餐廚垃圾預(yù)處理工藝研究及現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

余旭

摘要：隨著我國(guó)人民生活水平的提高，我收到的餐廚垃圾越來(lái)越多，在嚴(yán)格的環(huán)境保護(hù)要求下，我必須大力提倡循環(huán)經(jīng)濟(jì)和自主創(chuàng)新，根據(jù)自身特點(diǎn)，開發(fā)餐廚垃圾處理技術(shù)。餐廚垃圾內(nèi)部處理起步較晚，工藝簡(jiǎn)單，處理量小，設(shè)備故障率高。餐廚垃圾預(yù)處理質(zhì)量不高，不能滿足后部厭氧進(jìn)料的需要，油脂提取率低，有機(jī)物資源浪費(fèi)。現(xiàn)有處理設(shè)備結(jié)構(gòu)不合理，處理能力不足，故障率高，影響運(yùn)行效率。

關(guān)鍵詞：餐廚垃圾預(yù);處理工藝;研究;現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

引言

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)和餐飲業(yè)的不斷發(fā)展，我國(guó)的烹飪垃圾產(chǎn)量以每年10%左右的速度增長(zhǎng)。餐廚垃圾是指家庭、學(xué)校、機(jī)關(guān)、公共食堂和餐廳的餐廚垃圾、餐飲殘?jiān)?、食品加工廢棄物和不可再利用的動(dòng)植物油脂和各種油水混合物，是本市生活垃圾的一部分。與其他垃圾相比，餐廚垃圾具有防潮、有機(jī)物、油脂和鹽含量高、易腐爛、營(yíng)養(yǎng)豐富等特點(diǎn)，處理不當(dāng)將嚴(yán)重影響城市面貌、公眾健康和環(huán)境質(zhì)量。目前，廚房垃圾通過焚燒、填埋、好氧堆肥等處理。由于餐廚垃圾含有豐富的有機(jī)物，沼澤厭氧發(fā)酵成為餐廚垃圾資源化利用最廣泛的技術(shù)。該技術(shù)在減少城市餐廚垃圾污染的同時(shí)，還可以生產(chǎn)可再生能源，是餐廚垃圾處理的有效途徑。

1廚余垃圾處理技術(shù)及存在的問題

1.1源頭減量處理技術(shù)

源頭處理技術(shù)是指在居民廚房安裝廚房垃圾粉碎機(jī)，將廚房垃圾粉碎后，直接通過排水管網(wǎng)進(jìn)入污水處理系統(tǒng)。該技術(shù)在保持廚房衛(wèi)生、減少蚊子和蒼蠅方面對(duì)公眾非常直觀;環(huán)衛(wèi)部門可大幅降低垃圾處理量，降低配套人員、設(shè)施投入等費(fèi)用;污水處理系統(tǒng)可提高C/N進(jìn)水，從而改善脫氮除磷效果。但也存在以下問題：①由于我國(guó)飲食習(xí)慣高，鹽習(xí)慣高，市政管網(wǎng)設(shè)計(jì)限制，容易造成下水道堵塞等問題;②增加污水固含量，增加小區(qū)化糞池和排污管道的清淤頻率和成本;③污水中有機(jī)物濃度升高，管道厭氧環(huán)境中易生物降解，產(chǎn)生沼氣，存在安全隱患。

1.2運(yùn)輸和保存的過程中具有不定性

由于城市廚房垃圾滲濾液中含有多種微生物，在運(yùn)輸和保存過程中存在不確定性，隨著溫度、濕度、氧量等環(huán)境條件的變化，會(huì)自行發(fā)生生化反應(yīng)，大量有害氣體污染大氣。同時(shí)，由于滲濾液中營(yíng)養(yǎng)元素比例不均衡，具有較高的氮含量，其中有機(jī)氮逐漸轉(zhuǎn)化為氨氮，對(duì)周邊水體具有一定的污染性。另外，潮濕垃圾的滲濾液中可能含有很多重金屬離子，直接排放也可能對(duì)環(huán)境和人體造成危害。處理后的垃圾滲濾液必須符合《污水排入城市污水的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T31962—2015）。

