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餐厨垃圾处理设备

餐厨垃圾处理设备

 

餐厨垃圾处理的必要性


改革开放以来,我国国民经济取得了长足的发展和进步,城市人口迅速增长,人民生活水准和消费水平不断提高,城市餐饮业日益繁荣餐厨垃圾的产生量空前增长。鉴于饮食文化传统和其它一些原因,我国的食品浪费现象十分严重,特别是婚宴等场合铺张浪费的社会风气盛行,导致大量的餐厨垃圾产生。全国城市每年产生餐厨垃圾2000多万吨。餐厨垃圾含水率高富含淀粉、蛋白、油脂等有机物极易腐败变质污染环境对,太湖流域水质构成危胁危害人类健康。


过去餐厨垃圾主要是由一些商贩直接运往郊区喂猪,并支付餐饮单位少量费用。20世纪末,疯牛病、口蹄疫等世界范围内的畜禽传染疾病的流行传播,使人们意识到餐厨垃圾直接喂猪的巨大卫生安全隐患,上海、青岛、北京、广州、乌鲁木齐、宁波等一些城市先后出台政策,禁止未经处理的餐厨垃圾直接喂猪,并利用生物发酵、热处理等技术先后建立了城市餐厨垃圾处理工程。但是,现有技术资源回收率及产品价值不高,难以支撑工厂运营,处理费用尚需依靠行政补贴和排污收费,由于收费问题,餐饮单位持抵制态度,餐厨垃圾的收集难度较大,目前国内的餐厨垃圾处理厂大多处于停产或吃不饱状态。鉴于此,研究和应用餐厨垃圾的资源高效回收关键技术,调整产业结构,延长静脉产业链,提高垃圾资源化产品价值,是解决垃圾收集问题的根本途径。


目前餐厨废弃物的处理基本采用自由买卖的方式,收集、管理还处于无管理状态,大多数餐厨垃圾被养猪专业户直接用来喂猪(俗称泔水猪),存在巨大的饮食卫生安全隐患。另外,小部分作为生活垃圾直接运到垃圾场填埋,致使填埋场异味增加,渗滤液量大幅上升,渗滤液水处理负荷急剧增大。餐饮废水任意排放,使城市河道受到污染,影响河流域水治理环境,由于餐饮废水是富营养水,是产生河道蓝藻原因之一。


1.物料性质


餐厨垃圾是家庭、宾馆、饭店及机关企事业单位餐厅或食堂等抛弃的剩余饭菜的通称。餐厨垃圾具有高含水率、高有机物含量、高油脂含量、高盐分含量的特征,其主要成分有主食所含的淀粉、蔬菜及植物茎叶所含的纤维素及聚戊糖、肉食所含的蛋白质、脂肪等,无机盐中PaCl 含量最高同时还含有少量的Ca、Mg、Fe、K 等微量元素。其化学组成以C、H、 O、PS、Cl 为主。餐厨垃圾有机物含量丰富,营养成分高,营养物种类全,水分含量高,如不及时处理易腐烂, 其性状和气味都会对环境卫生造成恶劣影响,且容易滋长病原微生物、霉菌毒素等有害物质。从物质的存在形式上来看,餐厨垃圾中的有机物有大量存在的固形物和溶解或悬浮于水中的有机质,其中固形物质占30%以上,是餐厨垃圾中有机物质的主要存在形式。 餐厨垃圾成分与当地的生活水平和饮食习惯密切相关。


从组成和特性来看,餐厨垃圾主要为饭店食堂等餐饮单位产生的剩饭剩菜,其成分主要包括主食所含的淀粉(聚六糖),蔬菜及植物茎叶所含的纤维素、聚戊糖,肉食所含的蛋白质和脂肪水果所含的单糖、果酸及果胶(多糖)等,其化学组成以C、H、O、N、S、Cl为主,同时还含有少量的钙、镁、钾、铁等微量元素,有毒有害物质(如重金属)含量较少。其化学分子式可粗略表示为C18.15H31.10O10.80N1.00S0.05·0.03NaCl。显然,餐厨垃圾具有鲜明的资源和废物的双重特性,它既很容易对环境和人体健康造成不利影响,又具有很大的资源利用价值。


餐厨垃圾典型成分表

 

 

成份

比重大的硬物质 (骨头、金属、陶瓷、玻璃等)

比重轻的软物质 (塑料、包装袋、纸张等)

油脂

可发酵固体

含量(%

84

3.3

1.7

3

8


 
餐厨垃圾化学成分

 

成分

C

H

O

P

S

CL

含量(%

43.52

6.22

34.50

2.79

 <0.3

0.21


 
从上表可以看出餐厨垃圾的有机物含量达到 90%以上,其余部分主要是由金属、木头、塑料、纸张、织物和骨头等。因此,十分适合采取生物降解的方法进行处理。

 


