随着经济发展和人民生活水平的提高及生活方式的转变,城市餐饮业日益繁荣,随之而来的是餐厨垃圾产生量的快速增长。
数据显示,我国餐厨垃圾产量呈逐年快速增长态势,2018年全国餐厨垃圾产生量约1.08亿吨。
餐厨垃圾具有含水量高、含油量高和有机质含量高的特点,处理不当易造成环境污染。过去因未引起重视,大部分餐厨垃圾被直接丢弃,或运往城郊直接喂猪和制备地沟油。现在,只有通过适当的技术处理,餐厨垃圾才能实现无害化,且将资源再生利用,变废为宝。
《餐厨垃圾废物资源综合利用》就给出了5个餐厨垃圾废弃物资源综合利用的工程技术案例,来供大家参考。
本书重点阐述了餐厨垃圾的预处理技术及方法,同时对目前国内外餐厨垃圾的发展趋势进行了详细介绍,并从中凝炼了目前餐厨垃圾资源化利用技术的前沿趋势,对国内外餐厨垃圾处理的新兴技术进行了详细阐述。
本文仅摘取了书中其中一则案例——《贵阳市餐厨废弃物资源化利用和无害化处理项目》。文中详细介绍了项目概况、技术等内容。
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项目概况
本项目建设地点位于贵阳市白云区麦架镇马堰村,占地面积48507.8㎡,总投资15440.76万元,服务范围为贵阳市区,处理规模为:餐厨垃圾200t/d,地沟油15t/d。项目采用厌氧工艺即湿式、单相、连续、高温厌氧消化技术。
工艺流程
工艺流程
项目采用湿式、单相、连续、高温厌氧消化技术,厌氧发酵产生的沼气首先满足厂内自用,富余沼气经脱碳后制CNG;产生的沼渣经脱水后进行堆肥;生产中产生的废水处理达标后部分用于回流,其余排入附近水体;餐厨垃圾中的油脂进行分离后,作为化工原料外售,产生部分经济效益。
整个餐厨垃圾处理工艺包括以下几个工艺系统:a.餐厨垃圾接收及预处理系统;b.厌氧发酵系统;C.沼渣脱水及处置系统;d.沼气净化系统;e.污水处理系统。
一、预处理系统
专用的餐厨垃圾收运车辆进厂后,首先通过电子汽车衡称重并记录,然后直接驶入预处理卸料车间,在指定位置将餐厨垃圾卸入接料系统。本项目预处理系统设置两条餐厨垃圾接收及输送线。
1、预处理线一流程
接料斗底部采用平板给料机,后接皮带输送机,实现系统的均匀给料。平板给料机上设有格栅及破袋机,可过滤除去大块物料,井实现破袋及初步破碎功能。
2、预处理线二流程
通过螺旋输送装置输送到后续的处理系统,螺旋输送装置设置一定的倾角,垃圾中的水分在输送过程中靠重力自流,进一步实现固液分离,分离出来的油水进入油水分离系统。
固液分离系统分离出的油水混合物与经过预处理的地沟油一起进入油水分离系统,提取出的油脂作为化工原料外卖,其余的物料进入磁选系统。
二、厌氧发酵系统
本项目厌氧发酵工艺借鉴OWS公司的Dranco处理工艺,并进行优化。优化后的工艺如下图所示。
优化的Dranco工艺示意(图片来源:中国市政工程华北设计研究总院)
分选后的垃圾在返混箱内与发酵沼液及蒸汽混合均匀并加热到厌氧消化需要的温度后,再通过进料泵提升至厌氧反应器进行厌氧消化。厌氧消化产生的沼气进入后续的处理及利用单元,厌氧产生的沼液一部分进入返混料箱,另一部分进入后续处理单元。
1、优化Dranco工艺的优点
(1)采用顶部进料方式,与常规底部进料相比,可以有效避免常见的厌氧罐顶部浮渣问题。
(2)底部采用锥斗形式,物料通过降流式的方式从顶部运行至底部,厨余垃圾中的细砂等杂质等可以从底部顺利排出,不存在砂石的累积导致反应器无法正常运行的现象。
(3)采用泵返混的方式,与机械搅拌及气体搅拌相比较,不存在机械设备故障及检修的问题,该搅拌设计避免了干发酵反应罐内有机物固含量浓度很高导致搅拌十分困难的发生,可确保反应器稳定运行。
(4)系统抗冲击负荷能力强,进料含固率适应范围10%~40%。
(5)污水产生量少,降低后续污水处理费用。
(6)对进料的要求低,适合于多种物料的处理。
2、工艺参数
发酵罐内部设置检测装置通过自动控制系统对发酵罐内部温度、压力、液位、搅拌频率、甲烷以及二氧化碳含量等指标进行测定和监控。此外,在发酵罐侧壁设取样口,定期取样发酵液,对更多的指标(pH值、挥发性脂肪酸、氨氮、含固率等)进行实验室测试,测试结果及时反馈,以便操作人员利用这些测量、分析结果及时调整发酵罐运行参数,保证厌氧消化过程的持续和稳定。
消化罐内部是个综合反应体系,各参数间相互制约,实现联动反馈控制。进料泵分别装设变频器,将返混料箱中的垃圾提升到厌氧罐中。每个厌氧罐入口管道上装有流量计,此处流量信号在控制室有实时显示,同时可通过控制室的计算机对此流量计的数值进行设定,并根据此设定值来控制变频器的运行,从而使进料泵的转速得到相应的调整,使进入两个厌氧罐的垃圾流量始终稳定在设定的流量值。最终使罐内消化反应稳定运行。
工艺设计参数
三、沼渣脱水及处置系统
1、沼渣脱水系统
厌氧罐出来的沼渣是未完全降解的有机质,还有较高的利用价值,可以进一步堆沤制成肥料,但由于含固率比较低,首先需要脱水。发酵沼渣粒径较大,难以满足离心脱水机通常要求的6mm以下的粒径范围,故将发酵沼渣先经螺压脱水机脱水,并将6mm以上粒径固体去除,剩余沼渣再经离心脱水机脱水。污水处理系统的剩余污泥也进入脱水系统,因其粒径较小,可直接与螺压脱水后的发酵沼渣混合进入离心脱水机进行脱水。混合污泥经过脱水之后进入堆肥工艺阶段,发酵数周后成为优质肥料。
沼渣脱水系统工艺流程(左图)螺压脱水机(右图)
2、沼渣处置系统
……
四、沼气净化系统
1、脱硫
……
2、压缩
……
3、干燥脱水
……
4、加热
……
5、膜系统
……
五、污水处理系统
……
环境效益
该项目采用厌氧工艺即湿式、单相、连续、高温厌氧消化技术,预计可产生CNG1.536×10^6m³/a;粗油脂3832.5t/a。该项目的建设推动了贵阳市餐厨垃圾资源化利用和无害化处理,变废为宝,化害为利,促进循环经济发展,加快建设资源节约型和友好型社会。
餐厨垃圾废物资源综合利用
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