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国内几种餐厨垃圾处理的工艺比较

2023-03-15

  1.填埋处理


  餐厨垃圾的填埋处理,是目前中国处理餐厨垃圾采用的直接处理方式。


  餐厨垃圾直接倒入垃圾填埋场与其它家庭垃圾混合填埋。在此过程中的优点是简单、运行成本低、加工能力强大。缺点是占用了大量的土地资源,花费了大量的土地收购成本。并且餐厨垃圾具有含水量高、有机物含量高的因素,垃圾填埋场会产生大量的渗滤液、有害气体,并直接影响地下水和空气等自然资源,形成二次污染,危害人体健康。此外,餐厨垃圾直接填埋,所含的能量造成浪费,这些资源没有得到有效利用。当前的土地资源紧缺,产量越来越多的餐厨垃圾已不适合填埋处理。


  2.焚烧处理


  在餐厨垃圾的焚烧过程中产生的能量可以用于发电,从而达到废弃物转化为可以方便使用的资源。


  该工艺的优点是处理能力强,减少废弃物的效果好。产生的热可以通过涡轮机做功发电,实现废弃物的资源利用。缺点由于焚烧发电对餐厨垃圾的热值具有较高的要求,但是餐厨垃圾的水分含量通常在80%至90%之间,这样的过高的水分含量导致热值非常低,如果在这种条件下使用的焚烧技术处理,将大大增加餐厨垃圾的前期处理成本。与此同时,由于不完全燃烧可能产生的气体排放到环境中,将会损害人体健康。由于考虑到环境效益,餐厨垃圾的焚烧处理的可行性很低。


  3.好氧堆肥


  餐厨垃圾的好氧堆肥技术是在有氧的条件下,好氧微生物(主要是菌类)对有机物进行降解的过程。通过自身的活动,微生物能够将部分已经吸收了的有机物氧化成为无机物,并且也提供微生物活动生长所必须的能量,另外一部分则被合成为新的细胞质,以此促进微生物不断生长,产生出更多的生物体,有机物在这一过程中逐渐地被降解,并且腐熟。好氧堆肥技术已经比较成熟,广泛应用于国外。


  此工艺的优点是采用了相对简单的技术,好氧堆肥技术处理的产品可以用来作为农业产品,实现废弃物再利用。但好氧堆肥技术主要适合于腐烂,有机质含量较高,含水率一般在50%到60%的餐厨垃圾。缺点,堆肥所需要占用的土地较大,且加工周期长,从而增加了经营成本。同时,好氧堆肥技术处理在非密闭的环境中进行,产生的气味影响周围的环境,导致二次污染。由于高水分的餐厨垃圾在堆肥过程中的存在较难处理的弊端。好氧堆肥技术处理餐厨垃圾并不适用于土地稀缺,人口较多的城市。


  4.厌氧消化


  餐厨垃圾的厌氧消化处理是指在厌氧条件下,微生物将有机垃圾进行分解成甲烷和二氧化碳的过程,运输进厂的餐厨垃圾首先进入固液分离系统,其上层油脂进入油水分离系统,固体部分泵入消化罐内,进行厌氧发酵。发酵过程产生的沼气经净化处理后输入热电联产单元利用,产生的部分热能用来预加热反应物料和维持发酵罐温度,发酵过程产生的残渣进入脱水环节,脱水后的发酵残渣与外加的园林垃圾进行联合堆肥,达到脱臭、进一步脱水以及资源化的目的,残渣形成堆肥产品进行综合利用。脱水产生的废水大部分经处理达到三级标准后排入城市污水管网。

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  国内以797966金沙娱场为代表的厌氧发酵技术,其优点是减少餐厨废弃物效率较高,回收、处理效果较好,产生的沼气可用于发电等。厌氧发酵过程中发酵后无异味,不产生二次污染,公众接受程度较高。该技术较为成熟,已经越来越广泛的应用,案例较多。