2.项目意义


社会意义:餐厨垃圾资源综合利用能规模化生产廉价的优质蛋白饲料和生物柴油,有助于缓解市场蛋白饲料缺乏的局面,能在一定程度上缓解市场柴油供应紧张的矛盾。 


环保意义:餐厨垃圾大多存在着管理无序、任意处置的问题,已经成为垃圾收集、运输和填埋处理的主要污染源,严重影响市容市貌和环境质量。餐厨垃圾的统一规范化处理,减少甚至杜绝了将餐厨垃圾填埋和随意倾倒,遏制了细菌、病毒及苍蝇等腐生动植物的生长,对改善城区卫生状况、美化市容市貌有很大的促进作用。  


食品安全意义:餐厨垃圾资源化利用可以充分利用潲水资源,变废为宝,从源头上杜绝垃圾猪、潲水油的出现,潲水得到100%的综合利用,同时,也杜绝不法分子利用餐厨垃圾制造有毒有害食品,保护人民群众的身体健康。 


经济意义:餐厨垃圾加工制成有机肥和工业用油脂产品,有机肥中富含氮磷钾等营养成分。工业用油脂又是宝贵的资源,用于制取生物柴油,更是具有相当深远的意义。


为了推动各城市经济与环境和谐发展,达到餐厨垃圾无害化,实现循环经济,充分资源化餐厨垃圾,现计划建设高碑店餐厨垃圾处理站,日处理量50吨餐厨垃圾。通过处理后生产有机肥料及工业油脂,资源利用餐厨垃圾。
 

工艺方案介绍


餐厨垃圾处理工艺包括垃圾预处理,油水分离,生物发酵以及污水处理四大部分。


1.餐厨垃圾预处理


餐厨垃圾经垃圾收集车运至厂区厚,经地磅测重计量垃圾运输量。计量确认完毕后的餐厨垃圾,由垃圾收集车直接倾倒至餐厨垃圾卸料仓。


卸料仓带有盖板的全封闭,确保洁净卫生。料仓采用不锈钢制造,卸料时自动打开,卸料完毕后自动封闭。卸料仓上部安装引风机,把臭味抽走进入除臭塔处理,同时做到当日料当日清,避免长期积累增加臭味。


卸料仓下设螺旋提升机,螺旋提升机下部分采用网孔设计,滤液进入收集池,滤渣输送至滚筒筛选机除杂处理。


滚筒筛选机对初步脱水后的物料进行大件分离,有效地将塑料包装袋、长纤维包装袋,饮料瓶、玻璃瓶、盘、碟、瓶盖、罐子等大件物品挑选出来。物料在大件分选机内,随着内部螺旋滚筒的转动,将物料向前推动,大颗粒(≥50mm)的物料无法通过筛网则留在筛网内部,通过螺旋作用从上部出料口位置排出,由输送带经磁选机分选金属制品回收,其余杂物收集运至垃圾站处理;小颗粒(<50mm)的物料通过筛网网孔落入下部缓存收集池,由浆料泵输送至蒸煮处理部分。


经筛选后的料将送到加热搅拌罐内进行充分蒸煮,把废弃油脂蒸煮出来,目的是提高废油回收率,降低废渣的含油率,增加企业的经济效益。系统采用全封闭加热蒸煮罐,罐内臭气输送至除臭塔处理。同时蒸煮罐可充当缓存罐使用,确保后续处理料浆输送均匀流畅,高温蒸煮能够杀死病原体细菌,有利于后续生物发酵工艺。


充分蒸煮完的料浆由料浆泵输送至螺旋挤压脱水机,将固态有机物充分脱水。脱水后的固态有机物含水量将在60%左右,进入暂存池内,用作后续生物发酵原料。


2.油水分离


餐厨垃圾经过预处理后,将得到油、水、渣混合物,该油脂的存在形态较为复杂,有上浮油、溶解油、分散油、乳化油等。油水混合物经过蒸煮罐,将温度提升到 70~80 摄氏度,充分将油脂完全解析后,泵入三相卧式离心分离机,进行油、水、渣的分离。三相分离机处理后的油脂含水率≤3%;污水含油≤1%,含固率≤5%;固渣含水率≤75%。油脂可以直接回收利用,计量后收集至成品油罐,污水排至污水处理系统,废渣运至生物发酵系统处理。


3.生物发酵


餐厨垃圾脱水后的固态有机物与分离后的废渣混合,有螺旋给料机运至生物发酵罐进行发酵处理,最终生成有机肥料,称重计量销售。


采用高温好氧发酵设备与传统的堆肥发酵工艺相比具有以下优点:


