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1、如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流餐厨垃圾处理技术方案【精品文档】第 18 页餐厨废弃物处理项目工程设计方案上海环境卫生工程设计院有限公司二一五年十一月目录1概述11.1餐厨废弃物处理项目建设背景11.2餐厨废弃物处理工艺论证31.2.1高温消毒制饲料技术31.2.2微生物处理制农用微生物菌剂/饲料技术41.2.3好氧堆肥技术51.2.4厌氧消化技术51.2.5亚临界水解技术61.2.6工艺比选72餐厨废弃物处理方案102.1处理对象规模102.2工艺流程102.3工艺环节描述113投资匡算211 概述1.1 餐厨废弃物处理项目建设背景餐厨废弃物是指饭店、宾馆及企事业单位食堂等餐饮单位加
2、工、消费食物过程中形成的残羹剩饭、过期食品、下脚料等。餐厨废弃物常规处置方法为填埋和喂养生猪。但餐厨废弃物具有含水率高，且餐厨废弃物含有大量人畜共患传染病的病原微生物的特点。常规处理方式如填埋易造成填埋场作业环境差；喂养生猪易造成生猪患病，进而影响人体健康。随着我国经济的发展和城市化进程的加快，餐厨废弃物产生量日渐上升，每年达到50006000万吨。由餐厨废弃物处理不当引发的环境安全和食品安全隐患，已成为各方广泛关注的一大难题。近年来，相关部委出台了一系列政策、文件，推动了餐厨废弃物处理行业的快速发展（表1-1）。2010年，国家发改委启动餐厨废弃物资源化利用和无害化处理城市试点工作，并于分别
3、于20112015年确定五批、共计100个试点城市。表1-1 餐厨废弃物相关政策、文件时间相关政策、文件2008.12国家发改委、住建部和商务部在浙江宁波共同召开“全国城市餐厨废弃物资源化利用现场交流暨研讨会”，国内餐厨垃圾处理被正式提上日程2010.7国务院办公厅下发关于加强地沟油整治和餐厨废弃物管理的意见（国办发【2010】36号）文件，严厉打击非法生产销售“地沟油”行为，加强餐厨垃圾的管理。2011.4国务院批转住建部等十六部委关于进一步加强城市生活垃圾处理工作的意见，提出到2015年，50%的设区城市初步实现餐厨垃圾分类收运处理。2010.52011.7由国家发改委牵头，联合住建部、环
4、保部等，先后发布4个重要文件，在全国确定了第一批33个开展餐厨废弃物资源化利用和无害化处理试点城市2012.4国务院办公厅发布“十二五”全国城镇生活垃圾无害化处理设施建设规划，至2015年，规划建设餐厨垃圾处理设施242座，总处理能力超过3万吨/日，餐厨垃圾专项工程投资109亿元2012.32012.11启动第二批餐厨废弃物资源化利用和无害化处理试点城市筛选工作，最终确定了包括江苏省常州市等16个试点城市2012.7财政部、国家发改委引发循环经济发展专项资金管理暂行办法，提出中央财政设立专项资金对七类项目进行扶持，餐厨废弃物资源化利用和无害化处理位列其中。20112012江苏、浙江等10省17
5、个城市及广西壮族、上海2个自治区、直辖市出台或拟出台管理办法规范餐厨垃圾处理2012.12建设部发布第一部关于餐厨垃圾的专项标准餐厨垃圾处理技术规范CJJ184-2012，将于2013年5月开始实施。2012.112013.7启动第三批餐厨废弃物资源化利用和无害化处理试点城市筛选工作，最终确定了名单，洛阳、济南等17个试点城市2014.42014.7启动第四批餐厨废弃物资源化利用和无害化处理试点城市筛选工作，最终确定了衢州、镇江、先等17各试点城市2014.6国家发展改革委、住房城乡建设部在江苏省苏州市联合召开“全国餐厨废弃物资源化利用和无害化处理现场会” 总结、交流试点经验，推广典型模式，推
