制備生物柴油，水相與固形物混合；(3)將上述水相和固形物的混合物送入剪切器中，在剪切器中將物料剪切為半漿狀物，其中肉、骨、金屬、陶玻和果核等較難分離的雜物將不被剪切；
(4)將步驟(3)中的漿料經(jīng)細(xì)格柵分離出肉、骨、金屬、陶玻和果核等較難分離的雜物，分離后的漿料經(jīng)打漿后用于生物發(fā)酵制備乙醇或沼氣；所述剪切器包括罐體(I)、弧形刀片(2)、左刀軸(3a)、右刀軸(3b)、變頻電機(jī)(4)、變頻電機(jī)齒輪(5)、左齒輪(6)、右齒輪(7)、輸出齒輪(8)，所述左齒輪(6)為同軸雙齒輪，所述罐體(I)的頂部設(shè)有進(jìn)料口(Ia)，所述罐體(I)的底部設(shè)有放料口(Ib)，所述變頻電機(jī)(4)安裝在罐體(I)的頂端，所述變頻電機(jī)(4)的電機(jī)輸出軸(4a)上套裝變頻電機(jī)齒輪
(5)，所述變頻電機(jī)齒輪(5)分別與左齒輪(6)的上齒輪和右齒輪(7)嚙合，所述左齒輪(6)的下齒輪與輸出齒輪(8)嚙合，所述輸出齒輪(8)上套裝有左輸出軸(8a)，所述左輸出軸(8a)與左刀軸(3a)連接，所述右齒輪(7)上也套裝右輸出軸(7a)，該右輸出軸(7a)與右刀軸(3b)連接，所述左、右刀軸(3a、3b)的另一端伸入罐體(I)內(nèi)，并在其伸入端分別裝有3-6個(gè)弧形刀片(2)，所述弧形刀片(2)的兩端均連接在刀軸上，每一個(gè)刀軸上的弧形刀片 (2)組成燈籠形。采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明首先將大塊雜物和油脂進(jìn)行分離，將油脂回收用于制備生物柴油等，然后運(yùn)用本發(fā)明的剪切器采用弧形刀片組成籠式結(jié)構(gòu)，兩個(gè)籠式結(jié)構(gòu)的刀片對(duì)旋，刀片采用弧形刀片，且由3-6個(gè)刀片組成燈籠形狀，變頻電機(jī)控制剪切的速度和剪切時(shí)間，將物料中的飯、面條、蔬菜等物料剪切成半漿狀，而物料中稍硬的或不易剪碎的肉、骨、陶玻、金屬等雜物則不會(huì)被剪碎，這樣，再通過(guò)較細(xì)的格柵便能將肉、骨、金屬、陶玻和果核等分離，半漿狀物進(jìn)入打漿機(jī)中進(jìn)行打漿，用于生物發(fā)酵，避免肉、骨、金屬、陶玻和果核對(duì)打漿設(shè)備造成損害以及影響生物發(fā)酵。在上述技術(shù)方案中所述左、右刀軸(3a、3b)上各有四個(gè)弧形刀片(2)。在上述技術(shù)方案中，為了使得剪切器運(yùn)行安全，可靠，所述罐體(I)的頂部還設(shè)有排氣口(lc)、攪拌口(Ie)、進(jìn)水口(If)和備用口(Ig)，其中攪拌口(Ie)位于罐體⑴頂端的中央，排氣口(lc)、進(jìn)料口(la)、進(jìn)水口(If)和備用口(Ig)分布于攪拌口(Ie)的四周。在上述技術(shù)方案中為了方便安裝剪切器，所述罐體(I)的外壁的中部設(shè)有將罐體(I)懸掛安裝的懸掛部件(Id)。在上述技術(shù)方案中為了能盡量出去粗雜物，所述粗格柵為圓孔格柵或正方形或菱形格柵，其尺寸大小為Φ 30mm- Φ 1 20mm或30mm*30mm 120mm*120mm。在上述技術(shù)方案中為了使除去粗雜物的效果更好，所述粗格柵的格柵尺寸為Φ60mm-Φ80mm 或 60mm*60mm-80mm*80mm。在上述技術(shù)方案中為了能去除肉、骨等細(xì)雜物，所述細(xì)格柵的格柵尺寸為Φ 6mm- Φ 1 2mm gJc 6mm氺6mm 12mm氺 12mm。在上述技術(shù)方案中，為了能更好的去除肉骨等細(xì)雜物，所述細(xì)格柵的格柵尺寸為Φ 8mm- Φ 10mm gJc 8mm氺8mm 10mm*10. mm。在上述技術(shù)方案中，為了使得剪切分離效果更好，所述剪切器的剪切速度為200rpm-1500rpm,剪切時(shí)間為 2_40mins。在上述技術(shù)方案中，為了使得剪切分離效果更好，所述剪切器的剪切速度為600rpm-800rpm,剪切時(shí)間為 15_20mins。有益效果本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單、成本低，既能去除較粗雜物和油脂，同時(shí)能去除較細(xì)的肉類(lèi)金屬、陶玻、肉、骨等，避免它們對(duì)下一步的打漿設(shè)備造成損害，影響生物發(fā)酵。
