文_趙春波 北京梅凱尼克環(huán)?？萍加邢薰?/p>

針對我國市餐廚垃圾產(chǎn)生及性狀特點(diǎn)，在考察其在新疆某市餐廚廢棄物處理工程中的實(shí)際應(yīng)用效果的基礎(chǔ)上，建議含油脂率較高的餐廚垃圾處理工程使用本工程的濕熱解技術(shù)為核心的綜合分選預(yù)處理工藝進(jìn)行處理。

1 項目背景

本項目建設(shè)地點(diǎn)位于中心城區(qū)東南邊緣，距離城區(qū)約25km，距離市衛(wèi)生填埋場約400m，建設(shè)用地總占地面積約30000m2。主體工藝采用“預(yù)處理+厭氧發(fā)酵”，主要產(chǎn)品有工業(yè)粗油脂和沼氣。

預(yù)處理系統(tǒng)采用濕熱解技術(shù)為核心的綜合分選系統(tǒng)，此階段實(shí)現(xiàn)固相無機(jī)質(zhì)、油脂和固相有機(jī)質(zhì)、液相物料的分離。其中無機(jī)質(zhì)送入填埋場處理，粗油脂作為工業(yè)原料外售；剩余物料進(jìn)入?yún)捬醢l(fā)酵系統(tǒng)。厭氧發(fā)酵系統(tǒng)采用中溫、兩級發(fā)酵技術(shù)，系統(tǒng)產(chǎn)品沼氣平均產(chǎn)量不小于2600Nm3/d，沼氣經(jīng)過凈化處理用于鍋爐燃燒；發(fā)酵后的殘渣經(jīng)過固液分離后產(chǎn)生沼渣、沼液，沼液排至廠區(qū)西側(cè)填埋場廢水處理站，沼渣經(jīng)過脫水后堆肥外售；分選出的雜物進(jìn)入填埋場填埋。

2 項目設(shè)計特點(diǎn)

本工程采用“接收及輸送+綜合分選+加熱離心”的預(yù)處理工藝。工程設(shè)計點(diǎn)：

①結(jié)合項目地區(qū)的氣候條件，接收斗上部設(shè)計多個噴淋嘴，根據(jù)現(xiàn)場情況噴淋85℃熱水，將垃圾中更多的油脂溶化為液體狀態(tài)，隨水流出并收集用于油脂提取。同時，大物質(zhì)分選機(jī)蓋板上也設(shè)置多個噴淋嘴，根據(jù)需要回流廢水噴淋。

②根據(jù)物料組分，設(shè)計全物料濕熱解提油來配置設(shè)備和工藝。若收運(yùn)的物料含油率較低，考慮工藝的合理性和節(jié)省能耗，在除砂機(jī)出料端設(shè)置旁通管路，通過閥門的切換，將除砂后的漿液直接泵入勻漿緩沖池，實(shí)現(xiàn)濾水除油方式。這樣的設(shè)計可控性比較強(qiáng)，操作靈活。

③由于餐廚垃圾大雜質(zhì)和輕物質(zhì)較多，為防止大雜質(zhì)卡塞和輕物質(zhì)對物料的纏繞，接料斗底部及大物質(zhì)分選機(jī)設(shè)置無軸螺旋輸送，變頻控制，保證物料輸送量及輸送效果。

④接收斗底部設(shè)置的兩條無軸螺旋均可正反轉(zhuǎn)，出現(xiàn)卡死時可反轉(zhuǎn)，提高系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性。

⑤除砂機(jī)的集砂罐設(shè)置反沖水清洗裝置，清洗重物質(zhì)中的有機(jī)物。清洗后的有機(jī)水回到漿液中，減少有機(jī)物的損失。

⑥為防止物料輸送泵和管道發(fā)生堵塞與磨損問題，采用壓縮空氣輸送泵壓送漿液。該泵沒有與物料接觸的轉(zhuǎn)動部件，即使物料含有較大輕物質(zhì)，也不會發(fā)生機(jī)械纏繞導(dǎo)致輸送泵堵塞、避免采用螺桿泵由于磨損需定期更換的問題，具有高揚(yáng)程、不堵塞、運(yùn)行成本低的優(yōu)點(diǎn)。

