餐廚垃圾厭氧消化

餐廚垃圾厭氧消化一、餐廚垃圾概述（一） 餐廚垃圾現(xiàn)狀餐廚垃圾，俗稱泔腳，是城市日常生活中產(chǎn)生的最為普遍的廢棄物，其主要成分包括淀粉類食物、植物纖維、動(dòng)物蛋白和脂肪類等有機(jī)物，同時(shí)還存在這廢餐具、塑料、包裝物等多種其他垃圾。餐廚垃圾主要來(lái)源于餐飲服務(wù)業(yè)、家庭和企事業(yè)單位食堂等產(chǎn)生的食物加工下腳料（廚余）和食用殘余（泔腳）。隨著我們國(guó)家經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，城市化進(jìn)程的逐漸加快，餐廚垃圾的產(chǎn)量呈現(xiàn)出逐年上升的趨勢(shì)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前我國(guó)有酒店、餐館近400萬(wàn)家，每天產(chǎn)生的餐廚垃圾數(shù)量十分驚人。以北京市為例，全市日產(chǎn)餐廚垃圾已達(dá)約2000噸/天，如何處理數(shù)量巨大的餐廚垃圾，成為擺在城市管理者面前的巨大難題。（二）餐廚垃圾的特性1、含水率高，可達(dá)80%-95%2、鹽分含量高，部分地區(qū)含辣椒，醋酸高3、有機(jī)物含量高，主要為蛋白質(zhì)、纖維素、淀粉、脂肪等4、富含氮、磷、鉀、鈣及各種微量元素5、存在有病原菌，病原微生物6、易腐爛、變質(zhì)、發(fā)臭、滋生蚊蠅（三）餐廚垃圾的危害目前城市餐飲企業(yè)產(chǎn)生的餐廚垃圾多被養(yǎng)殖戶收集，作為養(yǎng)殖飼料直接使用，未經(jīng)過(guò)任何消毒處理的餐廚垃圾通過(guò)飼養(yǎng)的牲畜重新進(jìn)入食物鏈，不但容易引起牲畜感染病毒，還可能會(huì)造成肝炎等疾病在人群中的傳播；同時(shí)餐廚垃圾中含有大量的重金屬物質(zhì)以及苯類化合物等，會(huì)大量的積累在牲畜的腎臟等部位無(wú)法排出，并經(jīng)過(guò)食物鏈最終停留在人體內(nèi)，造成免疫力下降，提高癌癥的發(fā)病率。由于中國(guó)飲食文化豐富，在餐廚垃圾中還有大量的未食用油脂。近些年來(lái)，各地均出現(xiàn)不法分子非法收購(gòu)地溝油經(jīng)再提煉后銷往市場(chǎng)的事件。地溝油最為中國(guó)餐廚垃圾重要的成分之一，含有黃曲霉素、笨等有毒物質(zhì)，長(zhǎng)期食用會(huì)提高腫瘤和癌癥的發(fā)病率。而目前全國(guó)均存在的地下地溝油市場(chǎng)已經(jīng)嚴(yán)重影響到了人民的食品安全雖然餐廚垃圾對(duì)社會(huì)和人民生活已經(jīng)產(chǎn)生了較大額危害，但因其富含有機(jī)物也可作為潛在的能源供應(yīng)體。通過(guò)恰當(dāng)?shù)奶幚矸椒?，可以釋放出蘊(yùn)藏在餐廚垃圾中的能量，轉(zhuǎn)化為電能、熱能，作為常規(guī)能源的有效補(bǔ)充。在當(dāng)前我國(guó)能源供應(yīng)日趨緊張的時(shí)期，尋求新能源迫在眉睫，利用餐廚垃圾通過(guò)成熟工藝技術(shù)獲取能源不失為合理的解決方式。、餐廚垃圾厭氧處理餐廚垃圾的處理包含有三方面內(nèi)容：餐廚垃圾的收集運(yùn)輸；餐廚垃圾的減量化、資源化處理；處理后產(chǎn)物的利用。