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餐厨垃圾预处理工艺研究

所属分类:行业资讯    发布时间: 2021-11-08    作者:金锄柜
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新疆厨余垃圾处理厂家新疆金锄柜环保科技有限公司小编带您了解餐厨垃圾预处理工艺研究

近年来,我国餐饮行业高速发展,极大促进了市场消费和经济发展,但随之而来的餐厨垃圾问题也日益严重。仅2017年,全国餐厨垃圾产生量约在9900万吨。餐厨垃圾组成一般包含粮食残渣、蔬菜、动植物油、肉骨等,具有含水率高、有机物含量丰富、易腐烂的特点。

新疆厨余垃圾处理


随着食品安全事故频繁发生,餐厨废弃物不规范处理引发的“地沟油”“泔水猪”等危及食品安全和卫生防疫问题备受社会各界关注。2010年国务院颁布《国务院办公厅关于加强地沟油整治和餐厨废弃物管理的意见》,要求各地加强对地沟油和餐厨废弃物的整治工作,确保民众的食品安全得到保障。餐厨废弃物含水量高,有机物含量高,油脂含量及盐分含量高,有毒有害物质(如重金属等)含量少,但腐烂变质速度快,易滋长细菌和繁衍病毒,使得如填埋、焚烧、堆肥等传统垃圾处理技术不能适用于餐厨废弃物,因此餐厨废弃物的处理一直是城市垃圾处理的一大难题。

随着经济的发展和城市生活水平的提高,餐厨垃圾产生量越来越大,成为影响市容环境卫生和市民食品安生的重大因素。在某市政府常务会议和食品安全工作会议上,市政府作出了餐厨废弃物的统一回收及处理的决定,从源头上杜绝潲水油、地沟油流向老百姓的餐桌。

方案设计:处理端前移

项目研究阶段,咨询机构和业主单位初步选用的工艺技术路线是餐厨垃圾综合利用处理技术,采用湿式、中温厌氧消化工艺。即“分选预处理+湿热水解+厌氧消化+沼气发电”工艺,主要产品为工业油脂和沼气(用于发电)。在委托北京金准咨询有限责任公司组织..对项目的工艺技术方案进行论证时,..提出如果工艺回收的工业油脂和收集的地沟油数量足够,需共同建设深加工装置;湿热水解后分离出的固性物可采用高温好氧发酵技术制肥料;视湿热水解后固性物进入厌氧发酵系统的多少,可考虑分别选用高温厌氧或中温厌氧技术。如固性物全量进入后续厌氧发酵系统,应考虑添加其他碳源废物进行混合发酵。项目生成的沼气建议优先考虑厂内热源利用,当沼气量过剩时,可以考虑发电。项目运行产生的沼渣建议运至附近填埋场填埋,建议项目产生的污水结合当地污水处理厂或填埋厂渗滤液处理单元的实际情况进一步论证。同时,..提出工艺方案..考虑处理端的前移较少成本。

经论证后,由于该工艺技术路线存在所需投资大,产沼气效果不明显,沼渣沼液难处理,存在资源化程度欠佳,收运成本、排污处理成本偏高和政府补贴负担偏重等问题,政府方决定考察、选择新的工艺技术路线。

中天星火湿垃圾分选破碎脱水一体机

目前国内外可用于餐厨废弃物的预处理工艺,主要包括预分选工艺(破袋、人工分选、滚筒筛分、自动分选、破碎)。预分选主要以物理分离为主,分选的物料只有在形状、大小、质量等方面的改变,没有组分、成分等方面的改变,其作用重点在于将后续处理工序需要处理的物料有效分离出来,并将此物料的大小粒径等进行预处理,从而达到后续输送和处理的要求。在进行预分选的基础上,可采用湿热处理、干热处理等生化预处理技术,将无机质和有机质进行进一步有效分离,以利于资源回收和后续厌氧发酵工艺。其中有很多项目由于预处理工序的不顺畅而导致餐厨垃圾项目不能顺利运行。

尤其对于大中型的餐厨垃圾处理项目,多以厌氧消化产沼气为处理工艺,必须通过破碎、分选等预处理环节将处理后的物料粒径控制在一定粒径以下,高效去除杂质,满足后续处理工艺的要求。市场上针对餐厨垃圾预处理系统的研究很多,但目前国内还没有成熟、高效的餐厨垃圾预处理工艺及设备。

