餐厨垃圾处理技术方案概论_餐厨垃圾处理技术方案
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餐厨垃圾处理技术方案概论
摘要：介绍了我国的餐厨垃圾处理现状，分析比较了两种主要的技术路线。关键词：餐厨垃圾处理；厌氧产沼气；预处理+全物料厌氧消化+产物资源化利用餐厨垃圾处理现状
餐饮垃圾是城市有机垃圾中最重要的一种，包括餐饮行业、企事业单位及学校食堂等产生的食物加工下脚料（厨余）和食用残余（泔脚）。其成分复杂，是油、水、果皮、蔬菜、米面，鱼、肉、骨头以及废餐具、塑料、纸巾等多种物质的混合物。餐饮垃圾特点主要是含水量高，水份占到垃圾总量的80~90%；有机物含量高，油脂高，盐分含量高；易腐烂变质，易发酵，易发臭；易滋长寄生虫、卵及病原微生物和霉菌毒素等有害物质，并且营养丰富、含有一定量的废弃油脂。
目前，国内外餐厨垃圾处理工艺主要有填埋、焚烧、厌氧发酵、好氧堆肥、直接烘干作饲料和微生物处理技术等几种[1]。
因此本文的技术方案论证会根据我国餐厨垃圾的实际情况优先考虑采用技术成熟、效率高、运行可靠的工艺技术流程，坚持技术的先进性、工艺的可行性和尽可能经济性相结合的原则。处理技术路线分析
2.1主要技术路线
根据国内已建、在建和筹建的餐厨垃圾处理项目技术路线统计分析，处理技术路线可概括为“预处理+资源化处理+产品资源化利用”。其中，“预处理”包括分选、破碎、蒸煮、脱水、油水分离、浆化等。“资源化处理”包括以投加高温菌种获取饲料和肥料原料的处理工艺或利用厌氧技术产生沼气的处理工艺。“产品资源化利用”包括产品的后处理或沼气的资源化利用。
总体分析，目前国内餐厨垃圾处理技术路线包括两类： 一类是以饲料化、肥料化为处理目标的技术路线； 一类是以厌氧产沼气用于能源循环为处理目标技术路线。两种技术路线“预处理”系统处理理念基本相同，由于对终端产品的需求不同，后续“资源化处理+产品资源化利用”处理理念和采用的技术路线各异。以下对两种处理技术进行分析。
2.1.1以饲料化、肥料化为处理目标的技术路线
1、技术路线简述
本技术路线的特点是通过添加微生物菌种，高温处理后出料。产品为有机肥和有机饲料。
由于从餐厨垃圾到饲料这条线是最短的，能量、资源损失也最小，所以餐厨垃圾制饲料化是资源化程度最高路径。但目前国家对餐厨垃圾做饲料持保留态度，因为可能存在潜在、不确定性的传播疾病风险。
在国内已经运行以制肥为主工艺餐厨垃圾处理也面临较大问题。一是餐厨垃圾中盐分的积累导致成品中含盐量高，作为肥料可能破坏土壤生态环境；二是成品的销路不理想。
2.1.2以厌氧产沼气用于能源循环为处理目标技术路线
1、技术路线简述
本技术路线是将餐厨垃圾进行厌氧发酵，产生的沼气用于能源循环利用：沼气用于燃料，为系统正常运行提供热源；沼气提纯作为车载天然气；沼气用于热电联产供给系统用电、用热或输送至厂外用户等。
厌氧消化是无氧环境下有机质的自然降解过程。在此过程中微生物分解有机物，最后产生甲烷和二氧化碳。影响反应的环境因素主要有温度、pH值、厌氧条件、C/N、微量元素（如Ni、Co、Mo等）以及有毒物质的允许浓度等。厌氧消化是在厌氧微生物作用下的一个复杂的生物学过程，在自然界内广泛存在。厌氧微生物是一个统称，包括厌氧有机物分解菌（或称不产甲烷厌氧微生物）和产甲烷菌。在一个厌氧反应器内，有各种厌氧微生物存在，形成一个与环境条件、营养条件相对应的微生物群体。这些微生物通过其生命活动完成有机物厌氧代谢过程。有机物基质的厌氧消化可分为两个阶段：第一阶段为酸性消化阶段，第二阶段为碱性消化阶段
近些年随着各地固废处理循环经济产业园区的规划建设，餐厨垃圾处理项目往往不在是孤立的项目，而是与生活垃圾焚烧发电厂、污水处理厂等环保设施统一建设，各项目之间的物质能量流动越来越密切，形成循环经济产业园园区。在固废处理设施园区化的背景下，餐厨垃圾处理厂的工艺设计能够更多的考虑与其它设施的协同，与生活垃圾焚烧厂和园区污水处理厂等设施的协同建设，可以为餐厨垃圾处理厂提供所需的热能、废渣废水处理的便捷途径。近年来园区化的餐厨垃圾处理厂在设计时对原有的“预处理+全物料厌氧消化+产物资源化利用”工艺进行了优化，形成“预处理（固液分离）+固渣焚烧+滤液厌氧消化+产物资源化利用”的工艺路线[2]，充分利用园区内便利条件，节省餐厨垃圾处理厂投资和占地。
