【正文】 化物料含固率宜為8%～15%，物料消化停留時(shí)間不宜低于15天。厭氧消化系統(tǒng)應(yīng)能對(duì)物料溫度進(jìn)行控制。（10）工藝中產(chǎn)生的沼液和殘?jiān)鼞?yīng)得到妥善處理，不得對(duì)環(huán)境造成污染。消防（1）餐廚垃圾處理廠應(yīng)設(shè)置室內(nèi)、室外消防系統(tǒng)，并應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB 50016和《建筑滅火器配置設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 500140的有關(guān)規(guī)定。環(huán)境保護(hù)（1）餐廚垃圾的輸送、處理各環(huán)節(jié)應(yīng)做到密閉，并應(yīng)設(shè)置臭味收集、處理設(shè)施，不能密閉的部位應(yīng)設(shè)置局部排風(fēng)除臭裝置。（5）對(duì)噪聲大的設(shè)備應(yīng)采取隔聲、吸聲、降噪等措施。1采暖、通風(fēng)與空調(diào)（1）各建筑物的采暖、空調(diào)及通風(fēng)設(shè)計(jì)應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GBJ19）中的有關(guān)規(guī)定。1《工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》GB Z11《葉面肥標(biāo)準(zhǔn)》GB/T 174201《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GBJ 19）《電測(cè)量及電能計(jì)量裝置設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》DL/T 51372《交流電氣裝置的接地》DL/T 6212《城市生活垃圾好氧靜態(tài)堆肥處理技術(shù)規(guī)范》（CJJ/T 52）2《農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)商品有機(jī)肥料標(biāo)準(zhǔn)》NY 5252《工業(yè)企業(yè)噪聲排放限值及測(cè)量方法》近年來(lái)，隨著廣州經(jīng)濟(jì)社會(huì)的高速發(fā)展和城市化的快速推進(jìn)，廣州市生活垃圾日產(chǎn)生量呈逐年遞增的趨勢(shì)。其余均為普通居民家庭產(chǎn)生的餐廚垃圾。ZHANG[10]等廣州市餐廚垃圾的取樣分析結(jié)果表明，餐廚垃圾的含水量約為80％，可燃分含碳量（以質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)）％～％，為方便計(jì)算一般取平均值43％。針對(duì)濕式消化存在的問(wèn)題， 研究者提出了干式消化的概念。餐廚垃圾的含固率較高，一般在20%左右，且物料組成復(fù)雜，有機(jī)質(zhì)含量高，極易酸化，從而對(duì)產(chǎn)甲烷菌活性產(chǎn)生抑制。根據(jù)厭氧消化過(guò)程中產(chǎn)甲烷菌的最適溫度范圍，厭氧消化又可分為常溫消化（自然消化）、中溫消化和高溫消化。則本工藝的溫度一級(jí)消化采用高溫，二級(jí)消化采用中溫。為彌補(bǔ)單項(xiàng)厭氧消化的缺陷，GHOSH[12]于1983年提出一種改進(jìn)的兩相消化過(guò)程來(lái)處理有機(jī)垃圾。根據(jù)基本的厭氧發(fā)酵工藝和廣州市餐廚垃圾的特性，本設(shè)計(jì)的工藝流程采用干式厭氧發(fā)酵制備沼氣為核心的能源化技術(shù)方法。液體進(jìn)入集液槽，集液槽中的液體部分回流進(jìn)入預(yù)處理快速預(yù)熱混合器與新鮮原料接種，其余液體泵入二級(jí)立式發(fā)酵罐，使未完全發(fā)酵的物料在此進(jìn)行再次發(fā)酵。 