...wd......wd......wd...餐廚垃圾資源化綜合處理工程技術方案目錄TOC\o"1-3"\h\u21212第一章工程概況212078第二章工藝方案選擇4271552.1.1生產飼料491462.1.2堆肥499032.1.3厭氧發酵處理49243第三章技術方案659262.2.1系統組成6196072.3.2工藝流程7303002.3.3物料平衡974052.3.1餐廚垃圾預處理系統10309632.3.2厭氧發酵系統10274992.3.3沼氣預處理系統1143122.3.4熱電聯產系統12145322.3.5沼渣穩定化系統1331572.3.6臭氣處理系統13132712.3.7廢水處理系統148802第四章投資估算及經濟分析1528791第五章結論及建議17第一章工程概況1.1根本概況工程名稱：餐廚垃圾處理工程工程地點：處理對象：餐廚垃圾建設規模：200噸/日主要工藝：餐廚垃圾中溫厭氧發酵、沼氣發電、沼渣穩定化主要產品：電力、有機肥、廢油1.2工程背景餐飲業比擬興旺，每天產生大量的餐廚垃圾，目前還沒有建成的餐廚垃圾處理設施，每天產生的大量餐廚垃圾還沒有得到有效的處理。餐廚垃圾表觀性狀惡劣，高含水及其易腐特性，對城市環境具有較大的影響；此外，由于餐廚垃圾來源的復雜性，存在嚴重的病毒污染，威脅城市的公共衛生安全；長期采用的直接作為動物飼料的處置方式亦不當，易引發多種動物瘟疫，同時存在形成污染食物鏈的危險，威脅人類安康安全。鑒于餐廚垃圾的環境和公眾安康危險，我國相繼有多個城市出臺了餐廚垃圾處置管理方法，如《上海市餐廚垃圾管理方法》、《北京市餐廚垃圾收集運輸處理管理方法》、《廣州市餐廚垃圾管理方法》等已明確規定餐廚垃圾的收運、處理處置，同時制止使用未經科學處理的餐廚垃圾作為豬飼料。因此，對餐廚垃圾進展資源化、減少化、無害化的處理處置已迫在眉睫。1.3物料性質餐廚垃圾是指居民日常生活以外的食品加工、飲食服務、單位供餐等活動中產生的剩菜剩飯等垃圾和廢棄食用油脂，俗稱泔腳、泔水或潲水。以淀粉類、食物纖維類、動物脂肪類等有機物質為主要成分，具有水分、油脂、鹽分含量高、易腐爛、易發酵、易發臭等特點。餐廚垃圾的成分根據各地飲食習慣及經濟開展狀況的不同而有顯著差異，本工程暫按下面的常規餐廚垃圾成分進展設計，待后期對當地餐廚進展準確分析后再進展調整。表1-1餐廚垃圾有機物雜質油脂含水率90%~95%3%~5%2%~4%80%~90%第二章工藝方案選擇2.1常用處理工藝介紹2.1.1生產飼料餐廚垃圾中含有豐富的淀粉、纖維素、蛋白質、脂類及無機鹽，利用酵母菌將其發酵或通過高溫滅菌枯燥后，制成蛋白飼料是目前國內常用的處理方法之一。這種方法在一段時期內被認為是資源化處理餐廚垃圾的一種方式，但最新研究說明用餐廚垃圾制動物飼料存在巨大的安全隱患。動物吃了用動物的內臟、骨頭等加工而成的飼料，實際上就是在“食用同類〞。研究人員發現，瘋牛病很可能就源自動物“食用同類〞現象。近年來，興旺國家為解決瘋牛病等全球性飼料安全問題，相繼制定飼料法規。歐盟于從2003年開場正式規定，嚴禁在飼料生產中使用同類動物的任何部位生產飼料，嚴禁向毛皮類動物以外的牲畜喂廚房泔水。由于餐廚垃圾中各類動物的肉、骨、內臟混合在一起無法準確分選開，因此用這種原料做飼料，在動物食品安全問題上重大隱患。2.1.2堆肥堆肥處理技術的工藝較為簡單，適合于易腐有機質含量較高的垃圾處理，而垃圾中的石塊、金屬、玻璃、塑料等則不能被微生物分解。堆肥處理周期較長，占地面積大，衛生條件相對較差。堆肥時要保證有機肥產品到達國家標準，就必須將新鮮的垃圾先進展分選，然后將易腐有機組分再進展好氧發酵，但餐廚垃圾的含水率高達90%左右，發酵過程中糊狀垃圾將整個堆垛全部空間填死，空氣無法進入內部，致使微生物處于厭氧狀態，使降解速度減慢，并產生硫化氫等臭氣，同時使堆肥溫度下降，嚴重影響堆肥質量。