目前國(guó)內(nèi)已有部分城市頒布實(shí)施了餐廚廢棄物管理?xiàng)l例，對(duì)餐廚垃圾的收運(yùn)做出了具體的規(guī)定。餐廚垃圾收運(yùn)系統(tǒng)由垃圾收集裝置、垃圾運(yùn)輸裝置及其維修車間等設(shè)施組成，主要負(fù)責(zé)賓館、食堂及餐飲企業(yè)餐廚垃圾的收集和運(yùn)輸。餐廚垃圾產(chǎn)生后，由賓館、食堂等產(chǎn)生單位將其收入標(biāo)準(zhǔn)收集桶內(nèi)，在環(huán)衛(wèi)部門規(guī)定的時(shí)間內(nèi)放置于指定的轉(zhuǎn)運(yùn)點(diǎn)，再由環(huán)衛(wèi)部門或政府指定的垃圾清運(yùn)企業(yè)定時(shí)收運(yùn)。運(yùn)輸車輛采用密閉式運(yùn)輸車，車上設(shè)有掛桶機(jī)構(gòu)，將垃圾標(biāo)準(zhǔn)桶提升至車廂頂部，再通過(guò)翻料機(jī)構(gòu)將垃圾倒入車廂內(nèi)，運(yùn)輸過(guò)程中車廂密閉。垃圾被運(yùn)至處理廠卸料平臺(tái)之后，密封后蓋打開，推料機(jī)構(gòu)將餐廚垃圾推出，進(jìn)入接料系統(tǒng)進(jìn)行后續(xù)處理。車上所有操作為液壓自動(dòng)控制，可分別在駕駛室和車旁操作。為了對(duì)運(yùn)輸車輛及設(shè)備進(jìn)行日常維護(hù)和修理，可在垃圾處理廠內(nèi)設(shè)置了小型維修車間車間內(nèi)配置有相應(yīng)的車輛維護(hù)設(shè)備，可在車間內(nèi)對(duì)車輛進(jìn)行一般維護(hù)、輪胎加氣和修理，大修則在廠外協(xié)作。收運(yùn)流程為：賓館、食堂、餐廳標(biāo)準(zhǔn)桶——收集點(diǎn)——運(yùn)輸車——處理廠計(jì)量——卸料平臺(tái)卸料——車輛清洗——再次收運(yùn)。餐廚垃圾的收運(yùn)清理過(guò)程須保證運(yùn)輸器具的密封性，清潔性，收運(yùn)的及時(shí)性，以及收運(yùn)單位的經(jīng)濟(jì)性。（二）餐廚垃圾厭氧處理技術(shù)餐廚垃圾成分復(fù)雜，含水量高，且易腐爛變質(zhì)，其在運(yùn)輸與處理的過(guò)程中不僅滋生蚊蟲，而且污染水體和大氣。近幾年，北京、上海等城市餐廚垃圾日產(chǎn)量達(dá)近2000t，給市政、環(huán)衛(wèi)部門帶來(lái)了巨大的壓力。由此引出的潲水豬與地溝油事件，危害市民健康的同時(shí)也造成了資源的浪費(fèi)。如果能很好地處理餐廚垃圾，將之作為城市資源的來(lái)源之一，變廢為寶，必將帶來(lái)良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。餐廚垃圾含有厭氧微生物所需的各種均衡營(yíng)養(yǎng)，利用厭氧發(fā)酵法將其資源化是一種較為合適的處理法。以北京時(shí)代桃園環(huán)境科技有限公司為代表厭氧發(fā)酵法處理餐廚垃圾產(chǎn)沼氣的技術(shù)有了新的提高。1、時(shí)代桃源與Schwarting采用的工藝為連續(xù)式、中溫、濕法、兩相厭氧發(fā)酵工藝，與其他厭氧發(fā)酵工藝相比，該工藝有如下特點(diǎn)：工藝名稱與其他厭氧工藝相比的特點(diǎn)