1.3肥料化處理技術(shù)

廚余垃圾處理技術(shù)有好氧發(fā)酵堆肥和生物肥料制備技術(shù)。好氧處理技術(shù)是指將廚房垃圾破碎，篩分垃圾有機(jī)部分，并將有機(jī)物轉(zhuǎn)化為有機(jī)肥，將氧氣曝氣成有機(jī)部分的技術(shù)，可以分為濃縮和分散兩種方式。生物質(zhì)肥料是指利用蚯蚓、黑水等生物將廚房剩余有機(jī)物分解并轉(zhuǎn)化為有機(jī)肥的過程。垃圾農(nóng)業(yè)實(shí)際上在我國(guó)已經(jīng)實(shí)行了十多年，但缺乏明確的政策支持，深受其害，化肥銷售難以退出。作為一種綠化肥料，由于垃圾過剩，市場(chǎng)容量有限，也很難大量實(shí)施。

1.4物料接收系統(tǒng)

堆磅稱量后的廚房垃圾收集車通過坡道進(jìn)入預(yù)處理工廠內(nèi)的排出大廳，將廚房垃圾放入排出裝置的排出料斗。接合裝置設(shè)置在密閉的房間內(nèi)，具備快速快門，可以根據(jù)作業(yè)狀況開閉，防止廢（臭）氣的擴(kuò)散。另外，頂蓋上安裝有排氣管道口，可以與除臭系統(tǒng)的管道連接，進(jìn)行負(fù)壓集中除臭處理。物料被底部帶脫水功能的無(wú)軸螺旋輸送機(jī)送到大物質(zhì)分選機(jī)，在輸送中被脫水的液體儲(chǔ)存在集水池中。集水池漿液通過輸送泵輸送到精分制漿系統(tǒng)進(jìn)行處理。

1.5滲濾液中的氨氮處理方式

廚房垃圾滲濾液中的氨氮主要來(lái)源于廚房垃圾中蛋白質(zhì)等含氮類化合物的生物降解。另外，隨著時(shí)間的推移，潮濕的垃圾滲濾液中的有機(jī)氮轉(zhuǎn)化為氨氮，氨氮含量大幅增加。氨氮濃度高的滲濾液不僅惡臭大，而且有很大的毒性，對(duì)周邊環(huán)境有明顯的影響。因此，氨氮的去除很重要。廚房垃圾滲濾液中氨氮的常規(guī)處理方式可以分為吹脫法、電解氧化法、化學(xué)沉淀法和吸附法。采用曝氣吹脫法進(jìn)行了從生活垃圾滲濾液中去除氨氮的實(shí)驗(yàn)，隨著吹脫時(shí)間的延長(zhǎng)，堿性條件時(shí)，氨氮去除率達(dá)到67.9%。采用鐵微電解-芬頓組合工藝處理垃圾滲濾液，對(duì)比不同運(yùn)行條件下的處理效果，結(jié)果表明，在最佳條件下，COD和氨氮的去除率分別可達(dá)到71.3%和83.9%。研究了Fe-Al-C和Fe-Cu-C三元微電解體系對(duì)垃圾滲濾液的處理，結(jié)果表明，兩體系均表現(xiàn)出去除垃圾滲濾液中TN和氨氮的能力?；瘜W(xué)沉淀法加入MgCl2·6H2O和NaH2po412h2o或MgSO4和NaH2po412h2o沉淀生成磷銨鎂（MgNH4PO4·6H2O），去除垃圾滲濾液中的氨氮，去除氨氮的效果.