2.1.3厭氧發酵處理厭氧發酵技術是利用微生物厭氧菌，將垃圾中有機物作為營養源，經過厭氧菌的新陳代謝，最終將垃圾進展發酵降解。整個發酵消化過程在全封閉條件下完成，使消化過程充分完全，無異味泄漏。經過厭氧發酵處理，垃圾中可腐有機物局部降解為發酵殘渣，并產出沼氣。2.2工藝比擬表2-1餐廚垃圾處理工藝比擬表單項生產飼料堆肥厭氧發酵處理規模適合中小規模的處理量目前只有小型的單體處理機比擬成功適合一定規模的處理量產品飼料有機肥沼氣、電力、有機肥輔助原料需各種營養添加劑需大量輔助原料〔調節水份，或作為構造物〕無需外加原料能量使用需耗用大量電力及熱能需大量電力對外輸出電力資源化方式回收有機質及營養成分回收有機質回收能量及有機質投資本錢較高低較高運行本錢高低較高占地面積小大小二次污染可能性有潛在的食物鏈短路風險沒有沒有應用趨勢受國家食品安全法等政策限制適合小型的、分散式的處理規模。符合國家新型再生能源政策開展方向2.3工藝選擇綜合比擬上述處理工藝，采用厭氧發酵處理餐廚垃圾無論是從減量化角度，還是從無害化、資源化的角度，都是較優的選擇。根據餐廚垃圾的特點以及目前技術的開展趨勢，特推薦本餐廚垃圾處理廠采用以厭氧發酵工藝為核心技術的綜合處理方案。第三章技術方案2.1工程目標本工程以厭氧發酵處理工藝將作為整個餐廚垃圾處理廠的主體工藝，對餐廚垃圾進展綜合處理，實現餐廚垃圾無害化、減量化和資源化處理。通過本工程的實施將實現以下幾個目標：對餐廚垃圾進展集中處理，消除餐廚垃圾對環境的污染。利用生物厭氧發酵可對有機質可進展生物降解的特點，實現對餐廚垃圾的減量化處理，并提取生物質中所含有的生物能源，轉化為沼氣及電力。結合工程實際情況，選擇合理的沼氣利用方式，實現能源的最正確轉化利用，降低全廠的運行本錢或增加運行收益。設置完善的配套措施，防止生產過程中的二次污染。2.2工藝方案2.2.1系統組成根據工程整體的設計目標，餐廚垃圾處理系統采取以厭氧發酵工藝為核心技術，同時采取相關的輔助工藝進展處理。全廠工藝處理系統主要由以下幾個局部組成：餐廚垃圾預處理系統厭氧發酵系統沼氣預處理系統熱電聯產沼渣穩定化系統臭氣處理系統廢水處理系統2.3.2工藝流程餐廚垃圾經專用的收集運輸車輛送至本廠后，由接收裝置進展接收存儲，然后進展預處理。餐廚垃圾經過預處理后將骨頭、織物、筷子等雜質分選出來，分選出的雜質外送至往填埋場進展填埋處理。餐廚垃圾中一般含由較多的油脂，在預處理過程中將餐廚垃圾中的油油脂進展別離，別離出來的廢油直接外送直相關再利用場所進展處理，也可根據需要在廠內設置廢油再加工處理系統。經過預處理后的物料送入厭氧發酵系統進展處理，有機物料經過厭氧發酵系統的生物降解處理后，產生沼氣和沼渣。沼氣作為能源氣體首先進展凈化處理，并送入沼氣柜進展存儲，然后送入沼氣發電機進展熱電聯產，產生電力和熱水〔或蒸汽〕。產生的電力局部送入全廠的配電系統供廠內使用，富裕的電力可根據工程實際情況上網出售或提供應附近的企業使用。產生的熱水〔或蒸汽〕作為熱源送入厭氧發酵系統使用。產生的脫水沼渣進展穩定化處理，生產出性能穩定的腐殖土，可根據市場需求作有機肥或腐殖土出售，或者直接填埋處理。產生的沼液作為廢水送往污水處理系統進展處理。下面是全廠總體工藝流程。餐廚垃圾餐廚垃圾預處理雜質厭氧發酵廢油脂發酵物料廢水處理沼渣沼渣穩定化有機肥或腐殖土沼氣預處理熱電聯產電力及熱能臭氣處理沼氣沼液填埋處理再加工處理外送或填埋自用及出售圖3-1餐廚垃圾處理系統流程圖2.3.3物料平衡餐廚垃圾經過厭氧發酵處理后，將分別產生雜質、廢油、沼氣、有機肥等，同時耗用一定的原料，詳見下面的全廠物料平衡圖。圖2-2物料平衡圖2.3工藝系統2.3.1餐廚垃圾預處理系統餐廚垃圾由專門的收集車輛運輸至廠內后，送入餐廚垃圾的接收裝置。