本實(shí)用新型屬于有機(jī)固廢處置與可再生能源領(lǐng)域，涉及一種餐廚垃圾、污泥和綠化垃圾協(xié)同處置系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

餐廚垃圾是指家庭、酒店、機(jī)關(guān)企事業(yè)單位、飯店及其他餐飲單位產(chǎn)生的包括剩菜、剩飯、菜葉、果皮、蛋殼、茶渣、骨、扇貝等在內(nèi)的餐廚關(guān)聯(lián)性有機(jī)垃圾。泛指社會(huì)、居民生活飲食中所需用的來(lái)源生料及成品或剩飯。迄今為止，我國(guó)尚未建立健全可靠的餐廚垃圾處置管理體系，也缺乏配套的政策法規(guī)，導(dǎo)致餐廚垃圾的處置現(xiàn)狀為：家庭廚余垃圾與其他垃圾混合收集處置，大多數(shù)餐廚垃圾未得到妥善處理，資源化成程度低，并伴生著臭氣污染、水體污染和人體健康的威脅。幾年來(lái)我國(guó)積極頒布餐廚垃圾分離處置的政策和指引，也涌現(xiàn)了許多餐廚垃圾處置項(xiàng)目，但存在著一定的問(wèn)題。餐廚垃圾的處置一般使用厭氧消化技術(shù)，餐廚垃圾消化過(guò)程中產(chǎn)酸過(guò)程導(dǎo)致體系酸堿度失衡，抑制消化作用正常進(jìn)行，且高濃度的鈉鹽等對(duì)消化微生物活性具有較大的抑制性，不利于甲烷的產(chǎn)生。

污水廠污泥是污水處理過(guò)程中產(chǎn)生的副產(chǎn)物，主要成分為大量的微生物、胞外聚合物、有機(jī)質(zhì)和其他成分。隨著其產(chǎn)生量的增加，處置壓力大大提升。污泥主要的處置方式包括厭氧消化、好氧消化、好樣堆肥、石灰穩(wěn)定、濕式氧化等技術(shù)。厭氧消化是發(fā)達(dá)國(guó)家主流的污泥處置技術(shù)，其污泥處置穩(wěn)定性強(qiáng)、產(chǎn)甲烷和有效減量等優(yōu)點(diǎn)也受到國(guó)內(nèi)專業(yè)人士的認(rèn)可并推廣，但污泥相比餐廚垃圾有機(jī)質(zhì)含量較低，單獨(dú)消化時(shí)存在有機(jī)質(zhì)含量低，產(chǎn)氣量小等問(wèn)題。

綠化垃圾主要包括市政綠化、園林、農(nóng)業(yè)等產(chǎn)生的纖維質(zhì)有機(jī)固廢，目前國(guó)內(nèi)無(wú)相關(guān)政策手段管理和處置此類垃圾，大部分的綠化垃圾存在隨意堆棄、焚化等現(xiàn)象，污染較嚴(yán)重，資源化程度低。實(shí)驗(yàn)研究表明綠化垃圾有機(jī)質(zhì)可利用性極高，厭氧消化產(chǎn)氣率極高，但目前利用覆蓋面較低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種餐廚垃圾、污泥和綠化垃圾協(xié)同處置系統(tǒng)，用于解決餐廚垃圾、污泥單獨(dú)消化過(guò)程中所產(chǎn)生的問(wèn)題和綠化垃圾堆棄、焚燒的現(xiàn)象。首先以自然狀態(tài)下呈堿性的污泥添加的方式，中和餐廚垃圾消化過(guò)程中產(chǎn)生的分子酸，解決體系酸性過(guò)強(qiáng)的問(wèn)題；其次以有機(jī)質(zhì)含量高的餐廚垃圾和綠化垃圾與污泥共消化，解決污泥單獨(dú)消化過(guò)程中有機(jī)質(zhì)含量低、產(chǎn)氣量低的問(wèn)題；最后引入綠化垃圾作為系統(tǒng)處置系統(tǒng)的調(diào)節(jié)劑和強(qiáng)化劑，提高系統(tǒng)沼氣產(chǎn)量并提升有機(jī)物降解率。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下：