6、动餐厨废弃物资源化利用和无害化处理。2015.42015.8启动第五批餐厨废弃物资源化利用和无害化处理试点城市筛选工作，初步确定了十堰市、临沂市、佛山市先等17各城市作为候选城市在政策引导与试点推进下，全国范围内的餐厨废弃物无害化处理和资源化利用的大氛围已基本形成。2012年4月，国务院办公厅发布“十二五”全国城镇生活垃圾无害化处理设施建设规划，提出到2015年全国50%的设区城市将初步实现餐厨废弃物分类收运处理，规划建设餐厨废弃物处理设施242座，总处理能力超过3万吨/日，餐厨废弃物专项工程投资109亿元。餐厨废弃物处理将成为继垃圾、电厂除尘之后，环保行业的又一新兴细分领域。1.2 餐厨废弃
7、物处理工艺论证国内外餐厨废弃物集中处理工程实例较多，常规处理技术主要包括：高温消毒制饲料技术、微生物处理制农用微生物菌剂/饲料技术、好氧堆肥技术，厌氧消化技术和亚临界水解制肥料技术以及上述各种工艺的组合技术。1.2.1 高温消毒制饲料技术（1） 技术原理本技术采用高温消毒原理，杀除餐厨废弃物中的病毒，经粉碎后加工成饲料，可供禽畜食用。（2） 工艺流程本技术工艺流程如下图所示：图1-1 高温消毒制饲料工艺流程图餐厨废弃物进厂卸入贮存库，经筛分和分选后进入脱水机，将餐厨废弃物中的水分减少到规定的含量，然后送入高温灭菌罐，餐厨废弃物中的病原体微生物、病菌在高温下被充分消除，经粉碎机粉碎后即可制成蛋白
8、饲料。处理过程中产生的水分，除一部分做工艺需求外，其它进入污水处理装置处理后排放。1.2.2 微生物处理制农用微生物菌剂/饲料技术（1） 技术原理本技术为选取自然界生命活力和增殖能力强的天然复合微生物菌种，以餐厨废弃物为培养基进行高温好氧发酵，产出高活菌、高蛋白、高能量的活性微生物菌群，以这些活性微生物菌群加工而成农用微生物菌剂或蛋白饲料。（2） 工艺流程本技术工艺流程如下图所示。图1-2 微生物处理生产农用微生物菌剂/饲料工艺流程图工艺描述：餐厨废弃物进厂后卸入贮料池，先后经过机械粗分和人工精分后，再掺入高温复合微生物菌和调整材料，然后进入高速高温微生物处理装置，转化成高能量、高活菌、高蛋白
9、复合微生物菌，再经混合、筛分及添加剂等工序后粉碎造粒制成农用微生物菌剂或蛋白饲料，经包装送入储存库即可出售。1.2.3 好氧堆肥技术（1） 技术原理本技术为利用好氧菌的作用将餐厨废弃物中的有机物分解为可供植物吸收的肥料的过程。（2）工艺流程本技术工艺流程工艺流程如下图所示。图1-3 好氧堆肥工艺流程工艺描述：餐厨废弃物进厂卸入贮料库，破袋后经进料机送入两次堆肥发酵，并将培养的菌种投入，同时鼓入空气进行好氧发酵。消化后的餐厨废弃物由出料机移出，然后进入滚筒筛筛分，筛出的粗大料经球磨机粉碎后混入中细料，即可作为不同用途的肥料出售。也可经干燥机干燥、粉碎机粉碎后添加无机肥、造粒成有机复合肥（流程中的
