一種廢棄果蔬厭氧消化和沼氣凈化提純的系統和方法技術方案

本發明專利技術提供了一種廢棄果蔬厭氧消化和沼氣凈化提純的系統和方法，該系統含有五大組成部分：進料單元、厭氧消化單元、沼液過濾單元、沼渣烘干單元和沼氣凈化處理單元。該系統利用厭氧消化工藝生產沼氣，并將產生的沼氣用于烘干沼渣制備顆粒燃料，該系統還利用了中空纖維膜系統制備生物天然氣的工藝系統及方法，本發明專利技術實現了廢棄物的高效轉化，通過厭氧消化、中空纖維膜分離系統將農業的廢棄果蔬轉變為生物天然氣和顆粒成型燃料。

System and method for anaerobic digestion of waste fruits and vegetables and purification and purification of methane

The present invention provides a kind of fruit and vegetable waste anaerobic digestion and biogas purification purification system and method, the system contains five parts: feeding unit, anaerobic digestion, biogas residue, biogas slurry filtration unit unit drying unit and biogas purification unit. The system uses the anaerobic digestion process of methane production, and the production of biogas residue for drying preparation of granular fuel, the system also uses the technology system of hollow fiber membrane preparation system of bio gas and method, the invention realizes the efficient conversion of waste, agricultural waste of fruits and vegetables into natural gas and biological particles forming fuel through anaerobic digestion, hollow fiber membrane separation system.