2現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用設(shè)備

餐廚垃圾預(yù)處理工藝主要適用于單獨(dú)運(yùn)行的餐廚垃圾處理設(shè)施，是一種精細(xì)分選、高濃度油、濃縮有機(jī)物的處理工藝。它由料斗、分選機(jī)、破碎機(jī)、洗滌篩選機(jī)，脫水機(jī)、輸送系統(tǒng)及生化系統(tǒng)組合工藝組成，主要用于單獨(dú)運(yùn)行的餐廚垃圾處理項(xiàng)目。

2.1料斗

廚余垃圾因地方產(chǎn)出量不一致，因此料斗有半自動(dòng)以及全自動(dòng)型，其中全自動(dòng)型料斗用于15t/d以上區(qū)域，通過雙螺旋自動(dòng)輸送至分揀機(jī)進(jìn)行分揀，顯著優(yōu)點(diǎn)是減少人工參與程度，保證處理穩(wěn)定進(jìn)行。

2.2分揀機(jī)

該設(shè)備位于連接料斗的背面，主要功能是從廚房垃圾中抽取大量垃圾，根據(jù)我國(guó)廚房垃圾大小的特點(diǎn)，該設(shè)備主要過濾掉大量50-60mm的垃圾，包括易拉罐、瓷片、塑料袋、塑料袋異物抽取，小尺寸異物和液體從格柵孔流出，進(jìn)入工藝后端，與滾筒式篩相比，該設(shè)備具有體積小、功率小的特點(diǎn)，采用液壓驅(qū)動(dòng)，擺動(dòng)臂（共10個(gè)）最大角度120的轉(zhuǎn)速為30 - 40次/min，可以根據(jù)物料情況調(diào)整轉(zhuǎn)速，以達(dá)到連續(xù)分揀的效果。

2.3破碎機(jī)

分選機(jī)處理過的物料進(jìn)入破碎機(jī)，破碎機(jī)的主要作用是切割、破碎物料，提供滿足后段工藝要求的物料。破碎機(jī)由內(nèi)筒和外筒組成，兩個(gè)筒體以不同速度旋轉(zhuǎn)，進(jìn)料在兩個(gè)筒體之間通過，由安裝在內(nèi)筒和外筒上的一組刀片切割破碎，隨機(jī)破碎后的物料粒徑約為22mm。

2.4洗滌篩選機(jī)

該設(shè)備由水洗和篩網(wǎng)系統(tǒng)組成，用破碎機(jī)處理后的粗漿料高速破碎，完成進(jìn)一步廚余垃圾形狀化，同時(shí)篩分出不易破碎、使用粗纖維、塑料等價(jià)值較低的細(xì)顆粒碎屑。篩選后的物料通過水洗系統(tǒng)將高油高鹽進(jìn)一步稀釋，使物料保持無(wú)油無(wú)鹽或低油低鹽狀態(tài)，為生化處理提供一個(gè)可靠保證。

2.5脫水機(jī)

洗滌完成后的物料通過脫水機(jī)將90%以上的水分去除，達(dá)到干料狀態(tài)。

2.6生化系統(tǒng)

干料通過螺旋，最終送入生化系統(tǒng)發(fā)酵，發(fā)酵菌種為公司自行研發(fā)產(chǎn)品，可以保證在50～65℃有效處理干料，使干料減量化大于90%以上，由于發(fā)酵后的產(chǎn)出物通過多年的推廣使用，目前已跟多個(gè)肥料廠達(dá)成合作協(xié)議，使廚余垃圾產(chǎn)出物最終回歸自然，繼續(xù)為美麗中國(guó)造福。

結(jié)束語(yǔ)

針對(duì)我國(guó)餐廚垃圾含水率高、垃圾含量高的特點(diǎn)，結(jié)合對(duì)多種回收工藝的分析，提出在目前國(guó)家垃圾分類條件下，節(jié)能減量是現(xiàn)階段餐廚垃圾資源化的較為適宜的選擇之一。

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