  5.饲料化处理


  饲料化处理技术主要是采用高温加热等手段加热餐厨废弃物,经过烘干处理,杀毒灭菌,除去盐分等程序,可以生成蛋白饲料添加剂、沼气、再生水等可利用物质。


  该过程包括破碎筛分系统、固液分离系统、饲料产生系统、冷却筛分系统、细碎系统。该处理技术具有加工的机械化程度高、占地面积小、资源利用程度高的优势。缺点是蛋白饲料添加剂重新进入食物链,返回到人身体之中的风险将无法预测。目前国家有关部委正在评估有关餐厨垃圾饲料化产物利用的风险问题,该处理技术前景并不明朗。


  6.生物技术


  餐厨垃圾收集后将先进行脱油、脱盐处理,再将其中的塑料、筷子等固体废弃物挑拣出来,利用蚯蚓在其新陈代谢过程中吞食大量有机物质,并将其与土壤混合,通过砂囊的机械研磨作用和肠道内的生物化学作用进行分解转化。有机废弃物通过蚯蚓的消化系统在蚯蚓肠道中的蛋白酶、脂肪分解酶、纤维酶和淀粉酶的作用下转化成为自身或其他生物易于利用的活性物质,同时产生蚯蚓蛋白和氨基酸并且对环境不产生二次污染。蚯蚓粪富含多种氨基酸、酶类和活性物质,是园林绿化、草坪花卉、生产绿色无公害的蔬菜食品选择肥料。利用蚯蚓处理垃圾是世界公认的经济、生态的好方法。


  黑水虻,腐生性水虻科昆虫,中国本土有自然分布,其幼虫以禽畜粪便、餐厨垃圾、秸秆、菌包、枯枝烂叶、园艺废弃物、腐败瓜果等有机废弃物为食,是自然界碎屑食物链中的重要一环。其资源化利用产品包括黑水虻幼虫活虫与虫干,可用于饲喂高价值肉食鱼类、禽类,作为饲料蛋白源;黑水虻虫沙,植物可吸收利用的有机质丰富,是优异的有机质源,是优良的土壤改良剂。


  7.能源化处理


  餐厨垃圾的能源化处理是在近几年迅速兴起的,主要包括焚烧法、热分解法、发酵制氢等。焚烧法处理厨余垃圾效率较高,产生约5%的利于处置的残余物,焚烧是在特制的焚烧炉中进行的,产生的热能可转换为蒸汽或者电能,从而实现能源的回收利用,但餐厨垃圾的含水率高,热值较低,燃烧时需要添加辅助燃料,从而造成投资大的问题,同时尾气处理也是一个难题。热分解法是将垃圾在高温下进行热解,使垃圾中所含的能量转换成燃气、油和碳的形式,然后再进行利用,热解法具有广阔的应用前景,但技术尚未达到实用阶段,目前应用较少;氢作为一种高质量的清洁能源,是普遍认为的有潜力的替代能源,很多学者对此做了研究。


  餐厨垃圾处理技术比较分析


  结合目前对餐厨垃圾的主要处理技术介绍,并充分考虑上述技术应用的实际情况,对主要技术比较够得出下表:

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  推荐采用工艺技术


  经过上述几种处理工艺流程比较,结合各种技术的优缺点,推荐采用餐厨垃圾综合处理技术:厌氧消化技术和生物柴油制取技术。实现餐厨垃圾的资源化和无害化处理。


  废弃油脂:废弃油脂从餐厨垃圾中分离出来,经过油水分离器的方式通过在预处理阶段。这些油脂可以回收的“地沟油”、废食用油混在一起,通过化学处理转变为生物柴油或其他化工原料,可以实现更好的经济效益。


  处理产品(沼气):发酵后产生沼气含有甲烷、二氧化碳、硫化氢等气体。甲烷气体是可燃的,浓度通常为60%-75%,进入热电联供燃气涡轮机发电后,剩余的热量被用于废弃物处理设备本身。


  沼液利用:发酵后产生沼气后的沼液通过脱氮、盐、硫工序,可以用于有机肥在农业灌溉、景观绿化等领域。


  沼渣利用:脱水后剩余的残渣经过好氧堆肥的肥料可视为成品出售。好氧堆肥过程中通常要加入秸秆等材料,以减少水分和补充营养素。


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