【正文】 應(yīng)器可能出現(xiàn)酸化現(xiàn)象導(dǎo)致產(chǎn)甲烷菌受到抑制，厭氧消化過(guò)程正常進(jìn)行受到影響。投資高。運(yùn)行維護(hù)復(fù)雜，操作控制困難。在實(shí)際的市場(chǎng)運(yùn)作中，由于兩相厭氧消化系統(tǒng)需要更多的投資，以及運(yùn)行維護(hù)也更為復(fù)雜，因此在實(shí)踐中應(yīng)用很少。此外對(duì)于大部分有機(jī)垃圾而言，只要設(shè)計(jì)合理、操作適當(dāng)，單相系統(tǒng)與兩相系統(tǒng)具有相同的功能。歐州有機(jī)垃圾的厭氧消化處理工程中，單相厭氧消化工藝占絕大多數(shù)，而且呈現(xiàn)出逐年增加的趨勢(shì)。因此，潔神公司推薦青山項(xiàng)目采用單相厭氧消化工藝。綜合上述分析結(jié)果，建議武漢市青山餐廚垃圾處理項(xiàng)目主體工藝采用：預(yù)處理+單相濕式中溫厭氧消化+生物質(zhì)氣體能源化利用。 工藝流程本項(xiàng)目餐廚垃圾處理系統(tǒng)主要由五大部分組成，包括：前處理系統(tǒng)、厭氧消化產(chǎn)沼系統(tǒng)、沼氣凈化與發(fā)電系統(tǒng)、污水、沼渣和臭氣處理系統(tǒng)、油脂粗加工系統(tǒng)。沼氣凈化發(fā)電系統(tǒng)厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼系統(tǒng)前處理系統(tǒng)油固液分離機(jī)油水分離機(jī)油脂粗加工系統(tǒng)調(diào)節(jié)槽 工藝水厭氧發(fā)酵槽沼氣固體水固液分離脫硫、脫水發(fā)電自用沼液 沼渣JSBC 污水處理系統(tǒng)綠化基肥原料收集倉(cāng)雙軸破碎機(jī)不能破碎的大、重異物多功能破碎分選機(jī)塑料等輕物質(zhì)混合破碎制漿槽 沉降去除小的重物質(zhì)消化液廢熱利用液體加熱隔油槽圖 41 青 山 餐 廚 垃 圾 處 理 項(xiàng) 目 工 藝 流 程 框 圖收集車收集的餐廚垃圾投入到料倉(cāng)中，通過(guò)雙軸破碎機(jī)破碎，破碎后的物料再通過(guò)螺旋輸送機(jī)輸送至多功能破碎分選機(jī)，將物料中的有機(jī)物進(jìn)一步破碎的同時(shí)，將物料中的輕型異物質(zhì)分選出來(lái)；隨后，物料進(jìn)入兩級(jí)混合破碎制漿槽進(jìn)行重物質(zhì)的沉降分離和有機(jī)物循環(huán)細(xì)破碎，去除異物雜質(zhì)后的粒徑為 10mm 的有機(jī)物料通過(guò)輸送泵輸送至加熱隔油槽進(jìn)行加熱隔油處理。加熱隔油處理后的物料被泵送至固液分離機(jī)，固相進(jìn)入調(diào)節(jié)槽。液相進(jìn)碟式油水分離器，回收廢油，同時(shí)，產(chǎn)生的廢水和廢渣與固液分離獲得的固性物一起進(jìn)入調(diào)節(jié)槽，制成均質(zhì)的料漿，供下一步厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣用。發(fā)酵產(chǎn)生的沼氣經(jīng)過(guò)脫硫、脫水、過(guò)濾等預(yù)處理步驟后，供給沼氣發(fā)電機(jī)發(fā)電，余熱則可供消化罐和加熱隔油槽使用。消化罐消化液排入消化液儲(chǔ)槽，經(jīng)固液分離后，沼渣用于綠化基肥，污水則排入 JSBC污水處理系統(tǒng)進(jìn)行處理。 工藝方案 前處理系統(tǒng)潔神餐廚垃圾厭氧消化系統(tǒng)前處理工藝段包括前分選單元和油脂分離單元。