干式厭氧發(fā)酵制沼氣工藝流程圖3厭氧沼氣發(fā)電工藝設(shè)計(jì)計(jì)算按照一般餐廚垃圾處理廠處理規(guī)模，取日處理量為200t來(lái)計(jì)算。餐廚垃圾經(jīng)單獨(dú)的垃圾收集車收集后進(jìn)行預(yù)處理，預(yù)處理包括分選、破碎、脫水、油脂分離和滅菌。第二步，采用機(jī)械脫水，瀝除水分后再經(jīng)高速離心機(jī)進(jìn)行高效的深度脫水。將經(jīng)過(guò)預(yù)處理的餐廚垃圾處理物送入快速預(yù)熱混合器，在此進(jìn)行預(yù)熱、攪拌和回流接種，接種后的物料經(jīng)由螺桿泵泵入?yún)捬醢l(fā)酵反應(yīng)器。每天處理餐廚垃圾200 t/d，有機(jī)物TS 濃度為23 %，則干發(fā)酵餐廚固相垃圾量TS=500=46 t/d。具體計(jì)算可使用有機(jī)物組成法： 餐廚垃圾有機(jī)物的組成（%）成分水分總糖脂肪蛋白質(zhì)鹽分其他餐廚垃圾77 總糖、蛋白質(zhì)和脂肪的產(chǎn)氣量（標(biāo)況）物質(zhì)總產(chǎn)氣量/(L/g)CH4產(chǎn)量/(L/g)CO2產(chǎn)量/(L/g)CH4產(chǎn)量/CO2產(chǎn)量總糖～～～40～60脂肪～～～28～72蛋白質(zhì)～～0、533～27～73[16]，其厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣量可由下式計(jì)算： G=aA+bB+cC （31）式中，G——有機(jī)物的理論產(chǎn)氣量（標(biāo)況），m3/kg； a，b，c——1kg有機(jī)物中組分各自的質(zhì)量，kg； A，B，C，——1kg有機(jī)物組分所產(chǎn)生的沼氣體積（標(biāo)況），m3/kg。d)機(jī)械分選后的餐廚垃圾高溫/干式HRT:12～20d；OLR:9～15kg VS/(m3接種比例不低于50％時(shí)，TS和VS去除率明顯高于接種比例低于25％時(shí)的發(fā)酵過(guò)程。一級(jí)厭氧發(fā)酵罐采用機(jī)械攪拌厭氧反應(yīng)器。厭氧發(fā)酵罐外壁上安裝加熱盤管，通過(guò)蓄熱水箱循環(huán)加熱和太陽(yáng)能進(jìn)行增溫。所以，圓形池子的建造費(fèi)用至少比具有相同截面積的矩形反應(yīng)器低12%以上，本設(shè)計(jì)厭氧反應(yīng)器形狀[14]選擇為圓形。本設(shè)計(jì)反應(yīng)器主體罐體基材為碳鋼，內(nèi)涂特別防腐蝕涂層，要求達(dá)到耐腐蝕、便于維修，性能優(yōu)良，保溫層外表美觀。其中底封頭容積可根據(jù)封頭形狀、直徑以及壁厚從有關(guān)化工設(shè)計(jì)手冊(cè)中可以查到，橢圓封頭體積可以用一下公式計(jì)算： （35）故發(fā)酵罐的全體積為: （36）。(3)攪拌葉直徑取d=1300mm，其中符合d/D=～。因此，攪拌器的設(shè)計(jì)是必不可少的。（2）攪拌器的尺寸計(jì)算六彎葉開(kāi)啟渦輪攪拌器該攪拌器的各部分尺寸與罐徑有一定的比例關(guān)系，攪拌器直徑與槽內(nèi)徑的比值為1：3，根據(jù)之前的計(jì)算，葉直徑取1300mm，底攪拌葉至底封頭高度。攪拌器的主要作用是混合，使生物細(xì)胞懸浮分散于發(fā)酵體系中，利于發(fā)酵過(guò)程的高速、高效進(jìn)行，同時(shí)強(qiáng)化傳熱過(guò)程。封頭設(shè)計(jì)為標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭，因D500mm，所以采用雙面縫焊接的方式與罐體連接。則其罐內(nèi)徑D=4200mm。H——罐身高 h——液位高 B——擋板寬 C——攪拌器葉輪與罐底間距H0——罐桶高 D——罐徑 d——攪拌器直徑 S——相鄰攪拌葉輪間距 機(jī)械通風(fēng)發(fā)酵罐的幾何尺寸常見(jiàn)的機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐的幾何尺寸比例如下：H/D=~ d/D=1/2~1/3 S/d=2~5B/D=1/8~1/2 C/d=~ H0/D=2通常，對(duì)一個(gè)發(fā)酵罐的大小用“公稱體積”表示?？