龍巖市易腐垃圾協(xié)同處理模式及工程建設(shè)方案研究

1、龍巖市易腐垃圾協(xié)同處理模式及工程建設(shè)方案研究摘要：隨著生活垃圾分類制度實施方案的發(fā)布，垃圾分類工作在全國范圍內(nèi)全面開展。易腐垃圾作為垃圾分類收集的類別之一，主要包括餐廚、廚余和農(nóng)貿(mào)市場垃圾等。我國餐廚垃圾處理已有所進展，而廚余及農(nóng)貿(mào)市場垃圾的處理尚處于起步階段，成為大多數(shù)城市面臨的現(xiàn)實問題。易腐垃圾的處理是大多數(shù)城市面臨的現(xiàn)實問題，文章對易腐垃圾協(xié)同處理的技術(shù)方案進行了分析，結(jié)果表明：廚余垃圾由于產(chǎn)生收集方式、性質(zhì)組成的差異，無法利用餐廚垃圾預(yù)處理設(shè)備協(xié)同處理，需要建設(shè)專用的預(yù)處理系統(tǒng)，厭氧發(fā)酵階段可結(jié)合工程實際情況選擇與餐廚垃圾協(xié)同處理或單獨建設(shè)干式厭氧發(fā)酵系統(tǒng)，厭氧發(fā)酵產(chǎn)物處理和利用可與餐

2、廚垃圾處理廠協(xié)同共享。并結(jié)合龍巖市易腐垃圾處理現(xiàn)狀及需求，提出了適合龍巖市的易腐垃圾分類收集處理模式及工程建設(shè)方案。關(guān)鍵詞：易腐垃圾；廚余垃圾；餐廚垃圾；農(nóng)貿(mào)市場；垃圾分類；厭氧發(fā)酵：X705：A：2095-672X（2018）05-0225-02DOI：10.16647/15-1369/X.2018.05.134Abstract：Withthereleaseoftheimplementationplanfortheclassificationsystemofdomesticwaste，theclassificationofwastehasbeenfullycarriedoutnationwi

3、de.Perishablegarbageisoneofthecategoriesofgarbagecollection，includingfoodandkitchen，kitchenwaste，andfarmersmarketgarbage.TheprocessingoffoodwasteinChinahasprogressed，andthedisposalofwasteinkitchenwasteandfarmersmarketsisstillinitsinfancyandhasbecomearealproblemformostcities.Thearticleanalyzesthetech

4、nicalsolutionsfortheco-processingofkitchenwaste，farmersmarketgarbage，andkitchen-kitchengarbage.Becauseofthedifferencesinthecollectionmethodsandnatureofthewaste，thekitchenwastecantbeco-processedusingthekitchenwastepretreatmentequipment.Inthepretreatmentsystem，theanaerobicfermentationstagecanbecombine

5、dwiththeactualsituationoftheprojecttoselecttheco-processingofkitchenwasteordryanaerobicfermentationsystemalone.Theanaerobicfermentationproductprocessingandutilizationcanbesharedwiththekitchenwastetreatmentplant.Finally，combinedwiththecurrentsituationandneedsofperishablegarbagedisposalinLongyanCity，t

6、hispaperproposesamodelforthecollectionanddisposalofperishablerefusesuitableforLongyanCityandaprojectconstructionplan.Keywords：Perishablewaste；Kitchenwaste；Foodandkitchenwaste；Farmersmarket；Wasteclassification；Anaerobicfermentation2017年生活垃圾分類制度實施方案發(fā)布，在全國范圍內(nèi)開展垃圾分類工作，并對分類試點城市提出強制分類要求，2020年垃圾分類回收利用率要達到3

