餐厨垃圾厌氧消化

餐厨垃圾厌氧消化一、餐厨垃圾概述（一） 餐厨垃圾现状餐厨垃圾，俗称泔脚，是城市日常生活中产生的最为普遍的废弃物，其主要成分包括淀粉类食物、植物纤维、动物蛋白和脂肪类等有机物，同时还存在这废餐具、塑料、包装物等多种其他垃圾。餐厨垃圾主要来源于餐饮服务业、家庭和企事业单位食堂等产生的食物加工下脚料（厨余）和食用残余（泔脚）。随着我们国家经济的飞速发展，城市化进程的逐渐加快，餐厨垃圾的产量呈现出逐年上升的趋势。据统计，目前我国有酒店、餐馆近400万家，每天产生的餐厨垃圾数量十分惊人。以北京市为例，全市日产餐厨垃圾已达约2000吨/天，如何处理数量巨大的餐厨垃圾，成为摆在城市管理者面前的巨大难题。（二）餐厨垃圾的特性1、含水率高，可达80%-95%2、盐分含量高，部分地区含辣椒，醋酸高3、有机物含量高，主要为蛋白质、纤维素、淀粉、脂肪等4、富含氮、磷、钾、钙及各种微量元素5、存在有病原菌，病原微生物6、易腐烂、变质、发臭、滋生蚊蝇（三）餐厨垃圾的危害目前城市餐饮企业产生的餐厨垃圾多被养殖户收集，作为养殖饲料直接使用，未经过任何消毒处理的餐厨垃圾通过饲养的牲畜重新进入食物链，不但容易引起牲畜感染病毒，还可能会造成肝炎等疾病在人群中的传播；同时餐厨垃圾中含有大量的重金属物质以及苯类化合物等，会大量的积累在牲畜的肾脏等部位无法排出，并经过食物链最终停留在人体内，造成免疫力下降，提高癌症的发病率。由于中国饮食文化丰富，在餐厨垃圾中还有大量的未食用油脂。近些年来，各地均出现不法分子非法收购地沟油经再提炼后销往市场的事件。地沟油最为中国餐厨垃圾重要的成分之一，含有黄曲霉素、笨等有毒物质，长期食用会提高肿瘤和癌症的发病率。而目前全国均存在的地下地沟油市场已经严重影响到了人民的食品安全虽然餐厨垃圾对社会和人民生活已经产生了较大额危害，但因其富含有机物也可作为潜在的能源供应体。通过恰当的处理方法，可以释放出蕴藏在餐厨垃圾中的能量，转化为电能、热能，作为常规能源的有效补充。在当前我国能源供应日趋紧张的时期，寻求新能源迫在眉睫，利用餐厨垃圾通过成熟工艺技术获取能源不失为合理的解决方式。、餐厨垃圾厌氧处理餐厨垃圾的处理包含有三方面内容：餐厨垃圾的收集运输；餐厨垃圾的减量化、资源化处理；处理后产物的利用。目前国内已有部分城市颁布实施了餐厨废弃物管理条例，对餐厨垃圾的收运做出了具体的规定。餐厨垃圾收运系统由垃圾收集装置、垃圾运输装置及其维修车间等设施组成，主要负责宾馆、食堂及餐饮企业餐厨垃圾的收集和运输。餐厨垃圾产生后，由宾馆、食堂等产生单位将其收入标准收集桶内，在环卫部门规定的时间内放置于指定的转运点，再由环卫部门或政府指定的垃圾清运企业定时收运。运输车辆采用密闭式运输车，车上设有挂桶机构，将垃圾标准桶提升至车厢顶部，再通过翻料机构将垃圾倒入车厢内，运输过程中车厢密闭。垃圾被运至处理厂卸料平台之后，密封后盖打开，推料机构将餐厨垃圾推出，进入接料系统进行后续处理。车上所有操作为液压自动控制，可分别在驾驶室和车旁操作。为了对运输车辆及设备进行日常维护和修理，可在垃圾处理厂内设置了小型维修车间车间内配置有相应的车辆维护设备，可在车间内对车辆进行一般维护、轮胎加气和修理，大修则在厂外协作。