說(shuō)明書(shū)附I為本發(fā)明專(zhuān)利的剪切器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖I中A處的局部放大圖；圖3為圖I的剪切器的各個(gè)孔口的分布圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明如

圖1-3所示，所述剪切器包括罐體I、弧形刀片2、左刀軸3a、右刀軸3b、變頻電機(jī)4、變頻電機(jī)齒輪5、左齒輪6、右齒輪7、輸出齒輪8，所述左齒輪6為同軸雙齒輪，所述罐體I的頂部設(shè)有進(jìn)料口 la，所述罐體I的底部設(shè)有放料口 lb，所述變頻電機(jī)4安裝在罐體I的頂端，所述變頻電機(jī)4的電機(jī)輸出軸4a上設(shè)有變頻電機(jī)齒輪5，所述變頻電機(jī)齒輪5分 別與左齒輪6的上齒輪和右齒輪7嚙合，所述左齒輪6內(nèi)套裝輸入軸，所述左齒輪6的下齒輪與輸出齒輪8嚙合，所述輸出齒輪8上套裝有左輸出軸8a，所述左輸出軸8a與左刀軸3a連接，所述右齒輪7上也套裝右輸出軸7a，該右輸出軸7a與右刀軸3b連接，所述左、右刀軸3a、3b的另一端伸入罐體I內(nèi)，并在其伸入端分別裝有四個(gè)弧形刀片2，所述弧形刀片2的兩端均連接在刀軸上，每一個(gè)刀軸上的四個(gè)弧形刀片2組成燈籠形。其中左刀軸3a通過(guò)左齒輪6和輸出齒輪8使得其旋轉(zhuǎn)的方向與右刀軸3b的旋轉(zhuǎn)方向相反，所述罐體I的頂部還設(shè)有排氣口 lc、攪拌口 le、進(jìn)水口 If和備用口 lg，所述罐體I的頂部還設(shè)有排氣口 lc、攪拌口 le、進(jìn)水口 If和備用口 lg，其中攪拌口 Ie位于罐體I頂端的中央，排氣口 lc、進(jìn)料口la、進(jìn)水口 If和備用口 Ig分布于攪拌口 Ie的四周。所述出料口 Ib位于罐體I的底部的中部，所述罐體I的外壁的中部設(shè)有將罐體I懸掛安裝的懸掛部件ld，該懸掛部件Id可以將剪切器懸掛起來(lái)。實(shí)施例I收運(yùn)至處理廠(chǎng)的餐廚垃圾傾倒在60mm*60mm或Φ 60mm的粗格柵上，此處粗格柵有較大孔徑和面積，確保垃圾攤開(kāi)，且只攔截粗雜物，如鐵器、塑料袋(盒、瓶)，大骨棒、紙板等，將粗雜物通過(guò)人工挑選出來(lái)(或?qū)⒏駯旁O(shè)計(jì)成斜置格柵、格柵底部接皮帶輸送機(jī)，粗雜物通過(guò)輸送機(jī)送入后處理工序此為現(xiàn)有技術(shù)，在此不做贅述)。過(guò)篩后的垃圾進(jìn)入真空吸濾槽，開(kāi)啟真空吸濾，濾液進(jìn)入油水分離罐，用熱水沖洗固形物，沖洗濾液合并進(jìn)入油水分離罐。固形物通過(guò)螺旋送料器送至剪切器內(nèi)。液相在油水分離罐內(nèi)攪拌加熱至60-80°C，靜置3-5分鐘后，放出水相至剪切器內(nèi)，上層油相送至油水分離機(jī)進(jìn)一步離心分離，水相至剪切器內(nèi)，油相回收再利用，開(kāi)啟剪切器，調(diào)轉(zhuǎn)速600rmp，剪切破碎20mins后，其中面、飯蔬菜等物料被剪切為半漿狀，肉、骨、果核、陶玻、金屬等較細(xì)較難分離的雜物不能被剪切，將漿料放入格柵大小為或Φ6mm的篩分裝置里,較細(xì)較難分離的雜物(肉、骨、果核、陶玻、金屬等)被細(xì)格柵攔截，再人工揀出或落入皮帶輸送機(jī)上送至后序處理工序，初漿料送打漿勻質(zhì)罐打漿勻質(zhì)后制備燃料乙醇或沼氣。實(shí)施例2開(kāi)啟80mm*80mm或Φ80mm粗格柵分離機(jī)，將收運(yùn)至處理廠(chǎng)的餐廚垃圾傾倒在格柵分離池內(nèi)，被攔截的粗雜物，如鐵器、塑料袋(盒、瓶)，大骨棒、紙板等，隨格柵傳動(dòng)帶出，落入皮帶輸送機(jī)送入后續(xù)處理工序，過(guò)篩后的垃圾進(jìn)入自動(dòng)卸料離心機(jī)，離心液進(jìn)入油水罐，用熱水沖洗固形物，沖洗濾液合并進(jìn)入油水分離罐。固形物通過(guò)螺旋送料器送至剪切器內(nèi)。