7、5%。我國易腐垃圾占生活垃圾總量的比例達到40%60%，易腐垃圾的末端處理設(shè)施配套將成為保證垃圾分類工作有效推進的重要環(huán)節(jié)。易腐垃圾作為垃圾分類收集的類別之一，主要包括餐廚垃圾、廚余垃圾和農(nóng)貿(mào)市場垃圾等。自2011年餐廚垃圾處理工作開始布局，國家發(fā)改委先后批復(fù)了100個餐廚垃圾試點城市，已有15座城市通過驗收，全國在建或已投產(chǎn)的餐廚垃圾處理廠約200座，我國餐廚垃圾處理已邁向一個新的階段。而廚余及農(nóng)貿(mào)市場垃圾的處理尚處于起步階段，大多數(shù)城市缺少配套的處理設(shè)施，隨著垃圾分類工作的推進，末端處理設(shè)施的配套成為大多數(shù)城市面臨的現(xiàn)實問題。龍巖市已規(guī)劃固體廢棄物綜合處理中心，中心內(nèi)餐廚垃圾處理廠正在建設(shè)

8、中，預(yù)計2018年建成投產(chǎn)。但龍巖市尚無廚余垃圾及農(nóng)貿(mào)市場垃圾的處理設(shè)施，故對廚余垃圾及農(nóng)貿(mào)市場垃圾與餐廚垃圾協(xié)同處理的技術(shù)方案研究以及結(jié)合龍巖市現(xiàn)狀易腐垃圾處理設(shè)施建設(shè)情況提出針對性工程方案具有重要的現(xiàn)實意義。易腐垃圾性質(zhì)組成分析易腐垃圾均具有有機質(zhì)含量高、含水率較高、易腐敗的特點，不同種類的易腐垃圾由于產(chǎn)生來源、收集方式等不同在性質(zhì)組成上也不盡相同。餐廚垃圾含水率高，水分占到垃圾總重量80%90%，以淀粉、食物纖維類、動物脂肪類、植物油等有機物質(zhì)為主要成分，具有高水分、高有機物含量、高油脂含量、高鹽分含量，易發(fā)酵、易變霉、易發(fā)臭等特點。餐廚垃圾主要來源于餐館、飯店、食堂的剩余物，雜質(zhì)相對較

9、少，以桶裝形式暫存并由專用收集車收集，總體呈流態(tài)，無塑料袋包裹。由于其含有豐富的有機營養(yǎng)成分，經(jīng)過合理處置后是制作有機肥料和生產(chǎn)生物能源的重要來源，是一種高價值生物質(zhì)資源。廚余垃圾和農(nóng)貿(mào)市場易腐垃圾性質(zhì)相近，以生料為主，含水率較餐廚垃圾更低，一般為60%70%，油鹽含量低。廚余垃圾受到源頭分類效果影響，材質(zhì)含量更多，成分更復(fù)雜，且大多為袋裝收集，與生活垃圾性狀相近1；農(nóng)貿(mào)市場易腐垃圾分類收集較易且成分相對單一。廚余垃圾和農(nóng)貿(mào)市場易腐垃圾同樣具有高有機物含量，經(jīng)過分揀除雜后亦是一種高價值的生物質(zhì)來源。易腐垃圾協(xié)同處理技術(shù)方案分析總體技術(shù)路線各類易腐垃圾均具有較高的含水率及較高的有機物含量，國內(nèi)該

10、類廢棄物資源化處理技術(shù)路線可概括為“預(yù)處理+資源化利用”，目前主流處理工藝為利用厭氧發(fā)酵技術(shù)2，物料經(jīng)不同的方式預(yù)處理后，以厭氧產(chǎn)沼氣為處理目標(biāo)，對經(jīng)凈化處理后的沼氣及脫水處理后的沼渣進行資源化利用。目前國內(nèi)80%以上的規(guī)模化餐廚垃圾處理廠采用此種技術(shù)路線?；谏鲜黾夹g(shù)路線，易腐垃圾的處理工藝主要分為三個工藝單元：預(yù)處理單元、厭氧發(fā)酵單元、沼氣利用及配套單元。預(yù)處理單元餐廚垃圾的預(yù)處理主要包含除雜、破碎制漿、除砂和提油等，餐廚垃圾由專用運輸車運輸至處理廠，來料均為散料，因其高含油量，在去除各部分雜質(zhì)、制備厭氧發(fā)酵物料的同時，也需要對其進行油水分離處理。在預(yù)處理階段，通常采用“接料粗分+精分制槳

