根據(jù)城市環(huán)境衛(wèi)生規(guī)劃和可持續(xù)發(fā)展要求，本著處理設(shè)施集約化建設(shè)、節(jié)能減排和環(huán)境友好原則，針對餐廚垃圾的特性，通過多種垃圾處理和資源化利用技術(shù)，南方某市建造一座功能齊備、工藝先進、環(huán)境優(yōu)美的現(xiàn)代化綜合餐飲垃圾處理廠，并以循環(huán)經(jīng)濟理念，系統(tǒng)化規(guī)劃和建設(shè)，與周圍園區(qū)的其他設(shè)施形成能源利用和污染物治理協(xié)同考慮的和諧共存設(shè)施。餐廚垃圾預(yù)處理工藝的良好運行是后續(xù)厭氧發(fā)酵系統(tǒng)的正常運行的重要前提，故本文對預(yù)處理系統(tǒng)進行介紹。

關(guān)鍵詞：餐廚垃圾；預(yù)處理；環(huán)境衛(wèi)生

1.1.1進廠餐廚垃圾現(xiàn)狀

餐廚垃圾以淀粉類、食物纖維類、動物脂肪類等有機物質(zhì)為主要成分，具有含水率高、油脂、鹽份含量高、易腐變發(fā)酵、發(fā)臭等特點。

餐廚垃圾主要來源為南方某市某區(qū)各酒店、食堂及飯店等餐廚企業(yè)，由于目前管理和收集方面存在的諸多因素使得進廠的餐廚垃圾復(fù)雜（廚余和泔腳的混合垃圾），其成分可能包括但不限于：油、水、果皮、蔬菜、米面、魚、肉、骨頭以及廢餐具、玻璃容器、金屬器物、塑料、紙巾等。餐廚垃圾成分和組分情況見表1.1-1所示。

注：餐廚垃圾的組分特性受地域、季節(jié)、收集存放等客觀因素影響變化較大，上述餐廚垃圾組分特性僅為估算，后續(xù)工藝參數(shù)、資源化指標等均以上述組分特性為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進行計算，實際運行時可能會發(fā)生偏差

1.2總體工藝設(shè)計

1.2.1處理規(guī)模

餐廚垃圾處理規(guī)模：400t/d，共設(shè)計4條處理線

1.2.2工藝系統(tǒng)

本項目主體工藝采用“預(yù)處理+濕式厭氧發(fā)酵+污水處理”工藝，餐飲垃圾預(yù)處理系統(tǒng)采用以“物料接收+自動分選+漿料加熱+固液分離+除砂除雜+油水分離”為主的工藝路線。濕式厭氧發(fā)酵系統(tǒng)采用CSTR中溫厭氧的工藝路線。

餐飲垃圾經(jīng)大物質(zhì)分選、精分制漿兩級分選處理后，產(chǎn)生的漿液經(jīng)除砂除雜后，經(jīng)蒸汽直接加熱后，通過三相離心機實現(xiàn)油、水、渣的分離。預(yù)處理分選出的雜質(zhì)外運處置，離心機分離出的粗油脂送入儲罐外售，離心機分離出的水和渣進入濕式厭氧發(fā)酵系統(tǒng)產(chǎn)沼氣。

厭氧發(fā)酵系統(tǒng)產(chǎn)生的沼氣經(jīng)凈化系統(tǒng)凈化后利用（沼氣發(fā)電），同時設(shè)有應(yīng)急火炬燃燒系統(tǒng)，當設(shè)備因故障停機或檢修時，沼氣送至火炬燃燒。