兩單元統(tǒng)一安裝布置在前處理車間。預(yù)處理系統(tǒng)擬設(shè)計(jì)處理量為 200t/d，考慮到分期建設(shè)，前處理工藝將被設(shè)計(jì)成兩條處理能力各為 100 噸的生產(chǎn)線。 前分選系統(tǒng)構(gòu)成、原理前分選系統(tǒng)由雙軸破碎機(jī)、JFE 多功能破碎與輕物質(zhì)分選機(jī)、混合破碎制漿與與重物質(zhì)沉降槽構(gòu)成，整個(gè)前分選系統(tǒng)統(tǒng)一安裝布置在前處理車間內(nèi)。收集車收集的餐廚垃圾投入到料倉(cāng)中，通過(guò)雙軸螺旋輸送機(jī)輸電網(wǎng)脫水干燥送到雙軸破碎機(jī)，將餐廚垃圾中有機(jī)物料和塑料袋等異物質(zhì)進(jìn)行破碎，破碎后的物料再通過(guò)螺旋輸送機(jī)輸送至多功能破碎分選機(jī)，將物料中的有機(jī)物進(jìn)一步破碎的同時(shí)，將物料中的輕型異物質(zhì)分選出來(lái)；隨后，物料通過(guò)螺旋輸送到兩級(jí)混合破碎制漿槽進(jìn)行重物質(zhì)的沉降分離和有機(jī)物循環(huán)細(xì)破碎；去除異物雜質(zhì)后的粒徑為 10mm 的有機(jī)物料通過(guò)輸送泵輸送至濕熱除油系統(tǒng)進(jìn)行油脂分離。料倉(cāng)頂部加蓋，前分選及其物料輸送過(guò)程全部為密閉作業(yè)，惡臭氣體由引風(fēng)機(jī)引出，并集中收集到除臭系統(tǒng)進(jìn)行除臭處理。（1）粗破碎料倉(cāng)收集的物料通過(guò)螺旋輸送到雙軸破碎機(jī)進(jìn)行粗破碎。雙軸破碎機(jī)為潔神專為餐廚垃圾物料破碎研發(fā)的前處理設(shè)備，該設(shè)備為高負(fù)荷重型結(jié)構(gòu)，破碎刀采用日本進(jìn)口的 skb11 材質(zhì)制造，其結(jié)構(gòu)布置為溝槽式結(jié)構(gòu)螺旋式布置，完全適應(yīng)含有塑料、衣物纖維、紙質(zhì)和金屬包裝物、木頭等復(fù)雜的餐廚垃圾物料的破碎，破碎粒徑為50mm。為了有效解決餐廚垃圾中混雜的大型重質(zhì)異物質(zhì)的去除和避免設(shè)備的損壞，該設(shè)備設(shè)計(jì)了多重保護(hù)功能，當(dāng)大型重質(zhì)異物質(zhì)進(jìn)入設(shè)備后，設(shè)備可自動(dòng)識(shí)別并停機(jī)反轉(zhuǎn)，將異物質(zhì)去除。圖 42 雙軸破碎機(jī)（2）輕物質(zhì)分離收集餐飲垃圾通過(guò)雙軸破袋后，物料中的輕型異物質(zhì)，如塑料、紙屑、纖維等通過(guò)多功能破碎和輕物質(zhì)分選機(jī)進(jìn)行分離去除。輕物質(zhì)分選機(jī)為日本 JFE 公司專為餐廚垃圾有機(jī)物破碎和輕物質(zhì)分離而設(shè)計(jì)的專有設(shè)備。該分選機(jī)采用螺旋式滾筒結(jié)構(gòu)，在電機(jī)的高速旋轉(zhuǎn)下會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)的離心力，進(jìn)入分離器中的含水有機(jī)物料和重物質(zhì)被甩至分選機(jī)內(nèi)壁，有機(jī)物料經(jīng)過(guò)內(nèi)壁上刀片的破碎后連同重物質(zhì)一起沿著分離器內(nèi)壁下降，進(jìn)入后端的混合破碎制漿槽中，進(jìn)行重物質(zhì)沉降和有機(jī)物料循環(huán)細(xì)破碎，然后再進(jìn)行下一工藝段的油脂濕熱分離；輕物質(zhì)則通過(guò)內(nèi)部螺旋上升，再通過(guò)設(shè)置在分選機(jī)側(cè)面的出料孔出料至收集箱內(nèi)進(jìn)行收集。