11、+除砂除雜+油水分離”四個子系統(tǒng)進行處理3。以大物質(zhì)分選機、螺旋輸送機、精分制槳機、除砂機、除雜機、加熱器、臥式離心機、蝶式離心機等組成。廚余垃圾在組成成分、含水率、物理性狀等方面與餐廚垃圾差別較大。廚余垃圾更接近原生生活垃圾，組成性質(zhì)更為復(fù)雜，除易發(fā)酵、易變霉、易發(fā)臭等特點外，還具有袋裝進廠、雜質(zhì)成分復(fù)雜含量多、含油率低、含水率較低等特點，餐廚垃圾預(yù)處理系統(tǒng)缺少破袋設(shè)備，除雜和輸送裝置也無法應(yīng)用于廚余垃圾，因此廚余垃圾需要配套專用的預(yù)處理系統(tǒng)。相較于餐廚垃圾，廚余垃圾的預(yù)處理不需要油水分離單元，但需要進行破袋和更復(fù)雜的除雜工藝，其預(yù)處理以“物料接收布料+破袋+彈跳篩分+磁選+生物質(zhì)破碎分離”

12、為主4。以預(yù)破碎機、皮帶輸送機、彈跳篩、磁選機、生物質(zhì)破碎機等設(shè)備組成。農(nóng)貿(mào)市場易腐垃圾在理化特性方面與廚余垃圾相近，但成分更為單一，對預(yù)處理系統(tǒng)的要求較廚余垃圾簡單。綜合以上分析，餐廚垃圾預(yù)處理系統(tǒng)無法適應(yīng)廚余垃圾的特性，需要單獨配置專用的廚余垃圾預(yù)處理系統(tǒng)。農(nóng)貿(mào)市場易腐垃圾類似于無袋裝、雜質(zhì)含量較少的廚余垃圾，可應(yīng)用廚余垃圾預(yù)處理系統(tǒng)進行處理。厭氧發(fā)酵單元易腐垃圾經(jīng)預(yù)處理后通過厭氧發(fā)酵系統(tǒng)可產(chǎn)生沼氣進行資源化利用。餐廚垃圾含水率約80%90%，厭氧消化系統(tǒng)適宜采用濕式厭氧，發(fā)酵反應(yīng)器內(nèi)物料含固率在8%12%，罐體采用CSTR完全混合式厭氧罐，罐體呈圓柱體，國內(nèi)工程以中央機械攪拌為主。罐體容

13、積一般在5000m3以內(nèi)，根據(jù)處理規(guī)模不同而不同。廚余垃圾及農(nóng)貿(mào)市場易腐垃圾含水率較低，一般為60%70%，也可與餐廚垃圾協(xié)同采用濕式厭氧發(fā)酵處理，但需要對預(yù)處理后的物料進行補水，調(diào)節(jié)漿液含固率至12%以下，需要消耗額外的水量。補水可以來自廠內(nèi)污水處理后的出水，但仍然會增加項目污水處理量，大大增加處理成本。若采用發(fā)酵液脫水濾液回流可節(jié)約補水量并且不增加污水處理量，但發(fā)酵液回流容易造成厭氧發(fā)酵罐內(nèi)氨氮等有毒物質(zhì)累積，破壞厭氧系統(tǒng)穩(wěn)定性，在工程上很少使用。若有其他含水率高的有機廢物如城市糞便等協(xié)同處理，則可調(diào)節(jié)廚余垃圾含水率，避免額外補水。根據(jù)廚余垃圾及農(nóng)貿(mào)市場易腐垃圾含水率低的特性，適宜采用干式

