5.0.5 本条是对餐厨垃圾处理厂总平面布置的基本要求。
6 餐厨垃圾处理工艺
6.1 一般规定
6.1.1 餐厨垃圾集中处理有利于节省投资、减少污染, 并易于进行资源化利用。
6.1.2 本条是对分散设置的小型垃圾处理设施的要求。由于分散处理设施一般设在人囗较密的地方,因此要确保处理设施的排放不影响人的身体健康。
6.1.3 本条是对餐厨垃圾制有机肥的基本要求。
6.1.4 重金属含量、蛔虫卵死亡率和大肠杆菌值指标是恒量肥料安全性的重要指标, 餐厨垃圾制成的肥料必须符合标准才能使用。
6.2 预处理
6.2.1 餐厨垃圾杂质较多,需要预处理将杂质去除。另外根据不同的处理工艺,也需要将其中的水、油、盐分等物质去除。
6.2.2本条是对预处理设施和设备的基本要求。
6.2.3 餐厨垃圾异味较大,预处理系统应配置通风除臭系统, 人工分拣工位设置送风口, 以保证操作人员的身体健康和人身安全。
6.2.4 餐厨垃圾破碎的粒度可根据后续处理工艺的不同有所不同,如采用湿式厌氧工艺,则需将餐厨垃圾破碎至较小粒度,以利于提高物料的流动性。如采用干式厌氧工艺,则不需将餐厨垃圾破碎至太小粒度,以节省运行费用。由于餐厨垃圾水分较大,破碎时易喷溅,因此破碎设备应做好密封,防止物料泄漏。
6.2.5 本条对分选提出了较具体的要求。分选的主要目的就是将餐厨垃圾中的杂质去除,因此分选设备应将不可降解物有效去除。本条要求分选后的餐厨垃圾中不可降解物的含量小于3%,主要考虑保证餐厨垃圾处理工艺的可靠性和资源化 产品的质量。如杂质过多,一方面影响物料的输送性能,另一方面也影响资源化产品的质量。
6.2.6 由于餐厨垃圾含有较多的食用油脂,油脂将给处理设备带来不利影响,且油脂的利用价值较高,因此本条要求在餐厨垃圾进入处理工艺前应将油脂从中分离出来。利用餐厨垃圾的油脂可以生产生物柴油或工业用油,但不能生产食用油或食品加工油。
6.2.7 湿热处理即利用高温蒸汽对餐厨垃圾进行加热蒸煮处理,湿热处理可将其中的大分子难降解的有机物水解为易于被动植物吸收的小分子已溶性物质,也可杀灭病原菌,同时也有利于餐厨垃圾脱油和脱水性能的提高。
6.2.8 餐厨垃圾含盐量较高,制作饲料和肥料时均需要对其进行脱盐处理。
6.3 厌氧消化
6.3.1 厌氧消化要求物料流动性好,如果消化物料中颗粒粗大,则易发生沉淀而影响物料的流动性。另外颗粒粗大也影响厌氧消化速度和效果。
6.3.2 、6.3.3 、6.3.4 餐厨垃圾厌氧发酵工艺按照发酵物料固含率不同可分为湿式和干式,按照物料温度分为高温和中温。湿式工艺的物料含固率一般控制在8%~15%,干式工艺物料含固率控制在20%~30%。控制含固率是厌氧发酵工艺的关键技术之一,物料含固率控制的效果好坏直接影响厌氧发酵工艺的稳定性和可靠性。物料停留时间湿式工艺控制在15天以上,干式工艺20天以上可保证有机物降解率。
湿式和干式厌氧发酵工艺各有优缺点:
湿式的优点有:1)物料流动性好,易于输送;2)易于搅拌,设备耗电量较小;3)物料在反应器的停留时间较短。缺点有:1)处理负荷较小;2)对于含水率低的垃圾需要额外加水,增加污水处理负担;3)物料在反应器中重物质易沉淀,轻物质易漂浮,使得物料匀化较困难;4)耗水耗热量较大;5)物料在反应器中易发生短流;6)对物料预处理要求高。
干式的优点有:1)有机物负荷高,抗负荷冲击能力较强;2)系统稳定性较好;3)对物料预处理要求较低,物料不易发生短流;缺点有:1)物料流动性较差,输送耗电较大;2)物料均匀性控制较难,需停留时间较长;3)宜堵塞而造成停产。
6.3.5餐厨垃圾中的碳氮比(C/N)对消化过程影响很大。大部分产甲烷菌可以利用二氧化碳作为碳源,形成甲烷;氮源方面只能利用氨态氮,而不能利用复杂的有机氮化合物。据有关研究,当氮的含量很高时,高浓度的氨态氮抑制了厌氧发酵产甲烷,在消化过程中,当氨增加到2000mg/L以上时,甲烷产量降低。而当氮的含量适当时,这些氮经分解产生的氨可以调节酸碱度,防止酸积累,利于产甲烷菌发挥其活性。一般情况下,随着C/N比的增加,产气量增加,但C/N比达到 30左右后产气量增加趋于平稳。本条提出了物料碳氮比(C/N)和碱度的要求是为了使厌氧发酵达到最佳状态,保证厌氧发酵的效果。
6.3.6厌氧消化是一个微生物的作用过程,温度作为影响微生物生命活动过程的重要因素,主要通过影响酶活性来影响微生物的生长速率和对基质的代谢速率。在厌氧消化应用的三个温度范围(常温20~25℃,中温30~40℃,高温50~60℃)中,中温和高温消化是生化速率最高和产气率最大的区间。对于干式发酵工艺,固含率大于20%时,在25℃温度下基本不产气,发酵停止,中温发酵速度也较慢,随着固含率(TS)的增加,中温发酵也慢慢停止,只有高温发酵还可以继续进行。表1反应了不同固含量与不同物料温度组合下的厌氧发酵情况。
表1不同温度和固含率的发酵情况