液相在油水罐內(nèi)攪拌加熱至60-80°C，送至油水分離機(jī)高速離心分離，水相至剪切器內(nèi)，油相回收再利用，開(kāi)啟剪切器，調(diào)轉(zhuǎn)速800rmp，剪切破碎15mins后，其中面、飯蔬菜等物料被剪切為半漿狀，肉、骨、果核、陶玻、金屬等較細(xì)較難分離的雜物不能被剪切，將漿料放入格柵大小為或Φ 8mm的篩分裝置里,較細(xì)雜物(肉、骨、果核、陶玻、金屬等)被細(xì)格柵攔截，再人工揀出或落入皮帶輸送機(jī)上送至后序處理工序，初漿料送打漿勻質(zhì)罐打漿勻質(zhì)后制備燃料乙醇或沼氣。本發(fā)明不局限于兩個(gè)具體實(shí)施方 式，其中粗格柵可以是圓孔格柵或正方形或菱形格柵，其尺寸大小為Φ 30mm_ Φ 120mm或30mm*30mm 120mm*120mm均能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，粗格柵可以是靜態(tài)或動(dòng)態(tài)格柵，靜態(tài)格柵是將粗格柵固定在集料池上部，動(dòng)態(tài)格柵是將格柵斜置于集料池頂部與底部之間，通過(guò)變頻電機(jī)帶動(dòng)格柵上下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)然也可采用滾筒格柵機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)。此為現(xiàn)有技術(shù)，在此不做贅述。固液分離的方法可以是真空吸濾、離心分離，還可以是壓濾等常規(guī)方法。油水分離可以是重力式分離、離心式分離，還可以采用電分離、吸附分離、氣浮分離、凝結(jié)式分離等常規(guī)油水分離方法。優(yōu)選的方法是通過(guò)重力式分離得到粗油月旨，再經(jīng)離心式分離進(jìn)得到油脂初級(jí)產(chǎn)品。所述細(xì)格柵大小為Φ6ι πι-Φ 12mm或 12mm*12mm也均能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，優(yōu)選的細(xì)格柵尺寸為Φ 8mm_ Φ IOmm或 10mm* 10,mm。另外所述剪切器的每個(gè)刀軸上的弧形刀片2也可以是三葉、五葉或者六葉，太多的話(huà)可能就會(huì)將骨、肉等雜物打碎，不利于它們的分離。
權(quán)利要求
1.一種餐廚垃圾制備生物質(zhì)燃料的預(yù)處理方法，按照如下步驟完成 (1)將收集運(yùn)來(lái)的餐廚垃圾經(jīng)粗格柵分離出大塊雜物； (2)將過(guò)篩后的物料通過(guò)固液分離，分離出液相和固形物，所述液相經(jīng)油水分離，油相作為初級(jí)產(chǎn)品銷(xiāo)售或用于制備生物柴油，水相與固形物混合； (3)將上述水相和固形物的混合物送入剪切器中，在剪切器中將物料剪切為半漿狀物，其中肉、骨、金屬、陶玻和果核等較難分離的雜物將不被剪切； (4)將步驟(3)中的漿料經(jīng)細(xì)格柵分離出肉、骨、金屬、陶玻和果核等較難分離的雜物，分離后的漿料經(jīng)打漿后用于生物發(fā)酵制備乙醇或沼氣； 所述剪切器包括罐體(I)、弧形刀片(2)、左刀軸(3a)、右刀軸(3b)、變頻電機(jī)(4)、變頻電機(jī)齒輪(5)、左齒輪￠)、右齒輪(7)、輸出齒輪(8)，所述左齒輪￠)為同軸雙齒輪，所述罐體⑴的頂部設(shè)有進(jìn)料口(Ia)，所述罐體⑴的底部設(shè)有放料口(Ib)，所述變頻電機(jī)(4)安裝在罐體(I)的頂端，所述變頻電機(jī)(4)的電機(jī)輸出軸(4a)上套裝變頻電機(jī)齒輪(5)，所述變頻電機(jī)齒輪(5)分別與左齒輪￠)的上齒輪和右齒輪(7)嚙合，所述左齒輪￠)的下齒輪與輸出齒輪(8)嚙合，所述輸出齒輪(8)上套裝有左輸出軸(8a)，所述左輸出軸(8a)與左刀軸(3a)連接，所述右齒輪(7)上也套裝右輸出軸(7a)，該右輸出軸(7a)與右刀軸(3b)連接，所述左、右刀軸(3a、3b)的另一端伸入罐體(I)內(nèi)，并在其伸入端分別裝有3-6個(gè)弧形刀片(2)，所述弧形刀片(2)的兩端均連接在刀軸上，每一個(gè)刀軸上的弧形刀片(2)組成燈籠形。