一种厨余垃圾碱性产酸的系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种厨余垃圾碱性产酸的系统及方法，包括厌氧产酸系统、碱添加系统，厨余垃圾由所述厌氧产酸系统的进水端进入，所述厌氧产酸系统产生的包含有机酸/有机酸盐的发酵液由所述厌氧产酸系统的出水口排出；所述厌氧产酸系统包括厌氧发酵罐碱性物质，所述厌氧发酵罐碱性物质的顶部具有气液分离器碱性物质；所述碱添加系统包括碱罐，所述碱罐中保存有用于调节水体pH的碱性物质；所述碱罐与所述厌氧发酵罐连接。本发明专利技术采用碱性发酵产酸，提高了厨余垃圾在后续工艺中有机酸的产量；采用磷酸钙沉淀，有效地提高了磷的去除效率；此外，厌氧碱性产酸的产物为H

【技术实现步骤摘要】
一种厨余垃圾碱性产酸的系统及方法
本专利技术属于厨余垃圾处理的有机废弃物处置
，具体涉及一种厨余垃圾碱性产酸的系统及方法。
技术介绍
厨余垃圾，又称厨余废弃物，是指居民日常生活及食品加工、饮食服务、单位供餐等活动中产生的垃圾，包括丢弃不用的菜叶、剩菜、剩饭、果皮、蛋壳、茶渣、骨头等，其主要来源为家庭厨房、餐厅、饭店、食堂、市场及其他与食品加工有关的行业。厨余垃圾含有极高的水分与有机物，很容易腐坏，产生恶臭。厨余垃圾非法收集和回收利用会对环境和居民健康产生威胁。对厨余垃圾单独收集，可以减少进入填埋场的有机物的量，减少臭气和垃圾渗滤液的产生，也可以避免水分过多对垃圾焚烧处理造成的不利影响，降低了对设备的腐蚀。经过妥善处理和加工，厨余垃圾可转化为新的资源，高有机物含量的特点使其经过严格处理后可作为肥料、饲料，也可产生沼气用作燃料或发电，油脂部分则可用于制备生物燃料。目前，对厨余垃圾进行处理的主要技术为厨余垃圾首先进行分选，粉碎后进行湿热处理，离心后进行废油脂、浆液和固渣的三相分离；分离后的废油脂进行酯化制成生物柴油；浆液先进行厌氧发酵产沼气，然后进行好氧处理，最后达标排放；餐厨固渣进行堆肥或昆虫消纳等。其中，厌氧发酵是整个处理工艺中最为重要也最为复杂的过程。传统的厌氧发酵通常采用酸性发酵的方法。现有的技术存在的主要问题包括工艺流程长、沼气附加值低、浆液达标排放困难等，尤其是废水中氨氮浓度高、处理难，以及固渣堆肥后的产品销路难等问题。这些问题急需得到有效解决，以更好地实现厨余垃圾的有效处理及得到绿色环保的资源循环利用。
技术实现思路
专利技术目的：为了克服现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种厨余垃圾碱性产酸的系统及方法，采用添加碱性物质，提高发酵体系的pH，延长发酵产酸时间，有效去除厨余垃圾废水中的磷和氨氮，得到富含有机酸/有机酸盐的发酵液。技术方案：为实现上述目的，本专利技术采用的厨余垃圾厌氧碱性产酸技术主要概括为：通过厌氧产酸微生物的代谢作用，将厨余垃圾中的有机质转化为有机酸，由于产酸过程会使体系的酸碱度(pH)下降，从而产生酸化抑制，不利于继续产酸。本技术采用添加碱性物质，如Ca(OH)2，使发酵体系的pH提高，有利于反应过程的顺利进行，延长发酵产酸时间。同时厨余物厌氧产酸过程中会产生磷酸，磷酸会和钙离子形成沉淀，从而去除废水中的磷。本专利技术的一个目的，是提供一种厨余垃圾碱性产酸的碱性产酸的系统，包括厌氧产酸系统、碱添加系统，所述碱添加系统与所述厌氧产酸系统连接；厨余垃圾由所述厌氧产酸系统的进水端进入，所述厌氧产酸系统产生的包含有机酸/有机酸盐的发酵液由所述厌氧产酸系统的出水口排出；所述厌氧产酸系统包括厌氧发酵罐碱性物质，所述厌氧发酵罐碱性物质的顶部具有气液分离器碱性物质；所述碱添加系统包括碱罐，所述碱罐中保存有用于调节水体pH的碱性物质；所述碱罐与所述厌氧发酵罐连接。可选的，所述碱添加系统还包括pH探头碱性物质、PLC控制系统碱性物质及加碱泵碱性物质，其中，所述pH探头碱性物质位于所述厌氧发酵罐碱性物质内，所述pH探头碱性物质与PLC控制系统碱性物质信号连接，所述PLC控制系统碱性物质与加碱泵碱性物质控制连接，所述加碱泵碱性物质与所述碱罐碱性物质管道连接；当所述pH探头碱性物质的检测信号达到设定值时，所述PLC控制系统碱性物质控制所述加碱泵碱性物质开启，将所述碱罐碱性物质中的碱性物质输送至所述厌氧发酵罐碱性物质内碱性物质。可选的，所述设定值为pH8-10。