10、虚框部分即为复合肥制备工艺）。1.2.4 厌氧消化技术（1） 技术原理本技术为利用厌氧菌的产沼作用将餐厨废弃物中的有机物分解为甲烷和二氧化碳的过程。（2） 工艺流程 本技术工艺流程如下图所示：图1-4 餐厌氧处理技术路线图工艺描述：餐厨废弃物进厂卸入贮料库，经过分拣、破碎、压榨、固液分离、油水分离后，通过厌氧发酵等工序处理后产出沼气，沼气可用于发电或经过脱硫净化进行提纯直接做燃料，沼渣经好氧发酵制成有机肥，废油加工制成生物柴油，废水处理后达标排放。1.2.5 亚临界水解技术（1）技术原理本技术利用高温高压产生亚临界水（又称近临界水），在亚临界水环境里，水的密度加大，导致离解系数加大，高温高压下
11、水的化学作用具有促进有机物的溶解和强化水解反应进行的优点，使有机聚合物分解，淀粉、蛋白质被分解为葡萄糖及氨基酸，各种聚合物（包括合成聚合物如塑料制品，天然聚合物如脂肪、蛋白质）被分解和无害化。（2）工艺流程本技术工艺流程如下图所示。图1-5 亚临界水解技术工艺流程 工艺描述：餐厨废弃物由垃圾车过地磅后，运到储料间，抓斗进料。餐厨废弃物经破袋机破碎后进行人工分拣，分拣后的垃圾同秸秆和稻草秆等辅料按一定的比例放入混料机进行混合，混合后的垃圾进入反应釜，在亚临界条件下，垃圾进行水热反应，大分子有机物（如蛋白质）转化为低分子有机物（如葡萄糖、氨基酸等）。垃圾在反应釜内停留80分钟，反应后的尾产物通过出
12、料口卸到出料传送带上，传到室外进行尾产物发酵，发酵后的产物可做有机肥料添加剂或者土壤改良剂等。1.2.6 工艺比选上述餐厨废弃物处理工艺均为国内应用较为成熟的工艺，各种处理技术各有优缺点，主要如下：高温干燥技术基本产品均为饲料，存在较大风险，不予推荐。微生物处理技术存在菌种管理问题，且大部分菌种均为专利技术，业主无法掌握配方，且存在一定风险，一般需要添加较大量的辅料，产生的饲料或者肥料对后端销售产业链要求较高，不予推荐。好氧堆肥技术由于其占地过大、处理周期长、二次污染控制较难等原因在国内几乎没有成功应用实例。亚临界水解技术为引进的日本技术，但是由于需要添加大量辅料，且秸秆和稻草秆的产生具有明显
13、的季节性，为保证工艺连续运行，需大量收集并进行贮存，造成占地较大，并且目前秸秆收集仍存在较大风险，在国内应用较少，不予推荐。而厌氧消化技术在高浓度污水处理方面应用已经较为成熟，近些年在国内逐渐成为餐厨废弃物处理技术的发展趋势，其主要产品沼气为优质清洁能源，对环境无二次污染问题，副产物经处理后亦可作为肥料等加以利用。因此综合考虑多方面因素，依据现有技术条件和技术水平，厌氧消化技术作为本工程餐厨废弃物处理的首选工艺。相对其它处理方式，厌氧消化方式具有突出的优势，主要体现在以下几个方面：厌氧消化后产生的沼气可作为清洁能源，实现了垃圾的资源化利用，减少了二氧化碳的排放。在有机物质转变成甲烷的过程中实现
14、了垃圾的无害化、减量化。餐厨废弃物含水率高，采用厌氧消化处理几乎不用调节其含水率，节省了新水消耗量。利用密闭罐体发酵，可以有效控制臭味发散，自动化程度高，具有非常好的环境效益。适用于规模化的餐厨废弃物处理，符合 “统一收运，集中处置”的原则，可有效降低处置成本。投资虽然相对较高，但是具有良好的发展前景。该技术已经在欧美发达国家得到了广泛的实际应用；北京、上海、广州、重庆、昆明等国内城市都正在或即将建设采用该技术的大型化餐厨废弃物处理厂。此技术将是今后餐厨废弃物处理的主流技术，没有政策风险，运行相对稳定。通过上述分析，应用厌氧消化技术处理餐厨废弃物在生态环境方面具有突出的优势，此外该技术在经济上