主要原因在于我国餐厨垃圾成分复杂,经常混有废餐具、牙签、餐纸、刀、塑料袋等杂物,轻重物质混合,流体与固体物质混合,大小及不同形状物质混合,有机物与非有机物混合,破碎、分离的难度较大。目前的餐厨垃圾项目中主要以破碎机作为主要的预处理设备,常见的有卧式双辊多刀剪切式破碎机、卧式单辊多刀切断式破碎机和立轴多链锤破碎机。

预处理技术的应用方案

收运车将餐厨垃圾卸入接收料斗中,料斗具有沥水功能,经过沥水的餐厨垃圾通过输送机进入自动分选机,自动分选机具有自动分选、破碎及制浆功能于一体,无人值守,具有突出的技术先进性。在自动分选环节,塑料、金属、大件物将被分选出来,进行回收利用或无害化处置。

而制浆后的餐厨浆料通过专用的柱塞泵输送至浆料加热机,在加热机中,通过低压蒸汽的加热,餐厨垃圾中的油脂、有机质能很好地溶入液相。经过固液分离后,其液相和料斗沥水一并进行处理,去除其中的硬质惰性物。有机浆液经过高效提油处理后,剩余浆料进入厌氧系统,进行发酵产沼。产生的沼气经过脱硫、除尘、除湿后发电利用。而厌氧产生的沼渣经过脱水处理后,进入库区填埋。沼液则与填埋场渗沥液合并处理。

处理单元组成

接收单元。主要由接收料斗、沥水装置及输送设备组成。为了应对收运高峰时间收运量集中的情况,项目设计了2座料斗,每座容积高达75m3,且卸料厅设计双道快速门、空间密闭并采用负压除臭,同时辅以植物液喷淋。而料斗设计的较大存量可以适应高峰、节假日等时期的负荷冲击,同时也方便日常灵活调整工作时间。在缓存过程中,通过沥水装置,可以降低后续自动分选的处理量,提高工作效率。

 自动分选单元

主要由自动分选机破碎分选一体机/滚筒分选机组成。自动分选单元是餐饮垃圾预处理中的关键步骤,原始的餐饮垃圾在这里实现了自动分选、破碎及制浆的全过程。自动分选机属于全自动专用无人值守设备,具有针对性强、处理量大、抗冲击性强,以及稳定性高等特点,是一款针对我国餐饮垃圾特点开发出来的新一代产品。

固液分离及水力除渣单元

由固液分离机和水力除渣机组成。固液分离的主要作用是将加热后的浆料进行固液分离,将原有的固态有机质成分转移至液相中,进行后续厌氧发酵。固液分离的残渣再通过水力除渣进一步提取固相中残余有机质,提高项目的资源化利用效率。经过固液分离和水力除渣,餐厨垃圾中的可利用有机质基本都被分离出来,进入浆液中。剩余部分纤维类的有机质在厌氧过程贡献极低,在这一过程中,被分离至固渣,外运无害化处置。

除砂单元

通过配备旋流除砂机及惰性物分离装置,去除液相中残余的惰性物,包括碎瓷片、玻璃渣等重质类无机成分。并且除砂可以进一步保护高速运转的提油设备,延长其使用寿命。

.后经考察论证,项目选用“餐厨垃圾源头预处理+环保收运+末端高温生物降解制取生物质燃料和餐饮废弃油脂生物柴油转化的一体化处理”工艺,并配套物联网监控管理应用。

新工艺通过餐厨垃圾的前端分类预处理(前端油水分离、固液分离结合人工/机械自动分选),将餐厨垃圾固形物与餐饮油污水实现源头分离,固形物含水率由80.75%降至70%左右,消除了运输过程中的污水渗漏污染环境问题,同时也大幅度降低了运输成本;针对餐厨垃圾固形物,将经过预处理的餐厨垃圾通过高温生物降解机,运用高温生物降解技术进行干燥、减重、减容(减量率达到85%)后加工成生物质燃料出售;同时将废弃油脂转化为生物柴油,即可杜绝地沟油的回流餐桌。项目实现了..可能的资源化利用。

新工艺充分考虑了处理端的前移,资源化程度更高,处理成本更低。具有如下的优势与创新:

(1)解决了餐厨垃圾收集难的问题。通过在大中型餐馆、食堂和食街安装固液分离和油水分离等前端预处理设备的前端布点,将管理重心前移,实现餐厨垃圾的源头上控制,有效解决了收集难的问题。