⑦為確保提油生產(chǎn)線的連續(xù)運(yùn)行，設(shè)置2臺加熱罐交替運(yùn)行；將臥式三相離心分離機(jī)設(shè)置在廢水池和勻漿緩沖池上，分離后的廢水和廢渣依靠自重流進(jìn)池內(nèi)，在高程上節(jié)省動力，降低系統(tǒng)能耗。

⑧漿液暫存池設(shè)置換熱盤管，用未加熱前的漿料對提油系統(tǒng)的出口廢水進(jìn)行換熱，回收利用對除油后的高溫物料的溫度進(jìn)行。這樣既可以降低進(jìn)厭氧系統(tǒng)的漿料溫度，又可以減少前端提油系統(tǒng)所投入的熱量，降低工程能耗，節(jié)約運(yùn)行成本。

⑨厭氧消化系統(tǒng)前的漿液輸送管道材質(zhì)均為SS304不銹鋼，管道耐磨性高、阻力損失小。

⑩為保證整個項目無二次污染，供貨范圍內(nèi)設(shè)備均保證密閉性，所有需連接除臭系統(tǒng)的設(shè)備均設(shè)置臭氣收集口，并預(yù)留排氣口及排氣管道的安裝位置。

3 設(shè)計內(nèi)容

3.1 物料接收及輸送系統(tǒng)

物料接收及輸送系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)垃圾的接收和輸送同時，還具有一定儲存功能，能夠滿足高峰期物料的接收和輸送，避免車輛長時間排隊等候的現(xiàn)象。

接收斗尺寸標(biāo)準(zhǔn)密封箱式餐廚垃圾車設(shè)計，標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)輸車出料口離地高度為0.8m。本方案接收斗接料口尺寸大于8t垃圾車的寬度的同時，還考慮了物料自由下落0.8m左右的濺射面寬度。

接收及輸送系統(tǒng)處理規(guī)模50t/d，按每天8h運(yùn)行設(shè)計，設(shè)置一套7.5m3/h的輸送線，每條線設(shè)置一個20m3接收斗。接料斗和輸送螺旋具備在4h內(nèi)儲存和輸送大于50t餐廚垃圾的容積和輸送能力。

3.2 綜合分選系統(tǒng)

50t原生垃圾每天分出≥60mm的大雜質(zhì)4.5t、輕雜質(zhì)0.2t、重雜質(zhì)0.5t，同時物料被制備成含固率11.4%的有機(jī)漿液送入全物料濕熱解提油系統(tǒng)。綜合分選系統(tǒng)按每天8h運(yùn)行設(shè)計，設(shè)置處理能力7.5t/h的大物質(zhì)分選機(jī)、破碎制漿分選一體機(jī)、除砂機(jī)各1臺。

大物質(zhì)分選機(jī)采用無軸螺旋結(jié)構(gòu)，上層結(jié)構(gòu)設(shè)置孔徑60mm的篩網(wǎng)。垃圾在上層螺旋推進(jìn)的過程中，小于篩孔的物料落到篩下；大于篩孔的物料被推送至雜質(zhì)出口從系統(tǒng)中分出。下層結(jié)構(gòu)設(shè)置8mm的濾網(wǎng)，將垃圾中的油水進(jìn)一步的瀝出，通過管道送入漿液暫存池。

餐廚垃圾進(jìn)入破碎制漿分選一體機(jī)，固體有機(jī)物和易被破碎的重物質(zhì)被碎成8mm的顆粒，從設(shè)備下部排出進(jìn)入漿液收集箱，通過空氣泵輸送至除砂機(jī)；剩余的輕物質(zhì)和不易破碎的雜質(zhì)被輸送至尾端排出。除砂機(jī)通過3個串聯(lián)的旋流器和循環(huán)除砂工藝，二次去除有機(jī)漿液中重物質(zhì)顆粒，防止重物質(zhì)對設(shè)備造成損害以及在罐體中沉降淤積。

