[发明专利]固液废物厌氧发酵处理系统及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及环境工程领域，具体地涉及一种固液废物厌氧发酵处理系统及其方法。

背景技术

厌氧发酵是一种微生物转化技术，尤其适合于高含水率、易降解有机废物的处理和能源化转化。因此，特别适合食品加工、厨余和餐厨垃圾及畜禽粪便等有机废物的处理。它不仅可把这类有机废物高效率地转化为可再生能源——生物气体，同时，还可副产有机肥料，从而实现有机废物的完全循环和高值利用。有机垃圾的易降解成分含量高，可更多更容易地转化成生物能源，为缓解能源紧张状况开辟新的途径，并实现有机垃圾的高值转化。此外，农村废物及城市有机垃圾大多不含有害物质，富含氮、磷、钾等营养物质，经厌氧生物处理后产生的沼渣是很好的有机肥料，直接或经简单处理后即可使用，对促进农业的可持续发展也有重要作用，从而实现有机垃圾真正意义上的完全资源循环。

目前，需要一种能够高效地利用有机废物并能够同时实现固体和液体废物厌氧发酵的处理方法及系统。

发明内容

针对上述需求，本发明提供一种废物厌氧发酵处理系统，其技术方案如下。

本发明的废物厌氧发酵处理系统，包括第一进料口、厌氧反应器、固液分离机、第一控液阀和集气通道，所述厌氧反应器包括至少一个水解反应器、固体消化器和液体消化器，所述第一进料口与所述水解反应器连通，所述水解反应器分别与固体消化器和液体消化器相连通，所述固体消化器与固液分离机连通，所述液体消化器和固液分离机均与所述第一控液阀连通，所述水解反应器、固体消化器和液体消化器均与所述集气通道连通。

优选地，其还包括第二控液阀、第三控液阀、第四控液阀，所述第二控液阀与所述水解反应器连通，所述第三控液阀安装在所述水解反应器和固体消化器之间并与该两者连通，所述第四控液阀安装在所述水解反应器和液体消化器之间并与该两者连通。

优选地，其还包括第二进料口和第五控液阀，所述第二进料口与所述第五控液阀连通，所述第五控液阀与所述固体消化器连通。

优选地，其还包括第三进料口和第六控液阀，所述第三进料口与所述第六控液阀连通，所述第六控液阀与所述液体消化器相连通。

优选地，所述第三进料口还与所述第二控液阀相连通。

优选地，所述第一控液阀还与所述第二控液阀相连通。

本发明还提供一种废物厌氧发酵处理方法，其技术方案如下。

该方法包括以下步骤：

(1)将固液混合物料经过第一进料口输入水解反应器，固液混合物料在其中的水解菌和产酸菌的作用下厌氧降解，降解剩余的降解固态物经过泵进入固体消化器、降解后的降解液态物经过泵进入液体消化器、降解气态物氢气、甲烷、二氧化碳进入集气通道；

(2)所述降解固态物在固体消化器中微生物的作用下转化为沼渣、沼液和气体甲烷、二氧化碳；所述降解液态物在液体消化器中微生物的作用下转化为沼液和气体甲烷、二氧化碳；

(3)固体消化器转化的沼渣和沼液经过固液分离机进行分离，分离后的沼液与液体消化器转化的沼液经第一控液阀混合，固体消化器和液体消化器转化的气体均进入集气通道。

优选地，所述液体消化器为厌氧生物膜混合型反应器、厌氧序批式反应器、上流式厌氧反应器或厌氧生物滤器；所述水解反应器的温度设置为20-55℃、pH值设置为4.5-8.0；所述固体消化器和液体消化器的温度设置为20-55℃，pH值设置为6.8-8.2。

优选地，固体物料能够通过所述第二进料口和第五控液阀进入固体消化器和/或液体物料能够通过所述第三进料口和所述第六控液阀进入液体消化器。

优选地，液体物料能够通过所述第三进料口和所述第二控液阀进入水解反应器或者转化后的沼液能够通过回流至所述第二控液阀。

与现存的厌氧发酵系统相比，本发明的系统及方法的有益效果如下。

(1)本发明的系统通过处理废物及废水等有机物来(例如食品和食品加工废料、农业残余物、动物粪便及生活有机垃圾等)生产生物气体能源(氢气、甲烷气、二氧化碳)和沼渣、沼液。其用于农村及城市废弃物及废水的处理。农村废弃物包括畜禽粪便、秸秆、农产品及食品加工废料；城市废弃物包括生活垃圾、餐饮垃圾、污泥。从废弃物及废水中产生氢气和甲烷气体可以用作燃料来发电和产热，或作为车用燃料。

(2)生物气体可以用来作为发电的燃料或者作为车用燃料或生产其他化工产品的工业原料。沼渣和沼液可以作为生物肥料来利用。

(3)生物发酵过程效率更高，并且可以产生更多的生物气体。