2.2厨余垃圾资源化利用工艺技术及其简化
2.2.1子系统
厨余垃圾资源化利用包括5个子系统:(1)厨余垃圾接收系统,(2)预处理系统,(3)资源化转换系统,(4)资源化利用系统和(5)三废治理系统。核心和技术关键是预处理和资源化转换,尤其是预处理对厨余垃圾资源化利用至关重要。厨余垃圾资源化利用工艺流程过长和系统过于复杂多因预处理工艺技术不当所致。
2.2.2资源化转换方法
厨余垃圾资源化转换方法可概括为3大类:动物转换、生物转换和物理化学转换。
(1)动物转换:利用家禽(大动物)、蚯蚓、果蝇等动物将厨余垃圾转换成动物营养质和动物粪便,然后再合理处置动物及其粪便。家禽饲喂在农业经济时代是一种重要的厨余垃圾处理方法。
(2)生物转换:利用微生物的作用将厨余垃圾转换成腐殖质、沼气、酒精等,或将厨余垃圾干化(生物干化)。常用的生物转换方法是沤肥、堆肥和厌氧发酵制沼,这3种方法古已用之。
目前,国内厌氧发酵多是湿式厌氧发酵(TS10%以下),存在沼液沼渣量大、容积产期率低、占地大等不足,将来应大力开发干式厌氧发酵(TS15%以上,可达20%~30%)。
(3)物理化学转换:机械脱水、余热干化、太阳能干化、(干化厨余垃圾、腐殖质)焚烧等。
推荐中小规模(100吨/日以内)时采用堆肥和家猪转换(控制猪制品的流向)2种处理方法,规模较大时采用厌氧发酵制沼方法。有条件地区可以采用厌氧发酵制沼和好氧堆肥联合处理的方法。
2.2.3预处理
预处理的基本功能是破袋、破碎、去除杂质、制料(包括油脂分离),有些系统还带有调质(PH值、C/N)、蒸煮等功能。对采用生物转换的厨余垃圾资源化利用系统,预处理是整个系统成功的关键(稳定可靠、经济适用、环保安全和处理彻底)。设计预处理系统时要重点考虑杂质含量和有机质的物化性质,还要权衡各种工序的先后顺序。
对于杂质含量超过20%(重量比)的厨余垃圾,去除杂质是预处理的重点考虑功能。此时,可能要上破袋、破碎、筛分、分拣等工序,预处理工艺流程将较长和复杂。
对于杂质含量低于20%的厨余垃圾,制浆是预处理的重点考虑功能。此时,要根据挤压制浆设备的特性和厨余垃圾的生、熟料特性合理选择与安排工序,如是否需要蒸煮,蒸煮与挤压谁先谁后等。
预处理技术的选择余地较大,预处理工序安排的选择也较多,如没有经验积累,便可能使预处理工艺流程过长和系统过于复杂,这是应该极力避免的。
欧洲的高压压榨技术集破袋、破碎和挤压制浆于一体,直接将厨余垃圾分离成干、湿组分(含水率分别为30%和70%左右),且允许厨余垃圾的杂质含量高达30%,极大地缩短了预处理流程。干组分与其他垃圾混合,或直接焚烧回收热能,或深加工成水泥窑用燃料;湿组分则通过厌氧发酵制取沼气或堆肥。广州福山生物质厂已经成功应用,其工艺流程和高压压榨原理见图3,建议推广应用。