一種餐廚垃圾、污泥和綠化垃圾協(xié)同處置系統(tǒng)，包括原料存儲(chǔ)庫(kù)、物料預(yù)處理子系統(tǒng)、協(xié)同消化裝置、沼氣利用子系統(tǒng)、渣液分離機(jī)和沼渣干化利用子系統(tǒng)；所述原料存儲(chǔ)庫(kù)用于餐廚垃圾、污泥和綠化垃圾的貯藏和初步處理；物料預(yù)處理子系統(tǒng)形成固液比適宜的勻質(zhì)液，完成預(yù)處理環(huán)節(jié)；協(xié)同消化裝置用于將預(yù)處理后的餐廚垃圾、污泥和綠化垃圾進(jìn)行生物發(fā)酵，生成沼氣、有機(jī)沼渣和有機(jī)沼液；沼氣經(jīng)過(guò)沼氣利用子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)能源利用；沼渣干化利用子系統(tǒng)將沼渣熱干化后添料處理，制土肥用于市政園林綠化。

優(yōu)選地，所述物料預(yù)處理子系統(tǒng)包括依次連接的餐廚垃圾去油裝置、破碎勻化裝置和固液比調(diào)配裝置；所述破碎勻化裝置用于承接污泥、綠化垃圾及去油裝置排出的餐廚垃圾，三者的破碎均勻混合形成一次物料，固液比調(diào)配裝置用于調(diào)整反應(yīng)體系中混合物料固液配比，最終形成適于生物發(fā)酵的勻質(zhì)液。

優(yōu)選地，所述協(xié)同消化裝置包括罐體，罐體下部設(shè)置廚余垃圾、污泥和綠化垃圾勻質(zhì)液進(jìn)料口，罐體中部設(shè)置渣液出口，頂部設(shè)置出氣口，罐體31內(nèi)設(shè)置攪拌裝置35和加熱裝置36。

優(yōu)選地，所述沼氣利用子系統(tǒng)包括沼氣儲(chǔ)罐、干化脫硫裝置和沼氣發(fā)電機(jī)組；生物發(fā)酵產(chǎn)生的沼氣在沼氣儲(chǔ)罐中被儲(chǔ)存，在干化脫硫裝置中進(jìn)行除塵、脫水和除硫等凈化過(guò)程，最終進(jìn)入沼氣發(fā)電機(jī)組進(jìn)行發(fā)電利用和余熱循環(huán)再用。

優(yōu)選地，所述沼渣干化利用子系統(tǒng)還包括熱干化裝置，所述協(xié)同消化裝置產(chǎn)生的沼渣經(jīng)固液分離后于熱干化裝置中進(jìn)一步脫水，用于市政園林和相關(guān)綠化用肥。

優(yōu)選地，所述沼氣發(fā)電機(jī)組還附加設(shè)置了發(fā)電余熱再用子系統(tǒng)，沼氣內(nèi)燃發(fā)電產(chǎn)生的一部分余熱回輸至協(xié)同消化裝置維持穩(wěn)定發(fā)酵，一部分余熱輸往熱干化裝置用于污泥干化。

優(yōu)選地，渣、液分離機(jī)還設(shè)置了沼液回流子系統(tǒng)，經(jīng)分離機(jī)分離的有機(jī)沼液一部分通過(guò)動(dòng)力回流系統(tǒng)回用至固液比調(diào)配裝置用于固液比例調(diào)配，一部分用于園林綠化澆灌，過(guò)多的剩余沼液則由污水處理設(shè)施處理完畢。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)和有益效果：

1、餐廚垃圾、污泥和綠化垃圾的協(xié)同處置系統(tǒng)，設(shè)置了原料投加量庫(kù)、破碎和固液調(diào)配裝置對(duì)進(jìn)料進(jìn)行勻質(zhì)化處理，使三者充分混勻并達(dá)到設(shè)定的含水率，為餐廚垃圾、污泥和綠化垃圾協(xié)同共消化提供穩(wěn)定均質(zhì)的進(jìn)料，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)餐廚垃圾、污泥和綠化垃圾的協(xié)同消化處理。