15、也是可行的，因此本方案推荐采用厌氧消化工艺作为餐厨废弃物处理的主体工艺。2 餐厨废弃物处理方案2.1 处理对象规模本方案处理对象为餐厨废弃物，即：餐饮垃圾是指餐馆、饭店、单位食堂等餐的饮食剩余物以及后厨的果蔬、肉食、油脂、面点等的加工过程废弃物。处理规模为95t/d。2.2 工艺流程餐厨废弃物接料斗分选系统厌氧消化系统沼渣脱水油水分离系统外运填埋沼气净化系统沼气发电系统应急火炬污水处理系统渗沥液渗沥液渗沥液杂质沼渣沼气沼液粗油脂外售余热锅炉沼气锅炉出水达标排放蒸汽蒸汽图2-1工艺流程图如上图所示，餐厨废弃物经专业的收运车辆收运后进入本厂，收运车将物料卸入接料斗内，收运车和接料斗工艺上会分离出部
16、分渗沥液，沥出渗沥液后的餐厨废弃物由于其中含有较多的骨头、贝壳、餐具、酒瓶等杂质，为确保其不对后续处理系统产生影响，需要先经过分选系统将杂质分选出来，分选系统采用四级垃圾分选工艺，分选出的杂质外运处理。其余有机物料与油水分离的渗沥液混合后进入厌氧消化系统。接料斗和收运车分离出的渗沥液进入油水分离系统，本系统利用油水分离机的离心作用实现轻液（粗油脂）和重液（渗沥液）的分离，分离出的粗油脂外售，渗沥液与分拣后的有机物料混合后进入厌氧消化系统。厌氧消化系统利用厌氧菌的作用将有机物分解为生物质能源沼气（主要成分为CH4和CO2）。产生的沼气经过净化去除H2O和H2S后。可以用作内燃机发电，产生的电能可
17、以厂区自用，也可发电上网。沼气经发电机燃烧后的烟气再经余热锅炉利用，余热锅炉产生的蒸汽可用于向油水分离系统和厌氧消化系统供热。厌氧消化后的沼液含固率仍然较高，需先进入沼渣脱水系统，沼渣脱水系统利用离心机的离心作用实现固液分离，分离出的固态沼渣外运填埋，沼液与厂区污水（冲洗水、生产污水等）进入厂区污水处理系统，经处理后达标排放。另外，由于餐厨废弃物具有易腐烂、易发臭等特点。尤其在接料斗、皮带输送机分拣机等处会产生大量的臭气。为了减少臭气对厂区和工作人员作业环境的影响并满足环保要求，需对所有臭气产生源进行密闭及集中收集，收集后的臭气经臭气处理系统处理后，达标排放。2.3 工艺环节描述本工艺可分为若
18、干子系统，各子系统名称和功能如下：（1） 称重系统餐厨废弃物收运车进场后，首先经过设置在厂区门口的地衡准确称重后进入本场，待卸料完毕后再经过地衡称重离开。（2）物料接收系统餐厨废弃物收运车内部具有挤压推板，可实现餐厨废弃物的固液初步分离。经地磅称重后的餐厨废弃物收运车驶进处理厂卸料大厅后，将餐厨废弃物倒入接料斗中，渗沥液排至接料斗底端的渗沥液储存池内。接料斗设置有自动折叠式盖板，盖板可根据作业情况，自动启闭，以防止废（臭）气扩散，顶盖上装有排气管口，与除臭系统管道衔接，做集中除臭处理；接料斗底部链接有输送机，物料由输送机将餐厨废弃物输送至垃圾分选系统。接料斗底部具有滤孔，可实现初步的固液分离，
19、分离出的渗沥液与收运车排出的渗沥液一道进入渗沥液储存池内。（3）垃圾分选系统垃圾经输送机输送至分选系统内，由于分选的效果会对后续处理设备的寿命、维修周期以及厌氧效果有显著的影响。因此，为了保障后续反应的顺利进行，经过多方面的工艺比选并结合工程经验，本工程考虑采用：粗分拣+粗破碎+破碎制浆分选+沉砂分选+压滤分选的四级分选处理工艺。物料经接料斗接收后由输送机输送至粗分拣机，粗分拣机以拨料筛分原理，摆腿机构将物料破袋、打散，物料在筛网上翻动前进的过程中尺寸50mmx50mm的粗大杂物被筛出，杂物拣出率可达90%以上。图2-2 粗分拣机经粗分拣后的物料进入粗破碎机将物料初步打碎造浆。粗破碎采用非强制
