XX市XX餐厨垃圾处理工程项目可行性研究报告

44油脂粗加工系统1油油水分离机「厌氧发酵产沼系统调节槽工艺水脱硫、脱水沼气净化发电系统沼液 沼渣 J 油脂粗加工系统1油油水分离机「厌氧发酵产沼系统调节槽工艺水脱硫、脱水沼气净化发电系统沼液 沼渣 J 废热利用自用电网图4-1XX餐厨垃圾处理项目工艺流程框图收集车收集的餐厨垃圾投入到料仓中，通过双轴破碎机破碎，破碎后的物料再通过螺旋输送机输送至多功能破碎分选机，将物料中的有机物进一步破碎的同时，将物料中的轻型异物质分选出来；随后，物料进入两级混合破碎制浆槽进行重物质的沉降分离和有机物循环细破碎，去除异物杂质后的粒径为10mm的有机物料通过输送泵输送至加热隔油槽进行加热隔油处理。加热隔油处理后的物料被泵送至固液分离机，固相进入调节槽。液相进碟式油水分离器，回收废油，同时，产生的废水和废渣与固液分离获得的固性物一起进入调节槽，制成均质的料浆，供下一步厌氧发酵产气用。发酵产生的沼气经过脱硫、脱水、过滤等预处理步骤后，供给沼气发电机发电，余热则可供消化罐和加热隔油槽使用。消化罐消化液排入消化液储槽，经固液分离后，沼渣用于绿化基肥，污水则排入JS-BC污水处理系统进行处理。4.5工艺方案4.5.1前处理系统xx餐厨垃圾厌氧消化系统前处理工艺段包括前分选单元和油脂分离单元。两单元统一安装布置在前处理车间。预处理系统拟设计处理量为200t/d，考虑到分期建设，前处理工艺将被设计成两条处理能力各为100吨的生产线。4.5.1.1前分选系统构成、原理前分选系统由双轴破碎机、JFE多功能破碎与轻物质分选机、混合破碎制浆与与重物质沉降槽构成，整个前分选系统统一安装布置在前处理车间内。收集车收集的餐厨垃圾投入到料仓中，通过双轴螺旋输送机输送到双轴破碎机，将餐厨垃圾中有机物料和塑料袋等异物质进行破碎， 破碎后的物料再通过螺旋输送机输送至多功能破碎分选机，将物料中的有机物进一步破碎的同时，将物料中的轻型异物质分选出来；随后，物料通过螺旋输送到两级混合破碎制浆槽进行重物质的沉降分离和有机物循环细破碎；去除异物杂质后的粒径为 10mm的有机物料通过输送泵输送至湿热除油系统进行油脂分离。 料仓顶部加盖，前分选及其物料输送过程全部为密闭作业，恶臭气体由引风机引出，并集中收集到除臭系统进行除臭处理。(1)粗破碎料仓收集的物料通过螺旋输送到双轴破碎机进行粗破碎。双轴破碎机为 XX专为餐厨垃圾物料破碎研发的前处理设备，该设备为高负荷重型结构，破碎刀采用日本进口的Skb11材质制造，其结构布置为沟槽式结构螺旋式布置，完全适应含有塑料、衣物纤维、纸质和金属包装物、木头等复杂的餐厨垃圾物料的破碎，破碎粒径为50mm。为了有效解决餐厨垃圾中混杂的大型重质异物质的去除和避免设备的损坏，该设备设计了多重保护功能，当大型重质异物质进入设备后，设备可自动识别并停机反转，将异物质去除。图4-2双轴破碎机(2)轻物质分离收集餐饮垃圾通过双轴破袋后，物料中的轻型异物质，如塑料、纸屑、纤维等通过多功能破碎和轻物质分选机进行分离去除。轻物质分选机为日本JFE公司专为餐厨垃圾有机物破碎和轻物质分离而设计的专有设备。该分选机采用螺旋式滚筒结构，在电机的高速旋转下会产生强的离心力，进入分离器中的含水有机物料和重物质被甩至分选机内壁，有机物料经过内壁上刀片的破碎后连同重物质一起沿着分离器内壁下降，进入后端的混合破碎制浆槽中，进行重物质沉降和有机物料循环细破碎，然后再进行下一工艺段的油脂湿热分离；轻物质则通过内部螺旋上升，再通过设置在分选机侧面的出料孔出料至收集箱内进行收集。图4-3多功能破碎和轻物质分选机（3）重型异物质分离收集餐饮垃圾中含有玻璃瓶、骨头、碗盘、石块和金属器皿等大重型异物质，这些物质如果不从系统中去除，对后续的处理系统和设备将会产生破坏性影响。