【技術實現步驟摘要】
一種廢棄果蔬厭氧消化和沼氣凈化提純的系統和方法
本專利技術涉及保護設備領域，具體的是一種廢棄果蔬厭氧消化和沼氣凈化提純的系統，還是一種廢棄果蔬厭氧消化和沼氣凈化提純的方法。
技術介紹
近年來由于產業結構調整，水果和蔬菜集約化種植的迅速發展，果蔬廢棄物的大量產生和富集已經構成了對農田、水體、果蔬配送市場和其他人居環境的嚴重威脅，成為一種不可忽視的污染源。據統計，中國每年產生的果蔬廢棄物高達1.0億噸，其中絕大部分沒有進行資源化利用而被當作垃圾隨意丟棄或者排放到環境中，給空氣、水體和人居環境都帶來了風險。因此，對果蔬廢棄物的處理、加工和利用成為消除污染實現資源化利用的必然途徑。果蔬廢棄物易發生腐爛，pH值較低，含水率高，總固體含量一般為8％-18％，其中可揮發性固體大約占固體總含量87％左右。有機質部分包括75％的糖分和半纖維素、9％的纖維素以及5％的木質素，N、P、K等營養元素含量豐富，基本無毒害性。果蔬廢棄物主要產生在其種植田地和加工交易場所，容易實現單獨收集處理。統計數據表明，如果將果蔬廢棄物按照一般處理生活垃圾的方式進行處理，其成本較高且資源浪費情況嚴重。中國專利CN104651218A，公開日期2015年5月27日，公開了一種《果蔬垃圾厭氧發酵與沼氣發電機余熱耦合利用系統及方法》，該系統利用擠壓固液分離機對果蔬垃圾進行固液分離，分離后的液體進入厭氧消化池產沼氣，果蔬渣進入水熱反應器進行水解酸化，酸化后的物料進入高溫發酵倉產沼氣。通過上述專利可知，在針對果蔬垃圾厭氧發酵時，現有的技術均采用了固液分離的方式，對于果蔬渣進行水解酸化，對固液分離過程產生的汁液和水解酸化部分產生的發酵液進行厭氧產沼氣，該工藝較為復雜。
技術實現思路
為了解決現有果蔬垃圾處理工藝需要在厭氧發酵前進行固液分離因而處理工藝復雜的問題。本專利技術提供了一種廢棄果蔬厭氧消化和沼氣凈化提純的系統和方法，該廢棄果蔬厭氧消化和沼氣凈化提純的系統和方法不需要提前對果蔬垃圾進行固液分離，粉碎后的果蔬垃圾直接進入厭氧產甲烷罐發酵產沼氣，相比之下，本專利技術的系統和方法更為簡單。本專利技術解決其技術問題所采用的技術方案是：一種廢棄果蔬厭氧消化和沼氣凈化提純的系統，包括：進料單元，用于粉碎和輸送物料；厭氧消化單元，含有厭氧消化罐，該進料單元與厭氧消化罐的入口連接；沼液過濾單元，用于將厭氧消化罐排出的沼液和沼渣分離，該沼液過濾單元與厭氧消化罐的沼液和沼渣排出口連接；沼渣烘干單元，能夠將該沼液過濾單元分離出的沼渣烘干；沼氣凈化處理單元，能夠將厭氧消化罐排出的沼氣凈化和提純，該沼氣凈化處理單元與厭氧消化罐的沼氣排出口連接。沿物料的輸送方向，該進料單元含有依次連接的螺旋輸送機、對輥粉碎機和螺桿泵。沿物料的輸送方向，螺旋輸送機之前設置有料斗，對輥粉碎機和螺桿泵之間設置有水力旋流沉沙器。螺旋輸送機的出口連接有配水管道，該配水管道能夠向螺旋輸送機的出口內注水。該沼液過濾單元含有依次連接的厭氧出料池、固液分離機和沼液清液池，厭氧出料池與厭氧消化罐的沼液和沼渣排出口連接，沼液清液池與固液分離機的沼液排出口連接。該進料單元含有對輥粉碎機，沼液清液池通過沼液回用泵與對輥粉碎機連接，沼液回用泵能夠將沼液清液池內的沼液注入對輥粉碎機內。該沼渣烘干單元含有依次連接的沼渣螺旋輸送機、槳葉式干化機和沼渣擠壓造粒機，沼渣螺旋輸送機的入口與固液分離機的沼渣排出口連接。該沼氣凈化處理單元含有依次連接的雙膜氣柜、沼氣脫硫設備、沼氣除雜設備和沼氣膜法提純設，雙膜氣柜的入口與厭氧消化罐的沼氣排出口連接。沼氣除雜設備含有依次連接的粗過濾器、冷干機、精細過濾器和羅茨風機，該粗過濾器的入口端與沼氣脫硫設備的出口連接；沼氣膜法提純設備含有依次連接的電加熱器、活塞式壓縮機、中空纖維膜分離裝置、天然氣增壓機和儲氣鋼瓶，該電加熱器的入口端與該羅茨風機的出口連接；該沼渣烘干單元含有槳葉式干化機，沼氣除雜設備還與槳葉式干化機連接，槳葉式干化機能夠使用經過沼氣除雜設備除雜后的沼氣作為燃料。一種廢棄果蔬厭氧消化和沼氣凈化提純的方法，該廢棄果蔬厭氧消化和沼氣凈化提純的方法采用了上述的廢棄果蔬厭氧消化和沼氣凈化提純的系統，該廢棄果蔬厭氧消化和沼氣凈化提純的方法包括以下步驟：步驟1、物料在該進料單元中粉碎并輸送至該厭氧消化單元；步驟2、物料在該厭氧消化單元中轉變為沼氣、沼液和沼渣；步驟3、所述沼液和沼渣進入該沼液過濾單元分離，該沼液過濾單元將分離出的沼渣輸送至該沼渣烘干單元，該沼渣烘干單元將該沼渣烘干，所述沼氣進入所述沼氣凈化處理單元進行凈化和提純處理。本專利技術的有益效果是：第一，本專利技術提供的廢棄果蔬厭氧消化的系統和方法，其進料方式簡單，采用粉碎機、螺旋輸送機、切割機的組合方式，減少了占地面積小，省去了調漿池的土建成本，且設備的模塊化程度高。該進料方式的合適設置大大減少了前處理的工藝步驟和成本；第二，本專利技術將粉碎后的蔬菜全部送入厭氧消化罐進行厭氧消化產沼氣，而傳統的方式則需要將粉碎后的蔬菜先進行固液分離，將蔬菜汁輸送至厭氧消化罐產氣，蔬菜渣作為堆肥原料制肥。相比于傳統的方法，本專利技術的不僅利用了蔬菜汁液、還利用了蔬菜渣，因此產氣率更高。第三，本專利技術使用厭氧系統產生的一部分沼氣來烘干產生的沼渣，并制成成型顆粒沼渣，成型的顆粒沼渣以木質素、纖維素為主，熱值高，可作為生物質燃料使用，相比于沼渣制肥料而言，本專利技術的工業化程度更高，成型燃料的銷售面更廣，市場前景優于沼渣制肥料工藝。附圖說明構成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本專利技術的進一步理解，本專利技術的示意性實施例及其說明用于解釋本專利技術，并不構成對本專利技術的不當限定。圖1是本專利技術所述廢棄果蔬厭氧消化和沼氣凈化提純的系統的總體示意圖。1、料斗；2、螺旋輸送機；3、對輥粉碎機；4、水力旋流沉沙器；5、螺桿泵；6、厭氧消化罐；7、厭氧出料池；8、固液分離機；9、沼液清液池；10、沼液回用泵；11、雙膜氣柜；12、沼氣脫硫設備；13、沼氣除雜設備；14、沼氣膜法提純設備；15、沼渣螺旋輸送機；16、槳葉式干化機；17、沼渣擠壓造粒機。具體實施方式需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本專利技術。一種廢棄果蔬厭氧消化和沼氣凈化提純的系統，包括：進料單元A，用于粉碎和輸送物料；厭氧消化單元B，含有厭氧消化罐6，該進料單元與厭氧消化罐6的入口連接；沼液過濾單元C，用于將厭氧消化罐6排出的沼液和沼渣分離，該沼液過濾單元與厭氧消化罐6的沼液和沼渣排出口連接；沼渣烘干單元D，能夠將該沼液過濾單元分離出的沼渣烘干；沼氣凈化處理單元E，能夠將厭氧消化罐6排出的沼氣凈化和提純，該沼氣凈化處理單元與厭氧消化罐6的沼氣排出口連接，如圖1所示。該廢棄果蔬厭氧消化和沼氣凈化提純的系統含有五大組成部分，分別為進料單元A、厭氧消化單元B、沼液過濾單元C、沼渣烘干單元D和沼氣凈化處理單元E，所述物料為廢棄果蔬(水管和/或蔬菜)，所述物料在粉碎后進入厭氧消化罐6進行厭氧發酵并生成沼氣、沼液和沼渣，沼液過濾單元C用于將厭氧消化罐6排出的沼液和沼渣的混合物分離成相互獨立沼液和沼渣，沼渣烘干單元D能夠將沼渣進一步烘干。在本實施例中，沿物料的輸送方向，該進料單元含本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種廢棄果蔬厭氧消化和沼氣凈化提純的系統，其特征在于，該廢棄果蔬厭氧消化和沼氣凈化提純的系統包括：進料單元，用于粉碎和輸送物料；厭氧消化單元，含有厭氧消化罐(6)，該進料單元與厭氧消化罐(6)的入口連接；沼液過濾單元，用于將厭氧消化罐(6)排出的沼液和沼渣分離，該沼液過濾單元與厭氧消化罐(6)的沼液和沼渣排出口連接；沼渣烘干單元，能夠將該沼液過濾單元分離出的沼渣烘干；沼氣凈化處理單元，能夠將厭氧消化罐(6)排出的沼氣凈化和提純，該沼氣凈化處理單元與厭氧消化罐(6)的沼氣排出口連接。