垢g性是厭氧反應(yīng)器首要考慮的問(wèn)題。 發(fā)酵罐的尺寸總體積V0/m3罐內(nèi)徑D/mm罐體總高H/mm封頭的體積/m3裝液量/m3罐壓/MPa罐體壁厚/mm封頭壁厚/mm材料420012180不銹鋼在攪拌方面，由于液態(tài)垃圾有機(jī)質(zhì)漿液的粘度高，對(duì)混合要求高，此外，液態(tài)垃圾屬于厭氧發(fā)酵，無(wú)需溶解氧，不考慮氣質(zhì)傳遞的過(guò)程，故選擇用六片直葉渦輪攪拌器。處理物料的TS%為23%，無(wú)需添加新鮮水，所需反應(yīng)器容積小，占地面積省，節(jié)省熱量消耗。 物料平衡計(jì)算根據(jù)總物料質(zhì)量守恒[14]，可得下式：M=E+B （34）式中：M 為反應(yīng)器每天的進(jìn)料量；E 為反應(yīng)器每天的出料量；B 為每天產(chǎn)生的沼氣量。d)，得厭氧反應(yīng)器的有效容積取3700 m3，則其水力停留時(shí)間為18d。①每日有機(jī)物進(jìn)料量： Q有=QTSVS （32）則Q有=200000=44160 kg/d②反應(yīng)器的有機(jī)負(fù)荷率及有效容積：。一般來(lái)說(shuō)，有機(jī)廢物厭氧消化所產(chǎn)生的氣體中甲烷含量約為50%～60%，～。螺桿泵能夠輸送較高濃度的畜禽糞便， 能夠耐受長(zhǎng)度3~5 cm 的長(zhǎng)纖維。脫水預(yù)處理后的液相部分也進(jìn)行油水分離，提取的液態(tài)油脂可用于生物柴油原料或工業(yè)用油脂原料，分離的水經(jīng)處理后排放或循環(huán)再利用。餐廚垃圾中纖維素含量較高，可降解性較小，破碎可使物料顆粒體積提高，加快消化速率、提高氣體產(chǎn)量和減小消化體積。初定厭氧發(fā)酵工藝參數(shù)為：PH=；溫度：一級(jí)消化為高溫度55℃左右，二級(jí)消化中溫度35℃左右；有機(jī)負(fù)荷5～10kgCOD/( m3該整個(gè)發(fā)酵過(guò)程無(wú)需添加稀釋水，沼液產(chǎn)生量較小。方案采用兩級(jí)厭氧發(fā)酵系統(tǒng)：一級(jí)為厭氧主發(fā)酵罐，二級(jí)為液相立式發(fā)酵罐。兩相消化的重點(diǎn)在于相分離，因此，針對(duì)餐廚垃圾的組分，結(jié)合各種新型高效厭氧反應(yīng)器的特點(diǎn)和運(yùn)行參數(shù)控制進(jìn)行產(chǎn)酸相和產(chǎn)甲烷相的組合以達(dá)到更好的處理效果。最常見(jiàn)的是根據(jù)微生物相進(jìn)行分段，以分別優(yōu)化各段反應(yīng)器的運(yùn)行參數(shù)，使水解酸化微生物和產(chǎn)甲烷菌在各自最適宜的生境下高效降解有機(jī)物。中溫消化操作溫度在30～39℃，停留時(shí)間15～30d，反應(yīng)速度雖較低，但較穩(wěn)定，適應(yīng)性要強(qiáng)于高溫過(guò)程。所以，保持餐廚垃圾原有基質(zhì)狀態(tài)加以適當(dāng)調(diào)理，在較為合適的含固率下進(jìn)行厭氧消化處理， 符合餐廚垃圾處理產(chǎn)業(yè)化的要求[12]。但固體濃度的增加同時(shí)導(dǎo)致物料中毒性物質(zhì)及傳質(zhì)的影響加強(qiáng)，在具體技術(shù)應(yīng)用上尚存在較多的不確定性和難度。常規(guī)濕式消化的含固率在12%左右，其物料經(jīng)稀釋、破碎均漿后，制成含固率較低的流態(tài)物料，終產(chǎn)物是液態(tài)的，需要進(jìn)行固液分離處理。尤其是在夏季，高溫能使餐廚垃圾很快發(fā)酵、腐變，產(chǎn)生惡臭的氣體和污水。1995年2009年，%，日垃圾產(chǎn)生量從2875t大幅提升至8148t目前廣州平均日產(chǎn)生活垃圾約17800噸，其中50％～60％是餐廚垃圾。