一种园林垃圾与厨余垃圾协同处理的系统和方法与流程

1.本发明属于有机固废厌氧发酵技术领域，尤其涉及一种园林垃圾与厨余垃圾协同处理的系统和方法。


背景技术：

2.随着垃圾分类工作的推进和分类水平的逐步提升，有机固废厌氧发酵沼气工程实例应用越来越多，常见的有机固废包括：厨余垃圾、园林垃圾、果蔬垃圾、畜禽粪污和农作物秸秆等，经过厌氧发酵后有机固废会产生沼气生物能源，有效缓解能源供需矛盾，改善能源结构。因此，厌氧发酵沼气工程是有机固废资源化利用的一种重要方式。
3.有机固废厌氧发酵方法主要有湿式厌氧和干式厌氧两种。湿式厌氧适用于含固率8％
‑
15％的有机固废，工程应用广泛，但是对预处理能力、浆料的品质、砂石和杂质含量要求高，对负荷冲击敏感。干式厌氧适用于较高固含(15％
‑
40％)的有机固废，抗负荷冲击能力强，对物料的预处理要求低，但是干式厌氧设备投资费用较高。
4.受经济水平、饮食结构、垃圾分类水平和配套设施建设等影响，各地区分类收运的厨余垃圾存在一定差异，但是总体上厨余垃圾含固率较高为15％
‑
35％、c/n比为15
‑
30。由于厨余垃圾的高固含特征，若采用湿式厌氧法则需耗费大量配水降低固含，但会增加沼液处理量，造成水资源的浪费，因此采用干式厌氧法发酵高固含厨余垃圾。园林垃圾具有富碳寡氮、高固含(ts 40％
‑
60％)的特征，特别是植物枝条类的c/n比高达56.5，园林垃圾通常采用填埋、焚烧、热解、堆肥和厌氧发酵等处理方法，填埋与焚烧法会造成环境污染和资源浪费，热解法易产生二次污染，堆肥法可以将园林垃圾资源化成有机肥，但是存在完全腐熟时间长、肥效差、有机肥施用受限等问题，因此可采用耐受高固含物料的干式厌氧系统处理园林垃圾。
5.厨余垃圾与园林垃圾的协同处理不仅可调节物料的固含和c/n比，有效解决物料波动和挥发性脂肪酸累积带来的系统失稳问题，还可明显提高厌氧消化效率和沼气产量。专利号为：cn201810140063.5，专利名称为：一种厨余垃圾与绿化垃圾的协同处置方法，利用两相湿式厌氧法处理居民区产生的厨余垃圾和绿化垃圾，但是由于物料的高固含特性，在制浆时需加入与厨余垃圾质量比为1:1
‑
3:1的配水进行稀释，增加不必要的水资源使用和沼液处理量，同时利用超声和高温热湿法处理园林垃圾，设备投入和运行费用高。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种园林垃圾与厨余垃圾协同处理的系统和方法，通过干式厌氧实现厨余垃圾和园林垃圾的协同资源化，绿色、高效、稳定，有效避免物料波动带来的失稳风险。
7.为解决上述问题，本发明采用的方案如下：
8.本发明的一种园林垃圾与厨余垃圾协同处理的系统，包括预处理系统和厌氧系统；
9.所述的预处理系统包括厨余垃圾预处理系统和园林垃圾预处理系统；
10.所述厨余垃圾预处理系统用于对厨余垃圾依次进行破碎、磁选和筛分处理，
11.所述园林垃圾预处理用于对园林垃圾依次进行多级机械破碎、醋酸预处理、以及漆酶联合预处理；
12.所述厌氧系统包括混合接种系统、干式厌氧系统和固液分离系统；
13.所述混合接种系统用于混合预处理系统处理后的厨余垃圾浆料与园林垃圾浆料，并对厨余垃圾浆料与园林垃圾浆料进行加热、调节混合浆料ts范围及c/n范围；
14.混合接种系统处理后的浆料泵入干式厌氧系统，对浆料进行发酵，发酵后的浆料进入固液分离系统，所述固液分离系统用于将浆料分离成沼渣和沼液。
15.进一步的，所述固液分离系统还用于将部分沼液回流至混合接种系统。当园林垃圾原料产量不足或波动较大时，所述固液分离系统还用于将沼渣回用至混合接种系统。
