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餐厨垃圾处理厂单独处理与协同处理模式介绍

发布时间:2021-09-14人气:22

近些年来,随着人民生活水平的提升,餐厨垃圾的产量也在逐步增加,其在城市生活垃圾中的占比已达到一半以上。这类垃圾处理不当,不但会对周边环境造成严重污染,“地沟油”“潲水猪”等食品安全问题更会对人类的身体健康造成巨大威胁,因而餐厨垃圾的无害化处理受到了人们的普遍关注。当前国内餐厨垃圾的无害化处理主要采用好氧堆肥、厌氧发酵以及饲料化工艺。其中,厌氧发酵技术的产品为沼气,有着广泛的应用前景而被广泛采用。因实际运营模式的不同(餐厨厂是否与生活垃圾焚烧厂合建),餐厨垃圾的厌氧处理又有了单独处理和协同处理两个不同的处理路线。本文对上述两种处理模式进行详细的分析,探讨出一种经济可行的餐厨垃圾处理路线,为我国餐厨垃圾的无害化处理提供参考。

1处理技术介绍

“十二五”期间,国家各部委联合开展餐厨垃圾无害化、资源化试点工作,前后共选取100个城市作为试点进行探讨。截止至2018年上半年,我国筹建、在建以及运营的餐厨垃圾处理项目共计182个,这些项目中餐厨垃圾的处理主要采用好氧堆肥、厌氧发酵和饲料化三类技术。餐厨垃圾的好氧堆肥是指在好氧微生物的作用下,将餐厨垃圾转化为有机肥的技术。然而目前由于堆肥产品盐分高、肥效低等原因,其产品销路不佳。餐厨垃圾饲料化则是指利用物理手段将餐厨垃圾加热灭菌并除水或利用生物方法将餐厨垃圾转化为饲料的一种工艺。但由于其存在同源性污染的风险,因此餐厨垃圾饲料化工艺一直以来也备受争议。厌氧发酵工艺作为目前国内餐厨垃圾无害化处理的主流工艺被广泛使用,该工艺主要是利用厌氧菌的作用,将餐厨垃圾中的有机物降解为小分子有机物和无机物并产生沼气的过程。产生的沼气经净化后,可作为燃气直接使用,也可用于发电上网。

2处理模式对比

餐厨垃圾的厌氧发酵技术因其工艺成熟,能源回收效果好,产品销路通畅等优点,被广泛的使用。在实际应用过程中,依据建设运营模式的不同(餐厨垃圾处理厂是否与生活垃圾焚烧厂合建),可将餐厨垃圾厌氧发酵工艺细分为两种不同的工艺路线,分别称为单独处理模式和协同处理模式。

2.1  单独处理

单独处理模式即餐厨垃圾处理厂单独建设,独立运营。该模式下,办公设施、餐厨垃圾处理系统以及污水处理系统等均需新建。该模式下餐厨垃圾的处理完全采用传统的厌氧发酵工艺:

(1)餐厨垃圾经预处理系统后,去除其中的杂质,并提取其中的油脂;(2)剩余物质经破碎制浆后送入厌氧发酵罐发酵产沼;(3)生成的沼气进行资源化利用,产生的沼渣和沼液则通过相对应的处理设施无害化处理。单独处理模式下,主要是将餐厨垃圾中可发酵的有机物尽可能多的转移到浆液中,通过厌氧发酵生产沼气,并对沼气进行资源化(主要是沼气发电)。

2.2  协同处理

协同处理模式则采用与垃圾焚烧厂协同建设。该模式下,餐厨垃圾处理厂通常依托垃圾焚烧厂建设,其中办公设施、污水处理设施等配套设施可与生活垃圾焚烧厂共用。协同处理模式与餐厨垃圾传统的厌氧发酵工艺稍有不同:(1)餐厨垃圾经系统处理,除杂提油的同时分离出餐厨垃圾中的干物质(筛上物);(2)产生的浆液经挤压脱水后进一步除固,得到的固渣与(1)中分离的干物质一同送入焚烧炉焚烧;(3)脱水产生的浆液进行液相发酵,生成的沼气进行资源化利用,沼液混入焚烧厂渗滤液处理系统协同处理。协同处理模式主要是讲餐厨垃圾中可分离的干物质尽可能分离出来,并直接送入生活垃圾焚烧厂焚烧发电;不易分离的部分(可溶有机物)随浆液进入后续系统厌氧发酵,产生的沼气资源化利用。

