[实用新型]一种城市生活有机垃圾强化水解和厌氧消化产生生物燃气的配套设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及到一种有机垃圾处理的配套设备，更具体地说，本实用新型涉及到一种城市生活有机垃圾强化水解和厌氧消化产生生物燃气(以甲烷为主)的配套设备。

背景技术

随着城市化进程的加快和人民生活水平的提高，城市生活垃圾的产生量也不断增加，2007年全国城市生活垃圾清运量为1.5亿吨。对于大量的城市生活垃圾，如果处理不当会对自然和社会环境造成严重的危害，例如侵占土地、污染水体和大气、危害农业生态系统、影响环境卫生、传播疾病，甚至引起爆炸事故等，而且还会并发各种社会问题，制约城市的发展。近年，中国城市生活垃圾的成分发生了明显的变化，其中一个最为显著的变化是有机成分的增加，无机成分的减少。目前，50％以上的城市生活垃圾为厨余垃圾、水果蔬菜加工垃圾、畜禽加工垃圾、市政绿化垃圾、废纸等，这类垃圾称为城市生活有机垃圾。

城市生活有机垃圾最大的特点是水分含量和有机质含量较高，水分含量一般在70％以上，有机质含量以干基计一般在75％以上。上述特点使得目前的主要城市生活垃圾处理技术均存在一些问题，例如，较高的有机质含量导致在填埋过程中产生大量能够污染地下水和土壤圈的渗滤液以及无序排放的温室气体甲烷；而较高的水分含量导致焚烧处理时需要添加大量额外的辅助燃料。实际上，如今的卫生填埋对选址要求较高，且占地面地较大，在许多大城市，已经很难找到适合卫生填埋的场地；对于焚烧处理，由于存在二次污染等问题，目前政府和民众对焚烧处理也持谨慎的态度。因此，迫切需要开发一种新的无二次污染且占地面积小的处理方式。对城市生活有机垃圾的有效处理能够为城市生活垃圾处理做出很大贡献。高水分含量和高有机质含量的特点使得城市生活有机垃圾更适于进行厌氧消化处理，而且在处理垃圾的同时能获得清洁可再生的生物燃气(以甲烷为主)。

从生化成分上来讲，城市生活有机垃圾包括多糖、淀粉、膳食纤维、膳食蛋白、油脂类等容易降解部分以及纤维素、木质纤维素、非食用性蛋白等难降解部分，前者主要来自于食物垃圾、水果蔬菜加工垃圾，后者主要来自于废纸、树叶、草、羽毛、头发和皮革等。有机质厌氧消化产甲烷过程主要包括水解、酸化和产甲烷三个过程。对于易降解部分，整个水解、产酸和产甲烷过程都容易进行，中温(30℃～38℃)厌氧消化就能完成有机质的基本降解；而对于难降解部分，由于其复杂的物质结构导致其水解较难进行，而水解是整个厌氧消化产甲烷的第一步，只有完成水解才能进行后续的产酸和产甲烷过程。因此，对城市生活有机垃圾中难降解部分的强化水解是整个厌氧消化产生物燃气处理的关键步骤。

目前国外申请公开的专利中，有报道采用温度两相厌氧消化工艺设备(USPatent 5746919)来处理废弃物，在第一相反应器中进行高温(56℃)厌氧消化，在第二相反应中进行中温(35℃)厌氧消化。但即使采用高温(56℃)厌氧消化，对难降解有机质水解程度的提高仍然有限。与中温厌氧消化相比，高温厌氧消化虽能够大幅提高城市生活有机垃圾中的病原菌去除率，但是不能彻底杀死病原菌，这就限制了有机垃圾厌氧消化残渣的广泛地肥料化利用。另外，与中温厌氧消化相比，高温厌氧消化更容易受到氨氮抑制。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种城市生活有机垃圾强化水解和厌氧消化产生物燃气的配套设备，以提高城市生活有机垃圾的可生物降解度、有机质去除率、原料产生物燃气能力以及病原菌去除率。

为实现以上目的，本实用新型采取了以下的技术方案：一种城市生活有机垃圾强化水解和厌氧消化产生生物燃气的配套设备，包括依次连通的储水池、原料调节池、增温水解池、中温厌氧消化反应器、超高温强化水解反应器、高温厌氧消化反应器、沉淀池、消化液储存池，所述消化液储存池底部消化液出口通过输送管道与所述原料调节池顶部消化液进口连通；所述沉淀池底部的排泥口连接到固液分离机的原料入口，该固液分离机的消化液出口与所述消化液储存池顶部消化液入口连通；还包括有接收从所述固液分离机固液分离后的消化残渣的消化残渣存放池；所述原料调节池上还配备有破碎机。

本实用新型的创新之处在于上述装置的相互连接，目前没有这种整体系统来处理城市生活有机垃圾。该实用新型的一个重要特别之处是，在中温厌氧消化反应器和高温厌氧消化反应器之间引入超高温强化水解反应器，以提高整体系统的垃圾处理能力和生物燃气产率。

所述储水池的底部出水口通过输水泵与所述原料调节池顶部的进水口连通。通过输水泵的作用能控制进入原料调节池的水量，以确保所需的原料浓度。