1.2.3工藝流程及物料平衡

根據(jù)本工程的功能定位，為實現(xiàn)垃圾處理處置資源化、減量化等目標?？傮w工藝流程如下圖所示。

1.3餐廚垃圾預(yù)處理系統(tǒng)工藝設(shè)計

1.3.1工藝設(shè)計

1國內(nèi)餐廚垃圾共同特性

1）含水率高。餐廚垃圾含水率高達80%以上，流動性較大，運輸易產(chǎn)生污水滴漏。

2）營養(yǎng)物質(zhì)多。從化學(xué)成分上分析，餐廚垃圾含有大量的淀粉、纖維素、蛋白質(zhì)、脂肪和無機鹽等，營養(yǎng)豐富。有機干物質(zhì)含量高，其中脂肪、粗蛋白、淀粉等有機物含量高于90%以上，同時富含N、P、K及各種微量元素，資源化利用潛力大。

3）油脂含量高，油脂含量高易出現(xiàn)油脂抑制生物處理，增加處理難度，降低資源化利用率。

2、設(shè)計思路：

1）提油是重點。

2）除雜是關(guān)鍵。

3）保證有機物最小化損失及制漿是核心。

3、工藝方案設(shè)計

根據(jù)餐飲垃圾處理的特殊性質(zhì)，餐飲垃圾處理的關(guān)鍵是“在保證處理環(huán)境安全、環(huán)保（無跑冒滴漏泄）、節(jié)能的前提下，保證處理工序流暢，物料能夠進得去和出的來，不卡堵，在工藝設(shè)計上要充分考慮延長后道工序設(shè)備使用壽命，減少設(shè)備磨損停機維修時間”。

同時，中國餐飲垃圾雜物含量高、高水分、高含油的特點，特別是針對厭氧消化處理，油脂提取，這些環(huán)節(jié)的好壞，會影響安全運行以及運營處理成本，因此，工藝過程中預(yù)處理雜物分離、油水分離成為必要的環(huán)節(jié)。

（1）餐廚垃圾預(yù)處理工藝設(shè)計方案：

采用“物料接收+自動分選+漿料加熱+固液分離+除砂除雜+油水分離”，雜物得到有效分離，這樣會更加可靠地去除餐飲垃圾中的一些雜物，保證經(jīng)過預(yù)處理分揀后的有機漿料的各項指標滿足油脂提取和厭氧發(fā)酵的安全穩(wěn)定運行的要求，減少設(shè)備設(shè)施磨損和維修的管理成本，提高粗油脂的獲得率和厭氧沼氣的產(chǎn)出率，實現(xiàn)餐飲垃圾無害化、減量化的處理要求，使企業(yè)效益最大化。

餐飲垃圾通過自動分選和固液分離兩級預(yù)處理分離的預(yù)處理工藝，保證了餐飲垃圾物料在制成漿料之前，最大化地將一些對后道工序設(shè)備損壞最大的硬性物質(zhì)如：瓷盤、玻璃瓶、金屬物質(zhì)、貝殼、骨頭等和纖維類輕性物質(zhì)如：塑料、餐巾等有效地分離出來，最大化地減輕后道除砂工序的壓力，避免這些物質(zhì)對制漿設(shè)備、輸送泵組、離心提油設(shè)備的磨損和堵塞。

除砂除雜系統(tǒng)最大化地減少有機漿物料中無機物（沙石）含量和輕薄纖維物質(zhì)的含量，避免對后端設(shè)備產(chǎn)生影響。

通過熱解提油，保證進入?yún)捬醢l(fā)酵系統(tǒng)的有機物料中油脂殘留率低，為后續(xù)厭氧發(fā)酵系統(tǒng)提供穩(wěn)定的物料。

（2）工藝流程設(shè)計：

餐飲垃圾通過精細化的預(yù)處理工藝，分揀除雜效率高，雜質(zhì)去除率大；油脂提取工藝高效率低能耗，進厭氧前混合漿料油脂殘留率低，為后續(xù)厭氧發(fā)酵系統(tǒng)提供穩(wěn)定的物料。

1.3.2工藝說明

餐廚垃圾預(yù)處理車間設(shè)計4條處理線。餐廚垃圾（400t/d）經(jīng)運輸車輛運至處理廠內(nèi)，經(jīng)地磅稱重并記錄，建立臺賬。稱重后的物料由車輛運至餐廚垃圾預(yù)處理車間內(nèi)的進料口處，物料被倒進料斗等接收裝置內(nèi)。本項目設(shè)置一套物料接收單元，主要的設(shè)備是接收料斗?？紤]到餐廚垃圾中水分及雜質(zhì)較多，料斗底部設(shè)置一臺三螺旋給料機。料斗底板為多孔結(jié)構(gòu)，瀝水通過自流進入到瀝水池。

