[发明专利]餐厨垃圾发酵产沼气一体机及其实现方法

权利要求书

1.餐厨垃圾发酵产沼气一体机，适用于安置在食堂、饭店、居民小区附近或后院，其特征在于主要包括称重系统、预处理系统、水解系统、二级固液分离装置、厌氧发酵系统、稀释水循环系统、控制系统；称重系统的出料口与预处理系统的进料口相连，预处理系统的出料口与水解系统的进料口相连，水解系统的出料口与二级固液分离装置的第一进料口相连，二级固液分离装置的第一出液口与厌氧发酵系统的进液口相连，二级固液分离装置的第二出液口与稀释水循环系统的进液口相连，厌氧发酵系统的出液口与小型沉淀槽的进口相连，小型沉淀槽的液料出口与二级固液分离装置的第二进料口相连，稀释水循环系统的出液口与水解系统的进水口相连；

所述的称重系统内设有质量测量模块、进水量分析模块以及数据存储模块，质量测量模块的两个信号输出端分别与进水量分析模块的信号输入端、数据存储模块的信号输入端相连，进水量分析模块的信号输出端与控制系统的信号输入端相连；其中质量测量模块用于获取待处理餐厨垃圾的质量数据；进水量分析模块根据餐厨垃圾与进水量的质量体积比为10-40g：100ml计算得到后续水解阶段进水量；

所述的预处理系统包括破碎系统、一级固液分离系统和油水分离系统；其中破碎系统用于将经称量后的餐厨垃圾进行破碎；一级固液分离系统用于实现破碎后餐厨垃圾的固液分离；油水分离系统用于对一级固液分离后的液体进行油水分离，水进入水解系统，油脂分离收集，可卖至做生物柴油企业；

所述的水解系统采用内配备搅拌装置的水解罐；水解罐内外源水解酶采用淀粉酶、纤维素酶或蛋白质酶；其中餐厨垃圾量100g加入酶1-5g；水解温度为36℃，水解时间为2-5h；

所述的厌氧发酵系统为上流式厌氧污泥床反应器UASB， UASB反应器内设有提供足够微生物的污泥；UASB反应器的进液口作为厌氧发酵系统的进液口，UASB反应器的出液口与小型沉淀槽的进料口相连，小型沉淀槽的出液口与二级固液分离装置的第二进料口相连；厌氧发酵罐UASB的出气口与水封罐的进气口相连，水封罐用于沼气的收集提纯；

所述的控制系统包括进水量控制模块、搅拌速率控制模块、自动控温模块；其中进水量控制模块，实现根据称重系统计算得到的进水量控制水解罐的进水体积；搅拌速率控制模块，用以控制酶与餐厨垃圾接触的比表面积，实现水解效果最大化；自动控温模块，实现水解与厌氧发酵的适宜温度。

2.如权利要求1所述的餐厨垃圾发酵产沼气一体机，其特征在于数据存储模块根据按每桶、每天、每月、每季度、每年统计餐厨垃圾量。

3.如权利要求1所述的餐厨垃圾发酵产沼气一体机，其特征在于所述的破碎系统采用螺旋推进杆实现破碎。

4.基于权利要求1-3任一所述餐厨垃圾发酵产沼气一体机的一种餐厨垃圾处理方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

步骤（1）、称重

将餐厨垃圾置于称重系统的餐厨垃圾专用标准方桶内，经质量测量模块获取垃圾质量数据，然后将数据传送至进水量分析模块，同时传送至数据存储模块进行数据保存；进水量分析模块根据接收到的垃圾质量数据，按照餐厨垃圾与进水量的质量体积比10-40g：100ml的比例关系计算获得后续水解罐内的进水量，然后传送至控制模块；

步骤（2）、预处理

经称量后的餐厨垃圾进入破碎系统进行破碎，破碎的粒径0.5-2cm；将破碎后的垃圾在一级固液分离系统进行一级固液分离；一级固液分离后的液料进入油水分离系统，分离后水进入水解罐，油脂分离收集，可卖至做生物柴油企业；一级固液分离后的固料直接进入水解罐；

步骤（3）、水解

将预处理后餐厨垃圾进入水解罐后，进水量控制模块根据前期接收到的进水量数据添加水到水解罐进行稀释、制浆；自动控温模块通过人工设定从而控制水解温度，同时水解罐内加入外源水解酶，搅拌速率控制模块通过人工设定用以控制酶与餐厨垃圾接触的比表面积，加快餐厨垃圾液化水解，使得餐厨垃圾减量率达到70%以上，液态水解产物中SCOD提高200%以上，实现餐厨垃圾快速、高效水解、纯化；

步骤（4）、二级固液分离

将水解后的固液混合物排入二级固液分离装置进行固体沼渣分离，分离后的水解液大部分进入UASB反应器，小部分回流到稀释水池；

步骤（5）、厌氧发酵

餐厨垃圾水解液进入USAB反应器内,发酵气体（即沼气）经水封罐收集提纯；发酵后的产物排放到小型沉淀槽内，小型沉淀槽内的一部分上清液回流进入发酵罐体内，一部分进入稀释水循环系统；

步骤（6）、稀释水循环

水解罐分流一部分水以及UASB反应器经发酵后的处理水均收集在稀释水槽中，通过提升泵将水循环入水解罐中；

步骤（3）所述的外源水解酶采用淀粉酶、纤维素酶或蛋白质酶；其中餐厨垃圾量100g加入酶1-5g；

步骤（3）水解温度为36℃，水解时间为2-5h。