16.进一步的，在混合接种系统中还设置有加热设备用于对混合浆料进行加热。
17.本发明的一种园林垃圾与厨余垃圾协同处理方法，包括如下步骤：
18.步骤1，厨余垃圾和园林垃圾分别收运后进入预处理系统，厨余垃圾进入厨余垃圾预处理系统，园林垃圾进入园林垃圾预处理系统；
19.步骤2，在厨余垃圾预处理系统中对厨余垃圾依次进行破碎、磁选和筛分处理；
20.对厨余垃圾预处理后，厨余垃圾中的大块塑料、纸、金属等杂质等被筛出，厨余垃圾被破碎成粒径≤80mm的浆料。
21.步骤3，在园林垃圾预处理系统中对园林垃圾依次进行多级机械破碎、醋酸预处理、以及漆酶联合预处理；
22.园林垃圾经过多级破碎处理后粒径≤80mm，然后在25
‑
30℃温度下，加入浓度15％
‑
30％醋酸，调节固液比1:10
‑
1:20，浸泡园林垃圾4
‑
24h后进入漆酶预处理，在温度30
‑
35℃下将工业级漆酶按0.01
‑
0.5
‰
比例投加至浆液中，控制ph控制4.5
‑
6.0，处理6
‑
48h。
23.步骤4，经过预处理的厨余垃圾和园林垃圾浆料按2:1
‑
6:1的比例进入混合接种系统，机械搅拌下浆料充分混合；机械搅拌的速度为10
‑
30r/min；同时，利用沼液进行接种，在混合接种系统中混合浆料被加热至25
‑
35℃。
24.步骤5，经过2
‑
12h的混合接种后，浆料泵入干式厌氧系统，在干式厌氧系统中进行发酵，发酵时长为27
‑
30天，发酵后，物料进入固液分离系统，被分离成沼渣和沼液。
25.步骤6，沼液部分回流至混合接种系统，沼液回流接种比为30％
‑
50％，沼液回流间隔时间为2
‑
12h。
26.进一步的，受季节性修剪的影响，春秋季修剪时产生的园林垃圾量更多，而秋冬季的枯枝落叶固含更高，因此，园林垃圾存在原料产量与性质季节性波动。当因季节性修剪造成园林垃圾量不足时，部分沼渣回用至混合接种系统，厨余垃圾与沼渣回用比例为2:1
‑
6:1，沼渣回用间隔2
‑
12h。
27.有益效果：
28.(1)本发明提供的园林垃圾多级机械破碎
‑
醋酸
‑
漆酶联合预处理方法，加速园林垃圾中木质纤维素的降解，通过沼液回流接种，缩短发酵周期，提高沼气产量。
29.(2)本发明园林垃圾与厨余垃圾协同处理的系统，有效避免干式厌氧系统中厨余垃圾的分层现象，调节原料的c/n比和固含，提高干式厌氧系统运行稳定性和产气率。
30.(3)本发明通过沼渣回用来调节厨余和园林垃圾混合的c/n比和固含，有效应对园林垃圾因季节性修剪而产生的物料产量与性质波动问题。
附图说明
31.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
32.图1是本发明园林垃圾与厨余垃圾协同处理系统的一种流程图。
具体实施方式
33.下面结合附图对本发明做进一步详细说明。
34.实施例1，一种园林垃圾与厨余垃圾协同处理的系统，如图1所示，包括预处理系统和厌氧系统，所述预处理系统包括厨余垃圾预处理系统和园林垃圾预处理系统；
35.厌氧系统包括混合接种系统、干式厌氧系统和固液分离系统。
36.厨余垃圾预处理系统对厨余垃圾依次进行破碎、磁选和筛分处理，厨余垃圾经预处理后物料粒径≤80mm。
37.园林垃圾预处理系统采用多级机械破碎
‑
醋酸
‑
漆酶联合预处理工艺，园林垃圾被多级机械破碎成粒径≤80mm的颗粒，然后经过15％
‑
30％浓度的醋酸预处理，控制固液比1:10
‑
1:20，温度25
‑
30℃下浸泡园林垃圾4
‑
24h，再进入漆酶预处理，按0.01
‑
0.5
‰