收运流程为：宾馆、食堂、餐厅标准桶——收集点——运输车——处理厂计量——卸料平台卸料——车辆清洗——再次收运。餐厨垃圾的收运清理过程须保证运输器具的密封性，清洁性，收运的及时性，以及收运单位的经济性。（二）餐厨垃圾厌氧处理技术餐厨垃圾成分复杂，含水量高，且易腐烂变质，其在运输与处理的过程中不仅滋生蚊虫，而且污染水体和大气。近几年，北京、上海等城市餐厨垃圾日产量达近2000t，给市政、环卫部门带来了巨大的压力。由此引出的潲水猪与地沟油事件，危害市民健康的同时也造成了资源的浪费。如果能很好地处理餐厨垃圾，将之作为城市资源的来源之一，变废为宝，必将带来良好的经济效益和社会效益。餐厨垃圾含有厌氧微生物所需的各种均衡营养，利用厌氧发酵法将其资源化是一种较为合适的处理法。以北京时代桃园环境科技有限公司为代表厌氧发酵法处理餐厨垃圾产沼气的技术有了新的提高。1、时代桃源与Schwarting采用的工艺为连续式、中温、湿法、两相厌氧发酵工艺，与其他厌氧发酵工艺相比，该工艺有如下特点：工艺名称与其他厌氧工艺相比的特点

工艺名称与其他厌氧工艺相比的特点中温降解过程稳定菌类的生物物种多样氨氮物质对厌氧降解的抑制作用小4•能耗较小湿法进料的传送、混合技术简单反应器内搅拌技术简单反应器内的热交换及物质交换好，产生的气体较易释放出来两相工艺稳定性好产气量较咼，最咼吨产气量可达110m3连续式反应器数量较少占地面积较小运行成本较低4•自动化程度较咼2、工艺概述以日处理200t餐厨垃圾的厌氧处理厂为例，具体工艺如下描述。工艺参数指标工艺参数指标处理能力200t/d杂质含量Max.7.2%TS干物质含量（TS）18.9%发酵温度37-42°C有机干物质含量93%TS有机降解率80%沼气产量800m3/h电耗1540MWh/a甲烷浓度>58%热耗4150MWh/a有机负荷3.5kgoTS/m3.d占地面积约10亩发电装机容量2MW3、下页为工艺流程图：沼气A0执八、、IO污水处理有机肥料回收利用沼液油水分离缓冲罐水解酸化发酵产沼气除砂接收池多功能罐沼气预处理装置沼气生物脱硫装置填埋场杂质F* *1离心脱水收运来的餐厨垃圾破碎分拣制浆油脂处理热电联产发电机组沼气A0执八、、IO污水处理有机肥料回收利用沼液油水分离缓冲罐水解酸化发酵产沼气除砂接收池多功能罐沼气预处理装置沼气生物脱硫装置填埋场杂质F* *1离心脱水收运来的餐厨垃圾破碎分拣制浆油脂处理热电联产发电机组沼渣4、预处理工艺餐厨垃圾经收运车辆运输后到达处理场，处理过程的开端是物料接收池。垃圾被直接倾倒入接收池内，经过螺旋输送器运送至粉碎分拣装置，餐厨垃圾中带有的包装袋在输送过程可以被撕裂，实现破袋。同时，颗粒很大，材质较软的垃圾也可被碾碎，实现初步粉碎。垃圾经过运输设备传送至粉碎分拣阶段。粉碎分拣阶段主要是实现餐厨垃圾中轻物质的分离、杂质的去除、垃圾颗粒的减小。时代桃源公司引进德国先进设备组合：破碎分拣制浆机，可在同一工序过程中同时实现以上这三个目的，能够极大地提高处理效率，优化处理结果，降低运行成本。