由于餐廚垃圾主要來源于飯店、餐館及集市等場所，其中含有局部塑料、金屬、紙巾、織物、骨頭及筷子等，通過一系列的篩分、破碎、油脂別離、砂石別離等工序將此類雜質分選出來，可直接送往垃圾填埋場進展填埋處理。產生的廢油由于數量較少，建議直接送至相關廢油再加工企業進展后續處理利用，也可根據實際情況考慮在廠內建設廢油脂再加工系統進展處理。餐廚垃圾經過預處理后，可用于生物降解的有機物純度得到提高，滿足后續厭氧發酵系統的要求，可通過輸送裝置送入厭氧發酵系統進展處理。餐廚垃圾在預處理過程中將產生一定量的臭氣，為保持車間內的工作環境，通知防止臭氣外泄影響廠區及周邊的環境，車間內產生的首席集中收集后送往全廠的臭氣處理系統集中進展處理。2.3.2厭氧發酵系統厭氧發酵系統是餐廚垃圾處理系統的核心局部，負責將物料進展厭氧發酵處理。厭氧發酵系統主要由進料裝置，發酵罐以及攪拌裝置組成，完成發酵罐物料進料，發酵罐內有機物生物降解及產生沼氣、發酵漿液出料等過程。厭氧發酵系統主要采用中溫濕式厭氧發酵工藝，核心厭氧發酵裝置采用CSTR厭氧發酵罐，即全混式厭氧反響發酵罐。整個發酵罐采用鋼制罐體，具有攪拌、破除浮渣、加熱保溫功能。發酵罐的設計溫度為35~37℃，整個發酵罐及發酵罐漿液需要進展加熱保溫。發酵漿液采取罐內加熱方式，循環熱水引入發酵罐內的換熱裝置，與罐內的發酵漿液換熱后再引出發酵罐。所需的熱水來自熱電聯產系統。發酵漿液加熱的過程根據發酵罐內的溫度變化由控制系統進展控制，確保發酵罐在穩定的溫度范圍內運行。在發酵罐外壁同時設有保溫層，減少發酵罐的熱量損失。整個發酵罐采用沼氣攪拌，即將發酵罐產生的沼氣中的一局部進展回流，沼氣經過沼氣壓縮機增壓后打回發酵罐，通過氣體攪拌使發酵漿液在罐體內形成循環攪拌。發酵罐通過泵送裝置進展進料，并采用重力排料方式進展出料。經過發酵后的物料通過管道送往后續的脫水設備進展處理。發酵沼渣經脫水設備進展固液別離后，分別產生脫水沼渣和沼液。發酵罐在整個運行過程中，相關工藝參數實現在線監測，并通過控制系統集中顯示在控制室的監控電腦上，保證厭氧發酵系統的穩定運行。以下是厭氧發酵系統主要工藝設備參數：表2-1厭氧發酵系統主要工藝設備參數序號工程參數1進料濃度8～12％2發酵物料pH6.6~7.43發酵溫度35℃~37℃4發酵罐數量2個5單個發酵罐體積3800m36停留時間18～20天7有機物降解率50~60%8原料產氣率70~80m3/噸餐廚垃圾2.3.3沼氣預處理系統產生的沼氣屬于清潔能源，其中甲烷含量較高，具有較高的熱值。同時由于沼氣中含有水分、硫化氫以及少量顆粒物等雜質，再進展利用前需進展凈化處理。沼氣預處理采用過濾、氣水別離、脫硫等工藝，將沼氣中的雜質、水分以及硫化氫去除掉，到達后續沼氣利用工藝的標準。考慮到餐廚垃圾中營養成分比擬高，沼氣中的硫化氫含量比擬高，約為2000-3000ppm，因此建議采用濕法化學脫硫工藝，保證脫硫效率，并且運行費用較為經濟。經過脫硫凈化處理后的沼氣送往沼氣存儲及利用系統。預處理后的沼氣成分見下表：表2-1沼氣成分及性能參數單位數值溫度℃25～35壓力Pa2000～3000CH4Vol％55～65，平均60CO2Vol％35-45H2Sppm＜50N2Vol％1－2O2Vol％＜1熱值kJ/Nm320000-21000凈化后的沼氣首先送往沼氣儲罐進展存儲，然后根據需要送往后續的熱電聯產系統。沼氣存儲采用雙膜儲氣柜，儲氣容積為1000立方，可滿足向熱電聯產系統穩定供氣的需要。沼氣預處理系統內設置一個緊急火炬，當出現意外情況或沼氣利用不完時，可將多余的沼氣燃燒排空，減少對大氣的溫室氣體排放。2.3.4熱電聯產系統熱電聯產系統是全廠生物質能源的轉化利用系統，負責將沼氣轉化為電力和熱能，實現最終的能源回收利用。