【技術特征摘要】
1.一種廢棄果蔬厭氧消化和沼氣凈化提純的系統，其特征在于，該廢棄果蔬厭氧消化和沼氣凈化提純的系統包括：進料單元，用于粉碎和輸送物料；厭氧消化單元，含有厭氧消化罐(6)，該進料單元與厭氧消化罐(6)的入口連接；沼液過濾單元，用于將厭氧消化罐(6)排出的沼液和沼渣分離，該沼液過濾單元與厭氧消化罐(6)的沼液和沼渣排出口連接；沼渣烘干單元，能夠將該沼液過濾單元分離出的沼渣烘干；沼氣凈化處理單元，能夠將厭氧消化罐(6)排出的沼氣凈化和提純，該沼氣凈化處理單元與厭氧消化罐(6)的沼氣排出口連接。2.根據權利要求1所述的廢棄果蔬厭氧消化和沼氣凈化提純的系統，其特征在于，沿物料的輸送方向，該進料單元含有依次連接的螺旋輸送機(2)、對輥粉碎機(3)和螺桿泵(5)。3.根據權利要求2所述的廢棄果蔬厭氧消化和沼氣凈化提純的系統，其特征在于，沿物料的輸送方向，螺旋輸送機(2)之前設置有料斗(1)，對輥粉碎機(3)和螺桿泵(5)之間設置有水力旋流沉沙器(4)。4.根據權利要求1所述的廢棄果蔬厭氧消化和沼氣凈化提純的系統，其特征在于，螺旋輸送機(2)的出口連接有配水管道，該配水管道能夠向螺旋輸送機(2)的出口內注水。5.根據權利要求1所述的廢棄果蔬厭氧消化和沼氣凈化提純的系統，其特征在于，該沼液過濾單元含有依次連接的厭氧出料池(7)、固液分離機(8)和沼液清液池(9)，厭氧出料池(7)與厭氧消化罐(6)的沼液和沼渣排出口連接，沼液清液池(9)與固液分離機(8)的沼液排出口連接。6.根據權利要求5所述的廢棄果蔬厭氧消化和沼氣凈化提純的系統，其特征在于，該進料單元含有對輥粉碎機(3)，沼液清液池(9)通過沼液回用泵(10)與對輥粉碎機(3)連接，沼液回用泵(10)能夠將沼液清液池(9)內的沼液注入對輥粉碎機(3)內...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王星，劉曉蘭，何佳偉，陸奕軒，劉榮明，趙磊，劉靜，
申請(專利權)人：北京首創環境投資有限公司，
類型：發明
國別省市：北京,11