14、厭氧發(fā)酵，發(fā)酵反應(yīng)器內(nèi)含固率在18%30%。干式厭氧發(fā)酵多采用臥式推流式厭氧反應(yīng)器。綜合以上分析，廚余垃圾及農(nóng)貿(mào)市場易腐垃圾若與餐廚垃圾協(xié)同進行濕式厭氧消化，會增加用水量及污水產(chǎn)量，因此應(yīng)結(jié)合工程實際，在有條件的情況下采用干式厭氧發(fā)酵工藝，或與城市糞便等含水率高的廢物協(xié)同處理。發(fā)酵產(chǎn)物處理及利用單元易腐垃圾經(jīng)過厭氧發(fā)酵后的產(chǎn)物包括沼氣、沼渣和沼液。餐廚垃圾、廚余垃圾和農(nóng)貿(mào)市場易腐垃圾雖然預(yù)處理工藝和厭氧消化工藝不同，但發(fā)酵產(chǎn)生的沼氣的性質(zhì)成分基本一致5。易腐垃圾厭氧發(fā)酵產(chǎn)生沼氣成分中CH4約占50%70%，CO2約占30%50%，H2S5000ppm，O21%，N22%，濕度為100%6。因此

15、，餐廚、廚余和農(nóng)貿(mào)市場易腐垃圾厭氧產(chǎn)生的沼氣可以合并利用。沼氣利用途徑主要有鍋爐燃燒供熱、提純壓縮制CNG、內(nèi)燃機熱電聯(lián)產(chǎn)或垃圾焚燒爐焚燒發(fā)電4種，可根據(jù)具體工程條件確定，不同利用途徑也對應(yīng)不同的凈化處理工藝。除沼氣外，各類易腐垃圾厭氧發(fā)酵后的沼渣沼液性質(zhì)也相近，配套處理設(shè)施可協(xié)同處理。龍巖市易腐垃圾協(xié)同處理模式研究龍巖市易腐垃圾處理現(xiàn)狀及規(guī)劃龍巖市尚無餐廚、廚余及農(nóng)貿(mào)市場易腐垃圾處理設(shè)施，在建餐廚垃圾處理廠位于規(guī)劃龍巖市固體廢棄物綜合處理中心內(nèi)，生活垃圾焚燒發(fā)電廠西側(cè)。餐廚垃圾處理廠處理對象為龍巖市餐廚垃圾和城市糞便，分兩期建設(shè)，一期處理規(guī)模為餐廚垃圾75t/d、糞便100t/d，二期總規(guī)模

16、達到餐廚垃圾150t/d，糞便200t/d。處理工藝采用餐廚糞便聯(lián)合厭氧發(fā)酵工藝，具體工藝流程見圖1。該工程餐廚垃圾預(yù)處理系統(tǒng)包括接料斗、大物質(zhì)分揀、破碎篩分制漿和除砂單元，單線處理能力75t/d。餐廚垃圾預(yù)處理線一期安裝一條，廠房內(nèi)預(yù)留二期線位。厭氧發(fā)酵系統(tǒng)采用中溫濕式厭氧，反應(yīng)溫度3538，漿液含固率10%，采用CSTR中央攪拌式厭氧發(fā)酵罐，單罐容積3000m3，一期配置一座，預(yù)留二期厭氧罐位置。廠區(qū)占地面積67038.80m2，包括管理區(qū)、生產(chǎn)區(qū)和輔助設(shè)施區(qū)三大功能分區(qū)，廠區(qū)布置緊湊，拓展空間有限。龍巖市固體廢棄物綜合處理中心內(nèi)還規(guī)劃有有機垃圾綜合處理廠，處理對象為廚余、農(nóng)貿(mào)市場易腐垃圾

17、等有機廢棄物，規(guī)劃處理規(guī)模300t/d，位于中心東北側(cè)。有機垃圾綜合處理廠建設(shè)前期工作尚未開展，且涉及征地拆遷工作，項目建設(shè)需要一定時間，短時間內(nèi)無法承擔(dān)廚余垃圾處理職能。協(xié)同處理模式根據(jù)前述分析，由于廚余垃圾具有袋裝進廠、成分復(fù)雜、含水率低等特點，需配置專用的預(yù)處理設(shè)備，而在建餐廚垃圾處理廠內(nèi)已無新增廚余垃圾預(yù)處理設(shè)施的空間。而農(nóng)貿(mào)市場易腐垃圾成分組成較為單一、雜質(zhì)含量較少，可暫時占用餐廚垃圾預(yù)處理二期線位，配置簡單的預(yù)處理設(shè)施，對農(nóng)貿(mào)市場易腐垃圾進行預(yù)處理，預(yù)處理后與餐廚垃圾進入同一發(fā)酵罐進行協(xié)同濕式厭氧發(fā)酵，調(diào)節(jié)含水率所需的補水可由本項目處理的城市糞便提供，工藝匹配較為合理。根據(jù)國內(nèi)餐廚

