申请日2020.12.30
公开（公告）日2021.05.04
IPC分类号A01K67/033; A23K50/90; A23K10/26; A23K10/37; A23K20/10; C05F3/00; B09B3/00; B09B5/00
摘要
本发明涉及餐厨垃圾的处理技术领域，更具体地说，它涉及一种餐厨垃圾深度资源化的处理方法，所述方法包括步骤有：深度预处理、三相分离处理、制备有机饲料、黑水虻养殖以及黑水虻资源化处理。本发明提高了餐厨垃圾中粗油脂的回收率，产生的粗油脂含油率高达97％；处理过程中产生的废水不需要进行厌氧消化，可直接进入污水处理站，同时部分废水可用于黑水虻养殖饲料的制备，减轻了污水处理站的压力，减少了投资成本；制备的有机饲料营养密度高且均匀，缩短了黑水虻的养殖周期，实现了黑水虻幼虫和虫粪的机械化筛分；采用自动导引运输车等自动化设备进行黑水虻养殖，实现了黑水虻的自动化和规模化养殖，节省了人力成本，提高了生产效率。
权利要求书
1.一种餐厨垃圾深度资源化的处理方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
S1、深度预处理，餐厨垃圾依次经固液分离处理、水力分选处理、破碎制浆处理、深度除杂处理后，制备获得均质有机浆料，
所述餐厨垃圾经所述固液分离处理后，获得固体餐厨垃圾和滤液，
所述水力分选处理为将所述固体餐厨垃圾输入水力分选机中，去除固体餐厨垃圾中的轻杂质和重杂质，获得有机浆料第一中间体，
所述破碎制浆处理为将所述有机浆料第一中间体和所述滤液输送至破碎机中破碎混合，获得有机浆料第二中间体；
S2、三相分离处理，所述均质有机浆料加热搅拌至均匀状态后，输入三相分离机中，分离出废水、有机渣料和粗油脂；
S3、制备有机饲料，将辅料、所述有机渣料、所述部分废水通过混料机强制搅拌混合均匀，制备获得混合料，将所述混合料进行破碎处理，制备获得有机饲料，所述辅料用于调节所述有机饲料含水率，所述混合料的含水率为70％～73％；
S4、黑水虻养殖，
虫卵孵化，所述有机饲料和黑水虻虫卵投入孵化盒中，获得黑水虻1龄幼虫，所述黑水虻虫卵和所述有机饲料的重量比为1:50，
幼虫养殖，所述黑水虻1龄幼虫投入含有摊铺均匀的所述有机饲料的养殖盒中，所述黑水虻1龄幼虫与所述有机饲料的重量比为1:240～260，将所述养殖盒布置在养殖架上，养殖5～7天获得黑水虻适龄幼虫与虫粪的混合物，
虫粪分离，筛分机分离所述黑水虻适龄幼虫与所述虫粪的混合物；
S5、黑水虻资源化，所述黑水虻适龄幼虫微波烘干制得高蛋白的干虫，所述虫粪经好氧堆肥制得有机肥料。
2.如权利要求1所述餐厨垃圾深度资源化的处理方法，其特征在于，所述有机浆料第二中间体的固体含量为5％～7％，所述有机浆料第二中间体粒径＜10mm。
3.如权利要求1所述餐厨垃圾深度资源化的处理方法，其特征在于，所述深度除杂处理为所述有机浆料第二中间体输入沉砂池中沉淀并通过旋流除砂器分离杂质，再输入卧螺除渣机中分离轻杂质，制备获得所述均质有机浆料。
4.如权利要求1所述餐厨垃圾深度资源化的处理方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述三相分离机的进料温度为50℃～60℃，所述粗油脂的含油率＞97％，所述废水的含油率＜0.3％，所述有机渣料的含油率＜0.3％，所述有机渣料的含水率为70％～75％。