接收料斗中的餐廚垃圾，經(jīng)螺旋輸送機提升進入自動分選機，自動分選機的主要功能是對餐廚垃圾中的塑料、織物、木塊等雜物進行分離，同時對餐廚垃圾中的食物殘渣破碎制漿處理產(chǎn)生有機粗漿料。餐廚垃圾進入自動分選機后，垃圾中的固體有機物（食品、骨頭、木竹等）和易破碎的重物質(zhì)（貝殼、玻璃、瓷片等）被自動分選機內(nèi)特殊的轉(zhuǎn)錘破碎并排出，而其中輕物質(zhì)（塑料、織物等）和不易破碎的木塊等雜質(zhì)由于轉(zhuǎn)錘的特殊設(shè)計則沒有被完全粉碎，被輸送至尾端排出，排出的塑料、織物、木塊等雜物通過螺旋排出。

經(jīng)過自動分選制漿作用后，物料呈漿料狀，通過漿料輸送泵送入漿料加熱機。漿料加熱機的主要作用有兩點：首先對有機粗漿料加熱后，有利于油脂回收工藝環(huán)節(jié)最大化回收油脂；其次，在高溫和攪拌作用下，粗漿料中的固態(tài)有機質(zhì)能最大化的分離，進入液相，同時也減少后續(xù)固液分離環(huán)節(jié)的固相量。升溫后的物料進入固液分離機進行固液分離，部分固態(tài)有機質(zhì)也會在固液分離時溶入液相。經(jīng)過固液分離產(chǎn)生的有機漿液與瀝液合并進入除砂池去除砂礫和浮渣。固液分離機分離出的固渣以與自動分選機分選出的雜物一并輸送外運，除砂池沙礫定期清理外運。

除浮渣和砂礫后的漿液經(jīng)加熱后進入粗篩機深度除砂后，再進入加熱罐加熱，加熱后的漿料泵送入三相提油機，將漿液中的油脂、固渣以及有機漿液分離。分離出的有機漿液和有機固渣在三相出料混合罐中混合，而后泵送至后續(xù)處理系統(tǒng)；含水、雜5%左右的粗油脂在出料緩存罐中靜置分層后，上層液體即為純度95%以上的毛油，泵送至毛油儲罐，作為工業(yè)原料外售。

1.3.3工藝特點

1）自動化程度高，通過現(xiàn)場完善的反饋信號，如：電流、液位、溫度的信號反饋，自動實現(xiàn)進料量與設(shè)備運行參數(shù)相適應(yīng)的控制，保證了設(shè)備運行及生產(chǎn)營運的穩(wěn)定性，最大化減輕操作人員作業(yè)強度，節(jié)省人工成本的投入。

2）適應(yīng)能力強，可處理因南北飲食文化差異而產(chǎn)生的各類餐廚垃圾，保證系統(tǒng)接納物料能夠進得去，出得來，無卡堵現(xiàn)象存在。

3）通過逐級減量化處理，各類非營養(yǎng)性雜物質(zhì)剔除干凈，保證后道工藝設(shè)備的運行安全，減少后續(xù)工藝處置的難度，使系統(tǒng)運行更流暢，無卡阻。

4）系統(tǒng)設(shè)計功能化模塊設(shè)計清晰、結(jié)構(gòu)簡單，可維護性高，關(guān)鍵設(shè)備選用適應(yīng)國內(nèi)餐廚垃圾的特性的自主研發(fā)設(shè)備，設(shè)備穩(wěn)固、可靠，備品備件通用性強，維護維修方便快捷。

