【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及有机废弃物处理，具体为有机废弃物高效同步共发酵与热电联产技术集成方法。
技术介绍
1、有机废弃物是指在生产、生活和其他活动中产生的丧失原有利用价值或者虽未丧失利用价值但被抛弃或者放弃的固态、液态或者气态的有机类物品和物质。这些废弃物中含有大量的含碳氢有机类物质，根据其来源和性质，可以进一步细分为农业有机废物(如农作物秸秆藤蔓、畜禽粪便和水产废弃物等)、工业有机废物(如高浓度有机废水、有机废渣等)以及市政有机垃圾(如园林绿化废弃物、市政污泥、屠宰厂动物内含物、餐厨垃圾等)。由于有机废弃物在自然环境中分解速度较慢，如果未经处理直接排放或堆积，会占用大量土地资源，并对土壤、水体和空气造成污染，且这些废弃物中可能含有有害微生物、重金属、病原体等，会对环境和生态系统构成威胁。因此，必须对有机废弃物进行处理，减少其危害。目前，常见的有机废弃物处理手段有堆肥法、焚烧、卫生填埋、生物化学处理等。
2、然而，实际处理过程中，尽管堆肥、焚烧等方法能实现一定程度的资源化利用，但整体利用率仍然有限，大量有机废弃物仍被填埋或丢弃，且在处理过程中，如果管理不善或技术不过关，可能导致二次污染，如焚烧产生的有害气体、填埋产生的渗滤液等。
3、因此，急需对此缺点进行改进，本专利技术则是针对现有的技术及不足予以研究改良，提供有有机废弃物高效同步共发酵与热电联产技术集成方法。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供有机废弃物高效同步共发酵与热电联产技术集成方法，以解决上述背景技
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：有机废弃物高效同步共发酵与热电联产技术集成方法，包括以下步骤：
3、s1、icnr污水预处理：
4、考虑废水中过多的含氮污染物会在污水污泥厌氧反应过程中由氨化反应产生大量氨氮，对整个污水处理、污泥厌氧发酵产生不利影响，设计废水预处理去除部分氮元素，有利于后续污水产沼、污泥发酵的进行，通过生物处理将有机物尽可能地转化为高价值的甲烷气，并在此前提下，研发内循环脱氮反应器(internal circulating denitrificationreactor，icnr)并应用于废水预处理；
5、s2、高效同步共发酵：
6、依托污水处理厂，基于有机废弃物形态，设计寄生于水处理工艺上，针对污水厂伴生有机废水厨余垃圾、人畜粪便液等的液态发酵体系，以及针对湖泊地区污泥、蓝藻藻泥、林业、秸秆等的固态发酵体系，开发具有处理效率高(有机负荷高)、系统稳定以及能源回收率高的集约化湖泊有机废弃物资源化利用系统，厌氧消化理论如图3所示；
7、s3、高效热电联产工艺：
8、依托污水处理厂及有机废弃物厌氧发酵体系，基于现有燃气轮机发电技术，开发高效的热电联产系统；
9、s4、好氧堆肥快速升温、保氮、除臭：
10、采用自动控制生物堆肥处理技术，筛选微生物菌种、药剂和调理剂进行混合堆肥研究，通过监测堆肥过程中常规指标变化、不同形态氮素含量变化、微生物酶活性变化、nh3和h2s释放量变化等，研究生物强化联合生物炭以及生物强化联合磷酸缓冲液的污泥堆肥快速升温、保氮、除臭效果。
11、进一步的，所述步骤s1中，废水预处理的具体操作为：采用内循环脱氮反应器对污水进行同步脱氮产沼处理，降低氮含量的同时对污水进行有机物降解，并在此过程中产生甲烷气体，并根据工艺试验不断完善方案，形成创新的icnr同步脱氮产沼工艺，探索出最佳的工艺参数，为工程设计制定最优方案。
12、进一步的，所述内循环脱氮反应器将脱氮反应与产甲烷反应集成在一个反应器内，具有同步脱氮产沼功能，且通过增加内回流、外回流、多层三相分离器、气水分离器、高效生物填料等专利装置，提高整个反应器的反应效率；
13、所述内循环脱氮反应器通过内循环与外循环，将反应器分为上段的产甲烷反应室与下层的脱氮反应室，通过高效生物填料提高反应器内的生物量，从而使得该反应器具有同时高效的脱氮与产甲烷性能。