5.如权利要求1所述餐厨垃圾深度资源化的处理方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述辅料的含水率为10％，粒径＜3mm，所述辅料为麦秸秆和/或麦麸，所述混合料的粒径＜3mm。
6.如权利要求1所述餐厨垃圾深度资源化的处理方法，其特征在于，所述虫卵孵化过程中，环境温度为30℃～35℃，空气湿度为75％。
7.如权利要求1所述餐厨垃圾深度资源化的处理方法，其特征在于，所述幼虫养殖过程中，所述有机饲料摊铺的厚度＜5cm。
8.如权利要求1所述餐厨垃圾深度资源化的处理方法，其特征在于，所述幼虫养殖过程中，环境温度为25℃～30℃，空气湿度为70％。
9.如权利要求1所述餐厨垃圾深度资源化的处理方法，其特征在于，所述幼虫养殖过程中，所述养殖盒的布置采用空间立体方式，通过自动喂食机布料。
10.如权利要求1所述餐厨垃圾深度资源化的处理方法，其特征在于，所述幼虫养殖过程中，当所述黑水虻幼虫体长＞200mm，虫粪含水率＜40％时，结束养殖。
说明书
一种餐厨垃圾深度资源化的处理方法
技术领域
本发明涉及餐厨垃圾的技术领域，更具体地说，它涉及一种餐厨垃圾深度资源化的处理方法。
背景技术
餐厨垃圾是指家庭、学校、机关公共食堂以及餐饮行业的食物废料和食物残余，具有含水率高、有机物含量丰富、含盐量大的特点，有很大的回收利用价值。
餐厨垃圾极易腐烂、滋生细菌，若处理不当，环境污染非常大，目前我国餐厨垃圾的处理方式是先经过分选、破碎、压榨等预处理后，对压榨后的滤液和渣料再进行资源化利用，主要的资源化工艺有如下几种：滤液进行三相分离提取粗油脂，该工艺粗油脂的收率较低，只对压榨后的滤液进行三相分离提取粗油脂，而渣料中的粗油脂未得到充分的利用。渣料进行干化制备有机饲料，该工艺虽然简单易操作，但是有同源性污染的风险。渣料和三相分离产生的废水混合，进行全物料厌氧消化产沼气，该工艺投资高、收益低、处理不彻底，沼渣还需要再进行处理。渣料进行养殖黑水虻，该工艺虽然投资低、收益高，可以生产出高品质的蛋白饲料和优质有机肥料，但是黑水虻养殖和筛分的控制难度大，难以实现自动化和规模化养殖。
综上，目前我国餐厨垃圾资源化处理存在如下问题：
(1)只对餐厨垃圾中的滤液进行三相分离提取粗油脂，渣料中的粗油脂未得到充分的利用，粗油脂收率低；
(2)黑水虻养殖和筛分控制难度大，难以实现自动化和规模化养殖。
发明内容
针对上述存在的问题，本发明的目的是在于提供一种基于餐厨垃圾的深度资源化的处理方法，该方法提高了粗油脂的回收率和含油率，产生的粗油脂含油率高达97％以上；处理过程中产生的废水不需要进行厌氧消化，可直接进入污水处理站，同时部分废水可用于黑水虻养殖饲料的制备，减轻了污水处理站的压力，减少了投资成本；同时本发明基于餐厨垃圾制备可用于黑水虻养殖的有机饲料，通过大量实验得出最佳虫料比和最佳养殖条件，缩短了黑水虻的养殖周期，实现了黑水虻幼虫和虫粪的机械化筛分；同时采用自动化设备，实现了黑水虻的自动化和规模化养殖，节省了人力成本，提高了生产效率。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的，一种餐厨垃圾深度资源化的处理方法，所述方法包括以下步骤：
S1、深度预处理，餐厨垃圾依次经固液分离处理、水力分选处理、破碎制浆处理、深度除杂处理后，制备获得均质有机浆料，
所述餐厨垃圾经所述固液分离处理后，获得固体餐厨垃圾和滤液，
所述水力分选处理为将所述固体餐厨垃圾输入水力分选机中，去除固体餐厨垃圾中的轻杂质和重杂质，获得有机浆料第一中间体，