因此，在前处理系统中设置了混合破碎制浆槽。由于大重型异物质比重较大，可以依靠其自身的重力沉积在槽底部。因此，在混合破碎制浆槽底部，布置了 20〜50cm深，45。坡度的沉积槽。在混合制浆搅拌过程中，大重型异物质会沿着斜坡滑至沉积槽底部。在制浆完成，浆液被泵送至混合调节槽后，通过设在沉积槽底部的两级闸阀的顺序启闭，将这些重型异物质排入沉积收集箱中，定期对分离收集的重型异物质进行清运重物质 观察窗口HeavymaterialtrapUppersluicevalveSluiceves-si&lLowerslorcevalve重物质 观察窗口HeavymaterialtrapUppersluicevalveSluiceves-si&lLowerslorcevalve图4-4混合制浆和重物质沉降槽重物质排出机构4.5.1.2油脂分离系统构成及特点经过破碎泵破碎后的餐厨垃圾浆料用泵送到加热隔油槽，在加热隔油槽内，浆料被加热到70~80C,停留3h静置分层，将上层可浮油撇出来，下层固形物和水被泵送至固液分离机，将垃圾分成固相和液相。液相进碟式油水分离器， 回收废油，同时，产生的废水和废渣，与固液分离获得的固性物一起进调节槽，制成均质的料浆，供下一步厌氧发酵产气用。4.5.1.3前处理系统技术来源及特点前处理系统技术由xx公司根据自有项目运行经验结合日本JFE公司的核心技术共同研发改进而成。系统适应中国餐厨垃圾复杂成分特点，运行稳定， 处理效率高，造价合理。xx前分选系统特点与国内现有餐厨垃圾前分选系统相比，xx前分选系统实现了以下突破：全面实现了无机异物质（如塑料、纸屑、陶瓷、金属等）与有机物的有效分离，有机物分离效率能达到95%以上，并在提取有机物的基础上回收塑料等轻物质和陶瓷、金属、玻璃、骨头等重物质；餐厨垃圾从倾倒至密封料仓内，到完成整个前处理过程，均在密封下进行，实现了自动化运行，解决了在恶臭环境下进行人工分选带来的种种弊端，实现了清洁化生产；xx前分选系统工艺路线简洁流畅，系统和设备的优化设计中，充分考虑了困扰我国餐厨垃圾有效分选的多种因素，实现了设备运行的稳定可靠；xx前分选系统针对我国餐厨垃圾的特点，能够为后续用厌氧发酵产沼提供均匀细颗粒的纯净有机质物料，也能最大幅度的回收垃圾中的异物质。不仅实现了全封闭运行，而且自动化程度达到了目前国内外垃圾分选的最高水准，是餐厨垃圾分选技术上的革命性突破。2）加热除油系统的主要优点：大幅提高废油回收效率，传统的餐厨垃圾处理工艺废油回收率一般不高于40%，通过加热处理，可使餐厨废油回收效率提高到90%以上。加热除油系统将动物脂肪和固态物料中的油脂分解置换成液态，减小了后端的污水处理的难度。湿热除油工艺提取的废油，通过油脂加工系统处理后，得到的工业油脂经济效益显著。加热所需的热量全部来自利用厌氧消化罐产生的沼气进行发电时所产生的余热，这样在对沼气所含的能量实现充分的利用的同时，也避免额

外的能耗，节省了运行能耗4.5.1.4前处理系统土建及设备清单表4-5前处理系统土建及主要设备清单项目规格单位数量一期二期1前处理车间厂房600m2座112原料仓100m3，混凝土和碳钢座113双轴螺旋输送机6m3/h，不锈钢台114双轴破碎机6m3/h，主体碳钢台115螺旋输送机6m3/h，不锈钢台226破碎分选机6m3/h，主体碳钢台117混合制浆槽1.25m3，不锈钢台118加热隔油槽12.5m3，不锈钢台119螺杆泵5m3/h台2210固液分离机卧式离心，5m3/h台1111中间水槽2.5m3,不锈钢台1112油水分离机离心式，5m3/h台114.5.2 厌氧消化系统本项目拟采用JFE公司单相湿式中温发酵技术，系统设计处理量为184t/d,其中调节池、消化罐分两期建设，消化液贮留池则两期合建。