餐廚垃圾處理過程中的環(huán)境管控分析

文_閆秀娟 葛成蔭 門延濤 中國市政工程華北設(shè)計研究總院有限公司

1 項目背景

厭氧消化技術(shù)是目前國內(nèi)的餐廚垃圾處理工藝中比較先進(jìn)的技術(shù)，有較高的可靠性，并且與國家產(chǎn)業(yè)政策和發(fā)展方向相符合，相比于飼料化技術(shù)有較高的安全性。但是厭氧發(fā)酵系統(tǒng)對進(jìn)料有一定的要求，因此，為了滿足其進(jìn)料要求需要對餐廚垃圾進(jìn)行預(yù)處理。

餐廚垃圾處理過程中的環(huán)境管控問題一直是此類項目的重難點問題。如果沒有進(jìn)行良好的環(huán)境管控，不僅會給廠區(qū)工作人員的身體健康帶來危害，還會對周邊環(huán)境造成惡劣的影響。

2 餐廚垃圾成分分析

2.1 餐飲垃圾

餐飲垃圾主要指單位食堂、餐館等地點產(chǎn)生的食物殘渣、食品加工廢料，包括剩菜、剩飯等食物殘余，以及用餐過程中產(chǎn)生的紙巾、桌布、筷子等雜物。

餐飲垃圾特點：①含水率高，含水率高達(dá)80%～90%；②易腐性，富含有機物，混合測試樣有機干物質(zhì)高達(dá)92%～94%（干基）；③油脂含量高。

餐飲垃圾成分復(fù)雜、雜質(zhì)種類多，含有塑料、金屬、玻璃瓷器等多類雜物，甚至?xí)霈F(xiàn)較長的磁盤子、大的砧板、菜刀等。此外，餐飲垃圾中還會含有一些重質(zhì)惰性物，如砂礫、碎石子、碎玻璃等，以及細(xì)碎纖維、辣椒籽等輕飄雜物。

2.2 廚余垃圾

廚余垃圾主要泛指家庭生活飲食中所需用的來源生料及成品（熟食）或殘留物，如剩菜、剩飯、菜葉、果皮、蛋殼、茶渣、骨、貝殼等，以及菜市場的果蔬類垃圾。

廚余垃圾分類處理在國內(nèi)尚處于起步階段，由于各地生活習(xí)慣、分類收集及運輸方式各不相同，廚余垃圾成分差異性相對較大，因此廚余垃圾成分復(fù)雜，且垃圾組分波動性大的特點。

3 工藝介紹

本文以杭州市某餐廚項目為例進(jìn)行環(huán)境管控分析說明。此項目餐飲垃圾預(yù)處理采用“大物質(zhì)分選+漿料加熱+固液分離+除渣除砂+油脂回收與提純”工藝。廚余垃圾預(yù)處理采用“滾筒篩分+磁選+細(xì)破碎+擠壓脫水+調(diào)漿除砂”工藝。

3.1 餐飲垃圾預(yù)處理工藝介紹

餐飲垃圾經(jīng)運輸車輛運至餐飲垃圾預(yù)處理車間內(nèi)的進(jìn)料口處，物料被倒進(jìn)料斗等接收裝置內(nèi)。本項目設(shè)置兩套物料接收單元，主要的設(shè)備是接收料斗，料斗底部設(shè)置螺旋給料機。料斗底板為多孔結(jié)構(gòu)，瀝水通過自流進(jìn)入到瀝水收集池。

接收料斗中的餐飲垃圾，經(jīng)螺旋輸送機提升進(jìn)入大物質(zhì)分揀機進(jìn)行粗分選，選出餐飲垃圾中的塑料、玻璃、織物、金屬等大件雜物通過固渣輸送設(shè)施輸送至廚余垃圾預(yù)處理系統(tǒng)篩上物出料皮帶機，分選后的有機粗漿料通過漿料輸送機輸送至漿料加熱機。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(jìn)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(jìn)入固液分離機進(jìn)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)生的有機漿液自流至除砂機進(jìn)行初步除砂，除砂機中漿液通過溢流與瀝液合并進(jìn)入自動除渣機去纖維類的浮渣，產(chǎn)生的沙礫和浮渣通過螺旋輸送機輸送至廚余垃圾預(yù)處理系統(tǒng)篩上物出料皮帶。