经过粉碎分拣的物料进入缓冲罐，缓冲罐起到物料临时存储器的功能，缓冲罐内安装有搅拌装置，不会形成罐内沉淀。缓冲罐后物料进入除砂系统中，除去浆液中的重物质。重物质会磨损设备及输送管道，长时间运行时会在罐体内堆积，不利于安全，因此本工艺设计除砂系统，引进欧洲先进设备，高效除砂。5、水解酸化工艺厌氧反应罐内酸化是厌氧发酵工艺中比较常见的问题，多发生在单相工艺中。严重时甚至可使厌氧发酵系统停滞，无法继续进行下去，不得不停罐、清罐、重新培养甲烷菌类，整个餐厨垃圾处理厂需要花费数月时间才能够使厌氧发酵系统恢复正常运行。采用两相工艺就从根本上解决了这一问题。水解与产气阶段分别独立的进行，相互不会直接影响，甲烷菌的理想生活环境条件能够得到最大程度上的保证，从而保证了厌氧发酵系统的稳定运行。作为相当成熟的工艺技术，两相厌氧发酵工艺在欧洲众多有机垃圾厌氧降解工程中得到应用。由于实现了不同降解过程的独立进行，厌氧过程的稳定性得到了保证，大大提高的整体的厌氧降解效果，同时也提高了餐厨垃圾处理厂的处理效率。6、氧化工艺厌氧过程是整个餐厨垃圾厌氧发酵的核心过程，从技术角度讲，是否能够控制好产气过程，将会决定项目是否能够长期可靠的运行并获得良好的经济收益。本工艺采用带有中央搅拌器的完全混合式发酵罐，具有效率高、稳定性强、产气效果好、使用寿命长等特点。垃圾中有机物的降解率可达88%，而通常厌氧发酵中有机物的降解率只有65%-75%。发酵罐体积为有机物降解率的提高意味着单位重量垃圾经过过发酵后沼气产量的提高，本工艺中每吨餐厨垃圾可产沼气122.16m3,目前年国内投入运行的餐厨垃圾厌氧处理厂每吨垃圾的沼气产量仅为86.4m3。本工艺在产气能力是该项目的1.5倍。与传统的倾斜式搅拌器相比，中央搅拌器具有系列优点：物料在发酵罐内的分布更加均匀发酵罐内温度、pH值的分布更加均匀避免发酵罐内出现沉淀搅拌死角更小维修更换方便快捷能耗较低此外，本工艺独创性地采用了再发酵技术。即在发酵罐后单独设立再发酵罐。经过发酵后的物质进入再发酵罐中再次降解，最大限度的提高垃圾原料中有机物质的降解率，从而提高沼气的产量，增加发电量，获取更多的经济利益。7、沼气发电工艺沼气发电业务是时代桃源固有业务，经验丰富。特别是在沼气净化上拥有较强的技术实力，能够根据沼气品质采用不同工艺对气体进行净化处理。为了确保沼气能够被发电机组使用，同时对环境不会产生危害，应对沼气进行净化处理。具体工艺如下：本工艺设计厌氧装置产气量约为800m3/h,装机容量为2MW,按照沼气中甲烷浓度60%计算，经过发电机组后每年可发电18930MWh,按照北京市普通三口之家每年用电2400度电计算,厌氧产沼气发出的电量可以满足约8300个普通三口之家一年的用电需求。同时产生热量约为23660MWh。同时为了在发电机组检修及故障期间将产生的沼气处理掉，应设置一封闭式安全火炬，处理能力为1000m3/h。沼气的发电利用和封闭式火炬的焚烧都可以达到减少温室气体排放的作用。因此餐厨垃圾厌氧处理厂可以申请为CDM项目，从而通过以上两种手段获得额外的减排收益。按本工艺计算，每年可减排CO274,600吨。