18、垃圾處理項目經(jīng)驗，餐廚垃圾收集率是一個逐步提升的過程，項目建成投產(chǎn)兩年內(nèi)很難達到滿負荷運行，因此農(nóng)貿(mào)市場易腐垃圾可作為餐廚垃圾的補充物料，提高該工程運行效率，后端厭氧發(fā)酵罐及發(fā)酵產(chǎn)物處理利用設(shè)施的處理規(guī)模均可滿足處理需求，無需新建設(shè)施。根據(jù)上述工程方案，龍巖市垃圾分類應(yīng)采取近期根據(jù)垃圾產(chǎn)生功能區(qū)進行分流的模式，優(yōu)先對農(nóng)貿(mào)市場、農(nóng)產(chǎn)品批發(fā)市場等場所進行分類收集，遠期逐步推進到居民生活垃圾的分類收集。此種分類模式也與生活垃圾分類制度實施方案中的要求相匹配。工程建設(shè)方案餐廚垃圾處理廠協(xié)同處理農(nóng)貿(mào)市場易腐垃圾的工程建設(shè)主要包括設(shè)備基礎(chǔ)和設(shè)備、管道安裝。工程需要新增接料斗、大物質(zhì)分選機、破碎機、漿液調(diào)節(jié)

19、罐和輸送裝置、管道等設(shè)備，固液分離、除砂、除臭等設(shè)備可與餐廚垃圾共用。餐廚垃圾處理廠預(yù)處理車間尺寸為32m56m，預(yù)處理設(shè)備間尺寸為24m48m，其中餐廚垃圾二期設(shè)備預(yù)留空間尺寸為8m16m，標(biāo)高-6.00m，可作農(nóng)貿(mào)市場易腐垃圾接料預(yù)處理設(shè)備區(qū)。預(yù)處理車間內(nèi)二期預(yù)留設(shè)備區(qū)現(xiàn)狀地面為環(huán)氧涂料面層地面，未預(yù)留設(shè)備基礎(chǔ)。需要對現(xiàn)狀地面進行破除，按新增設(shè)備條件澆筑設(shè)備基礎(chǔ)。工程需增加糞液輸送管道，將糞液送至預(yù)處理車間內(nèi)新增的農(nóng)貿(mào)市場易腐垃圾漿液調(diào)節(jié)罐內(nèi)，調(diào)節(jié)漿液含水率，以適應(yīng)后續(xù)原餐廚垃圾處理和輸送設(shè)備。廠區(qū)內(nèi)糞便調(diào)節(jié)池的泵坑內(nèi)現(xiàn)有糞液輸送泵兩臺，揚程30m、流量25m3/h，將城市糞便經(jīng)過固液分離后的糞液輸送至厭氧發(fā)酵單元。工程采用管道駁接的方式，在原有糞液輸送管道上駁接DN50不銹鋼304糞液輸送管，接至預(yù)處理車間內(nèi)新增農(nóng)貿(mào)市場易腐垃圾漿液調(diào)節(jié)罐。管線接駁點位于原糞液輸送管與預(yù)處理車間至厭氧進料罐的餐廚漿液管水平交叉位置。新增管道架空敷設(shè)，借用原有餐廚垃圾漿液管管架進入預(yù)處理車間。厭氧發(fā)酵及發(fā)酵產(chǎn)物處理利用設(shè)施可與原有設(shè)施共用，無新增工程。結(jié)論易腐垃圾有機質(zhì)