工藝名稱與其他厭氧工藝相比的特點(diǎn)中溫降解過(guò)程穩(wěn)定菌類的生物物種多樣氨氮物質(zhì)對(duì)厭氧降解的抑制作用小4?能耗較小濕法進(jìn)料的傳送、混合技術(shù)簡(jiǎn)單反應(yīng)器內(nèi)攪拌技術(shù)簡(jiǎn)單反應(yīng)器內(nèi)的熱交換及物質(zhì)交換好，產(chǎn)生的氣體較易釋放出來(lái)兩相工藝穩(wěn)定性好產(chǎn)氣量較咼，最咼噸產(chǎn)氣量可達(dá)110m3連續(xù)式反應(yīng)器數(shù)量較少占地面積較小運(yùn)行成本較低4?自動(dòng)化程度較咼2、工藝概述以日處理200t餐廚垃圾的厭氧處理廠為例，具體工藝如下描述。工藝參數(shù)指標(biāo)工藝參數(shù)指標(biāo)處理能力200t/d雜質(zhì)含量Max.7.2%TS干物質(zhì)含量（TS）18.9%發(fā)酵溫度37-42°C有機(jī)干物質(zhì)含量93%TS有機(jī)降解率80%沼氣產(chǎn)量800m3/h電耗1540MWh/a甲烷濃度>58%熱耗4150MWh/a有機(jī)負(fù)荷3.5kgoTS/m3.d占地面積約10畝發(fā)電裝機(jī)容量2MW3、下頁(yè)為工藝流程圖：沼氣A0執(zhí)八、、IO污水處理有機(jī)肥料回收利用沼液油水分離緩沖罐水解酸化發(fā)酵產(chǎn)沼氣除砂接收池多功能罐沼氣預(yù)處理裝置沼氣生物脫硫裝置填埋場(chǎng)雜質(zhì)F* *1離心脫水收運(yùn)來(lái)的餐廚垃圾破碎分揀制漿油脂處理熱電聯(lián)產(chǎn)發(fā)電機(jī)組沼氣A0執(zhí)八、、IO污水處理有機(jī)肥料回收利用沼液油水分離緩沖罐水解酸化發(fā)酵產(chǎn)沼氣除砂接收池多功能罐沼氣預(yù)處理裝置沼氣生物脫硫裝置填埋場(chǎng)雜質(zhì)F* *1離心脫水收運(yùn)來(lái)的餐廚垃圾破碎分揀制漿油脂處理熱電聯(lián)產(chǎn)發(fā)電機(jī)組沼渣4、預(yù)處理工藝餐廚垃圾經(jīng)收運(yùn)車輛運(yùn)輸后到達(dá)處理場(chǎng)，處理過(guò)程的開端是物料接收池。垃圾被直接傾倒入接收池內(nèi)，經(jīng)過(guò)螺旋輸送器運(yùn)送至粉碎分揀裝置，餐廚垃圾中帶有的包裝袋在輸送過(guò)程可以被撕裂，實(shí)現(xiàn)破袋。同時(shí)，顆粒很大，材質(zhì)較軟的垃圾也可被碾碎，實(shí)現(xiàn)初步粉碎。垃圾經(jīng)過(guò)運(yùn)輸設(shè)備傳送至粉碎分揀階段。粉碎分揀階段主要是實(shí)現(xiàn)餐廚垃圾中輕物質(zhì)的分離、雜質(zhì)的去除、垃圾顆粒的減小。時(shí)代桃源公司引進(jìn)德國(guó)先進(jìn)設(shè)備組合：破碎分揀制漿機(jī)，可在同一工序過(guò)程中同時(shí)實(shí)現(xiàn)以上這三個(gè)目的，能夠極大地提高處理效率，優(yōu)化處理結(jié)果，降低運(yùn)行成本。經(jīng)過(guò)粉碎分揀的物料進(jìn)入緩沖罐，緩沖罐起到物料臨時(shí)存儲(chǔ)器的功能，緩沖罐內(nèi)安裝有攪拌裝置，不會(huì)形成罐內(nèi)沉淀。