圖 43 多功能破碎和輕物質(zhì)分選機(jī)（3）重型異物質(zhì)分離收集餐飲垃圾中含有玻璃瓶、骨頭、碗盤(pán)、石塊和金屬器皿等大重型異物質(zhì)，這些物質(zhì)如果不從系統(tǒng)中去除，對(duì)后續(xù)的處理系統(tǒng)和設(shè)備將會(huì)產(chǎn)生破壞性影響。因此，在前處理系統(tǒng)中設(shè)置了混合破碎制漿槽。由于大重型異物質(zhì)比重較大，可以依靠其自身的重力沉積在槽底部。因此，在混合破碎制漿槽底部，布置了 20～50cm 深，45176。坡度的沉積槽。在混合制漿攪拌過(guò)程中，大重型異物質(zhì)會(huì)沿著斜坡滑至沉積槽底部。在制漿完成，漿液被泵送至混合調(diào)節(jié)槽后，通過(guò)設(shè)在沉積槽底部的兩級(jí)閘閥的順序啟閉，將這些重型異物質(zhì)排入沉積收集箱中，定期對(duì)分離收集的重型異物質(zhì)進(jìn)行清運(yùn)。觀察窗口重物質(zhì)圖 44 混合制漿和重物質(zhì)沉降槽重物質(zhì)排出機(jī)構(gòu) 油脂分離系統(tǒng)構(gòu)成及特點(diǎn)經(jīng)過(guò)破碎泵破碎后的餐廚垃圾漿料用泵送到加熱隔油槽，在加熱隔油槽內(nèi)，漿料被加熱到 70~80℃，停留 3h 靜置分層，將上層可浮油撇出來(lái)，下層固形物和水被泵送至固液分離機(jī)，將垃圾分成固相和液相。液相進(jìn)碟式油水分離器，回收廢油，同時(shí)，產(chǎn)生的廢水和廢渣，與固液分離獲得的固性物一起進(jìn)調(diào)節(jié)槽，制成均質(zhì)的料漿，供下一步厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣用。 前處理系統(tǒng)技術(shù)來(lái)源及特點(diǎn)前處理系統(tǒng)技術(shù)由潔神公司根據(jù)自有項(xiàng)目運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)結(jié)合日本JFE 公司的核心技術(shù)共同研發(fā)改進(jìn)而成。系統(tǒng)適應(yīng)中國(guó)餐廚垃圾復(fù)雜成分特點(diǎn)，運(yùn)行穩(wěn)定，處理效率高，造價(jià)合理。（1）潔神前分選系統(tǒng)特點(diǎn)與國(guó)內(nèi)現(xiàn)有餐廚垃圾前分選系統(tǒng)相比，潔神前分選系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了以下突破：? 全面實(shí)現(xiàn)了無(wú)機(jī)異物質(zhì)（如塑料、紙屑、陶瓷、金屬等）與有機(jī)物的有效分離，有機(jī)物分離效率能達(dá)到 95%以上，并在提取有機(jī)物的基礎(chǔ)上回收塑料等輕物質(zhì)和陶瓷、金屬、玻璃、骨頭等重物質(zhì)；? 餐廚垃圾從傾倒至密封料倉(cāng)內(nèi)，到完成整個(gè)前處理過(guò)程，均在密封下進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化運(yùn)行，解決了在惡臭環(huán)境下進(jìn)行人工分選帶來(lái)的種種弊端，實(shí)現(xiàn)了清潔化生產(chǎn)；? 