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专利布局则主要集中在能源物料和三废处理两方面,其常规协同过程如图1和表1所示:主要体现在利用焚烧设备处理厌氧发酵的沼渣、利用厌氧发酵处理生活垃圾渗滤液、厌氧发酵产生的沼气用于焚烧发电、焚烧余热用于厌氧发酵设备加热、厌氧发酵产生的臭气通过焚烧设备焚烧净化、废液合并无害化处理、共享公共设施、厌氧发酵杂质焚烧等[2]。
三、重点专利分析
餐厨垃圾厌氧发酵与生活垃圾垃圾焚烧协同处理技术因产业化研究较晚,相关专利布局较少,2010年以前主要集中在日本,1975年日本专利申请JPS5219475A(公开号,下同)将垃圾焚烧厂的渗滤液与餐厨垃圾一同厌氧发酵,并将沼渣和沼气进行焚烧,餐厨垃圾厌氧发酵与生活垃圾垃圾焚烧协同处理雏形初步形成。之后很多年相关研究一直没有得到重视,处于停滞阶段,直至2005-2008年,日本专利申请JP2006297210A、JP2008221142A、JP2009220087A才分别从厌氧发酵沼气代替焚烧燃油、焚烧余热为厌氧发酵提供热能、餐厨垃圾杂质合并焚烧等方向开展了进一步的研究。2011后随着国内对环境卫生要求的越来越高、餐厨垃圾处理领域投入越来越高,餐厨垃圾厌氧发酵与生活垃圾垃圾焚烧协同处理技术逐渐成为国内餐厨处理的一个重要研究方向,国内相关专利布局逐渐增加,光大环保光大环境(原光大环保)在焚烧与厌氧发酵协同处理的研究处于国内领先水平,2011年其申请的专利申请CN102950137A是国内首次明确涉及餐厨垃圾在垃圾焚烧发电厂中的协同处理方法的国内专利,从餐厨垃圾杂质和沼渣焚烧、沼气和沼渣的焚烧利用、沼气作为CNG车用燃料以及垃圾焚烧发电厂中的废热蒸汽作为高温发酵的热源四个方面的协同做了系统的研究和改进,并在2019年通过申请CN210023209U、CN210125627U、CN110976472A对相关方法设备进行布局,在厌氧发酵臭气焚烧、废液共处理、设备共用等方面进一步优化协同处理过程。舟山旺能环保能源有限公司、武汉龙净环保工程有限公司等企业近些年也在能源物料和三废处理的协同上在国内进行了相应的布局(CN106642133A,CN110976472A,CN105798050)。截至2020年8月,专利申请中11项涉及沼渣焚烧、11项涉及沼气燃烧发电、8项涉及焚烧余热用于厌氧发酵设备加热,上述三个也是焚烧和厌氧消化协同处理中最为常规的协同方式。而废水、废气和设备设计方面则是近年来一体化协同研究的新方向。
小结
多种有机废弃物、多种处理技术协同处理是厌氧发酵发展的新方向。焚烧与厌氧发酵协同处理从厂区布局、生产管理、能源物料、三废处理四个方面将餐厨垃圾厌氧发酵和生活垃圾焚烧发电有机的结合在一起,产生1+1>2的经济和环境效益。
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