4.5.2.1系统构成、原理（1） 混合、调节固液分离的干物料通过螺旋输送到调节池，同时油水分离后的水通过泵输送到调节池，进行充分的混合调节，通过调节使物料的含水率、 PH、温度等因素达到发酵条件后，通过消化罐输送泵泵入到消化罐中。（2） 菌种污泥同时投放接种污泥，在液化阶段主要是发酵细菌起作用，包括纤维素分解菌和蛋白质水解菌，产酸阶段只要是醋酸菌起作用，产甲烷阶段主要是甲烷细菌，他们将产酸阶段产生的产物降解成甲烷和 C02,同时利用产酸阶段产生的氢将C02还原成甲烷。餐厨垃圾中有机物经过微生物厌氧菌分解发酵过程分为液化、酸化、产甲烷三个阶段。（3） 厌氧消化消化罐通过热交换器保证中温发酵的温度，控制反应发酵罐中的含固率：控制在8%-12%，PH值的变化直接影响产甲烷菌的生存与活动，发酵过程PH值应控制在6.8〜7.8左右，可以加碱进行调节PH。同时均质搅拌可以促使反应产气。厌氧发酵原料配比中的碳氮比以20-30:1为宜，C/N比为21:1可提高池内微生物活性，从而促进沼气产生，温度为35C的条件下，物料在消化罐中停留时间为25天，发酵产沼气，按日处理200吨餐厨垃圾来计算，则产气量为12000m3/天（甲烷含量为60%），每吨餐厨垃圾产气量为60m3。4.5.2.2消化系统技术来源及特点目前，国内外餐厨垃圾厌氧发酵工艺中，存在着有机质不能均质化、搅拌不充分、发电效率较低等技术问题。本项目拟引进日本JFE厌氧消化处理技术，该技术具有以下特点和优势：日本JFE公司自行研制的破碎输送泵,该泵可以循环破碎与压力输出同时进行，能破碎并压力输送高浓度、高粘度的物料，破碎能力强，破碎粒径可调节，维修容易。可以使有机质实现均质，提高厌氧发酵沼气的生成量。实验研究和在日本成功运营的经验表明，充分搅拌在厌氧发酵工艺中也是极其重要的影响因素，搅拌可以促使厌氧发酵产气。传统工艺在搅拌过程中，搅拌叶片很容易发生缠绕，时间过长会导致消化槽搅拌的电机因负载发生故障，影响厌氧发酵的顺利进行。日本JFE公司自行研制的专利产品--消化罐搅拌机，以FRP为材质设计的后推式浆翼，不会被异物缠绕，不需要反向逆运转，保证了充分搅拌，从而使厌氧发酵的产气量大大提高。该设备在日本千叶已成功运行七年无故障发生。沼气发电机（日本JFE公司专利产品），发电效率39%以上，传统的沼气发电机的发电效率一般只能达到35%，JFE公司的沼气发电机，在日本国内市场占有率约为70%。

4.523消化系统土建及设备清单表4-6消化系统土建及主要设备清单项目规格单位数量一期二期1调节池地下RC罐、容量184m3、含搅拌器和输送泵座112消化罐RC制圆柱状池、容量2300m3座113消化罐搅拌机立式搅拌机、搅拌容量2300m3台114热交换器螺旋式热交换器20m2/台台115消化罐循环泵单轴螺旋式台116消化液贮留池RC制方形池、容量184m3，含立式搅拌机座104.5.3沼气净化与发电系统沼气净化与发电系统按总规模12000m3/d设计，其中沼气预处理和发电机部分按两期建设，储气罐、火炬和升压装置等则两期合建。4.5.3.1沼气净化在本项目中，发酵产生的沼气经过脱硫、脱水、过滤等预处理步骤后，供给沼气发电机发电，多余气体可送到火炬燃烧后排放。沼气经颗粒过滤器进入沼气冷却装置，在沼气冷却装置中沼气被降温至31C，产生的大量冷凝水经过管道排放至冷凝水井，然后沼气进入湿法脱硫装置进行脱硫处理，H2S从2000ppm降到20-200ppm。本项目脱硫工艺推荐采用络合铁法双塔并联脱硫工艺。沼气分别从两个填料吸收塔的下部进入，与自上而下的脱硫液在两段填料区内逆流接触，硫化氢被脱硫液所吸收，脱硫后的沼气经除雾器后由出气管供给后续预处理装置。吸收了硫化氢的脱硫液从填料吸收塔底流入富液罐，再经富液泵加压打入再生塔中，与自吸进入喷射器的空气充分混合，经反应后进入再生塔，在再生塔内进一步氧化再生，再生后的贫液从再生塔上部溢流进入贫液槽，由贫液泵升压送入吸收塔循环吸收。