2、本實(shí)用新型研究了餐廚垃圾、污泥和綠化垃圾消化處理的各自特點(diǎn)，有效利用了污泥、綠化垃圾和餐廚垃圾之間的協(xié)同效應(yīng)，為消化細(xì)菌營(yíng)造了更好的代謝環(huán)境。妥善解決了污泥有機(jī)質(zhì)含量低、餐廚垃圾消化產(chǎn)酸和綠化垃圾消化速率緩慢的缺陷，通過(guò)中和、稀釋揮發(fā)酸，調(diào)節(jié)氨氮、鈉離子等抑制因子，物料之間的協(xié)同效應(yīng)能形成更穩(wěn)定適宜的消解環(huán)境。

3、通過(guò)污泥的堿性調(diào)節(jié)、綠化垃圾的產(chǎn)氣性能優(yōu)化，本實(shí)用新型能有效提高系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性、有機(jī)物去除效果和產(chǎn)氣效率。污水污泥有機(jī)物含量較低、堿度高。餐廚垃圾中有機(jī)物含量高，厭氧消化過(guò)程伴生產(chǎn)酸現(xiàn)象，造成消化過(guò)程緩慢，甚至導(dǎo)致系統(tǒng)啟動(dòng)和運(yùn)行失敗。綠化垃圾具有極高的產(chǎn)氣率，但消解周期過(guò)長(zhǎng)。三者協(xié)同消化能夠提高系統(tǒng)緩沖能力，保持pH值穩(wěn)定，提高系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性，無(wú)需另外加堿調(diào)節(jié)pH值，降低運(yùn)行成本，同時(shí)提升資源利用率。

本實(shí)用新型協(xié)同處置餐廚垃圾、污泥和綠化垃圾，有效解決了三者單獨(dú)處理的問(wèn)題，具有更高的甲烷產(chǎn)量和有機(jī)物降解效率，并同時(shí)實(shí)現(xiàn)了三者的穩(wěn)定化、無(wú)害化、資源化處置。具有較高的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益，在餐廚垃圾、污泥、綠化垃圾的處置領(lǐng)域具有相當(dāng)?shù)耐茝V價(jià)值。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型中物料預(yù)處理子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本實(shí)用新型中協(xié)同消化裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本實(shí)用新型中沼氣利用子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

如圖1至圖3所示，本實(shí)用新型提供一種餐廚垃圾、污泥和綠化垃圾協(xié)同處置系統(tǒng)，包括原料存儲(chǔ)庫(kù)1、物料預(yù)處理子系統(tǒng)2、協(xié)同消化裝置3、渣液分離機(jī)4、沼氣利用子系統(tǒng)5和沼渣干化利用子系統(tǒng)6。

物料預(yù)處理系統(tǒng)2包括餐廚垃圾去油裝置21、泥餅初碎進(jìn)料器22、綠化垃圾進(jìn)料口23，三個(gè)裝置均設(shè)置出料口，與破碎勻化裝置24相連接，破碎勻化裝置24設(shè)置三個(gè)密封進(jìn)料口，分別接收三種物料，破碎勻化裝置24下端設(shè)置與固液比調(diào)配裝置25相連的物料進(jìn)出口，固液比調(diào)配裝置25設(shè)置一個(gè)沼液回流的進(jìn)液口。

協(xié)同消化裝置3包括罐體31，罐體下部設(shè)置廚余垃圾、污泥和綠化垃圾勻質(zhì)液進(jìn)料口32，罐體31中部設(shè)置渣、液出口33，出氣口34位置罐體31的頂部位置，為保證罐體31內(nèi)協(xié)同消化作用穩(wěn)定高效，罐體31內(nèi)設(shè)置攪拌裝置35和加熱裝置36。

沼氣利用子系統(tǒng)5包括沼氣儲(chǔ)罐51、干化脫硫裝置52、發(fā)電機(jī)組53和余熱回用系統(tǒng)54。沼氣儲(chǔ)罐51上部設(shè)置進(jìn)氣口511，與協(xié)同消化裝置3出氣口16相連，沼氣罐體51下部設(shè)置出氣口512，連接沼氣管路55。干化脫硫裝置52底部設(shè)置進(jìn)氣口521，氣體通過(guò)干化脫硫劑56脫水脫硫，干化脫硫裝置52底部設(shè)置排水口522，凈化沼氣出氣口523設(shè)置于干化脫硫裝置52最頂端。沼氣發(fā)電機(jī)53為集裝箱式發(fā)電機(jī)組，凈化后的沼氣自機(jī)組進(jìn)氣口531進(jìn)入機(jī)組，發(fā)電機(jī)組設(shè)置余熱出口532，并設(shè)計(jì)回用管路和分配系統(tǒng)形成余熱回用子系統(tǒng)54，分別輸入?yún)f(xié)同消化裝置3和沼渣干化利用系統(tǒng)6。