除浮渣和砂礫后的漿液通過渣漿泵泵送至漿料加熱罐進(jìn)一步加熱，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，而后泵送至厭氧消化處理系統(tǒng)；有機固渣也可以與固液分離機固渣、除砂機沉砂以及自動除渣機的固渣一同輸送至廚余預(yù)處理系統(tǒng)的篩上物皮帶，從而進(jìn)入出渣間。粗油脂在粗油脂中間罐中緩存，通過粗油脂提升泵輸送至室外毛油儲罐進(jìn)行存儲，作為工業(yè)原料外售。

3.2 廚余垃圾預(yù)處理工藝介紹

廚余垃圾進(jìn)廠后卸料至接收料斗，廚余垃圾經(jīng)上料鏈帶輸送機提升至破袋滾筒篩，破袋滾筒篩具有破袋功能，袋裝垃圾由于摔打、撕扯作用很容易被破袋。篩上物主要是塑料、紙張、織物等物料，外運處置。篩下物以有機物為主，含有少量紙類、塑料和無機惰性物等雜物。篩下物經(jīng)磁選后進(jìn)入細(xì)破碎設(shè)備。

預(yù)處理后的篩下物料保留了大部分可生物降解有機質(zhì)，經(jīng)過細(xì)破碎設(shè)備分離制漿，能夠最大化地將廚余垃圾中的有機物轉(zhuǎn)化至漿液中，最大限度地降低了有機垃圾的損失率。分離出的固渣外運處置，分離出的有機漿料進(jìn)入擠壓脫水機。

有機漿液經(jīng)擠壓脫水產(chǎn)生固渣和高濃度有機漿液。擠壓脫水固渣同其他篩分固渣、篩上物等一并外運處置。擠壓脫水得到的有機漿液經(jīng)自動除渣機和沉砂池后，分離出的殘渣、沉砂等惰性物外運處置，漿液泵送至厭氧消化系統(tǒng)。

4 污染源分析

餐廚垃圾處理系統(tǒng)在實際運行生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的污染源主要有以下3 種。

①餐廚垃圾處理過中產(chǎn)生的瀝液、漿料、生產(chǎn)污廢水。餐廚垃圾含水量高，卸出物料瀝水量多，需要對其進(jìn)行單獨收集。除此之外，餐廚垃圾處理系統(tǒng)產(chǎn)生的漿料、廢水等具有污染物濃度高、含油濃度較高等特點，如不能進(jìn)行合理的收集、排放及處理會造成環(huán)境污染。

②處理過程中散發(fā)的臭氣。餐廚垃圾有機質(zhì)含量高，易腐敗，臭氣濃度高，如未管控得當(dāng)，嚴(yán)重影響周邊環(huán)境及人員健康，因此在餐廚垃圾處理過程中應(yīng)針對其產(chǎn)生的大量惡臭氣體進(jìn)行設(shè)計。

③生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的固體雜物、殘渣。餐廚垃圾處理過程中會連續(xù)分選出輕物質(zhì)、砂質(zhì)等雜物，因此在餐廚垃圾處理過程應(yīng)針對雜物進(jìn)行合理收集，有效進(jìn)行環(huán)境管控。

5 環(huán)境管控措施

針對餐廚垃圾處理過程中的環(huán)境污染源分析，建議需要對該類污染源的產(chǎn)生進(jìn)行整體控制，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

①餐廚垃圾處理過程中各環(huán)節(jié)做到污水有組織的集中收集，避免跑冒滴漏泄現(xiàn)象發(fā)生。

②餐廚垃圾處理系統(tǒng)設(shè)備選型做到密閉，使臭氣得到有組織收集，同時在重點臭氣產(chǎn)生區(qū)域設(shè)計局部抽風(fēng)設(shè)施安裝空間，以便與后續(xù)除臭系統(tǒng)有效銜接。

③餐廚垃圾處理過程中產(chǎn)生的固體雜物及殘渣統(tǒng)一匯至于出渣間。

④餐廚垃圾處理系統(tǒng)設(shè)備選擇符合國家相關(guān)噪聲標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備，以便滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求。