再生塔内析出的元素硫悬浮与再生塔顶部的环形塔内，并溢流进入泡沫槽，在硫泡沫槽，含硫泡沫经离心机过滤，分离出单质硫，过滤后的清液由回流泵打回到贫液槽循环使用。脱硫后沼气再经初级过滤器进入水冷换热器，在水冷换热器中沼气被降温至20C,产生大量的冷凝水从换热器底部排出，细小液滴随气流在旋风分离器中被去除，确保除水率大于95%，当沼气进口温度低于20C时关闭制冷压缩机。脱水后的沼气经过两台并联的罗茨风机增压至25KPa输出，风机采用变频控制，由预处理装置的出口压力信号进行负反馈调节。在预处理装置的出口管路上设置压力传感器、温度传感器、湿度传感器、甲烷测量仪、流量计等测量仪表，上述信号用于测量和控制，在预处理装置的出口管路上还设置手动阀门、气动切断阀、阻火器，用于安全保护。预处理后的沼气应达到：压力25KPa（可调，无压力突变）湿度v80%RH粉尘<1um温度<50-55C4.4.3.2沼气发电沼气进气管路上安装稳压装置，以便于对流量进行调节，达到最佳的空燃比。另外，为防止进气管回火，在沼气总管上安置了防回火与防爆装置。进入并网控制系统，主要包括发电机调压电路，自动准同期并列控制电路，手动并列和解列控制电路，测量电路，燃气发动机及辅助设备控制电路等。发电机采用进口高效热电联产机组，一期工程装机功率为0.5MW，年运行时间8000小时，发电量4000MWh，二期工程建设后总装机功率可达1MW，年发电量8000MWh。沼气发电系统产生电能优先满足本项目自身用电需求，然后再将多余的电力并入公共电网；产生的热能也是先满足湿热除油系统和高温厌氧消化罐的所需，多余热量再考虑其它用途。发电系统消耗不完的剩余的沼气则进入火炬系统进行完全燃烧后排入大气。4.5.3.3沼气净化与发电系统土建及设备清单表4-7沼气净化与发电系统土建和主要设备清单

项目规格单位数量一期二期1沼气预处理系统6000m3/d，含脱水、脱硫、过滤、计量、控制、升压等模块套112储气罐1500m3个103火炬装置500m3/h台104发电机房200m2座105发电机0.5MW台116余热利用设备套117升压设施套104.5.4沼渣及污水处理系统系统按日处理200吨餐厨垃圾计算，则每日沼渣产量为30吨（80%含水率）,污水处理量为250t/d，分两期建设，其中部分建（构）筑物两期合建。4.5.4.1沼渣处理餐厨垃圾厌氧消化以后产生的残渣，经过压滤脱水达到含水率 80%，送至有关单位，作为绿化基肥进行消纳，废水则进入 JS-BC污水处理系统进行处理。沼渣量预计约：30t/d （80%含水率）。4.542污水处理污水处理系统采用xx公司从日本Bachilutechno公司引进，并结合国内高浓度有机废水实际情况，消化形成的 JS-BC污水处理系统。JS-BC生物处理工艺是缺氧、兼氧、好氧生化处理工艺的组合体，集成了活性污泥及生物膜工艺。在此工艺中，采用了Bacillus菌及优化Bacillus菌的营养液，对高浓度及低浓度废水都有比较好的处理效果。该工艺在日本和韩国应用都非常广泛， 国内目前已成功运用于杭州天子岭垃圾填埋场1500吨垃圾渗滤液处理工程项目中。（1）进水水量及水质废水主要来自餐厨垃圾厌氧制沼系统产生的沼液、油脂深加工及废气处理系统产生的废水，合计约250t/d。主要进水水质指标如下：表4-8 脱水消化液水质项目CODcr(mg/L)BOD5(mg/L)SS(mg/L)pH指标6000200020007.5（2）排放标准出水执行《污水综合排放标准》（GB8978-1996）中的一级排放标准。