散發(fā)較多揮發(fā)性氣體和臭味的部位或房間，應(yīng)采用局部機(jī)械排風(fēng)除臭的通風(fēng)工藝。安全與勞動(dòng)保護(hù)（1）餐廚垃圾處理廠的安全生產(chǎn)應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《生產(chǎn)過(guò)程安全衛(wèi)生要求總則》GB 12801。（3）餐廚垃圾處理過(guò)程中產(chǎn)生的污水應(yīng)得到有效收集和妥善處理，不得污染環(huán)境。（3）設(shè)有可燃?xì)怏w管道和儲(chǔ)存設(shè)施的車間應(yīng)設(shè)置可燃?xì)怏w和消防報(bào)警設(shè)施。給排水工程（1）廠內(nèi)給水工程設(shè)計(jì)應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《室外給水設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50013和《建筑給排水設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50015的規(guī)定。（8）餐廚垃圾厭氧消化器應(yīng)符合下列規(guī)定：①厭氧消化器應(yīng)有良好的防滲、防腐、保溫和密閉性；②厭氧消化器容量應(yīng)根據(jù)處理規(guī)模、發(fā)酵周期、容器強(qiáng)度等因素確定；③厭氧消化器的結(jié)構(gòu)應(yīng)有利于物料的流動(dòng)，避免產(chǎn)生滯流死角；④厭氧反應(yīng)器應(yīng)具有良好的物料攪拌、勻化功能，防止物料在反應(yīng)器中形成沉淀。（5）消化物料碳氮比（C/N）應(yīng)控制在25～30：1為宜，堿度(以CaCO3計(jì))以2500～5000 mg/L為宜。厭氧消化規(guī)范（1）厭氧消化前餐廚垃圾破碎粒度應(yīng)小于5mm, 并應(yīng)混合均勻。②對(duì)分離出的油脂進(jìn)行綜合利用。（5）餐廚垃圾的分選①餐廚垃圾預(yù)處理系統(tǒng)應(yīng)配備分選設(shè)備將餐廚垃圾中混雜的不可降解物有效去除。（2）餐廚垃圾預(yù)處理設(shè)施和設(shè)備應(yīng)具有耐腐蝕、耐負(fù)荷沖擊等性能和良好的預(yù)處理效果。②單位或居民區(qū)設(shè)置的小型餐廚垃圾處理設(shè)備應(yīng)做到技術(shù)可靠、排放達(dá)標(biāo)，有機(jī)物降解率應(yīng)達(dá)到60%以上。（3）廠址選擇應(yīng)符合下列條件：①工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件應(yīng)滿足處理設(shè)施建設(shè)和運(yùn)行的要求。（3）在寒冷地區(qū)使用的餐廚垃圾運(yùn)輸車，應(yīng)具有防止餐廚垃圾產(chǎn)生冰凍的功能。（4）餐廚垃圾應(yīng)做到日產(chǎn)日清，在容器中存放時(shí)間不應(yīng)超過(guò)24小時(shí)。④在餐廚垃圾處理工藝中，前處理和除臭也非常重要，除臭系統(tǒng)應(yīng)具有除臭、抗生、防污和防塵等功能[8]。該工藝目前尚處于中試階段 [2]。其工藝流程：垃圾破碎分選，有機(jī)成分進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng)器，高溫（55～60℃）停留25～30d，厭氧消化產(chǎn)生沼氣；再進(jìn)入好氧反應(yīng)器，在55℃下腐熟，徹底殺死各種病菌微生物，最終產(chǎn)物性質(zhì)穩(wěn)定，化學(xué)組成合理，有很高的肥效和熱值，可用作肥料或電廠燃料。該工藝的主要特點(diǎn)是：①兩階段消化，把酸化階段和產(chǎn)沼階段分離開(kāi)來(lái)，可以節(jié)約用地，并便于管理；②處理時(shí)間短，僅3～5d，因此可充分利用有限的設(shè)備，降低了投資和成本；③滲濾液加工成液肥出售，不但減少了廢水處理量，還有一定收入。