20、性破碎原理，物料在设备内翻腾着前进，随机落到快速旋转的刀组上被破碎，同时连续注入低浓度废液，制成粗浆液和不易破碎物料的混合物，实现物料的分散和降粘。图2-3 粗破碎设备经过初步打碎的物料再进入破碎制浆分选机，该设备利用高速旋转主轴带动活动式锤头组，加上锤头的螺旋排列组合方式，使物料在筛网上被边破碎边前进搅动筛分。不易打碎的物质，如粗纤维等被筛出。图2-4 粉碎制浆筛分机经过两级破碎筛分后的物料大部分杂质已被分选出，但仍含有部分如：碎玻璃、碎贝壳等杂质，需再经过沉砂机将上述杂质分选出来。沉砂机主要采用重力沉砂原理，将比重大的杂物沉淀出来。图2-5 沉砂机经过沉砂后的物料仍含固率较高，若直接进入厌
21、氧反应器会造成后续厌氧压力过大，压滤机采用离心压滤原理，物料在筛筒内高速旋转，小于筛缝（1mm）的浆料通过筛网排出进入，与经过油水分离的渗沥液混合后进入厌氧消化系统。图2-6 压滤机（4）油水分离系统物料接收系统沥出的渗沥液由于含有约2%的油脂，直接厌氧处理会对厌氧菌产生不利影响，且油脂可作为生产润滑油或生物柴油的基础油脂，具有经济价值。因此需要对渗沥液进行脱油处理。渗沥液先经过加热装置将渗沥液加热至80C以加快油水分层。热源拟采用沼气净化及利用系统产生的蒸汽供热。增温后的渗沥液通过油水分离机，利用油水分离机的离心作用将重液（渗沥液）与轻液（粗油脂）分离出来，分离出的粗油脂含杂量10%，可作为
22、粗油脂外售。经分离后的渗沥液含油率低于0.3%。与分选后的有机物料混合后进入厌氧消化系统。（5）厌氧消化系统经过预处理后有机物料和经过油水分离的渗沥液混合后，含水率约为90%，进入厌氧反应器进行厌氧消化反应。有机物料在厌氧反应器内，在中温（351）的条件下，与厌氧菌进行反应，利用厌氧菌的新陈代谢作用，将有机物分解为CH4和CO2。由于厌氧菌对温度极为敏感，因此维持中温反应条件，确保厌氧反应器内温度稳定是厌氧反应顺利进行的关键，本方案拟利用沼气净化和利用系统蒸汽对有机物料进行加热。并在厌氧反应器外表面设置保温材料，以确保厌氧反应器高效、稳定运行。有机物料在厌氧反应器内经过约1525d的厌氧发酵后
23、，会产生约为7500m/d8000m/d的沼气，热值约为21000kj/m23000KJ/m，进入沼气预处理系统。厌氧反应后的沼液沼渣混合物进入沼渣脱水系统。（6）沼渣脱水系统厌氧反应器出来的沼渣经离心脱水机脱水。脱水后的沼渣含水率低于80%，与前端工艺分出的无机杂质一并送入填埋场填埋处置，沼液进入污水处理系统处理。（7）污水处理系统经过沼渣脱水后的沼液约75m/d，以及其他厂区污水（包括场地冲洗水、设备冲洗水、汽车冲洗水、工艺用水）约20m/d一道进入厂区污水处理系统，因此综合考虑厂区污水处理系统处理规模为100m/d。由于经处理后的出水水质标准尚不明确，本方案按照污水综合排放标准（GB89
24、78-1996）表4中的一级标准，因此确定厂区进/出水质确定如下表所示：表2-1 进、出水水质要求表项目波动范围设计值出水值单位CODCr150001800018000100mg/LBOD560007000700020mg/LSS15002000200070mg/LNH3-N14001600160015mg/LpH696-96-9-根据进出水水质要求，并结合实际工程经验，本厂污水处理工艺流程如下图所示：表2-7 污水处理系统工艺流程图餐厨渗沥液及冲洗水收集后通过管道进入调节池，调节池起到均衡水量、均化水质的作用。经过均质均量的废水进入膜生化反应器MBR，去除可生化有机物。MBR由反硝化、硝化和
