【正文】 物可作為有機(jī)肥料使用，但同時也存在較明顯的缺點(diǎn)，如需要添加大量的輔料，運(yùn)行能耗和運(yùn)行成本較高，不能回收沼氣，消化產(chǎn)物需要 足夠的、 穩(wěn)定的 市場渠道等 ，因此，好氧消化技術(shù)多用于中小型餐廚垃圾處理項(xiàng)目。而厭氧消化技術(shù)則運(yùn)行能耗和成本較低，可以 充分利用餐廚垃圾 厭氧消化 過程 產(chǎn)生的 甲烷 燃燒發(fā)電，不僅供應(yīng)自身的能源消耗同時富余電力上網(wǎng)，發(fā)酵后熟化的固態(tài)物轉(zhuǎn)化成高品質(zhì)有機(jī)肥料，處理物中的水分作為工業(yè)用中水充分回用，實(shí)現(xiàn)完全資源化、能源化、零排放的處理目的。由于再生能源與 回收油脂 所產(chǎn)生的收入 穩(wěn)定， 對泔水產(chǎn)生單位的經(jīng)濟(jì)壓力很小，易于實(shí)現(xiàn)對餐廚垃圾的有效管理與及時處理。厭氧制沼制肥工藝相對繁瑣，條件控制要求高，適宜于較大規(guī)模的餐廚垃圾處理。 國內(nèi)餐廚垃圾處理實(shí)例 國內(nèi)餐廚垃圾規(guī)模處理的工程實(shí)例還較少， 其處理方式和產(chǎn)品見下表： 國內(nèi)餐廚垃圾處理實(shí)例 表 33 序號 名稱 規(guī)模 處 理方式 產(chǎn)品 1 北京董村垃圾綜合處理 廠 200t/d 再生能源化 沼氣 +營養(yǎng)土或肥料 2 北京高安屯處理廠 飼料化 肥料 +飼料 3 西寧處理廠 飼料化 工業(yè)油脂 +蛋白飼料 4 寧波處理廠 200t/d 飼料化 工業(yè)油脂 +蛋白飼料 武漢 潔神 羅地亞環(huán)境能源開發(fā) 有限公司 青山區(qū)餐廚垃圾處理項(xiàng)目建議書 16 4 工程規(guī)模、 工藝 方案 工程規(guī)模 為滿足餐廚垃圾處理現(xiàn)狀需求，并兼顧未來發(fā)展需要，本工程擬設(shè)計 規(guī)模為 200t/d，分為兩期建設(shè)，一期建設(shè)規(guī)模 100t/d，二期擴(kuò)建根據(jù)餐廚垃圾處理量實(shí)際增長情況再行建設(shè)。 原生垃圾 性質(zhì) 由于武漢市餐廚垃圾成分 調(diào) 查還在進(jìn)行中，因此，本方案原生餐廚垃圾參照國內(nèi)其他城市，具體組成見下表： 表 41 餐廚垃圾 組成 表 成份 水 比重大的硬物質(zhì)（骨頭、金屬、陶瓷、玻璃等） 比重輕的軟物質(zhì)（塑料、包裝袋、紙張等） 油脂 可發(fā)酵固體 含量 （ %） 84 3 8 主體處理工藝 比選 由于青山餐廚垃圾處理項(xiàng)目規(guī)模較大，通過前文第 部分 對不同處理技術(shù)的 比較，潔神公司建議本項(xiàng)目采用厭氧消化技術(shù)。 厭氧消化技術(shù)按照操作條件（如進(jìn)料的含固率、運(yùn)行溫度等），可分為以下幾類： ? 按照固體含量可分為：濕式、干式。 ? 按照 溫度可分為：中溫、高溫。 ? 按照階段數(shù)可分為：單相、兩相。 （ 1） 濕式和干式厭氧消化的比較 表 42 濕式和干式厭氧消化的比較表 濕式 干式 含固率 一般在 10%～ 15% 一般在 20%～ 40% 武漢 潔神 羅地亞環(huán)境能源開發(fā) 有限公司 青山區(qū)餐廚垃圾處理項(xiàng)目建議書 17 優(yōu)點(diǎn) 技術(shù)成熟。 處理設(shè)施便宜。 可充分利用餐廚垃圾的高含水性。 預(yù)處理中揮發(fā)性有機(jī)物損失少，很少用新水稀釋；有機(jī)物負(fù)荷高，抗沖擊負(fù)荷較強(qiáng)。 預(yù)處理相對便宜，反應(yīng)器小。 水的耗量和熱耗較小，產(chǎn)生廢水的量較少，廢水處理費(fèi)用相對較低。 缺點(diǎn) 預(yù)處理復(fù)雜。 定期需要清除浮渣層；對沖擊負(fù) 荷敏感。 水的耗量大，產(chǎn)生廢水的量也大 （利用餐廚垃圾含水，可避免） 。 濕垃圾不能單獨(dú)處理。 設(shè)備造價高。 由于在高固體含量下進(jìn)行，輸送和攪拌困難，尤其攪拌是技術(shù)難點(diǎn)。 根據(jù)武漢市 餐廚垃圾含水率較高 的特點(diǎn) ， 潔神 公司推薦 采用 濕式消化工藝。 （ 2） 中溫和高溫厭氧消化的比較 表 43 中溫和高溫厭氧消化的比較 中溫 高溫 溫度范圍 30～ 40℃ 50～ 60℃ 優(yōu)點(diǎn) 應(yīng)用廣泛。 能耗低。 運(yùn)行穩(wěn)定。 后續(xù)水處理無需考慮降溫措施 消化時間短。 產(chǎn)氣率高。 對寄生蟲卵的 殺滅率在數(shù)小時內(nèi)就可達(dá)到 90%。 缺點(diǎn) 消化時間長。 對寄生蟲卵的殺滅率低。 油脂容易凝結(jié)成塊，對系統(tǒng)管道及泵的正常運(yùn)轉(zhuǎn)帶來不利影響。 熱能消耗高 自動化控制要求較高 。 從上表可以看出，盡管高溫消化具有罐體體積小，產(chǎn)氣率高等優(yōu)點(diǎn)，但能耗 大，而且操作復(fù)雜 。因此在青山項(xiàng)目中，推薦采用中溫消化，消化過程中所需的熱量可利用發(fā)電機(jī)組回收的余熱，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)熱武漢 潔神 羅地亞環(huán)境能源開發(fā) 有限公司 青山區(qū)餐廚垃圾處理項(xiàng)目建議書 18 能自給。 （ 3） 單相和兩相厭氧消化的比較 在單相厭氧消化工藝中，產(chǎn)酸相和產(chǎn)甲烷相在同一個處理單元中進(jìn)行。