(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 106966767 A(43)申请公布日 2017.07.21
(21)申请号 201710204203.6(22)申请日 2017.03.30
(71)申请人 张共敏
地址 452370 河南省郑州市新密市来集镇
马沟村新密市餐厨废弃物处理管理中心
申请人 冯建忠(72)发明人 阮文权 张共敏 冯建忠 刘坤
张元睿 张榕晏 冯济凡 (74)专利代理机构 郑州豫开专利代理事务所
(普通合伙) 41131
代理人 朱俊峰(51)Int.Cl.
C05F 9/04(2006.01)C05F 17/00(2006.01)
权利要求书1页 说明书4页 附图1页
C12P 5/02(2006.01)A23N 17/00(2006.01)
CN 106966767 A(54)发明名称
餐厨垃圾能源化、肥料化及饲料化融合处理工艺
(57)摘要
餐厨垃圾能源化、肥料化及饲料化融合处理
（1）对餐厨垃圾进行机械去工艺，包括以下步骤：
杂：通过除杂机将餐厨垃圾内难降解物挑拣去除，其中难降解物为不可燃的无机固渣物质，例如金属、瓷片、塑料等杂物；（2）粉碎制浆：启动粉碎机，对餐厨垃圾中的固态物进行粉碎，粉碎后形成浆料，与此同时将浆料中难降解物过滤去除；（3）湿热水解：将餐厨垃圾粉碎形成的浆料导入湿热解罐中，采用湿热水解方法将浆料中的病毒、病菌充分灭活，同时将大分子物质水解为小分子物质，便于厌氧发酵；本发明以餐厨垃圾为原料，通过本工艺实现餐厨垃圾的高效、快速、稳定地分离，制成生物有机肥、菌剂、沼气回收利用以及工业原料油、最终实现餐厨垃圾的资源化和无害化。
CN 106966767 A
权 利 要 求 书
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1.餐厨垃圾能源化、肥料化及饲料化融合处理工艺，其特征在于：包括以下步骤：（1）对餐厨垃圾进行机械去杂：通过除杂机将餐厨垃圾内难降解物挑拣去除；（2）粉碎制浆：启动粉碎机，对餐厨垃圾中的固态物进行粉碎，粉碎后形成浆料，与此同时将浆料中难降解物过滤去除；（3）湿热水解：将餐厨垃圾粉碎形成的浆料导入湿热解罐中，采用湿热水解方法将浆料中的病毒、病菌充分灭活，同时将大分子物质水解为小分子物质，便于厌氧发酵；（4）除砂：通过除砂器对湿热水解后的浆料进行分离，分离出难降解物的呈颗粒状的杂物；（5）将除砂后的浆料存储在暂存罐内；（6）三相分离：将暂存罐内的浆料注入三相分离设备，利用浆料中物质的性质不同，实现固渣、油脂以及浆液的分离；（7）将分离出的油脂进行静置沉淀，分离出油脂内的水渣，然后进一步提纯制成工业油脂，其中分离出的水渣再次送入暂存罐内；（8）接着对固渣进行饲料化处理、以及对浆液进行能源化和肥料化处理。2.根据权利要求1所述的餐厨垃圾能源化、肥料化及饲料化融合处理工艺，其特征在于：步骤（8）中对浆液进行能源化和肥料化处理的具体过程为：
a）浆液在厌氧发酵器内充分厌氧发酵后产生的沼气回收利用，此为能源化处理；b）接着进行肥料化处理，对厌氧发酵后的固液混合物进行固液分离，分离出沼渣和沼液；
c）对沼液进行沉淀处理，分离出沼液中产生的污泥；d）沼液经处理达到市政污水三级排放标准后排入城市污水管网，然后经城市污水管网至污水处理厂处理达标排放；
e）对步骤b）中分离出的沼渣和步骤c）中滤出的污泥进行加水搅拌，经机械压滤脱水后进行好氧发酵，最终制成生物有机肥。
3.根据权利要求2所述的餐厨垃圾能源化、肥料化及饲料化融合处理工艺，其特征在于：步骤（8）中对固渣进行饲料化处理的具体过程为：
A）对分离出的固渣进行加水稀释，稀释到固渣含量浓度在10％以下，接着进行接种；B)开始好氧发酵工作；C)充分发酵后进行脱水，脱出的水导入厌氧发酵器内；D)脱水后，进行低温干燥；F）最终制成菌剂；