所述破碎制浆处理为将所述有机浆料第一中间体和所述滤液输送至破碎机中破碎混合，获得有机浆料第二中间体；
S2、三相分离处理，所述均质有机浆料加热搅拌至均匀状态后，输入三相分离机中，分离出废水、有机渣料和粗油脂；
S3、制备有机饲料，将辅料、所述有机渣料、所述部分废水通过混料机强制搅拌混合均匀，制备获得混合料，将所述混合料进行破碎处理，制备获得有机饲料，所述辅料用于调节所述有机饲料含水率，所述混合料的含水率为70％～73％；
S4、黑水虻养殖，
虫卵孵化，所述有机饲料和黑水虻虫卵投入孵化盒中，获得黑水虻1龄幼虫，所述黑水虻1龄幼虫为黑水虻虫卵刚刚孵化出来的黑水虻幼虫，所述黑水虻虫卵和所述有机饲料的重量比为1:50，
幼虫养殖，所述黑水虻1龄幼虫投入含有摊铺均匀的所述有机饲料的养殖盒中，所述黑水虻1龄幼虫与所述有机饲料的重量比为1:240～260，所述养殖盒布置在养殖架上，养殖5～7天获得黑水虻适龄幼虫与虫粪的混合物，
虫粪分离，筛分机分离所述黑水虻适龄幼虫与所述虫粪的混合物；
S5、黑水虻资源化，所述黑水虻适龄幼虫微波烘干制得高蛋白的干虫，所述虫粪经好氧堆肥制得有机肥料。
作为优选的，所述有机浆料第二中间体的固体含量为5％～7％，所述有机浆料第二中间体粒径＜10mm。
作为优选的，所述深度除杂处理为所述有机浆料第二中间体输入沉砂池中沉淀并通过旋流除砂器分离杂质，再输入卧螺除渣机中分离轻杂质，制备所述均质有机浆料。
作为优选的，所述步骤S2中，所述三相分离机的进料温度为50℃～60℃，所述粗油脂的含油率＞97％，所述废水的含油率＜0.3％，所述有机渣料的含油率＜0.3％，所述有机渣料的含水率为70％～75％。
作为优选的，所述辅料的含水率为10％，粒径＜3mm，所述辅料为麦秸秆和/或麦麸，所述混合料的粒径＜3mm。
作为优选的，所述虫卵孵化过程中，环境温度为30℃～35℃，空气湿度为75％。
作为优选的，所述幼虫养殖过程中，所述有机饲料摊铺的厚度＜5cm。
作为优选的，所述幼虫养殖过程中，环境温度为25℃～30℃，空气湿度为70％。
作为优选的，所述幼虫养殖过程中，所述养殖盒的布置采用空间立体方式，通过自动喂食机布料，只需布料一次，在养殖过程中不需要二次布料或者翻料。
作为优选的，所述幼虫养殖过程中，当所述黑水虻幼虫体长＞200mm，虫粪含水率＜40％时，结束养殖。
本发明具有以下有益效果：
其一，提高了粗油脂回收率和含油率，本发明的餐厨垃圾经过深度除杂制备均质有机浆料，使料渣中的粗油脂得以充分利用，均质有机浆料也有利于提高三相分离的效率，从而产生的粗油脂含油率高达97％以上；
其二，三相分离处理过程中产生的废水不需要进行厌氧消化，可直接进入污水处理站，减少了投资成本，同时部分废水可作为制作有机饲料的原料，不仅充分利用了废水中的有机物，也减轻了污水处理站的处理压力；
其三，三相分离处理过程中产生的有机渣料含油率低，因此制备的有机饲料无需进行发酵处理，节约材料成本；
其四，缩短了黑水虻的养殖周期，本发明生产的有机饲料营养密度高且均匀，可避免黑水虻幼虫大小不均匀的情况，可将养殖周期缩短1～2天；
其五，实现了黑水虻的自动化和规模化养殖，本发明通过大量实验得出最佳虫料比和最佳养殖条件，实现了幼虫养殖过程中只在初始定量加料一次，养殖结束后即可达到幼虫和虫粪的筛分要求，避免了二次投料或中途进行翻料所带来的场地和人工成本的增加，同时也使用立体养殖架、AGV机器人即自动导引运输车等自动化设备布置养殖架和运输，实现了自动化，节省了人力成本并提高了效率。
（发明人：杨林;张艳华;徐文彬;郭杏林;周凯;胡文静）