(1) 机械化、集成化程度高,充分利用空间,占地面积小,投资成本低;
(2) 项目自动化、机械化程度高,一人操控即可完成整个发酵过程,避免了人与物料的直接接触;
(3) 采用生物菌高温好氧发酵技术,利用微生物的活性对餐厨垃圾进行降解、腐熟,耗能少,运行成本低;
(4)设备主体采用保温设计,并配有辅助加热系统,低温环境下设备能够正常运行,解决了环境气温对发酵过程的影响;
(5)发酵过程中所产生的臭气通过集中收集处理,实现气体的达标排放。传统堆肥发酵过程产生的臭气不能得到有效的处理,严重影响了周围居民的生活;
(6)设备主体采用不锈钢特殊材质,抵抗物料腐蚀,使用寿命长;
(7)该工艺符合国家绿色经济、循环经济资源化、科学发展、节能减排等产业政策;
(8) 处理后生成有机肥,可用于土壤改良、园林绿化;实现餐厨垃圾的资源化利用,创造经济效益。

生物发酵工艺原理


(1)混料
将初始餐厨垃圾脱水有机物与废渣充分混合,测量其含水量是否满足发酵要求,可适当添加生物质秸秆等物料保证其含水率及松散程度。同时生物发酵的回流料富含大量高温好氧菌,作为菌种来源与发酵物混合,保证混合物料具有适合菌种繁殖最佳条件。
(2)上料
经混合好的物料经螺旋输料机输送至发酵罐进行生物发酵,输送全程封闭,避免臭气外散。整套系统接通臭气集气管道将臭气处理排放。
(3)高温好氧发酵
发酵过程开始后,在送风机提供氧气的条件下,好氧微生物迅速增殖,餐厨垃圾温度迅速升高,2-3 天进入高温期。通过自动控制系统使物料在 50℃以上高温阶段维持 5-7 天,在此阶段内有机物被分解,水分减少,病原菌等有害物质被杀灭,实现餐厨垃圾的无害化和稳定化。一次发酵过程持续 9-12 天,完成整个发酵过程高温期结束后,内部均匀翻拌装置对物料进行匀翻,使整个空间物料进一步混匀,提高产品质量。
(4)臭气处理
本系统采用植物液喷淋除臭系统,发酵过程中所产生的臭气通过收集管道集中收集进入除臭装置内,气体从除臭装置底部进入,通过一级过滤装置绝大部分臭气份子及灰尘被吸附,除臭装置顶部配有高压喷淋装置,能均匀喷洒雾状水汽,剩余的少量小份子臭气经过滤层后与雾状水汽充分混合,使臭气充分溶于水,达到水洗、灭菌的效果,实现气体的达标排放。
(5)成品利用
发酵处理后的餐厨垃圾有机物其中一部分作为回流物料与原发酵物料混合;其余包装成有机肥计量销售。


4.污水处理


 餐厨垃圾处理生成的污水统一排至厂区污水处理中心净化处理,处理至合格水质排放至市政污水处理管网。


生产污水与生活污水汇集后进入截流井,经过格栅进行物理过滤,将较大垃圾杂物过滤出来。随后污水进入沉砂池,静置初次沉淀。沉淀产生的泥沙将暂存到污泥池收集处理,上层污水将进入水解酸化池进行生物化反应,随后至UASB厌氧塔进行发酵降解,处理后的污水进入污水处理一体化装置,逐个通过兼氧池、好氧池进行生物厌氧生化反应及好氧生化反应,将污水内有机物进行分解。生物降解完成后的污水进入系统二沉池,沉淀后的污泥排入污泥池收集处理,最终污水处理经检测达标排至市政污水管网。

 

5.餐厨垃圾处理工艺流程


6.臭气处理系统


处理设备产生的臭气主要来源于餐厨垃圾预处理系统以及生物发酵系统。所有臭气经过生化处理后达标排放,保证整个现场良好的运行环境。采用生物除臭技术对全厂的臭气进行有效处理。


生物除臭的主要原理是利用高效生物滤池中的高效微生物菌种处理含有硫化氢、氨、硫醇、硫醚等的恶臭气体和含有苯、甲苯、氯苯、低级脂肪烃、醇、醛、酮等挥发性有机物的有毒有臭味的有机废气。本技术的核心为微生物选育、高效生物膜研制、有利于生物附着和生长附着的填料和高效微生物菌种。生物滤池中的微生物在适宜的环境条件下,利用废气中的无机和有机物作为碳源和能源,通过降解恶臭物质维持其生命及繁衍活动,并将恶臭物质分解为水和二氧化碳等无臭物,达到净化使恶臭气体的目的。


 

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