緩沖罐后物料進(jìn)入除砂系統(tǒng)中，除去漿液中的重物質(zhì)。重物質(zhì)會(huì)磨損設(shè)備及輸送管道，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行時(shí)會(huì)在罐體內(nèi)堆積，不利于安全，因此本工藝設(shè)計(jì)除砂系統(tǒng)，引進(jìn)歐洲先進(jìn)設(shè)備，高效除砂。5、水解酸化工藝厭氧反應(yīng)罐內(nèi)酸化是厭氧發(fā)酵工藝中比較常見的問(wèn)題，多發(fā)生在單相工藝中。嚴(yán)重時(shí)甚至可使厭氧發(fā)酵系統(tǒng)停滯，無(wú)法繼續(xù)進(jìn)行下去，不得不停罐、清罐、重新培養(yǎng)甲烷菌類，整個(gè)餐廚垃圾處理廠需要花費(fèi)數(shù)月時(shí)間才能夠使厭氧發(fā)酵系統(tǒng)恢復(fù)正常運(yùn)行。采用兩相工藝就從根本上解決了這一問(wèn)題。水解與產(chǎn)氣階段分別獨(dú)立的進(jìn)行，相互不會(huì)直接影響，甲烷菌的理想生活環(huán)境條件能夠得到最大程度上的保證，從而保證了厭氧發(fā)酵系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。作為相當(dāng)成熟的工藝技術(shù)，兩相厭氧發(fā)酵工藝在歐洲眾多有機(jī)垃圾厭氧降解工程中得到應(yīng)用。由于實(shí)現(xiàn)了不同降解過(guò)程的獨(dú)立進(jìn)行，厭氧過(guò)程的穩(wěn)定性得到了保證，大大提高的整體的厭氧降解效果，同時(shí)也提高了餐廚垃圾處理廠的處理效率。6、氧化工藝厭氧過(guò)程是整個(gè)餐廚垃圾厭氧發(fā)酵的核心過(guò)程，從技術(shù)角度講，是否能夠控制好產(chǎn)氣過(guò)程，將會(huì)決定項(xiàng)目是否能夠長(zhǎng)期可靠的運(yùn)行并獲得良好的經(jīng)濟(jì)收益。本工藝采用帶有中央攪拌器的完全混合式發(fā)酵罐，具有效率高、穩(wěn)定性強(qiáng)、產(chǎn)氣效果好、使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。垃圾中有機(jī)物的降解率可達(dá)88%，而通常厭氧發(fā)酵中有機(jī)物的降解率只有65%-75%。發(fā)酵罐體積為有機(jī)物降解率的提高意味著單位重量垃圾經(jīng)過(guò)過(guò)發(fā)酵后沼氣產(chǎn)量的提高，本工藝中每噸餐廚垃圾可產(chǎn)沼氣122.16m3,目前年國(guó)內(nèi)投入運(yùn)行的餐廚垃圾厭氧處理廠每噸垃圾的沼氣產(chǎn)量?jī)H為86.4m3。本工藝在產(chǎn)氣能力是該項(xiàng)目的1.5倍。與傳統(tǒng)的傾斜式攪拌器相比，中央攪拌器具有系列優(yōu)點(diǎn)：物料在發(fā)酵罐內(nèi)的分布更加均勻發(fā)酵罐內(nèi)溫度、pH值的分布更加均勻避免發(fā)酵罐內(nèi)出現(xiàn)沉淀攪拌死角更小維修更換方便快捷能耗較低此外，本工藝獨(dú)創(chuàng)性地采用了再發(fā)酵技術(shù)。