5.1 污廢水管控

餐廚垃圾處理過程中的污廢水主要集中在垃圾車洗車階段、處理工藝段產(chǎn)生的瀝液、制漿階段、設(shè)備沖洗和車間沖洗階段。針對不同階段、不同設(shè)備產(chǎn)生的污廢水應(yīng)采取有針對性的措施，具體措施如下。

（1）餐廚垃圾車泄水的收集

首先，將車輛限位擋與卸料槽間合適的間隔尺寸，保證收集車后門從開啟到完全打開整個過程中，排出口都在卸料斗接料范圍內(nèi)，污水能夠全部流入卸料斗內(nèi)。其次，在料槽車輛限位檔與料槽之間位置，設(shè)置一道300×300mm 排水明溝，并在每個卸料工位中央位置設(shè)置一個寬度300mm 的泄水清掃口與排水明溝連接，便于通過高壓沖洗水槍將排水溝內(nèi)的污水和垃圾沖至料槽內(nèi)；溝內(nèi)采用噴涂速凝防腐防滲涂料作為防水層，防止污水滲透到地面內(nèi)，對地面造成腐蝕。排水溝向卸料口找0.5%坡，并在卸料槽車檔處設(shè)置泄水孔，使污水快速排放。

（2）餐廚垃圾收集車的清洗

每個卸料位附近各設(shè)置一套沖洗設(shè)施，每套沖洗設(shè)施均配備不銹鋼水箱和高壓沖洗水槍，不銹鋼水箱容積滿足沖洗用水要求，水箱內(nèi)設(shè)置浮球液位開關(guān)，自動控制補水。高壓沖洗水槍操作簡便，清洗壓力大，并且節(jié)水。

餐飲及廚余垃圾車卸料后，利用卸料泊位附近的沖洗水箱和高壓沖洗水槍，對收集車車輪、尾部以及車身進(jìn)行全方位沖洗，確保垃圾車干凈返回市區(qū)。車輛沖洗區(qū)域設(shè)置有排水溝，有組織收集沖洗廢水。餐飲及廚余垃圾含油量較大，其垃圾車上殘余油污比較多，其洗車污水具有瞬時排水量大、SS 含量高、油脂含量高的特點，因此本區(qū)域的高壓洗車機采用熱水洗車，便于車輛上油污的去除，也避免沖洗水中的油類在排水溝中淤堵。洗車污水采用排水溝收集，避免瞬時排水不暢，收集后的污水首先進(jìn)入室外的洗車隔油池和沉泥井，經(jīng)過除油除砂預(yù)處理后再進(jìn)入室外污水管網(wǎng)，最終匯入地下污水池。

（3）瀝液和漿液的處理

首先，物料接收輸送環(huán)節(jié)，在輸送過程中瀝水由收集罐進(jìn)行統(tǒng)一收集，并通過管道輸送至后端處理系統(tǒng)，密閉性好；其次，餐廚垃圾處理環(huán)節(jié)，處理設(shè)備均采用密閉設(shè)備，漿料輸送環(huán)節(jié)均采用密閉性好的螺旋輸送，因此，餐廚垃圾處理環(huán)節(jié)不論是產(chǎn)生的瀝液，還是產(chǎn)生的漿料都能夠得到有組織密閉收集。

（4）設(shè)備和車間的沖洗

考慮到處理設(shè)備使用完畢后，會對其進(jìn)行適量清洗，因此，在相關(guān)設(shè)備內(nèi)均設(shè)有清洗裝置，為了有效進(jìn)行環(huán)境管控，清洗后產(chǎn)生的污廢水均設(shè)有密閉收集管道，確保無跑冒滴漏泄現(xiàn)象產(chǎn)生；同時，車間清潔過程中產(chǎn)生的清洗廢水也會通過車間內(nèi)地溝收集形式得到有組織的收集從而進(jìn)入系統(tǒng)內(nèi)，不會存在無組織排放現(xiàn)象，確保餐廚垃圾處理現(xiàn)場環(huán)境可控。