潔神前分選系統(tǒng)工藝路線簡(jiǎn)潔流暢，系統(tǒng)和設(shè)備的優(yōu)化設(shè)計(jì)中，充分考慮了困擾我國(guó)餐廚垃圾有效分選的多種因素，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定可靠；? 潔神前分選系統(tǒng)針對(duì)我國(guó)餐廚垃圾的特點(diǎn)，能夠?yàn)楹罄m(xù)用厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼提供均勻細(xì)顆粒的純凈有機(jī)質(zhì)物料，也能最大幅度的回收垃圾中的異物質(zhì)。不僅實(shí)現(xiàn)了全封閉運(yùn)行，而且自動(dòng)化程度達(dá)到了目前國(guó)內(nèi)外垃圾分選的最高水準(zhǔn)，是餐廚垃圾分選技術(shù)上的革命性突破。（2）加熱除油系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)：? 大幅提高廢油回收效率，傳統(tǒng)的餐廚垃圾處理工藝廢油回收率一般不高于 40%，通過(guò)加熱處理，可使餐廚廢油回收效率提高到 90%以上。? 加熱除油系統(tǒng)將動(dòng)物脂肪和固態(tài)物料中的油脂分解置換成液態(tài)，減小了后端的污水處理的難度。? 濕熱除油工藝提取的廢油，通過(guò)油脂加工系統(tǒng)處理后，得到的工業(yè)油脂經(jīng)濟(jì)效益顯著。? 加熱所需的熱量全部來(lái)自利用厭氧消化罐產(chǎn)生的沼氣進(jìn)行發(fā)電時(shí)所產(chǎn)生的余熱，這樣在對(duì)沼氣所含的能量實(shí)現(xiàn)充分的利用的同時(shí)，也避免額外的能耗，節(jié)省了運(yùn)行能耗。 前處理系統(tǒng)土建及設(shè)備清單表 45 前處理系統(tǒng)土建及主要設(shè)備清單數(shù)量　 項(xiàng)目 規(guī)格 單位一期 二期1 前處理車間廠房 600m2 座 1 12 原料倉(cāng) 100m3，混凝土和碳鋼 座 1 13 雙軸螺旋輸送機(jī) 6m3/h，不銹鋼 臺(tái) 1 14 雙軸破碎機(jī) 6m3/h，主體碳鋼 臺(tái) 1 15 螺旋輸送機(jī) 6m3/h，不銹鋼 臺(tái) 2 26　 破碎分選機(jī) 6m3/h，主體碳鋼 臺(tái) 1 17 混合制漿槽 ，不銹鋼 臺(tái) 1 18 加熱隔油槽 ，不銹鋼 臺(tái) 1 19 螺桿泵 5m3/h 臺(tái) 2 210 固液分離機(jī) 臥式離心，5m 3/h 臺(tái) 1 111 中間水槽 ，不銹鋼 臺(tái) 1 112 油水分離機(jī) 離心式，5m 3/h 臺(tái) 1 1 厭氧消化系統(tǒng)本項(xiàng)目擬采用 JFE 公司單相濕式中溫發(fā)酵技術(shù)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)處理量為 184t/d，其中調(diào)節(jié)池、消化罐分兩期建設(shè)，消化液貯留池則兩期合建。 系統(tǒng)構(gòu)成、原理（1） 混合、調(diào)節(jié)固液分離的干物料通過(guò)螺旋輸送到調(diào)節(jié)池，同時(shí)油水分離后的水通過(guò)泵輸送到調(diào)節(jié)池，進(jìn)行充分的混合調(diào)節(jié)，通過(guò)調(diào)節(jié)使物料的含水率、PH 、溫度等因素達(dá)到發(fā)酵條件后，通過(guò)消化罐輸送泵泵入到消化罐中。