(2)有利于推行垃圾从末端治理向全过程控制转变,促使从源头减少餐厨废弃物产生量。

(3)将打击地沟油的重点从传统的防止流通转变为从源头上控制。

(4)减量率高。通过源头分类预处理、末端高温生物降解,实现了餐厨垃圾的快速减量处理,减量率达85%以上。

(5)资源化利用程度高。餐厨废弃物的源头上控制,配合隔油池的改造,提高了油脂回收率,并较大程度转化为生物柴油,其质量符合国家标准,经济性好且市场接受度高,其资源化程度比生产工业油脂高;生物质燃料热值高达4000大卡,可广泛应用于农业、养殖业、工业水泥窑等。餐厨废弃物经高温生物降解后制成生物质燃料,资源化程度高。

(6)进一步改善了环境卫生。通过对大中型餐馆、食堂和食街原有的隔油池进行配套改造,并实行统一管理,改善了以往的隔油池的“脏、乱、差”形象;通过安装前端收集和预处理设备,使餐厨垃圾的油、水、渣3分离,并通过密闭式环保运输,杜绝了传统模式所产生的运输环节的“跑、冒、滴、漏”现象。

(7)利用物联网技术进行监控和管理,打造了收集、运输、工厂处理全过程的电子监控平台,使物料的流向清晰可控,提高了项目公司管理效率和政府监管效率。

运营模式:项目收、运、处一体化

餐厨项目的运营模式是PPP方案设计中的主要内容之一,关系到项目运营能否达到PPP实施目标。该类项目运营模式一般有两种, 一种是具体的收运作业通过招标委托一家或几家企业来负责,收运的餐厨垃圾再由取得资格许可的企业进行无害化处理。如北京、宁波等餐厨项目;另一种是收集、运输、无害化处理由一家企业来负责整体实施。如兰州、西宁等餐厨项目。

从国内各地餐厨项目实施情况来看,收运和处理两个环节的分开产生了部分问题。

项目在进行..评审时,..组提出的意见是一体化的运营模式符合该项目的工艺技术路线,同时应明确餐厨垃圾与地沟油都归投资人收集。地沟油和餐厨垃圾应分开运输,各餐饮单位必须安装封闭式的油水分离器。考虑收运利益关系的复杂性,餐厨垃圾处理厂建成后,需要将现有的非法收运单位和个人纳入项目统一安排。从制度上,政府方应建立相关的法律法规和收运制度,各部门配合采用法律、行政和经济手段,从源头上解决收运问题。经济和投资上应考虑餐厨垃圾的分类收集和源头减量,提高所收集餐厨垃圾收集的质量。同时,收运系统既要重视硬件的建设,更要重视收运的监管和管理体系的建设。

模式选择:BOT

该市餐厨废弃物处理项目实施方案编制阶段,在进行方案设计时,研究考虑政府是否参股到PPP公司。政府参股到PPP公司一般主要基于以下几个方面考虑:

(1)基于政府监管目的:一般政府基于监管目的则象征性入股即可,某市已制定完善的餐厨废弃物管理办法,已无必要以入股方式增强项目监管。

(2)作为投资引导,增强社会资本信心:垃圾处理行业投资人市场非常成熟,经市场调研不少投资人看好该项目,政府没有必要为吸引社会资本提供额外支持。

(3)政府资金是否需要投资盈利:该项目是需要财政部门使用财政资金提供部分收运补贴,如果政府资金投入部分需要投资盈利,将导致政府角色混乱,政府方在该项目中将既是裁判员又是运动员。

通过充分论证,该餐厨废弃物项目投资可完全由社会资本承担,市政府资金可优先用于其他基础设施建设。因此该项目采用BOT方式来具体实施。

回报机制:合理补贴,以油补运

餐厨废弃物处理的特点是收运阶段难度大,成本高,没有收益,终端处理和产品生产阶段有经营收益,特别是废弃油脂生产生物柴油的收益较高。根据该项目特点,在进行项目回报机制设计时只对项目的餐厨废弃物收运进行补贴,项目终端产品生产不给予补贴。政府要求社会资本利用自身专业和技术优势进行创新和开发,提高产品质量,增加项目收益,用终端产品的利润弥补收运中的部分成本,城镇化水平的提高必然伴随着餐厨垃圾产生量的迅猛增长,餐厨垃圾已成为城市发展的新兴环境问题。餐厨垃圾以往的处置随意、管理松散,不仅环境污染问题凸显,影响公众的饮食安全与身心健康更为敏感,其有效处置备受民众关心。随着全国几十个城市陆续出台餐厨垃圾管理办法,餐厨垃圾的合理利用和规范化处理受到了更多关注,传统将其作为废物的粉碎直排或填埋等无害化处理方式,不能充分发挥其潜在的资源价值和利用价值,显然已不适合。只有结合餐厨垃圾组成与特征,通过科学的处置工艺,实现其资源化,尤其是制备新能源工艺,才是未来的发展方向。


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