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述餐廚垃圾制備生物質(zhì)燃料的預(yù)處理方法，其特征在于所述左、右刀軸(3a、3b)上各有四個(gè)弧形刀片(2)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述餐廚垃圾制備生物質(zhì)燃料的預(yù)處理方法，其特征在于所述罐體(I)的頂部還設(shè)有排氣口(lc)、攪拌口(Ie)、進(jìn)水口(If)和備用口(Ig)，其中攪拌口(Ie)位于罐體(I)頂端的中央，排氣口(lc)、進(jìn)料口(la)、進(jìn)水口(If)和備用口(Ig)分布于攪拌口(Ie)的四周。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述餐廚垃圾制備生物質(zhì)燃料的預(yù)處理方法，其特征在于所述罐體(I)的外壁的中部設(shè)有將罐體(I)懸掛安裝的懸掛部件(Id)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I餐廚垃圾制備生物質(zhì)燃料的預(yù)處理方法，其特征在于所述粗格柵為圓孔格柵或正方形或菱形格柵，其尺寸大小為小30mm-120mm或30mm*30mm 120mm* 120mm o
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述餐廚垃圾制備生物質(zhì)燃料的預(yù)處理方法，其特征在于所述粗格棚的格棚尺寸為 $ 60mm- 80mm 或 60mm*60mm-80mm*80mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述餐廚垃圾制備生物質(zhì)燃料的預(yù)處理方法，其特征在于所述細(xì)格棚的格棚尺寸為小6謹(jǐn)-1 2mm或6mm*6謹(jǐn) 12mm*12謹(jǐn)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述餐廚垃圾制備生物質(zhì)燃料的預(yù)處理方法，其特征在于所述細(xì)格棚的格棚尺寸為小8謹(jǐn)-10mm或8mm*8謹(jǐn) 10mm* 10. mnin
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述餐廚垃圾制備生物質(zhì)燃料的預(yù)處理方法，其特征在于 所述剪切器的剪切速度為200rpm-1500rpm，剪切時(shí)間為2_40mins。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述餐廚垃圾制備生物質(zhì)燃料的預(yù)處理方法，其特征在于 所述剪切器的剪切速度為600rpm-800rpm，剪切時(shí)間為15_20mins。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種餐廚垃圾制備生物質(zhì)燃料的預(yù)處理方法，按照如下步驟完成(1)將收集運(yùn)來(lái)的餐廚垃圾經(jīng)粗格柵分離出大塊雜物；(2)將物料通過(guò)固液分離分離出液相和固形物，所述液相經(jīng)油水分離，油相作為初級(jí)產(chǎn)品銷(xiāo)售或用于制備生物柴油，水相與固形物混合；(3)將上述水相和固形物的混合物送入剪切器中，在剪切器中將物料剪切為半漿狀物，其中肉、骨、金屬、陶玻和果核等較難分離的雜物將不被剪切；(4)將步驟(3)中的漿料經(jīng)細(xì)格柵分離出肉、骨、金屬、陶玻和果核等，分離后的漿料經(jīng)打漿用于生物發(fā)酵制備乙醇或沼氣；既能去除較粗雜物和油脂，同時(shí)能去除較細(xì)的肉類(lèi)金屬、陶玻、肉、骨等，使能源化處理技術(shù)和裝備高效簡(jiǎn)捷、經(jīng)濟(jì)實(shí)用。
文檔編號(hào)C12P7/08GK102660586SQ20121011851
公開(kāi)日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2012年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月20日
發(fā)明者袁康, 郭東平 申請(qǐng)人:重慶市易緯環(huán)保技術(shù)有限公司, 重慶市科學(xué)技術(shù)研究院