（2） 菌種污泥同時(shí)投放接種污泥，在液化階段主要是發(fā)酵細(xì)菌起作用，包括纖維素分解菌和蛋白質(zhì)水解菌，產(chǎn)酸階段只要是醋酸菌起作用，產(chǎn)甲烷階段主要是甲烷細(xì)菌，他們將產(chǎn)酸階段產(chǎn)生的產(chǎn)物降解成甲烷和 CO2，同時(shí)利用產(chǎn)酸階段產(chǎn)生的氫將 CO2 還原成甲烷。餐廚垃圾中有機(jī)物經(jīng)過(guò)微生物厭氧菌分解發(fā)酵過(guò)程分為液化、酸化、產(chǎn)甲烷三個(gè)階段。（3） 厭氧消化消化罐通過(guò)熱交換器保證中溫發(fā)酵的溫度，控制反應(yīng)發(fā)酵罐中的含固率：控制在 8%12%，PH 值的變化直接影響產(chǎn)甲烷菌的生存與活動(dòng)，發(fā)酵過(guò)程 PH 值應(yīng)控制在 ～ 左右，可以加堿進(jìn)行調(diào)節(jié) PH。同時(shí)均質(zhì)攪拌可以促使反應(yīng)產(chǎn)氣。厭氧發(fā)酵原料配比中的碳氮比以 2030:1 為宜，C/N 比為 21:1 可提高池內(nèi)微生物活性，從而促進(jìn)沼氣產(chǎn)生，溫度為 35℃的條件下，物料在消化罐中停留時(shí)間為25 天，發(fā)酵產(chǎn)沼氣，按日處理 200 噸餐廚垃圾來(lái)計(jì)算，則產(chǎn)氣量為12022m179。/天（甲烷含量為 60%） ，每噸餐廚垃圾產(chǎn)氣量為 60m179。 消化系統(tǒng)技術(shù)來(lái)源及特點(diǎn)目前，國(guó)內(nèi)外餐廚垃圾厭氧發(fā)酵工藝中，存在著有機(jī)質(zhì)不能均質(zhì)化、攪拌不充分、發(fā)電效率較低等技術(shù)問(wèn)題。本項(xiàng)目擬引進(jìn)日本JFE 厭氧消化處理技術(shù)，該技術(shù)具有以下特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)：? 日本 JFE 公司自行研制的破碎輸送泵 ,該泵可以循環(huán)破碎與壓力輸出同時(shí)進(jìn)行，能破碎并壓力輸送高濃度、高粘度的物料，破碎能力強(qiáng)，破碎粒徑可調(diào)節(jié)，維修容易。可以使有機(jī)質(zhì)實(shí)現(xiàn)均質(zhì)，提高厭氧發(fā)酵沼氣的生成量。? 實(shí)驗(yàn)研究和在日本成功運(yùn)營(yíng)的經(jīng)驗(yàn)表明，充分?jǐn)嚢柙趨捬醢l(fā)酵工藝中也是極其重要的影響因素，攪拌可以促使厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣。傳統(tǒng)工藝在攪拌過(guò)程中，攪拌葉片很容易發(fā)生纏繞，時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致消化槽攪拌的電機(jī)因負(fù)載發(fā)生故障，影響厭氧發(fā)酵的順利進(jìn)行。日本 JFE 公司自行研制的專利產(chǎn)品消化罐攪拌機(jī)，以 FRP 為材質(zhì)設(shè)計(jì)的后推式漿翼，不會(huì)被異物纏繞，不需要反向逆運(yùn)轉(zhuǎn)，保證了充分?jǐn)嚢?，從而使厭氧發(fā)酵的產(chǎn)氣量大大提高。該設(shè)備在日本千葉已成功運(yùn)行七年無(wú)故障發(fā)生。? 