本系統(tǒng)優(yōu)勢：①精細(xì)的分選系統(tǒng)，雜質(zhì)分離效率高，有機(jī)損失??；②破碎、制漿、分選一體化設(shè)計，結(jié)構(gòu)緊湊，節(jié)約占地；③物料采用無磨損輸送系統(tǒng)輸送，降低設(shè)備維護(hù)費(fèi)用。

3.3 全物料濕熱解提油系統(tǒng)

將含固率約11.4%的69.2t有機(jī)漿液送入濕熱解提油系統(tǒng)，通過2臺加熱罐和1臺三相臥式離心機(jī)，實(shí)現(xiàn)粗油脂、廢水、廢渣三相分離。

將有機(jī)漿液泵入加熱罐，通入飽和蒸汽直接加熱至80℃，再泵入三相臥式離心機(jī)，分出1.68t粗油脂、廢渣和廢水。廢渣進(jìn)入勻漿緩沖池，廢水進(jìn)入廢水暫存池，粗油脂則泵送至毛油儲存罐。廢水通過換熱器和油脂提取系統(tǒng)的前端進(jìn)料進(jìn)行換熱利用后，與廢渣混勻進(jìn)入后端厭氧處理系統(tǒng)。

系統(tǒng)設(shè)計優(yōu)勢：①同傳統(tǒng)的靜置、高速離心等分離方法相比，處理能力大，且能處理高濃度餐廚垃圾漿液；②對餐廚垃圾固相和液相同時進(jìn)行處理，提油效率較高；③通過改變物料重蛋白質(zhì)、碳水化合物及油脂的物理化學(xué)性能，可提高后續(xù)生物處理效率，在實(shí)現(xiàn)資源化的同時，更實(shí)現(xiàn)消毒滅菌。

3.4 除臭點(diǎn)及風(fēng)量設(shè)計

根據(jù)污染程度不同進(jìn)行分區(qū)劃分。接收斗設(shè)除臭口，斗內(nèi)保持微負(fù)壓狀態(tài)。除接收斗外設(shè)備采用密閉控制，通過除臭管道直接連入臭氣處理系統(tǒng)處理后達(dá)標(biāo)排放。根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范規(guī)定及工程項目經(jīng)驗，設(shè)計預(yù)處理車間換氣次數(shù)3次/h，構(gòu)筑物內(nèi)集氣容器換氣次數(shù)6次/h，保證構(gòu)筑物內(nèi)處于負(fù)壓狀態(tài)，避免惡臭氣體逸散。統(tǒng)計本項目預(yù)處理車間除臭風(fēng)量約3萬m3/h。

4 運(yùn)行效果驗證

4.1 處理效果

預(yù)處理后的有機(jī)漿液滿足進(jìn)入后端厭氧發(fā)酵系統(tǒng)處理的指標(biāo)，漿液量不超過進(jìn)料量的120%。系統(tǒng)分離出的雜質(zhì)滿足進(jìn)入垃圾填埋場填埋的要求。

4.2 經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

本工程日處理含固率18%的餐廚垃圾50t，直接運(yùn)行費(fèi)用49元/t。從工程處理效果看出，以“物料接收及輸送+綜合分選+全物料濕熱解提油”為主體工藝的餐廚垃圾預(yù)處理工程，系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行功率低，處理噸原料電耗為27.0kWh，處理噸原料用水量為0.14t，全系統(tǒng)年均蒸汽消耗量約4.8t/d。

5 結(jié)語

收運(yùn)來的餐廚垃圾經(jīng)油脂分離產(chǎn)出的粗油脂作為工業(yè)原料直接外售；通過雜質(zhì)分離、破碎分選、制漿后的垃圾，經(jīng)發(fā)酵系統(tǒng)處理產(chǎn)生沼氣產(chǎn)品，真正實(shí)現(xiàn)了垃圾無害化處理和資源化利用。

以濕熱解技術(shù)為核心的綜合分選系統(tǒng)在本工程的設(shè)計、建設(shè)和運(yùn)行過程中，表現(xiàn)出了油脂回收率高、雜質(zhì)分離效率高、有機(jī)質(zhì)損失小、節(jié)省占地、運(yùn)行效果穩(wěn)定、運(yùn)行成本低、自動化程度等優(yōu)勢，說明該工藝完全適用該市餐廚垃圾預(yù)處理工程。