沼氣利用方式需根據工程的實際情況進展選擇，常用的沼氣利用方式主要有如下兩種方式：采用沼氣發電機進展熱電聯產，產生電力和熱能沼氣提純后作為民用送入城市燃氣管網本方案暫建議采取第一種方式，在場內設置沼氣發電機進展熱電聯產，產生的電力以及熱水〔或蒸汽〕。產生的電力可滿足全廠的生產及生活用電，并且還有大量的充裕用電，富沼電力可根據工程實際情況采用上網出售，或送給附近的企業使用。熱電聯產產生余熱進展回收利用，通過余熱鍋爐產生熱水〔或蒸汽〕作為厭氧發酵系統的熱源使用。厭氧發酵系統每天產生沼氣15000立方，可配置3臺500kW的沼氣發電機，將所有沼氣全部用于沼氣發電。通過沼氣發電全廠每天可以產生大約30000kWh的電力，除廠內自用大約10000kWh的電力外，還富裕大約20000kWh的電力可對外出售。2.3.5沼渣穩定化系統餐廚垃圾及廚余垃圾經過厭氧發酵處理后，餐廚垃圾中的大局部有機物得到生物降解，產生的沼渣經過脫水后每天大約產生脫水沼渣63噸。該脫水沼渣中仍含有一定量的有機物，需進展后續穩定化處理，以便于殘渣的最終處置與利用。脫水沼渣的含水率大約為35~40%，根據該物料性質擬采用動態翻堆的方式進展穩定化處理。由于脫水沼渣已經經過厭氧發酵處理，一般只需2~3周的穩定化處理便可到達處理要求，產生性能穩定的腐殖土。產生的腐殖土性能已根本穩定，不會再發生生物降解，也不會釋放臭氣，可根據實際情況選擇最終的處置利用方式。如對腐殖土進展深加工，生出高品質的有機肥對外出售。如果當地園林部門需要大量的園林綠化土，則將產生的腐殖土根據要求進展簡單的處理，可產生滿足要求的綠化土進展使用。沼渣在穩定化處理過程中將產生一定量的臭氣，需集中收集后送往臭氣處理系統進展處理，凈化后排放。2.3.6臭氣處理系統處理廠產生的臭氣主要來源于餐廚垃圾預處理系統以及沼渣穩定化系統。所有臭氣經過生化處理后達標排放，保證整個工廠良好的運行環境。本方案擬采用生物除臭技術對全廠的臭氣進展處理。生物除臭主要時利用自然界細菌和微生物對臭氣的消化和降解過程來自然除臭的方法。收集到的臭氣在適宜的條件下通過長滿微生物的填料，氣味物質先被填料吸收，然后被填料上的微生物氧化分解，完成臭氣的除臭過程。2.3.7廢水處理系統全廠產生的廢水主要由生產廢水和生活廢水兩局部產生，其中生產廢水主要由厭氧發酵系統產生的沼液，其主要特點是有機物濃度較高，表現為COD、BOD和氨氮濃度高。同時還有車間地面及設備沖洗產生的廢水。全廠工藝廢水大約為130噸/天，加上其他生活廢水，全廠廢水總量大約為150噸/天。全廠廢水集中收集后送往廢水處理系統，根據當地排放標準進展處理，達標后排放。2.4主要工藝參數餐廚垃圾處理量： 200噸/天沼氣產量： 15000立方/天腐殖土產量： 25噸/天廢水： 150噸/天發電量： 30000kWh/天發酵罐數量： 2個單個發酵罐體積： 3800立方2.5占地面積本處理廠總占地面積約60畝，具體廠區使用面積可根據工程選址的具體地形進展調整。第四章投資估算及經濟分析4.1投資估算單位：萬元序號工程土建設備安裝合計一第一局部1,0804,8503527,3821餐廚垃圾預處理系統200145013617862厭氧發酵系統2002,5002002,9003沼氣預處理系統50200162664熱電聯產系統100650528025沼渣穩定化系氣處理系統5000162667廢水處理系統100300244248電氣4004009總圖20050250二第二局部754合計8,136注：未包括土地相關費用運行本錢分析該工程主要運行本錢包括人工本錢，設備維修本錢，原料消耗本錢，電能消耗，水耗，污泥脫水系統，廢水處理系統需要添加一定的藥劑原料，其中電能采用沼氣發電產生的一局部電能，余下局部電能外售。根據對各類消耗指標的測算，該工程的運行本錢90元/噸餐廚左右，