5）擴展性強，可以在不增加任何設(shè)施的情況下，通過延長設(shè)備運行時間，使處理量得到增長，配有完善的應(yīng)急處理措施。

6）設(shè)備配置大部分采用國產(chǎn)標準配件，維修更換便捷，維修成本低。

7）預(yù)處理考慮去浮渣工藝，確保后續(xù)厭氧長期穩(wěn)定運行。

1.3.4系統(tǒng)描述

1.3.4.1物料接收系統(tǒng)

1.3.4.1.1主要設(shè)備及主要功能

由4座容積100m3 的接收料斗、瀝水收集池及若干輸送機械組成。接料裝置接收餐廚垃圾將其輸送至大物質(zhì)分揀機進行餐廚原料的粗分選，同時將物料中的游離液體瀝出，減少雜物中的液態(tài)有機物含量。分揀機分離出餐廚廢棄物中的大塊金屬、瓷片、玻璃瓶及塑料袋等雜物，得到以有機質(zhì)為主的均質(zhì)物料。

1.3.4.1.2工藝設(shè)備特點：

適應(yīng)物料范圍不僅局限餐廚垃圾，更能適應(yīng)參與大量生活垃圾、廚余垃圾的餐廚垃圾等更為復(fù)雜的物料。

每座接收料斗上部設(shè)置集氣罩，用于臭氣抽吸，防止外逸至預(yù)處理車間；底部設(shè)置一套三螺旋給料機（兩用一備），該三螺旋給料機不僅對大塊垃圾及袋裝垃圾有粗破碎功能，同時可擠壓出垃圾中的水分，產(chǎn)生大量瀝液，接收料斗底板設(shè)計多孔結(jié)構(gòu)，瀝液通過多孔底板進入瀝水收集池。

接收料斗中的餐廚垃圾經(jīng)由料斗自身的輸送出料裝置進入后續(xù)輸送螺旋提升入后續(xù)的自動分選單元。瀝水收集池內(nèi)的瀝水也由泵提升入后續(xù)的分離裝置。每個料斗前設(shè)置一個卸料車位。料斗容積可應(yīng)對設(shè)備的臨時檢修需求。

由于接收過程為本項目臭氣控制源之一，因此，在接收過程中采用如下方式控制臭氣無組織擴散：

a、卸料廳使用快速卷簾門，徹底隔絕臭氣，控制氣體外溢，便于臭氣收集。

b、料斗區(qū)域與預(yù)處理車間其他區(qū)域通過隔離墻分隔，且接收料斗在卸料工位對應(yīng)位置設(shè)倉門及卸料口，未卸料時倉門可關(guān)閉，對此區(qū)域重點設(shè)置臭氣收集系統(tǒng)，收集臭氣集中處理。

1.3.4.2自動分選系統(tǒng)

1.3.4.2.1主要設(shè)備及主要功能

餐廚垃圾自動分選單元由自動分選機及相應(yīng)的輸送機械組成。接收料斗中經(jīng)過瀝水的餐廚垃圾經(jīng)由輸送螺旋輸送至自動分選機，自動分選機的主要功能是對餐廚垃圾中的塑料、織物及硬質(zhì)不易破碎的無機物如金屬等無機物進行分離，同時通過特殊設(shè)計的轉(zhuǎn)錘對餐廚垃圾中的食物殘渣進行漿化處理產(chǎn)生有機粗漿料從下部多孔板排出，自動分選產(chǎn)生的塑料、織物等通過螺旋輸送機排出。

1.3.4.2.2工藝設(shè)備特點

自動機能實現(xiàn)粗大物料如玻璃瓶、盤、碟、塑料等雜物的有效分選，保證分選過程中脆性雜物不破碎（最大化減少對后道工序設(shè)備磨損和處理難度），雜物去除率高，系統(tǒng)出料粒徑≤60mm，分離出的雜物干凈，有機質(zhì)回收率高。分揀機采用全封閉式機械化運行。設(shè)備與物料接觸部分均采用304不銹鋼材質(zhì)，耐腐蝕性強。

1.3.4.3固液分離系統(tǒng)