3模式分析

单独处理模式下,餐厨垃圾处理厂与外部的物质能源等的流动简单,便于管理。同时,采用单独处理模式建设餐厨垃圾处理厂(产沼发电),其能源利用率、发电效率均更高。而采用协同处理模式可实现废物的协同处理、能源的循环利用以及处理设备的共享:餐厨垃圾预处理设备分选出的杂物以及发酵后的沼渣可直接送入垃圾焚烧厂处理;产生的沼液可协同生活垃圾焚烧厂的渗滤液一同处置,共用污水处理设施;需要的热源,也可直接从生活垃圾焚烧厂获取,无需单独建设锅炉;此外,餐厨垃圾处理厂的除臭等辅助设施也可与焚烧厂共用,不用单独建设。相较于单独处理模式,协同处理模式可与生活垃圾焚烧厂共用一部分处理设施,因而协同处理模式的建设和维护成本更低;协同处理模式的系统更加精简,所需操作人员更少,运营成本也更省。

4经济效益分析

为进一步对比单独处理和协同处理两种模式,以浙江某项目为例,对两种模式的经济效益进行分析。4.1  收益分析餐厨垃圾厌氧产沼飞发电工艺的收入大体可分为以下三部分:餐厨垃圾处理补贴,粗油外售费用,上网发电收益。其中补贴和粗油外售收入在两种模式下带来的收益几乎相当,其主要差别在于产电部分收益的不同。首先分析两种模式的产电量。单独处理模式,完全厌氧处理,其单吨餐厨垃圾产生沼气的发电量约为118Kwh/t,而其处理过程耗能约为114.69Kwh/t,故该工艺单吨实际产能为3.31Kwh/t。采用协同处理模式时,其产电量来自两部分,沼气发电电量约为24.75Kwh/t,筛分物焚烧发电的产电量约为80Kwh/t,整个过程的耗能约为93.8Kwh/t,因而协同处理模式下餐厨垃圾的单吨产电量约为10.95Kwh/t。单吨餐厨垃圾的处理补贴按150元计算,粗油提取率按3%计算,粗有价格按350元/t考虑,发电的上网电价按0.65元/Kwh计算,两种模式的收益如表1。4.2  成本分析餐厨垃圾处理厂成本主要分为建设投资成本和运行成本,其中运行成本仅为污水处理成本、运行维护成本以及人员工资等。其成本估算如表2所示。由于协同处理中部分设施与垃圾焚烧厂共用,故其建设投资成本较单独处理低,运行维护的成本也较单独处理省。同时,协同处理时,送入焚烧炉的干物质可带走一部分水分,导致渗滤液产量降低,污水处理费用较单独处理有所减少。4.3  经济效益分析综合收益和成本数据,可以发现:(1)餐厨垃圾厌氧处理的收入主要为政府补贴及粗油外售赚取的收入;(2)协同处理模式单吨垃圾的收益约为155.88元/t,单独处理则为127.49元/t,协同处理比单独处理单吨收入可提高28.39元;(3)协同处理模式的建设投资省,单吨垃圾的收益更大。


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5结论

餐厨垃圾的处理模式并不是千篇一律的,同一种工艺在不同的运行情况往往会衍生出不同的工艺路线。本文分析了目前在实际应用中较为流行的两种餐厨垃圾厌氧处理工艺,其中当有焚烧厂在餐厨垃圾处理厂附近时,协同处理模式投资费用省,运行费用低,餐厨垃圾的无害化、减量化程度高,是一种较为理想的餐厨垃圾处理方式。

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