即在發(fā)酵罐后單獨(dú)設(shè)立再發(fā)酵罐。經(jīng)過(guò)發(fā)酵后的物質(zhì)進(jìn)入再發(fā)酵罐中再次降解，最大限度的提高垃圾原料中有機(jī)物質(zhì)的降解率，從而提高沼氣的產(chǎn)量，增加發(fā)電量，獲取更多的經(jīng)濟(jì)利益。7、沼氣發(fā)電工藝沼氣發(fā)電業(yè)務(wù)是時(shí)代桃源固有業(yè)務(wù)，經(jīng)驗(yàn)豐富。特別是在沼氣凈化上擁有較強(qiáng)的技術(shù)實(shí)力，能夠根據(jù)沼氣品質(zhì)采用不同工藝對(duì)氣體進(jìn)行凈化處理。為了確保沼氣能夠被發(fā)電機(jī)組使用，同時(shí)對(duì)環(huán)境不會(huì)產(chǎn)生危害，應(yīng)對(duì)沼氣進(jìn)行凈化處理。具體工藝如下：本工藝設(shè)計(jì)厭氧裝置產(chǎn)氣量約為800m3/h,裝機(jī)容量為2MW,按照沼氣中甲烷濃度60%計(jì)算，經(jīng)過(guò)發(fā)電機(jī)組后每年可發(fā)電18930MWh,按照北京市普通三口之家每年用電2400度電計(jì)算,厭氧產(chǎn)沼氣發(fā)出的電量可以滿足約8300個(gè)普通三口之家一年的用電需求。同時(shí)產(chǎn)生熱量約為23660MWh。同時(shí)為了在發(fā)電機(jī)組檢修及故障期間將產(chǎn)生的沼氣處理掉，應(yīng)設(shè)置一封閉式安全火炬，處理能力為1000m3/h。沼氣的發(fā)電利用和封閉式火炬的焚燒都可以達(dá)到減少溫室氣體排放的作用。因此餐廚垃圾厭氧處理廠可以申請(qǐng)為CDM項(xiàng)目，從而通過(guò)以上兩種手段獲得額外的減排收益。按本工藝計(jì)算，每年可減排CO274,600噸。除發(fā)電利用外，產(chǎn)生的沼氣在經(jīng)過(guò)提純凈化處理符合國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)后，還可以進(jìn)入城市市政天然氣管道作為家用燃?xì)馐褂?，或是作為清潔汽車原料使用。在德?guó)，瑞典等國(guó)已經(jīng)有數(shù)量眾多的此類車用燃?xì)庹就度胧褂?，可?shí)現(xiàn)溫室氣體的減排，延緩溫室效應(yīng)，改善環(huán)境。8、發(fā)酵后沼液，沼渣處理利用過(guò)程除沼氣外再發(fā)酵罐中還有大量固液混合的發(fā)酵后產(chǎn)物排放出來(lái)，這部分發(fā)酵后產(chǎn)物經(jīng)過(guò)離心脫水機(jī)脫水后分離成為沼液與沼渣。采用離心分離脫水方式，脫水后形成沼液與沼渣。沼液的含水量約為98%-99%，沼渣的含水量不高于75%。根據(jù)不同的工藝設(shè)計(jì)要求，可對(duì)沼液沼渣進(jìn)行不同的處理。沼液進(jìn)入到發(fā)酵后沼液儲(chǔ)池，經(jīng)過(guò)沉淀后的上清液可作為過(guò)程水循環(huán)使用，用來(lái)稀釋垃圾原料或調(diào)節(jié)水解過(guò)程的酸堿值。