根据权利要求3所述的餐厨垃圾能源化、肥料化及饲料化融合处理工艺，其特征在于：步骤（1）、步骤（2）以及步骤（4）中分离出来的难降解物外运至指定地点进行掩埋处理。
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说 明 书
餐厨垃圾能源化、肥料化及饲料化融合处理工艺
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技术领域
[0001]本发明属于垃圾处理技术领域，具体涉及一种餐厨垃圾能源化、肥料化及饲料化融合处理工艺。
背景技术[0002]餐厨垃圾是食物垃圾中最主要的一种，包括家庭、学校、食堂及餐饮行业等产生的食物加工下脚料和食用残余，其成分复杂，主要包括油、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。我国餐厨垃圾数量十分巨大，并呈快速上升趋势。随着城市化进程的不断加快，餐厨垃圾带来的环境和生态问题日益显著。[0003]餐厨垃圾产生的危害主要有以下几个方面 ：第一、影响城市市容和人居环境。 餐厨垃圾多表现为油腻污染物，影响人的视觉和嗅觉的舒适感和生活卫生，多数餐厨垃圾具有很高的含水率和有机组分，使得其成为微生物滋生的场所，同时高含水率也带来垃圾运输与处理难度增大。另外，餐厨垃圾会增加填埋场的产气和渗滤液析出，会造成地表和地下水污染。 第二、餐厨垃圾常作为饲料喂养家畜，也就说俗称的泔水猪。目前，在我国相当多的省、市及广大农村、城市郊区和相毗邻的农区广大饲养户普遍用餐厨垃圾饲养畜禽，特别是喂猪已成为一种传统习惯，泔水在收集、保管、存放中开始发酵、酸化、发霉甚至，并且泔水内常掺有杂质和异物，如砂砾、铁丝、贝壳、骨头、牙签、塑料品等，对畜禽消化道造成物理性伤害。另外，餐厨废弃物极易受到铝、汞、镉等重金属以及有机化合物、苯类化合物的污染，被猪食用后，有害物质蓄积在猪的肝脏、肾脏、脂肪、肌肉等组织里，人食用了这样的猪肉达到一定程度后，就会导致肝脏、肾脏等系统免疫功能下降。 更为严重的问题是，餐厨垃圾的危害性还远没有被人们所认识，国内大部分城市的餐厨垃圾仍被运往城郊猪场饲养泔水猪。第三、废弃食用油脂产生危害。 在利益的驱使下，一些不法商贩回收餐厨垃圾产生过程中的含油潲水，通过加热，过滤，蒸馏等一系列手段提取油脂，然后利用这些油脂卖给一些小的食品经营点、餐馆等来牟取利益。经过提炼得到的地沟油带有杂质，里面会沾染黄曲霉素、苯等有毒物质，长期食用会造成肿瘤等慢性疾病的发生，如胃的肿瘤、肝的肿瘤。 另外，地沟油在水体中经过复杂的生物化学反应，产生一系列组成复杂的醛、酸等具有臭味的物质，这些臭味物质的气味散发到空中，污染大气，恶化居住环境。[0004]现有技术中处理餐厨垃圾的主要方法是 ：一、粉碎后直接通过管道排除。但是这种方法仅仅适用于餐厨垃圾量较小的情况，并且存在弊端，如容易造成排水管道阻塞，加重城市污水排除负担，并造成二次污染。二、直接填埋。这种方法虽然操作简单处理方便，但是不符合节能环保，循环利用的发展理念，容易造成可利用资源的浪费。 能源化处理餐厨垃圾的方法是现在餐厨垃圾处领域探究的一种新的方法，但是现有的能源化处理餐厨垃圾的工艺不成熟，很难实现餐厨垃圾中能源的充分回收利用，因此为贯彻保护生态环境、保证食品安全、发展可再生能源、改善能源结构的方针理念，如何改进现有的餐厨垃圾处理工艺，成为亟需解决的技术问题。
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说 明 书