目前国内外较为成熟的湿式厌氧消化工艺有：上流式厌氧污泥床（UASB）、全混式厌氧工艺（CSTR）、上流式污泥床（USR）、UBF（厌氧生物滤池）等工艺。完全混合式厌氧消化反应器（CSTR）对进料固体浓度大小没有严格要求，可以是低浓度发酵（3%以下），也可以是高浓度发酵(8%以上)，是目前沼气工程建设最常用的工艺技术之一。整套工艺以CSTR发酵罐为主体设施，配套原料收集池、酸化罐、储气罐、脱硫脱水净化装置等附属装备，组成一整套CSTR发酵工艺技术。CSTR发酵罐内采用机械搅拌和加温技术，使发酵物料均质和发酵温度稳定，这是沼气发酵工艺的一项重要的技术突破，通过搅拌和加温，可使发酵速率和产气率大大提高，提高装置利用率，保证整套工艺正常运转。另一方面，该工艺非常适合于高浓度物料发酵，传质和传热效果好，原料利用率高。
2.2主处理技术路线选择
在选择餐厨垃圾处理技术时需要重点考虑以下几点：
（1）无害化、减量化、资源化程度高，做到无害化的同时考虑资源化利用。（2）技术先进、可靠、安全性好，符合国家产业政策和发展方向，能耗低。（3）运行的持续性好，产品可平稳销售，可持续性处理餐厨垃圾。（4）适合规模化生产，处理能力大。（5）二次污染小，工厂环境质量高。（6）工程投资适中。
（7）国内外成功应用案例较多。
在现有餐厨垃圾处理技术中，饲料化技术虽然投资较低，但由于存在同源性问题，产品的安全性有待进一步考量；肥料化技术和生化处理机技术产品为肥料，但产品销路存在一定问题，一旦销售渠道不通畅会导致项目经济效益差，投资回报率低；厌氧消化技术比较先进，可靠性较高，符合国家产业政策和发展方向，不存在类饲料化技术存在的安全隐患，产品为沼气或电力，有可靠的销路，可保证餐厨垃圾的长期持续性处理，同时国内外成功应用案例较多，适合大规模连续化工厂生产，二次环境污染较小，易于控制，投资适中。
根据城市环境卫生规划和可持续发展要求，本着处理设施集约化建设、节能减排和环境友好原则，针对餐饮垃圾和废弃油脂特性，通过多种垃圾处理和资源化利用技术，形成功能完备的现代化餐厨垃圾处理厂。主要功能设置如下：
1）餐厨垃圾预处理功能：以厌氧发酵处理要求为目的，服务范围内的餐厨垃圾进入预处理车间预处理，分离油水、残渣，达到餐厨垃圾厌氧发酵的原料组分和粒径要求。
2）厌氧发酵功能：餐厨垃圾预处理后再进入厌氧发酵罐厌氧发酵，有效利用餐厨垃圾本身有机质进行产沼气，回收资源。
3）沼气净化及利用功能：厌氧消化产生的沼气净化后达到燃烧发电使用要求，有效实现资源化。
通过以上分析，餐厨垃圾处理技术路线推荐选用“以厌氧产沼气用于能源循环为处理目标技术路线，包括预处理系统、厌氧处理系统、厌氧产物处理及除臭系统”。结论
根据前述分析，本文推荐“预处理+厌氧消化+产物资源化利用”的主体技术路线，其中预处理以机械预处理为主，具体预处理工艺设备根据国内不同工艺供应商各有不同，但基本为通过分选、破碎、制浆、除砂、脱水、提油等工序的组合完成餐厨垃圾的预处理并向后续厌氧消化输送稳定的物料。我国目前的餐厨垃圾处理项目大多将餐厨垃圾预处理后，不进行固液分离而对全物料进行厌氧消化处理。近些年随着各地固废处理循环经济产业园区的规划建设，餐厨垃圾处理项目往往不在是孤立的项目，而是与生活垃圾焚烧发电厂、污水处理厂等环保设施统一建设，各项目之间的物质能量流动越来越密切，形成循环经济产业园园区。在固废处理设施园区化的背景下，餐厨垃圾处理厂的工艺设计能够更多的考虑与其它设施的协同，与生活垃圾焚烧厂和园区污水处理厂等设施的协同建设，可以为餐厨垃圾处理厂提供所需的热能、废渣废水处理的便捷途径。近年来园区化的餐厨垃圾处理厂在设计时对原有的“预处理+全物料厌氧消化+产物资源化利用”工艺进行了优化，形成“预处理（固液分离）+固渣焚烧+滤液厌氧消化+产物资源化利用”的工艺路线，充分利用园区内便利条件，节省餐厨垃圾处理厂投资和占地。参考文献：
[1] 曹萍，陈绍伟.厨房垃圾处理的工艺试验[J].上海环境科学，1997,16(9):37-3 [2] 孙向军，冯蒂，吴冰思，等.上海市泔脚垃圾的处理及管理[J].环境卫生工程，2002，9（10）：130-132
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