沼渣干化利用系統(tǒng)6包括熱干化裝置61，用于將渣液分離機(jī)4輸入的濕渣干燥化處理，其干燥可以利用沼氣利用系統(tǒng)5中的余熱。

具體實(shí)施時(shí)，系統(tǒng)按以下步驟協(xié)同處理餐廚垃圾、污泥和綠化垃圾：

餐廚垃圾、污泥和綠化垃圾分別在貯藏庫(kù)1內(nèi)完成大致選料和進(jìn)料量，經(jīng)各自的投料口進(jìn)入系統(tǒng)的預(yù)處理環(huán)節(jié)。

預(yù)處理系統(tǒng)2中，餐廚垃圾預(yù)先經(jīng)過(guò)除油裝置21去除油分，污泥經(jīng)泥餅初碎器22初碎后，與綠化垃圾一同進(jìn)入破碎勻化裝置24，在破碎勻化裝置24中將三種物料打碎打散，去除無(wú)用成分并充分混勻，形成一次混合物，進(jìn)入固液比調(diào)配裝置25。固液比調(diào)配裝置25中，混合物在攪拌狀態(tài)下引入回流的沼液調(diào)節(jié)固液比例，最終形成適宜協(xié)同發(fā)酵的勻質(zhì)有機(jī)質(zhì)液送入?yún)f(xié)同消化裝置3中。

勻質(zhì)有機(jī)質(zhì)混合液自協(xié)進(jìn)料口32進(jìn)入?yún)f(xié)同消化裝置3，在攪拌裝置35攪拌和加熱裝置36穩(wěn)定下進(jìn)行厭氧消化過(guò)程，消化完畢后沼液混合物自出料口33排出進(jìn)入固液分離器，沼氣自頂部出氣口34排出進(jìn)入沼氣利用系統(tǒng)5。

渣液分離機(jī)4中沼液和沼渣實(shí)現(xiàn)固液分離，上層沼液通過(guò)回流管路流回預(yù)處理系統(tǒng)2中進(jìn)行固液比調(diào)配，固相沼渣則通過(guò)底部排料口輸入沼渣干化利用系統(tǒng)6內(nèi)。

協(xié)同消化排出的沼氣，自沼氣儲(chǔ)罐51進(jìn)氣口511進(jìn)入，儲(chǔ)存的沼氣經(jīng)出氣口512放出進(jìn)入沼氣管路55，自干化脫硫裝置52進(jìn)氣口521進(jìn)入干化脫硫裝置52，干化脫硫劑56對(duì)沼氣進(jìn)行處理實(shí)現(xiàn)沼氣凈化，干燥遺留的水分自底部排水口522排出，凈化沼氣通過(guò)出氣口523排入沼氣輸送管，經(jīng)進(jìn)氣口531進(jìn)入發(fā)電機(jī)組53，內(nèi)燃發(fā)電機(jī)將沼氣轉(zhuǎn)化為電能和熱能，電能通過(guò)并網(wǎng)發(fā)電實(shí)現(xiàn)價(jià)值，熱能通過(guò)機(jī)組上端的余熱出口532，進(jìn)入余熱再利用系統(tǒng)54進(jìn)行熱能分配再用。

進(jìn)一步的，固液分離后的沼渣進(jìn)入沼渣干化利用系統(tǒng)6，系統(tǒng)設(shè)置余熱接口，將沼氣內(nèi)燃發(fā)電產(chǎn)生的熱能再利用，實(shí)現(xiàn)沼渣的干化，形成有機(jī)質(zhì)含量較高的營(yíng)養(yǎng)土或肥料，回用到城市園林、綠化帶中，完成尾料處理。

以上僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并不用于限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。