該工藝最主要的特征是：用壓縮沼氣來(lái)進(jìn)行攪拌，從而避免了機(jī)械攪拌帶來(lái)的泄漏、機(jī)械磨損、消耗動(dòng)力高等缺點(diǎn)。Valogra工藝是20世紀(jì)80年代后期開(kāi)發(fā)研制的。同時(shí)為了最大化的保護(hù)環(huán)境，在發(fā)電機(jī)組部分停機(jī)維護(hù)的時(shí)候，沼氣處理環(huán)節(jié)還需要將多余的沼氣進(jìn)行焚燒處理，以減少CO的排放[9]。沼氣中的硫化物與發(fā)動(dòng)機(jī)組的潤(rùn)滑油系統(tǒng)接觸，導(dǎo)致潤(rùn)滑油乳化，增加機(jī)組磨損，降低設(shè)備使用壽命。（2）硫化物的危害：硫化氫是無(wú)色、有臭雞蛋氣味的毒性氣體。對(duì)整個(gè)餐廚項(xiàng)目來(lái)說(shuō)，這只是一個(gè)占投資總額不到5％ 的小環(huán)節(jié)，但卻是必不可少的一環(huán)。作為國(guó)內(nèi)餐廚垃圾問(wèn)題最為嚴(yán)重的城市之一，重慶市在政府領(lǐng)導(dǎo)和相關(guān)技術(shù)專家的推動(dòng)下，重慶環(huán)衛(wèi)集團(tuán)于2009年在國(guó)內(nèi)最先開(kāi)始建設(shè)餐廚垃圾厭氧發(fā)酵熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目。從有機(jī)廢物固體階段發(fā)酵工藝可見(jiàn)，在發(fā)酵理論和發(fā)酵控制上，固體發(fā)酵和液體發(fā)酵是相同的。過(guò)高的含水率會(huì)影響反應(yīng)的升溫過(guò)程，從而直接影響反應(yīng)周期，同時(shí)高的含水率也降低了反應(yīng)器的容積負(fù)荷，降低了反應(yīng)器的效率。在厭氧發(fā)酵過(guò)程中會(huì)有大量沼氣產(chǎn)生，除供發(fā)酵廠本身的使用外，多余能源還可外供；而采用好氧發(fā)酵需要大量的額外能耗。利用水處理裝置對(duì)物料脫水形成的有機(jī)廢水進(jìn)行處理，防止?jié)B濾液形成二次污染。（1）工藝流程餐廚垃圾的厭氧發(fā)酵包括脫水、破碎等前處理過(guò)程、厭氧發(fā)酵、滲液處理、氣體凈化及貯存等環(huán)節(jié)。在這一過(guò)程中不同的物質(zhì)有經(jīng)過(guò)不同的代謝過(guò)程, 因而有不同的代謝速度。厭氧發(fā)酵過(guò)程可以分為3個(gè)階段。歸納起來(lái)[7]，利用厭氧消化的方法處理餐廚垃圾具有以下優(yōu)點(diǎn)：①可以減少動(dòng)力消耗。城市餐廚垃圾主要來(lái)自餐飲業(yè)和大型公共食堂的食物殘余、城市居民家庭的廚余垃圾和蔬菜水果等食品加工業(yè)和市場(chǎng)產(chǎn)生的食物垃圾，是城市有機(jī)生活垃圾的主要成分。按照10t/d餐廚垃圾需要一臺(tái)餐廚垃圾處理機(jī)計(jì)算，就需要20000臺(tái)。（5）餐廚垃圾處理公司的扶持 餐廚垃圾處理易采用集中處理與分散相結(jié)合的原則。（3）餐廚垃圾脫水設(shè)備 一般采用離心機(jī)脫水。普通的容器很難清理。因此，與一般生化垃圾一樣，餐廚垃圾也應(yīng)該日產(chǎn)日清。絕大部分城鎮(zhèn)仍然把餐廚垃圾作為動(dòng)物飼料。固體物質(zhì)在貯存過(guò)程中，其中存在的乳酸菌會(huì)自然發(fā)酵（初次發(fā)酵），腐敗菌被抑制，有利于防止垃圾的腐敗。雖然這種技術(shù)在工程上已有若干成功應(yīng)用的實(shí)例，但學(xué)術(shù)界對(duì)這種技術(shù)仍然存在爭(zhēng)議。這種技術(shù)的特點(diǎn)是將待處理的物料和水共置于密閉反應(yīng)器中，在一定的溫度和壓力下使難降解有機(jī)物或固體有機(jī)物分解為小