兩相厭氧消化本質(zhì)特征是實(shí)現(xiàn)了生物相的分 離，即產(chǎn)酸相和產(chǎn)甲烷相分成兩個獨(dú)立的處理單元，通過調(diào)控兩個單元的運(yùn)行參數(shù)，形成產(chǎn)酸發(fā)酵微生物和產(chǎn)甲烷發(fā)酵微生物各自的最佳生態(tài)條件，從而形成完整的發(fā)酵過程，大幅度提高了廢物的處理能力和工藝運(yùn)行的穩(wěn)定性。 表 44 單相和兩相厭氧消化比較表 單相 兩相 優(yōu)點(diǎn) 投資少。 易控制。 系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定。 提高了處理效率 (如減少了停留時間 )。 加強(qiáng)了對進(jìn)料的緩沖能力。 缺點(diǎn) 反應(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。此外對于大部分有機(jī)垃圾而言，只要設(shè)計合理、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。 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 系武漢 潔神 羅地亞環(huán)境能源開發(fā) 有限公司 青山區(qū)餐廚垃圾處理項(xiàng)目建議書 19 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)。 圖 41 青山 餐廚垃圾處理 項(xiàng)目 工藝流程 框圖 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 電網(wǎng) 脫水干燥 沼 液 沼渣 JSBC 污水處理系統(tǒng) 綠化基肥 原料收集倉 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 武漢 潔神 羅地亞環(huán)境能源開發(fā) 有限公司 青山區(qū)餐廚垃圾處理項(xiàng)目建議書 20 收集車收集的餐廚垃圾投入到料倉中，通過雙軸破碎機(jī)破碎，破碎后的物料再通過螺旋輸送機(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，將物料中的輕型異物質(zhì)分選出 來；隨后，物料進(jìn)入兩級混合破碎制漿槽進(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，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)過脫硫、脫水、過濾等預(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)計處理量為 200t/d， 考慮到分期建設(shè) ，前處理工藝將被設(shè)計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中，通過雙軸 螺旋輸送機(jī)輸送到雙軸破碎機(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，將物料中的輕型異物質(zhì)分選出來；隨后，武漢 潔神 羅地亞環(huán)境能源開發(fā) 有限公司 青山區(qū)餐廚垃圾處理項(xiàng)目建議書 21 物料通過螺旋輸送到兩級混合破碎制漿槽進(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)物料通過輸送泵輸送至濕熱除油系統(tǒng)進(jìn)行油脂分離。料倉頂部加蓋，前分選及其物料輸送過程全部為密閉作業(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 料倉收集的物料通過螺旋輸送到雙軸破 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)備可自動識別并停機(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)武漢 潔神 羅地亞環(huán)境能源開發(fā) 有限公司 青山區(qū)餐廚垃圾處理項(xiàng)目建議書 22 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)則通過內(nèi)部螺旋上升，再通過設(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、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，對后續(xù)的處理系統(tǒng)和設(shè)備將會產(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。在混合制漿攪拌過程中，大重型異物質(zhì)會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，通過設(shè)在沉積槽底部的兩級 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) 武漢 潔神 羅地亞環(huán)境能源開發(fā) 有限公司 青山區(qū)餐廚垃圾處理項(xiàng)目建議書 23 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 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，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，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，造價合理。 （ 1） 潔神前分選系統(tǒng)特點(diǎn) 與國內(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