各项指标见表4-9:表4-9出水水质标准项目CODCr(mg/L)BOD5(mg/L)SS(mg/L)pH指标10020706~9（3）工艺流程沼渣脱水后的污水排入调节池，在调节池先经过均质均量调节，再泵入JS-BC装置，在JS-BC装置内进行兼好、好氧、厌氧处理，出水排入曝气池进一步进行生化处理，曝气池内加入Bacillus菌，利用Bacillus菌特性和缺氧曝气去除污水中的污染物，同时混合液回流至 JS-BC装置进行内循环。生化池泥水混合物排入沉淀池进行沉淀，部分污泥回流至 JS-BC装置，部分回流至曝气池。泥水混合物在沉淀池内泥水分离后，上层清液排入集水池，集水池内污水采用提升泵排入Fenton反应池，加入硫酸、双氧水、硫酸亚铁等试剂，进一步氧化去除污水中难生化降解的有机污染物，之后加入碱液调节PH至中性。再排入沉淀池进行沉淀，上清液排入集水池，污泥排入污泥池。集水池的污水采用提升泵泵入曝气生物滤池（BAF），经过BAF去除水中的氨氮及有机物质，最终出水达到污水综合排放标准一级标准。污水调节池JS-BC装置泵泵曝气池

污泥池二沉池集水池板框压滤机双氧水、硫酸亚铁、硫酸外运Fenton反应池污泥池二沉池集水池板框压滤机双氧水、硫酸亚铁、硫酸外运Fenton反应池Fenton沉淀池BAFM氧BAF好氧集水池达标排放图4-5污水处理系统工艺流程框图（4）JS-BC污水处理技术特点、Bacillus菌特点Bacillus菌为xx公司从日本引进的高效菌种，该菌种具有以下特点:Bacillus菌是一种兼氧菌。在没有氧气和营养成分的时候会形成抱子，这种抱子可以在恶劣的条件存活。Bacillus菌自身具有可生化特性，能高效的去除 COD、BOD、氮、磷能有效分解甲硫醇、氨和硫化氢等臭气成分。可以分泌抗生素，具有杀菌灭菌的功效。能分泌出一种特殊的粘性物质，具有很强的吸附过滤能力。含有Bacillus菌的活性污泥的脱水性非常好。、JS-BC系统特点图4-6xxJS-BC装置生物脱氮效率高，除臭效果好。COD去除率高(90%以上)，工艺流程简短、运行管理简单。溶解氧要求低(0-1.2mg/l)，运行费用省。系统污泥浓度高(10-15g/l)，耐冲击负荷能力强，运行效果稳定。污泥产量小，脱水性能好。可直接浓缩脱水，便于进一步处理与处置污泥回收，不产生二次污染，给企业带来良好的经济效益。独特的营养配方，给微生物的高效提供了保障。

工艺流程简单，自动化程度高。电耗低，运行费用省；可采用组合式模块结构，布置紧凑，占地少。管理简单，运行可靠，不易发生污泥膨胀，设备种类和数量较少，控制系统简单，运行安全可靠。、Fenton氧化技术特点Fenton氧化技术的主要原理是外加的H2O2氧化剂与Fe2+催化剂，即所谓的Fenton药剂，两者在适当的PH下会反应产生氢氧自由基（OH•而氢氧自由基的高氧化能力与废水中的有机物反应，可分解氧化有机物，进而降低废水中生物难分解的COD。该技术具有以下特点：氧化分解速度快，不受废水种类、成分、浓度的限制，处理效率高；特别适用于处理难生化降解的有机废水的处理；设备构造简单，占地面积小。、曝气生物滤池（BAF）技术曝气生物滤池（BiologicalAeratedFilter ，以下简称BAF）是将生物接触氧化工艺与给水过滤工艺相结合的一种好氧膜法废水处理工艺。污水（布水系统）反冲洗废水冲洗水泵陶粒（生物填料层污水（布水系统）反冲洗废水冲洗水泵陶粒（生物填料层）卵石（承托层）空气管反冲气管（反冲洗系统）冲洗水仮冲洗系统）滤头（布水系统）图4-6曝气生物滤池构造曝气生物滤池的特点是:负荷高，出水水质好，常用作污水深度处理：对于城市污水，该处理工艺容积负荷可以在6.0kgBOD/m3.d的负荷下，保持出水在20mg/L，出水可以达到硝化，出水达到或接近生活杂用水水标准；根据去除不同污染物需要，可灵活调整，除可去除有机物外，还可去除氨氮、总氮等；占