14、进一步的，所述步骤s2中，液态有机废弃物发酵体系：采用厌氧发酵和膜工艺耦合甲烷发酵技术，筛选构建优势微生物菌种，研究不同液态有机废弃物配比、微生物菌种、温度等工艺参数与产甲烷效率之间的内在关系，在不影响污水处理厂工艺进程的前提下，实现有机废弃物减量化基本目标，并提升甲烷转化效率，增强体系能源化性能；
15、液态有机废弃物发酵体系的技术路线：污水处理厂高浓度有机废水进入厌氧生物反应器，经过水解-酸化-产甲烷三个阶段，废水进入膜反应器，过滤掉废水中的活性污泥和大分子有机物，转到水处理工艺下一流程，部分污泥沉降收集用于固态发酵，厌氧生物反应器产生的沼气部分通入膜反应器，防止膜堵塞，截留下来的不充分发酵废水(主要是大分子有机物)回流生物反应器，通过二次发酵，沼气被回收利用。
16、进一步的，所述步骤s2中，固态有机废弃物发酵体系：研究污水处理厂区内剩余污泥与回收的湖泊固态有机质在一定水分、温度和厌氧条件下，利用微生物的共发酵分解代谢，通过调配与优化污泥、蓝藻藻泥、林业、秸秆的投加比例，实现高效转甲烷，最终激活湖泊有机废弃物的能源化潜能；
17、固态有机废弃物发酵体系的技术路线：污水处理工艺剩余污泥，经污泥浓缩池-泥水换热器，进入卵形消化池，与此同时，粉碎、化学预处理后的蓝藻藻泥、林业、秸秆，经青贮池扎实减小氧气，并控制含水量，之后通过进料池调配接种物和有机废弃物配比，进入卵形消化池与剩余污泥一道共发酵产沼气，发酵沼液回收至水处理厌氧工艺深度发酵，剩余残渣回收堆肥。
18、进一步的，所述步骤s3中，系统开发的研究内容包括：研究沼气发电中物质流与能量流，通过物料平衡甘特图分析不同热交换环节的能量转化率及终端有效利用率，研究不同温段下的能量吸收-储存-利用方法对潜在利用模式的能效影响，同时研究不同季节情景下的能量需求，在不影响原有体系发电效率的条件下，实现热-电能量的高效协同产出，减少污水与有机物处理能量外购量。
19、进一步的，所述步骤s3中，热电联产系统：燃气轮机以沼气与城市天然气为原料带动发电机发电，出口烟气高于1000℃的超高温段部分继续用于驱动发电机发电，500℃～1000℃的高温部分驱动余热锅炉或余热溴化锂供冷、供热，100℃～500℃的中温部分用于提供生活用热水，30℃～100℃低温部分用于厌氧发酵保温供热，其余的不能再继续被利用的废热排放到空气中，整个过程实现了能量梯级利用；热电联供系统的能量梯级利用可大大提高能源利用效率，同时减少碳化物及有害气体排放。
20、进一步的，所述步骤s4中，污泥堆肥技术工艺：在有氧条件下通过好氧微生物的生命活动，将堆料中的不稳定有机质转化为较稳定有机质，同时降低挥发性有机质含量、消除臭气。
21、进一步的，所述步骤s4中，堆肥装置的槽一侧留门方便采样和翻抛物料，底部曝气室与漩涡离心风机相连，且风机风压为9.0kpa、流本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.有机废弃物高效同步共发酵与热电联产技术集成方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的有机废弃物高效同步共发酵与热电联产技术集成方法，其特征在于，所述步骤S1中，废水预处理的具体操作为：采用内循环脱氮反应器对污水进行同步脱氮产沼处理，降低氮含量的同时对污水进行有机物降解，并产生甲烷气体，并根据工艺试验不断完善方案，形成创新的ICNR同步脱氮产沼工艺，探索出最佳的工艺参数，为工程设计制定最优方案。
3.根据权利要求2所述的有机废弃物高效同步共发酵与热电联产技术集成方法，其特征在于，所述内循环脱氮反应器将脱氮反应与产甲烷反应集成在一个反应器内，并增加有内回流、外回流、多层三相分离器、气水分离器、高效生物填料装置，通过内循环与外循环，将反应器分为上段的产甲烷反应室与下层的脱氮反应室，通过高效生物填料提高反应器内的生物量，使反应器具有同时高效的脱氮与产甲烷性能。
4.根据权利要求1所述的有机废弃物高效同步共发酵与热电联产技术集成方法，其特征在于，所述步骤S2中，液态有机废弃物发酵体系：有机废水进入厌氧生物反应器，经过水解-酸化-产甲烷
5.根据权利要求1所述的有机废弃物高效同步共发酵与热电联产技术集成方法，其特征在于，所述步骤S2中，固态有机废弃物发酵体系：污水处理工艺剩余污泥，经污泥浓缩池-泥水换热器，进入卵形消化池，与此同时，粉碎、化学预处理后的蓝藻藻泥、林业、秸秆，经青贮池扎实减小氧气，并控制含水量，之后通过进料池调配接种物和有机废弃物配比，进入卵形消化池与剩余污泥一道共发酵产沼气，发酵沼液回收至水处理厌氧工艺深度发酵，剩余残渣回收堆肥。