沼氣發(fā)電機(jī)（日本 JFE 公司專利產(chǎn)品） ，發(fā)電效率 39%以上，傳統(tǒng)的沼氣發(fā)電機(jī)的發(fā)電效率一般只能達(dá)到 35%，JFE 公司的沼氣發(fā)電機(jī)，在日本國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率約為 70%。 消化系統(tǒng)土建及設(shè)備清單表 46 消化系統(tǒng)土建及主要設(shè)備清單數(shù)量　 項(xiàng)目 規(guī)格 單位一期 二期1 調(diào)節(jié)池 地下 RC 罐、容量 184m含攪拌器和輸送泵 座 1 12 消化罐 RC 制圓柱狀池、容量 2300m3 座 1 13 消化罐攪拌機(jī) 立式攪拌機(jī)、攪拌容量2300m3 臺(tái) 1 14 熱交換器 螺旋式熱交換器 20m2/臺(tái) 臺(tái) 1 15 消化罐循環(huán)泵 單軸螺旋式 臺(tái) 1 16　 消化液貯留池 RC 制方形池、容量 184m3，含立式攪拌機(jī) 座 1 0 沼氣凈化與發(fā)電系統(tǒng)沼氣凈化與發(fā)電系統(tǒng)按總規(guī)模 12022m3/d 設(shè)計(jì)，其中沼氣預(yù)處理和發(fā)電機(jī)部分按兩期建設(shè)，儲(chǔ)氣罐、火炬和升壓裝置等則兩期合建。 沼氣凈化在本項(xiàng)目中，發(fā)酵產(chǎn)生的沼氣經(jīng)過(guò)脫硫、脫水、過(guò)濾等預(yù)處理步驟后，供給沼氣發(fā)電機(jī)發(fā)電，多余氣體可送到火炬燃燒后排放。沼氣經(jīng)顆粒過(guò)濾器進(jìn)入沼氣冷卻裝置，在沼氣冷卻裝置中沼氣被降溫至 31℃，產(chǎn)生的大量冷凝水經(jīng)過(guò)管道排放至冷凝水井，然后沼氣進(jìn)入濕法脫硫裝置進(jìn)行脫硫處理，H 2S 從 2022ppm 降到 20200ppm。本項(xiàng)目脫硫工藝推薦采用絡(luò)合鐵法雙塔并聯(lián)脫硫工藝。沼氣分別從兩個(gè)填料吸收塔的下部進(jìn)入，與自上而下的脫硫液在兩段填料區(qū)內(nèi)逆流接觸，硫化氫被脫硫液所吸收，脫硫后的沼氣經(jīng)除霧器后由出氣管供給后續(xù)預(yù)處理裝置。吸收了硫化氫的脫硫液從填料吸收塔底流入富液罐，再經(jīng)富液泵加壓打入再生塔中，與自吸進(jìn)入噴射器的空氣充分混合，經(jīng)反應(yīng)后進(jìn)入再生塔，在再生塔內(nèi)進(jìn)一步氧化再生，再生后的貧液從再生塔上部溢流進(jìn)入貧液槽，由貧液泵升壓送入吸收塔循環(huán)吸收。再生塔內(nèi)析出的元素硫懸浮與再生塔頂部的環(huán)形塔內(nèi)，并溢流進(jìn)入泡沫槽，在硫泡沫槽，含硫泡沫經(jīng)離心機(jī)過(guò)濾，分離出單質(zhì)硫，過(guò)濾后的清液由回流泵打回到貧液槽循環(huán)使用。脫硫后沼氣再經(jīng)初級(jí)過(guò)濾器進(jìn)入水冷換熱器，在水冷換熱器中沼氣被降溫至 20℃，產(chǎn)生大量的冷凝水從換熱器底部排出，細(xì)小液滴隨氣流在旋風(fēng)分離器中被去除，確保除水率大于 95％，當(dāng)沼氣進(jìn)口溫度低于 20℃時(shí)關(guān)閉制冷壓縮機(jī)。脫水后的沼氣經(jīng)過(guò)兩臺(tái)并聯(lián)的羅茨風(fēng)機(jī)增壓至 25KPa 輸出，風(fēng)機(jī)采用變頻控制，由預(yù)處理裝置的出口壓力信號(hào)進(jìn)行負(fù)反饋調(diào)節(jié)。在預(yù)處理裝置的出口管路上設(shè)置壓力傳感器、溫度傳感器