沼液沼渣中含有大量的氮、磷、鉀等微量元素，可以廣泛的應(yīng)用于市政園林的施肥灌溉使用，從而實(shí)現(xiàn)垃圾的循環(huán)處理，同時(shí)也將為市政園林的維護(hù)節(jié)約大量資金，間接地產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益。沼渣經(jīng)過(guò)固化處理后還可作為固態(tài)有機(jī)肥料使用。根據(jù)其組成成分，達(dá)到農(nóng)用肥料使用標(biāo)準(zhǔn)的可直接制成肥料出售。固態(tài)肥料可廣泛應(yīng)用于林業(yè)、市政園林、沙化土壤改良、重金屬污染土壤治理后恢復(fù)等多個(gè)領(lǐng)域。如果沼液不作回流循環(huán)使用，可排入市政污水處理廠處理或單獨(dú)設(shè)污水處理設(shè)施按照相關(guān)法規(guī)要求對(duì)沼液進(jìn)行處理，達(dá)標(biāo)后排放。9、廢棄油脂處理再利用過(guò)程廢棄油脂主要是指餐飲企業(yè)，食堂廢棄物中的油脂部分，使用過(guò)的食用油以及餐廚垃圾中含有的油脂部分。這其中前面兩種就是人們常說(shuō)的“地溝油”的主要來(lái)源。不法商販通過(guò)各種手段將這些廢棄的油脂回收，加工煉制成為廉價(jià)食用油，重新流入市場(chǎng)回到人們的餐桌上，進(jìn)入人體危害人們的身體健康。在處理餐廚垃圾的同時(shí)應(yīng)考慮到“地溝油”的危害性，設(shè)計(jì)廢棄油脂的處理再利用工藝，將分離出來(lái)的餐廚垃圾中的油脂與“地溝油”共同處理。油脂類物質(zhì)是高級(jí)脂肪酸甘油酯，通過(guò)化學(xué)酯交換反應(yīng)或生物酶合成反應(yīng)可將油脂轉(zhuǎn)化為生物柴油。生物柴油是清潔可再生能源，具有硫含量低，燃燒后含硫廢氣排放少，燃燒性好，安全性好等優(yōu)點(diǎn)，可作為鍋爐，渦輪機(jī)，柴油機(jī)等的燃料使用。這也是餐廚垃圾處理廠的收益來(lái)源之一。油脂在餐廚垃圾中主要存在于液相與固相之中。液相中含有的油脂經(jīng)過(guò)油水分離后即可得到品質(zhì)較好的油脂，進(jìn)而作為原料生產(chǎn)生物柴油或其他化工產(chǎn)品。固相中的油脂必須先在高溫下轉(zhuǎn)化為液態(tài)，然后再通過(guò)油水分離得到油脂。三、時(shí)代桃源厭氧發(fā)酵的產(chǎn)品體系（一）接收輸送系統(tǒng)：見圖1功能：接收和輸送物料核心設(shè)備介紹：接料抖1、卸料口帶有電動(dòng)頂蓋及除臭吸氣口2、三條垂直無(wú)軸螺旋和一條橫向無(wú)軸螺旋擠壓進(jìn)3、提升螺旋底部設(shè)油水瀝孔圖2（二） 油脂分離系統(tǒng)：見圖21多級(jí)分油過(guò)程，提高分油效率；2.采用氣浮方式，分出更多油脂；3.對(duì)物料進(jìn)行加熱，利于油脂提取；4.使用離心分油，確保油脂提取率。（三） 破碎分選制漿系統(tǒng)：見圖3系統(tǒng)功能：雜質(zhì)分離，破碎制漿核心設(shè)備：破碎分選制漿一體機(jī)1、對(duì)物料進(jìn)行破碎制漿2、將輕物質(zhì)分離排出3、不易破碎的金屬等重物質(zhì)排出4、將物料破碎至8-10mm,制漿勻漿罐5、將前端間歇工作的處理單元和后端連續(xù)工作的處理單元進(jìn)行匹配（四）除砂系統(tǒng)：見圖4系統(tǒng)功能：處理罐內(nèi)如金屬、砂石等