6.根据权利要求1所述的有机废弃物高效同步共发酵与热电联产技术集成方法，其特征在于，所述步骤S3中，系统开发的研究内容包括：研究沼气发电中物质流与能量流，通过物料平衡甘特图分析不同热交换环节的能量转化率及终端有效利用率，研究不同温段下的能量吸收-储存-利用方法对潜在利用模式的能效影响，同时研究不同季节情景下的能量需求，在不影响原有体系发电效率的条件下，实现热-电能量的高效协同产出，减少污水与有机物处理能量外购量。
7.根据权利要求1所述的有机废弃物高效同步共发酵与热电联产技术集成方法，其特征在于，所述步骤S3中，热电联产系统：燃气轮机以沼气与城市天然气为原料带动发电机发电，出口烟气高于1000℃的超高温段部分继续用于驱动发电机发电，500℃～1000℃的高温部分驱动余热锅炉或余热溴化锂供冷、供热，100℃～500℃的中温部分用于提供生活用热水，30℃～100℃低温部分用于厌氧发酵保温供热，其余的不能再继续被利用的废热排放到空气中。
8.根据权利要求1所述的有机废弃物高效同步共发酵与热电联产技术集成方法，其特征在于，所述步骤S4中，污泥堆肥技术工艺：在有氧条件下通过好氧微生物的生命活动，将堆料中的不稳定有机质转化为稳定有机质，同时降低挥发性有机质含量、消除臭气。
9.根据权利要求1所述的有机废弃物高效同步共发酵与热电联产技术集成方法，其特征在于，所述步骤S4中，堆肥装置底部曝气室与漩涡离心风机相连，且风机风压为9.0kPa、流量为60.0m3/h，并由DH48s数显时间继电器间歇控制曝气周期。
10.根据权利要求9所述的有机废弃物高效同步共发酵与热电联产技术集成方法，其特征在于，所述堆肥装置堆肥过程中，连续变频曝气控制优于间隔曝气控制，并在低温条件下，通过翻抛操作对堆体进行疏松、混匀。
...【技术特征摘要】
1.有机废弃物高效同步共发酵与热电联产技术集成方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的有机废弃物高效同步共发酵与热电联产技术集成方法，其特征在于，所述步骤s1中，废水预处理的具体操作为：采用内循环脱氮反应器对污水进行同步脱氮产沼处理，降低氮含量的同时对污水进行有机物降解，并产生甲烷气体，并根据工艺试验不断完善方案，形成创新的icnr同步脱氮产沼工艺，探索出最佳的工艺参数，为工程设计制定最优方案。
3.根据权利要求2所述的有机废弃物高效同步共发酵与热电联产技术集成方法，其特征在于，所述内循环脱氮反应器将脱氮反应与产甲烷反应集成在一个反应器内，并增加有内回流、外回流、多层三相分离器、气水分离器、高效生物填料装置，通过内循环与外循环，将反应器分为上段的产甲烷反应室与下层的脱氮反应室，通过高效生物填料提高反应器内的生物量，使反应器具有同时高效的脱氮与产甲烷性能。
4.根据权利要求1所述的有机废弃物高效同步共发酵与热电联产技术集成方法，其特征在于，所述步骤s2中，液态有机废弃物发酵体系：有机废水进入厌氧生物反应器，经过水解-酸化-产甲烷三个阶段，废水进入膜反应器，过滤掉废水中的活性污泥和大分子有机物，转到水处理工艺下一流程，部分污泥沉降收集用于固态发酵，厌氧生物反应器产生的沼气部分通入膜反应器，防止膜堵塞，截留下来的不充分发酵废水回流生物反应器，通过二次发酵，沼气被回收利用。
5.根据权利要求1所述的有机废弃物高效同步共发酵与热电联产技术集成方法，其特征在于，所述步骤s2中，固态有机废弃物发酵体系：污水处理工艺剩余污泥，经污泥浓缩池-泥水换热器，进入卵形消化池，与此同时，粉碎、化学预处理后的蓝藻藻泥、林业、秸秆，经青贮池扎实减小氧气，并控制含水量，之后通过进料池调配接种物和有机废弃物配比，进入卵形消化池与剩余污泥一道共发酵产沼气，发酵沼液...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱国营，陈士军，侯文俊，
申请(专利权)人：苏州苏净环保工程有限公司，
类型：发明
国别省市：
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