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、動物蛋白和脂肪類等有機物，同時還存在這廢餐具、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）。隨著我們國家經(jīng)濟的飛速發(fā)展，城市化進程的逐漸加快，餐廚垃圾的產(chǎn)量呈現(xiàn)出逐年上升的趨勢。據(jù)統(tǒng)計，目前我國有酒店、餐館近400萬家，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80%-95%2、鹽分含量高，部分地區(qū)含辣椒，醋酸高3、有機物含量高，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)過任何消毒處理的餐廚垃圾通過飼養(yǎng)的牲畜重新進入食物鏈，不但容易引起牲畜感染病毒，還可能會造成肝炎等疾病在人群中的傳播；同時餐廚垃圾中含有大量的重金屬物質(zhì)以及苯類化合物等，會大量的積累在牲畜的腎臟等部位無法排出，并經(jīng)過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，各地均出現(xiàn)不法分子非法收購地溝油經(jīng)再提煉后銷往市場的事件。地溝油最為中國餐廚垃圾重要的成分之一，含有黃曲霉素、笨等有毒物質(zhì)，長期食用會提高腫瘤和癌癥的發(fā)病率。而目前全國均存在的地下地溝油市場已經(jīng)嚴重影響到了人民的食品安全雖然餐廚垃圾對社會和人民生活已經(jīng)產(chǎn)生了較大額危害，但因其富含有機物也可作為潛在的能源供應(yīng)體。通過恰當?shù)奶幚矸椒?，可以釋放出蘊藏在餐廚垃圾中的能量，轉(zhuǎn)化為電能、熱能，作為常規(guī)能源的有效補充。在當前我國能源供應(yīng)日趨緊張的時期，尋求新能源迫在眉睫，利用餐廚垃圾通過成熟工藝技術(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。目前國內(nèi)已有部分城市頒布實施了餐廚廢棄物管理條例，對餐廚垃圾的收運做出了具體的規(guī)定。餐廚垃圾收運系統(tǒng)由垃圾收集裝置、垃圾運輸裝置及其維修車間等設(shè)施組成，主要負責(zé)賓館、食堂及餐飲企業(yè)餐廚垃圾的收集和運輸。餐廚垃圾產(chǎn)生后，由賓館、食堂等產(chǎn)生單位將其收入標準收集桶內(nèi)，在環(huán)衛(wèi)部門規(guī)定的時間內(nèi)放置于指定的轉(zhuǎn)運點，再由環(huán)衛(wèi)部門或政府指定的垃圾清運企業(yè)定時收運。運輸車輛采用密閉式運輸車，車上設(shè)有掛桶機構(gòu)，將垃圾標準桶提升至車廂頂部，再通過翻料機構(gòu)將垃圾倒入車廂內(nèi)，運輸過程中車廂密閉。垃圾被運至處理廠卸料平臺之后，密封后蓋打開，推料機構(gòu)將餐廚垃圾推出，進入接料系統(tǒng)進行后續(xù)處理。車上所有操作為液壓自動控制，可分別在駕駛室和車旁操作。為了對運輸車輛及設(shè)備進行日常維護和修理，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)的車輛維護設(shè)備，可在車間內(nèi)對車輛進行一般維護、輪胎加氣和修理，大修則在廠外協(xié)作。收運流程為：賓館、食堂、餐廳標準桶——收集點——運輸車——處理廠計量——卸料平臺卸料——車輛清洗——再次收運。餐廚垃圾的收運清理過程須保證運輸器具的密封性，清潔性，收運的及時性，以及收運單位的經(jīng)濟性。（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)，其在運輸與處理的過程中不僅滋生蚊蟲，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)量達近2000t，給市政、環(huán)衛(wèi)部門帶來了巨大的壓力。由此引出的潲水豬與地溝油事件，危害市民健康的同時也造成了資源的浪費。如果能很好地處理餐廚垃圾，將之作為城市資源的來源之一，變廢為寶，必將帶來良好的經(jīng)濟效益和社會效益。餐廚垃圾含有厭氧微生物所需的各種均衡營養(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：工藝名稱與其他厭氧工藝相比的特點