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发明内容[0005]本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供一种以餐厨垃圾为原料，通过本工艺实现餐厨垃圾的高效、快速、稳定地分离，制成生物有机肥、菌剂、沼气回收利用以及工业原料油、最终实现餐厨垃圾的资源化和无害化的餐厨垃圾能源化、肥料化及饲料化融合处理工艺。[0006]为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：餐厨垃圾能源化、肥料化及饲料化融合处理工艺，包括以下步骤：
（1）对餐厨垃圾进行机械去杂：通过除杂机将餐厨垃圾内难降解物挑拣去除；（2）粉碎制浆：启动粉碎机，对餐厨垃圾中的固态物进行粉碎，粉碎后形成浆料，与此同时将浆料中难降解物过滤去除；
（3）湿热水解：将餐厨垃圾粉碎形成的浆料导入湿热解罐中，采用湿热水解方法将浆料中的病毒、病菌充分灭活，同时将大分子物质水解为小分子物质，便于厌氧发酵；
（4）除砂：通过除砂器对湿热水解后的浆料进行分离，分离出难降解物的呈颗粒状的杂物；
（5）将除砂后的浆料存储在暂存罐内；（6）三相分离：将暂存罐内的浆料注入三相分离设备，利用浆料中物质的性质不同，实现固渣、油脂以及浆液的分离；
（7）将分离出的油脂进行静置沉淀，分离出油脂内的水渣，然后进一步提纯制成工业油脂，其中分离出的水渣再次送入暂存罐内；
（8）接着对固渣进行饲料化处理、以及对浆液进行能源化和肥料化处理。[0007]步骤（8）中对浆液进行能源化和肥料化处理的具体过程为：
a）浆液在厌氧发酵器内充分厌氧发酵后产生的沼气回收利用，此为能源化处理；b）接着进行肥料化处理，对厌氧发酵后的固液混合物进行固液分离，分离出沼渣和沼液；
c）对沼液进行沉淀处理，分离出沼液中产生的污泥；d）沼液经处理达到市政污水三级排放标准后排入城市污水管网，然后经城市污水管网至污水处理厂处理达标排放；
e）对步骤b）中分离出的沼渣和步骤c）中滤出的污泥进行加水搅拌，经机械压滤脱水后进行好氧发酵，最终制成生物有机肥。[0008]步骤（8）中对固渣进行饲料化处理的具体过程为：
A）对分离出的固渣进行加水稀释，稀释到固渣含量浓度在10％以下，接着进行接种；B)开始好氧发酵工作；C)充分发酵后进行脱水，脱出的水导入厌氧发酵器内；D)脱水后，进行低温干燥；F）最终制成菌剂；步骤（1）、步骤（2）以及步骤（4）中分离出来的难降解物外运至指定地点进行掩埋处理。[0009]采用上述技术方案，本发明具有以下有益效果：本发明提供的餐厨垃圾处理工艺，以保护和改善环境、防止和减少污染、改善生态环境为指导，以环境效益、社会效益和经济
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说 明 书
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效益兼顾为原则，将产品开发和资源回收利用有机的结合起来。经过本处理工艺，三相分离后的固渣物质富含有机物以及氮、磷、钾、钙、锌、铁、锰等微量元素和生长素、维生素、有机素、氨基酸等多种活化生物，此分离出的固渣物质再经好氧发酵形成菌剂，制成发酵饲料添加剂，另外分离出的油体物质经加工提取，制作成用于油脂化工、日用化工的工业原料，分离出的浆液进行厌氧发酵处理，最终制成沼气以及生物有机肥，投入市场应用；其中三化融合工艺为能源化、肥料化以及饲料化，能源化是指对浆液在厌氧发酵器内充分厌氧发酵后产生的沼气进行回收利用，肥料化是指沼渣和污泥脱水到60％以下，再经好氧发酵制成生物有机肥，饲料化是指三相分离出的固渣经接种好氧发酵制成菌剂（饲料添加剂）；传统的餐厨垃圾处理工艺比较简单，是以上所指的“三化”中的其中一种，这就会造成处理不彻底，对环境影响大，其中现有的饲料化处理为：直接把处理中产生的高浓度有机污水排入环境，仅是提取油脂并将剩余固渣经干燥后制成菌剂，由于没有经发酵转化，其食物同源性问题没有解决；肥料化处理为：仅是在提取油脂后将固渣加入辅料，进行好氧发酵制成有机肥，高浓度有机废水处理问题没有解决；能源化处理为：餐厨垃圾处理之后，提取油脂，剩余固渣和高浓度有机废水混合，再进行厌氧发酵，由于固渣成分复杂，易造成厌氧器中浮渣和结壳等问题，处理困难，易产生故障；综上所述，现有的对餐厨垃圾处理需要三个不同的处理工艺，处理工艺步骤繁琐，资源化利用不够成分，而本发明的三化融合工艺，结合三种处理工艺优点，提高资源化程度，能够将餐厨垃圾充分合理的资源化，减少对环境资源的占用和污染，取得经济、社会、环境综合效益。