1、主要設(shè)備及主要功能

主要由漿料加熱機、固液分離機及相應(yīng)的輸送機械組成。自動分選機產(chǎn)生的有機粗漿料通過漿料輸送泵（專用柱塞泵）泵入漿料加熱機。漿料加熱機的主要作用有兩點：首先，對有機粗漿料加熱后，有利于油脂回收工藝環(huán)節(jié)最大化回收油脂；其次，在高溫和機械攪拌作用下，粗漿料中的固態(tài)有機質(zhì)能最大化的分離進入液相，同時也減少后續(xù)固液分離環(huán)節(jié)的固相產(chǎn)量。固液分離機是一種以分離物料中游離性液體的連續(xù)式脫液機械，物料是在邊擠壓邊翻動再擠壓的過程中完成脫液。且可對出料的不同濕度要求進行合理的調(diào)節(jié)，很好的解決了先前同類產(chǎn)品的易積料、擠出液含固率高、難清理、適用范圍狹小等缺點。流出的漿料送入除砂除渣系統(tǒng)，分離出的固形物料外運處置。

2、工藝設(shè)備特點

中天星火固液分離機獨特創(chuàng)新的結(jié)構(gòu)設(shè)計，使其具有物料處理量大、生產(chǎn)連續(xù)、速度快、安全性好、操作輕松方便等優(yōu)點。

中天星火固液分離機的結(jié)構(gòu)能實現(xiàn)輕物質(zhì)和易碎的、不易碎的重物質(zhì)的高效去除，保證輕物質(zhì)去除率不低于90%。

中天星火固液分離機分離出來的雜質(zhì)含水率低，有機質(zhì)損失小。

易損件價格低廉，設(shè)有必要的檢修口，檢修維護方便。

設(shè)備與物料接觸部分均采用304不銹鋼材質(zhì)，耐腐蝕性強。

自動化程度高，傳動系統(tǒng)采用變頻調(diào)速，可根據(jù)物料狀況，適時調(diào)整處理工藝速度，高效節(jié)能。

1.3.4.4除砂除雜系統(tǒng)

1、主要設(shè)備及主要功能

除砂池、粗篩機、輸送泵、螺旋輸送機等。除砂除雜系統(tǒng)主要作用是去除有機漿液中的重物質(zhì)（貝殼、玻璃、瓷片、砂石等）雜質(zhì)砂粒以及細碎纖維等輕飄物，防止其對油水分離機、泵、管道等設(shè)備造成損害。

2、工藝設(shè)備特點

除砂除雜去除率高，能夠?qū)Ω髁椒秶鷥?nèi)的砂石進行有效去除。保障后端工藝段內(nèi)罐內(nèi)積砂較少，設(shè)備磨損小。

采用主動式除砂工藝，對除砂效果可以進行控制。

設(shè)備與物料接觸部分均采用304不銹鋼材質(zhì)，耐腐蝕性強。

系統(tǒng)耗電設(shè)備少，運行電耗較少。

1.3.4.5油水分離系統(tǒng)

1、主要設(shè)備及主要功能

臥式離心機、漿液緩沖及加熱系統(tǒng)、油脂暫存箱、漿液池及配套輸送泵等。

通過濕熱水解離心提油工藝，將有機漿料分離成高濃度有機廢水、渣相和工業(yè)粗油脂。

2、工藝設(shè)備特點

固液分離，最大限度的分出油水混合物。

連續(xù)式濕熱水解工藝，生產(chǎn)高效、順暢穩(wěn)定。

離心式分離，確保得工藝指標的達成，粗油脂品質(zhì)高。

設(shè)備與物料接觸部分采用304不銹鋼材質(zhì)，耐腐蝕性強。

結(jié)語：餐廚預(yù)處理工藝的正常運行，才能保證厭氧工藝的高效運行。故在選擇預(yù)處理工藝，應(yīng)經(jīng)過經(jīng)濟技術(shù)比較，選擇穩(wěn)定運行，經(jīng)濟能耗低的工藝設(shè)備。

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