将工业级漆酶投加至浆液中，控制ph 4.5
‑
6.0，温度30
‑
35℃，处理时间6
‑
48h。
38.预处理后厨余垃圾与园林垃圾浆液进入混合接种，两者混合比例2:1
‑
6:1，调节混合物料ts范围20％
‑
40％，c/n为25
‑
30。混合接种系统采用机械搅拌混合物料，搅拌速率10
‑
30r/min。混合接种系统配备加热系统，加热温度25
‑
35℃。物料混合2
‑
12h后泵入干式厌氧系统。固液分离后的沼液部分回流至混合接种系统，沼液回流接种比30％
‑
50％，沼液回流间隔2
‑
12h。
39.受季节性修剪的影响，春秋季修剪时产生的园林垃圾量更多，而秋冬季的枯枝落叶固含更高，因此，园林垃圾存在原料产量与性质季节性波动。当因季节性修剪造成园林垃圾量不足时，部分沼渣回用至混合接种系统，厨余垃圾与沼渣回用比例为2:1
‑
6:1，沼渣回用间隔2
‑
12h。
40.实施例2：本发明的一种园林垃圾与厨余垃圾协同处理的方法，包括如下步骤：
41.步骤1，厨余垃圾和园林垃圾分别收运后进入预处理系统，厨余垃圾进入厨余垃圾预处理系统，园林垃圾进入园林垃圾预处理系统；
42.步骤2，厨余垃圾经过破碎、磁选、筛分等工艺，厨余垃圾中的大块塑料、纸、金属等杂质等被筛出，厨余垃圾被破碎成粒径≤80mm的浆料。
43.步骤3，园林垃圾首先经过多级破碎处理后粒径≤80mm，然后在25
‑
30℃温度下，加入浓度15％
‑
30％醋酸，调节固液比1:10
‑
1:20，浸泡园林垃圾4
‑
24h后进入漆酶预处理，在温度30
‑
35℃下将工业级漆酶按0.01
‑
0.5
‰
比例投加至浆液中，控制ph控制4.5
‑
6.0处理6
‑
48h。
44.步骤4，经过预处理的厨余垃圾和园林垃圾浆料按2:1
‑
6:1的比例进入混合接种系统，在10
‑
30r/min机械搅拌下浆料充分混合。同时，利用沼液进行接种，沼液接种量为混合浆料的30％
‑
50％，在混合接种系统中混合浆料被加热至25
‑
35℃。
45.步骤5，经过2
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12h的混合接种后，浆料泵入干式厌氧系统，经过27
‑
30d的发酵后，物料进入固液分离系统，被分离成沼渣和沼液。
46.步骤6，沼液部分回流至混合接种系统，沼液回流接种比30％
‑
50％，沼液回流间隔时间为2
‑
12h。
47.实施例3：当夏季园林垃圾以草、树叶为主，修剪少导致收运量不足时，首先将厨余垃圾(ts约15％，c/n比约20)经过破碎、磁选和筛分处理后的浆液泵入混合接种系统。由于此时园林垃圾固含较低且产量不足，可将部分沼渣回用至混合接种系统，补充园林垃圾的不足。沼渣与厨余、园林垃圾总量的比例为1:5，调整物料含固率20％
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30％，c/n为25
‑
30。然后同时回流沼液进行接种，沼液与物料的接种比30％。在15r/min下混合搅拌2h，将浆液加热至30℃后泵入干式厌氧系统。物料经过约28d厌氧发酵后固液分离成沼渣与沼液，进一步资源化利用或处理达标排放。
48.本发明并不局限于上述的具体实施方案和应用领域，上述的具体实施方案仅仅是示意性的、指导性的，而不是限制性的。本领域的普通技术人员在本说明书的启示下，在不脱离本发明权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出很多种的形式，这些均属于本发明保护之列。