[0010]综上所述，本发明将三种处理工艺（能源化、肥料化以及饲料化）融合在一起，与单一处理工艺相比较，减少了污染物外运处置量，极大地提高资源利用水平，从而提高经济效益，减少了垃圾处理费用。附图说明[0011]图1是本发明的工艺流程示意图。
具体实施方式[0012]如图1所示，本发明的餐厨垃圾能源化、肥料化及饲料化融合处理工艺，包括以下步骤：
（1）对餐厨垃圾进行机械去杂：通过除杂机将餐厨垃圾内难降解物挑拣去除，其中难降解物为不可燃的无机固渣物质，例如金属、瓷片、塑料等杂物；
（2）粉碎制浆：启动粉碎机，对餐厨垃圾中的固态物进行粉碎，粉碎后形成浆料，与此同时将浆料中难降解物过滤去除；
（3）湿热水解：将餐厨垃圾粉碎形成的浆料导入湿热解罐中，采用湿热水解方法将浆料中的病毒、病菌充分灭活，同时将大分子物质水解为小分子物质，便于厌氧发酵；
（4）除砂：通过除砂器对湿热水解后的浆料进行分离，分离出砂石等呈颗粒状的难降解物；
（5）将除砂后的浆料存储在暂存罐内；（6）三相分离：将暂存罐内的浆料注入三相分离设备，利用浆料中物质的性质不同，实现固渣、油脂以及浆液的分离；
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说 明 书
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（7）将分离出的油脂进行静置沉淀，分离出油脂内的水渣，然后进一步提纯制成工业油脂，其中分离出的水渣再次送入暂存罐内；
（8）接着对固渣进行饲料化处理、以及对浆液进行能源化和肥料化处理。[0013]步骤（8）中对浆液进行能源化和肥料化处理的具体过程为：
a）浆液在厌氧发酵器内充分厌氧发酵后产生的沼气回收利用，此为能源化处理；b）接着进行肥料化处理，对厌氧发酵后的固液混合物进行固液分离，分离出沼渣和沼液；
c）对沼液进行沉淀处理，分离出沼液中产生的污泥；d）沼液经处理达到市政污水三级排放标准后排入城市污水管网，然后经城市污水管网至污水处理厂处理达标排放；
e）对步骤b）中分离出的沼渣和步骤c）中滤出的污泥进行加水搅拌，此目的为减盐，经机械压滤脱水后，根据需要可以添加氮磷钾等元素以及锯末秸秆粉，再进行好氧发酵，最终制成生物有机肥。[0014]步骤（8）中对固渣进行饲料化处理的具体过程为：
A）对分离出的固渣进行加水稀释，稀释到固渣含量浓度在10％以下，接着进行接种；B)开始好氧发酵工作；C)充分发酵后进行脱水，脱出的水导入厌氧发酵器内；D)脱水后，进行低温干燥；F）最终制成菌剂；步骤（1）、步骤（2）以及步骤（4）中分离出来的难降解物外运至指定地点进行掩埋处理。[0015]本实施例并非对本发明的形状、材料、结构等作任何形式上的，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。
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说 明 书 附 图
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图1
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