25、超滤单元组成。经过MBR处理的出水BOD、氨氮、悬浮物等已经达到排放标准。但是COD仍然超标，因此设计采用纳滤（NF）对超滤出水进行深度处理，进一步去除COD、重金属和总氮，以确保出水达标，在纳滤出现出水不达标的情况时，纳滤再进入下一道反渗透装置处理。纳滤浓缩液和反渗透浓缩液通过泵提升进入浓缩液处理系统，浓缩液经过混凝沉淀后回流至调节池，污泥外运填埋处理。污水处理过程中产生的污泥包括：格栅系统栅渣、生化处理系统剩余污泥。污泥通过污泥提升泵打至污泥池，经螺杆泵提升进入脱水机房进行脱水处理，脱水后的含水率低于80%的污泥送至填埋场。污泥池上清液和脱水滤液回流至生化系统。（8）沼气净化利用系统厌氧消
26、化产生的沼气中含有一定的H2S和大量的水蒸气，为达到环保要求和提高沼气利用率。需经过沼气净化系统净化。根据类似工程和设计经验，本方案拟采用干法脱硫，沼气先经过除水系统将沼气中的水蒸气除去，再进入干式脱硫系统，利用氧化铁与H2S反应，脱除沼气中的H2S。经过净化后的沼气进入储气柜进行储存，以保证后续稳定用气。净化之后的沼气输送至沼气发电机组，将沼气通入发电机组内燃烧产生电能。据估算，本项目可日发电11000KWh12000KWh。产生的电力可厂区自用，若项目周边有发电上网条件，也可发电上网。沼气燃烧的余热烟气再进入余热锅炉，余热锅炉产生的蒸汽向油水分离系统和厌氧消化系统供热。另外，为防止冬季余热
27、锅炉蒸汽不能满足厂区供热，本厂也设置有厂区沼气锅炉，经过净化后的沼气直接通入沼气锅炉燃烧，产生的蒸汽向上述用热点供热。（9）通风除臭系统工艺中的臭气主要自物料接收系统和物料在输送过程中产生，根据类似工程经验，拟采用天然植物提取液除臭技术作为本工程的除臭处理技术。臭气的处理拟采用前端除臭和末端除臭相结合的技术。1）前端除臭前端除臭系统工艺流程图如下图所示。主控制器工作液输送管雾化喷嘴装置臭气发生源及车间大门图2-9 前端除臭工艺流程配置好的工作液装于主控制器内，由加压泵将工作液静输送管送到雾化喷嘴装置，工作液雾化后喷洒到臭气发生源，雾化的工作液分解空间内的臭味分子，从而消除臭味，改善环境质量。主
28、要的雾化喷嘴设置在主要臭气发生源及车间大门附近，用于限制恶臭气体的扩散。2）通风及末端除臭末端除臭系统工艺流程图如下图所示：臭气发生源吸风口风管风机喷淋塔排气筒高空排放图2-10 通风及末端除臭工艺流程图接料斗采用折叠式盖板，具体设计见物料接收系统描述。排气罩通风换气次数不小于9次/h。整个垃圾处理车间做全封闭处理以防止臭气扩散通风收集系统在这几个部位进行局部抽吸，保证局部负压，臭气不外逸。通风换气次数不小于3次/h，臭气由风机经过吸风口和风管抽吸到喷淋除臭塔，先后经过两级喷淋，第一级通过专用的雾化喷嘴喷洒去除含硫化合物(以硫化氢和硫醇类物质为主)的植物提取液；第二级喷淋塔喷洒针对含氮化合物(以氨和胺类物质为主)的植物除味液。3 投资匡算本项目匡算总投资约7076.16万元，详见下表：表4-1 投资匡算表序号项目单位数量单价（元）总金额备注（万元）一土建工程1800二设备购置与安装33602.1地衡台1202030t2.2物料接收与预处理系统套1100010002.3厌氧消化及沼渣脱水系统套19009002.4沼气净化及利用系统套13503502.5除臭系统套11901902.6污水处理系统套17007002.7中控及安防系统套1200200三总体工程300第一部分工程费用小计5460第二部分 其他费用1092第三部分 基本预备费524.168%总投资7076.16