可选的，所述厌氧产酸系统为膜式厌氧系统，所述膜式厌氧系统包括的厌氧发酵罐碱性物质、出水器碱性物质、中间缓存罐碱性物质和外置管式膜组件碱性物质，所述厌氧发酵罐碱性物质、出水器碱性物质、中间缓存罐碱性物质和外置管式膜组件碱性物质的进水端、出水端顺次管道连接，所述厌氧产酸系统产生的含有所述有机酸/有机酸盐的发酵液由外置管式膜组件碱性物质的出水端排出；所述外置管式膜组件碱性物质由若干膜管通过弯头碱性物质连接组成。可选的，所述厌氧产酸系统还包括滚筒筛分机碱性物质、污泥过滤器碱性物质；所述出水器碱性物质、滚筒筛分机碱性物质、中间缓存罐碱性物质、污泥过滤器碱性物质及管式膜组件碱性物质的进水端、出水端顺次管道连接。可选的，所述外置管式膜组件碱性物质的浓缩液出口端与所述中间缓存罐碱性物质的回流进水端连接，所述中间缓存罐碱性物质的回流出水端与厌氧发酵罐碱性物质的回流进水端连接，所述外置管式膜组件碱性物质、中间缓存罐碱性物质及厌氧发酵罐碱性物质形成浓缩液回流循环系统。可选的，所述外置管式膜组件碱性物质的进口端连接有循环泵碱性物质，控制所述外置管式膜组件碱性物质的进口端的错流速率为4-6m/s。本专利技术的另一个目的，是提供一种厨余垃圾碱性产酸的碱性产酸的系统的运行方法，厨余垃圾经预处理后进入厌氧产酸系统进行厌氧产酸反应，通过碱添加系统向所述厌氧产酸系统中加入碱性物质，调节pH≥8.0，所述碱性物质中的金属离子与磷反应沉淀，得到脱磷的包含有机酸/有机酸盐的发酵液。可选的，所述碱性物质为NaOH和Ca(OH)2，其中，Ca(OH)2的用量为满足与磷酸根形成磷酸钙沉淀，其余为NaOH。可选的，所述厨余垃圾包括离心过滤后的厨余有机固渣和/或厨余废水，其中，所述厨余有机固渣的蛋白含量为10％-30％；所述厨余废水的COD为90000-120000mg/L，总氮为1000-3000mg/L，总磷为100-300mg/L。可选的，当所述厨余垃圾为厨余有机固渣和厨余废水的混合物时，厨余有机固渣与厨余废水的重量比为(5～10)：(70～90)；当所述厨余垃圾为厨余有机固渣时，先通过加水对厨余有机固渣进行稀释，厨余有机固渣的质量浓度为10％。可选的，所述厌氧产酸反应包括以下步骤：1.1)厨余垃圾经过滤后进入厌氧发酵罐(3)，添加碱性物质控制pH≥8.0，30℃～57℃进行厌氧产酸反应，厨余垃圾分解为氢气、CO2和初始发酵液；1.2)通过气液分离器(4)收集所述氢气、CO2；1.3)所述初始发酵液从厌氧发酵罐(3)的出水端排出，经过滤后得厌氧产酸后的发酵液，排出待用。可选的，所述厌氧产酸过程的产酸量大于30g/L。可选的，所述厌氧产酸反应的产物还包括气态产物H2和CO2，H2的质量浓度为40～70％，剩余为CO2。本专利技术的另一个目的，是提供一种厨余垃圾制备的富含有机酸/有机酸盐的发酵液。有益效果：本专利技术提供的厨余垃圾碱性发酵产酸的系统，与现有技术相比，具有以下优势，(1)工艺流程较短，比传统的厨余垃圾处理节约成本；(2)采用碱性发酵产酸，提高了厨余垃圾制备有机酸的产量；(3)厌氧碱性产酸的产物为H2和CO2气态产物，其中H2可以作为清洁能源回收利用，是一种环境友好型的厨余垃圾处理处理方式；(4)采用磷酸钙沉淀，比传统的鸟粪石沉淀磷和氨氮，效果更好，同时解决发酵液中磷和氨氮比本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种厨余垃圾碱性产酸的碱性产酸的系统，其特征在于，包括厌氧产酸系统、碱添加系统，所述碱添加系统(Ⅱ)与所述厌氧产酸系统(Ⅰ)连接；厨余垃圾由所述厌氧产酸系统的进水端进入，所述厌氧产酸系统产生的包含有机酸/有机酸盐的发酵液由所述厌氧产酸系统的出水口排出；/n所述厌氧产酸系统包括厌氧发酵罐(3)，所述厌氧发酵罐(3)的顶部具有气液分离器(4)；/n所述碱添加系统包括碱罐(302)，所述碱罐(302)中保存有用于调节水体pH的碱性物质；/n所述碱罐(302)与所述厌氧发酵罐(3)连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种厨余垃圾碱性产酸的碱性产酸的系统，其特征在于，包括厌氧产酸系统、碱添加系统，所述碱添加系统(Ⅱ)与所述厌氧产酸系统(Ⅰ)连接；厨余垃圾由所述厌氧产酸系统的进水端进入，所述厌氧产酸系统产生的包含有机酸/有机酸盐的发酵液由所述厌氧产酸系统的出水口排出；
所述厌氧产酸系统包括厌氧发酵罐(3)，所述厌氧发酵罐(3)的顶部具有气液分离器(4)；
所述碱添加系统包括碱罐(302)，所述碱罐(302)中保存有用于调节水体pH的碱性物质；
所述碱罐(302)与所述厌氧发酵罐(3)连接。