除发电利用外，产生的沼气在经过提纯净化处理符合国家有关标准后，还可以进入城市市政天然气管道作为家用燃气使用，或是作为清洁汽车原料使用。在德国，瑞典等国已经有数量众多的此类车用燃气站投入使用，可实现温室气体的减排，延缓温室效应，改善环境。8、发酵后沼液，沼渣处理利用过程除沼气外再发酵罐中还有大量固液混合的发酵后产物排放出来，这部分发酵后产物经过离心脱水机脱水后分离成为沼液与沼渣。采用离心分离脱水方式，脱水后形成沼液与沼渣。沼液的含水量约为98%-99%，沼渣的含水量不高于75%。根据不同的工艺设计要求，可对沼液沼渣进行不同的处理。沼液进入到发酵后沼液储池，经过沉淀后的上清液可作为过程水循环使用，用来稀释垃圾原料或调节水解过程的酸碱值。沼液沼渣中含有大量的氮、磷、钾等微量元素，可以广泛的应用于市政园林的施肥灌溉使用，从而实现垃圾的循环处理，同时也将为市政园林的维护节约大量资金，间接地产生良好的经济效益。沼渣经过固化处理后还可作为固态有机肥料使用。根据其组成成分，达到农用肥料使用标准的可直接制成肥料出售。固态肥料可广泛应用于林业、市政园林、沙化土壤改良、重金属污染土壤治理后恢复等多个领域。如果沼液不作回流循环使用，可排入市政污水处理厂处理或单独设污水处理设施按照相关法规要求对沼液进行处理，达标后排放。9、废弃油脂处理再利用过程废弃油脂主要是指餐饮企业，食堂废弃物中的油脂部分，使用过的食用油以及餐厨垃圾中含有的油脂部分。这其中前面两种就是人们常说的“地沟油”的主要来源。不法商贩通过各种手段将这些废弃的油脂回收，加工炼制成为廉价食用油，重新流入市场回到人们的餐桌上，进入人体危害人们的身体健康。在处理餐厨垃圾的同时应考虑到“地沟油”的危害性，设计废弃油脂的处理再利用工艺，将分离出来的餐厨垃圾中的油脂与“地沟油”共同处理。油脂类物质是高级脂肪酸甘油酯，通过化学酯交换反应或生物酶合成反应可将油脂转化为生物柴油。生物柴油是清洁可再生能源，具有硫含量低，燃烧后含硫废气排放少，燃烧性好，安全性好等优点，可作为锅炉，涡轮机，柴油机等的燃料使用。这也是餐厨垃圾处理厂的收益来源之一。油脂在餐厨垃圾中主要存在于液相与固相之中。液相中含有的油脂经过油水分离后即可得到品质较好的油脂，进而作为原料生产生物柴油或其他化工产品。固相中的油脂必须先在高温下转化为液态，然后再通过油水分离得到油脂。三、时代桃源厌氧发酵的产品体系（一）接收输送系统：见图1功能：接收和输送物料核心设备介绍：接料抖1、卸料口带有电动顶盖及除臭吸气口2、三条垂直无轴螺旋和一条横向无轴螺旋挤压进3、提升螺旋底部设油水沥孔图2（二） 油脂分离系统：见图21多级分油过程，提高分油效率；2.采用气浮方式，分出更多油脂；3.对物料进行加热，利于油脂提取；4.使用离心分油，确保油脂提取率。（三） 破碎分选制浆系统：见图3系统功能：杂质分离，破碎制浆核心设备：破碎分选制浆一体机1、对物料进行破碎制浆2、将轻物质分离排出3、不易破碎的金属等重物质排出4、将物料破碎至8-10mm,制浆匀浆罐5、将前端间歇工作的处理单元和后端连续工作的处理单元进行匹配（四）除砂系统：见图4系统功能：处理罐内如金属、砂石等