工藝名稱與其他厭氧工藝相比的特點中溫降解過程穩(wěn)定菌類的生物物種多樣氨氮物質(zhì)對厭氧降解的抑制作用小4?能耗較小濕法進料的傳送、混合技術(shù)簡單反應(yīng)器內(nèi)攪拌技術(shù)簡單反應(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兩相工藝穩(wěn)定性好產(chǎn)氣量較咼，最咼噸產(chǎn)氣量可達110m3連續(xù)式反應(yīng)器數(shù)量較少占地面積較小運行成本較低4?自動化程度較咼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)指標工藝參數(shù)指標處理能力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有機干物質(zhì)含量93%TS有機降解率80%沼氣產(chǎn)量800m3/h電耗1540MWh/a甲烷濃度>58%熱耗4150MWh/a有機負荷3.5kgoTS/m3.d占地面積約10畝發(fā)電裝機容量2MW3、下頁為工藝流程圖：沼氣A0執(zhí)八、、IO污水處理有機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雜質(zhì)F* *1離心脫水收運來的餐廚垃圾破碎分揀制漿油脂處理熱電聯(lián)產(chǎn)發(fā)電機組沼氣A0執(zhí)八、、IO污水處理有機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雜質(zhì)F* *1離心脫水收運來的餐廚垃圾破碎分揀制漿油脂處理熱電聯(lián)產(chǎn)發(fā)電機組沼渣4、預(yù)處理工藝餐廚垃圾經(jīng)收運車輛運輸后到達處理場，處理過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)過螺旋輸送器運送至粉碎分揀裝置，餐廚垃圾中帶有的包裝袋在輸送過程可以被撕裂，實現(xiàn)破袋。同時，顆粒很大，材質(zhì)較軟的垃圾也可被碾碎，實現(xiàn)初步粉碎。垃圾經(jīng)過運輸設(shè)備傳送至粉碎分揀階段。粉碎分揀階段主要是實現(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。時代桃源公司引進德國先進設(shè)備組合：破碎分揀制漿機，可在同一工序過程中同時實現(xiàn)以上這三個目的，能夠極大地提高處理效率，優(yōu)化處理結(jié)果，降低運行成本。經(jīng)過粉碎分揀的物料進入緩沖罐，緩沖罐起到物料臨時存儲器的功能，緩沖罐內(nèi)安裝有攪拌裝置，不會形成罐內(nèi)沉淀。緩沖罐后物料進入除砂系統(tǒng)中，除去漿液中的重物質(zhì)。重物質(zhì)會磨損設(shè)備及輸送管道，長時間運行時會在罐體內(nèi)堆積，不利于安全，因此本工藝設(shè)計除砂系統(tǒng)，引進歐洲先進設(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題，多發(fā)生在單相工藝中。嚴重時甚至可使厭氧發(fā)酵系統(tǒng)停滯，無法繼續(xù)進行下去，不得不停罐、清罐、重新培養(yǎng)甲烷菌類，整個餐廚垃圾處理廠需要花費數(shù)月時間才能夠使厭氧發(fā)酵系統(tǒng)恢復(fù)正常運行。采用兩相工藝就從根本上解決了這一問題。水解與產(chǎn)氣階段分別獨立的進行，相互不會直接影響，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)定運行。作為相當成熟的工藝技術(shù)，兩相厭氧發(fā)酵工藝在歐洲眾多有機垃圾厭氧降解工程中得到應(yīng)用。由于實現(xiàn)了不同降解過程的獨立進行，厭氧過程的穩(wěn)定性得到了保證，大大提高的整體的厭氧降解效果，同時也提高了餐廚垃圾處理廠的處理效率。6、氧化工藝厭氧過程是整個餐廚垃圾厭氧發(fā)酵的核心過程，從技術(shù)角度講，是否能夠控制好產(chǎn)氣過程，將會決定項目是否能夠長期可靠的運行并獲得良好的經(jīng)濟收益。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、產(chǎn)氣效果好、使用壽命長等特點。垃圾中有機物的降解率可達88%，而通常厭氧發(fā)酵中有機物的降解率只有65%-75%。發(fā)酵罐體積為有機物降解率的提高意味著單位重量垃圾經(jīng)過過發(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,目前年國內(nèi)投入運行的餐廚垃圾厭氧處理廠每噸垃圾的沼氣產(chǎn)量僅為86.4m3。本工藝在產(chǎn)氣能力是該項目的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：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，本工藝獨創(chuàng)性地采用了再發(fā)酵技術(shù)。