5.2 臭氣收集管控

餐飲及廚余垃圾中含有較多的有機物，一般以蛋白質(zhì)、脂肪與多糖類（淀粉、纖維素等）有機物形式存在，這些有機物在好氧、厭氧細(xì)菌的作用下發(fā)酵、腐爛、分解的過程中，會逐漸產(chǎn)生多種惡臭氣體污染物。垃圾放置的初期，在好氧菌作用下發(fā)生好氧生化反應(yīng)，使大分子有機物分解，將有機物中的氮和硫轉(zhuǎn)化成硝酸鹽（NO3-）、硫酸鹽（SO42-），并有CO2放出。然后，由于放置過程中垃圾壓實，孔隙減小，含氧量降低，在第一階段生成的NO3-和SO42-在厭氧菌的作用下，發(fā)生第二階段的厭氧生化反應(yīng)，最終生成硫化氫、氨、硫醇、有機胺等惡臭污染物。

針對不同臭源產(chǎn)生臭氣的特殊性，采用相應(yīng)的防治措施。

①在餐廚垃圾處理車間進(jìn)出車通道及卸料區(qū)設(shè)置快速卷簾門及空氣幕?？焖倬砗熼T可以縮短門的開啟和關(guān)閉時間，進(jìn)而縮短空氣的流通時間，減少擴散到室外或車間內(nèi)其它區(qū)域的臭氣含量?？諝饽辉陂T開啟時會形成一道空氣屏障，在門開啟到完全關(guān)閉的期間內(nèi)，有效阻隔臭氣擴散到其它區(qū)域。

②餐廚垃圾處理間車間通過墻體、密閉窗等手段將車間辦公區(qū)域與生產(chǎn)區(qū)分隔，減少竄風(fēng)互相干擾。

③在不影響設(shè)備操作檢修使用的前提下盡量密封，降低對周邊的影響。餐廚垃圾在處理過程中，設(shè)備是也在密閉的狀態(tài)下運行，輸送設(shè)備為螺旋、密封皮帶或管道，保證垃圾不外露，改善了工人的操作環(huán)境。餐廚垃圾處理分選出的雜物直接卸入密閉的車廂內(nèi)，實現(xiàn)密閉化。

④車間內(nèi)生產(chǎn)區(qū)域的全面排風(fēng)通過吸風(fēng)口將空間內(nèi)廢氣匯入管道，風(fēng)管沿梁下皮敷設(shè)，設(shè)置向下的風(fēng)口，在臭氣較易聚集的區(qū)域和臭氣死角重點考慮風(fēng)口。下部風(fēng)口在不影響工作人員操作及通行的前提下，盡量布置在低位。利用合理的氣流組織（送排風(fēng)）減少重點區(qū)域的廢氣外溢，改善車間內(nèi)工作環(huán)境。對于工藝設(shè)備局部排風(fēng)要求工藝設(shè)備盡量密閉，風(fēng)管接至設(shè)備密閉罩上，抽取密閉空間內(nèi)的廢氣，保證廢氣抽取較為徹底。不能密閉的部位設(shè)置局部排風(fēng)罩，在不影響工藝設(shè)備運行及保證工作人員操作的前提下，排風(fēng)罩盡量靠近上料口，盡量避免廢氣逃逸，減少廢氣擴散到空間的可能性，降低對環(huán)境的影響。

5.3 固體雜物、殘渣管控

為避免固體雜物及殘渣對周邊環(huán)境的影響，因此建議餐廚垃圾處理系統(tǒng)單獨設(shè)立出渣間，同時出渣間進(jìn)行整體密閉設(shè)計，且預(yù)留有與除臭系統(tǒng)的管口，確保出渣間環(huán)境可控，臭味無外逸現(xiàn)象。

固體雜物、殘渣車間輸送管控，考慮到餐廚垃圾處理過程中產(chǎn)生的雜物和殘渣易對環(huán)境產(chǎn)生影響，因此建議餐廚垃圾處理系統(tǒng)在輸送雜物和殘渣過程中采用密封皮帶和密閉性好的螺旋輸送，整個輸送過程中做到密閉可控。

6 結(jié)語

通過對上述污染源的分析，設(shè)計過程中針對餐廚垃圾處理系統(tǒng)產(chǎn)生的臭氣、廢水、雜物殘渣采取有效的環(huán)境管控措施，能夠保證餐廚垃圾處理車間有良好的生產(chǎn)環(huán)境，并保證其不會對周邊環(huán)境造成危害。