2.根据权利要求1所述的一种厨余垃圾碱性产酸的碱性产酸的系统，其特征在于，所述碱添加系统还包括pH探头(301)、PLC控制系统(303)及加碱泵(304)，其中，所述pH探头(301)位于所述厌氧发酵罐(3)内，所述pH探头(301)与PLC控制系统(303)信号连接，所述PLC控制系统(303)与加碱泵(304)控制连接，所述加碱泵(304)与所述碱罐(302)管道连接；
当所述pH探头(301)的检测信号达到设定值时，所述PLC控制系统(303)控制所述加碱泵(304)开启，将所述碱罐(302)中的碱性物质输送至所述厌氧发酵罐(3)内碱性物质。


3.根据权利要求2所述的一种厨余垃圾碱性产酸的碱性产酸的系统，其特征在于，所述设定值为pH8-10。


4.根据权利要求1所述的一种厨余垃圾碱性产酸的碱性产酸的系统，其特征在于，所述厌氧产酸系统为膜式厌氧系统，所述膜式厌氧系统包括的厌氧发酵罐(3)、出水器(5)、中间缓存罐(6)和外置管式膜组件(11)，所述厌氧发酵罐(3)、出水器(5)、中间缓存罐(6)和外置管式膜组件(11)的进水端、出水端顺次管道连接，所述厌氧产酸系统产生的含有所述有机酸/有机酸盐的发酵液由外置管式膜组件(11)的出水端排出；所述外置管式膜组件(11)由若干膜管通过弯头(16)连接组成。


5.根据权利要求4所述的一种厨余垃圾碱性产酸的碱性产酸的系统，其特征在于，所述膜式厌氧系统还包括滚筒筛分机(12)、污泥过滤器(9)；
所述出水器(5)、滚筒筛分机(12)、中间缓存罐(6)、污泥过滤器(9)及管式膜组件(11)的进水端、出水端顺次管道连接。


6.根据权利要求4所述的一种厨余垃圾碱性产酸的碱性产酸的系统，其特征在于，所述外置管式膜组件(11)的浓缩液出口端与所述中间缓存罐(6)的回流进水端连接，所述中间缓存罐(6)的回流出水端与厌氧发酵罐(3)的回流进水端连接，所述外置管式膜组件(11)、中间缓存罐(6)及厌氧发酵罐(3)...

【专利技术属性】
技术研发人员：阮鹿凡，高瑞丽，许之扬，王庭，王远飞，唐红玲，岳婵媛，
申请(专利权)人：无锡马盛环境能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32