即在發(fā)酵罐后單獨設(shè)立再發(fā)酵罐。經(jīng)過發(fā)酵后的物質(zhì)進入再發(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)濟利益。7、沼氣發(fā)電工藝沼氣發(fā)電業(yè)務(wù)是時代桃源固有業(yè)務(wù)，經(jīng)驗豐富。特別是在沼氣凈化上擁有較強的技術(shù)實力，能夠根據(jù)沼氣品質(zhì)采用不同工藝對氣體進行凈化處理。為了確保沼氣能夠被發(fā)電機組使用，同時對環(huán)境不會產(chǎn)生危害，應(yīng)對沼氣進行凈化處理。具體工藝如下：本工藝設(shè)計厭氧裝置產(chǎn)氣量約為800m3/h,裝機容量為2MW,按照沼氣中甲烷濃度60%計算，經(jīng)過發(fā)電機組后每年可發(fā)電18930MWh,按照北京市普通三口之家每年用電2400度電計算,厭氧產(chǎn)沼氣發(fā)出的電量可以滿足約8300個普通三口之家一年的用電需求。同時產(chǎn)生熱量約為23660MWh。同時為了在發(fā)電機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為CDM項目，從而通過以上兩種手段獲得額外的減排收益。按本工藝計算，每年可減排CO274,600噸。除發(fā)電利用外，產(chǎn)生的沼氣在經(jīng)過提純凈化處理符合國家有關(guān)標準后，還可以進入城市市政天然氣管道作為家用燃氣使用，或是作為清潔汽車原料使用。在德國，瑞典等國已經(jīng)有數(shù)量眾多的此類車用燃氣站投入使用，可實現(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，這部分發(fā)酵后產(chǎn)物經(jīng)過離心脫水機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)計要求，可對沼液沼渣進行不同的處理。沼液進入到發(fā)酵后沼液儲池，經(jīng)過沉淀后的上清液可作為過程水循環(huán)使用，用來稀釋垃圾原料或調(diào)節(jié)水解過程的酸堿值。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，從而實現(xiàn)垃圾的循環(huán)處理，同時也將為市政園林的維護節(jié)約大量資金，間接地產(chǎn)生良好的經(jīng)濟效益。沼渣經(jīng)過固化處理后還可作為固態(tài)有機肥料使用。根據(jù)其組成成分，達到農(nóng)用肥料使用標準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設(shè)污水處理設(shè)施按照相關(guān)法規(guī)要求對沼液進行處理，達標后排放。9、廢棄油脂處理再利用過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的“地溝油”的主要來源。不法商販通過各種手段將這些廢棄的油脂回收，加工煉制成為廉價食用油，重新流入市場回到人們的餐桌上，進入人體危害人們的身體健康。在處理餐廚垃圾的同時應(yīng)考慮到“地溝油”的危害性，設(shè)計廢棄油脂的處理再利用工藝，將分離出來的餐廚垃圾中的油脂與“地溝油”共同處理。油脂類物質(zhì)是高級脂肪酸甘油酯，通過化學(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，可作為鍋爐，渦輪機，柴油機等的燃料使用。這也是餐廚垃圾處理廠的收益來源之一。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)過油水分離后即可得到品質(zhì)較好的油脂，進而作為原料生產(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)，然后再通過油水分離得到油脂。三、時代桃源厭氧發(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、卸料口帶有電動頂蓋及除臭吸氣口2、三條垂直無軸螺旋和一條橫向無軸螺旋擠壓進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多級分油過程，提高分油效率；2.采用氣浮方式，分出更多油脂；3.對物料進行加熱，利于油脂提??；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1、對物料進行破碎制漿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