廚余垃圾預(yù)處理工藝技術(shù)探討

來源《CE碳科技》微信公眾號

作者中城環(huán)境 孫燕華

作者簡介孫燕華，現(xiàn)就職中城環(huán)境第二事業(yè)部，高級工程師，主要從事餐廚、廚余等有機垃圾項目、垃圾滲濾液項目的咨詢、設(shè)計工作，曾先后參與柳州餐廚垃圾項目、柳州立沖溝二期垃圾滲濾液項目、中山南有機垃圾項目等多個項目設(shè)計工作。

2016年，習(xí)近平總書記在中央財經(jīng)領(lǐng)導(dǎo)小組第十四次會議上提出普遍推行生活垃圾分類制度?！丁笆奈濉背擎?zhèn)生活垃圾分類和處理設(shè)施發(fā)展規(guī)劃》也提出，要有序開展廚余垃圾處理設(shè)施建設(shè)，科學(xué)選擇處理技術(shù)路線，有序推進(jìn)廚余垃圾處理設(shè)施建設(shè)并積極探索多元化可持續(xù)的運營模式。

從“十二五”撥付20多億元在100座城市開展餐廚垃圾試點，到“十四五”有序推進(jìn)廚余垃圾處理設(shè)施，不僅可以看出國家對有機垃圾分類處理的重視，也傳遞出目前有機垃圾處理設(shè)施建設(shè)方向的轉(zhuǎn)變——逐漸由餐廚垃圾處理轉(zhuǎn)為家庭廚余垃圾處理。家庭廚余垃圾處理處置，也同早期餐飲垃圾一樣，面臨著預(yù)處理工藝如何選擇、技術(shù)路線如何確定等難題。

廚余垃圾預(yù)處理的選擇與項目選擇的主工藝存在必然聯(lián)系，干式厭氧、濕式厭氧、全量厭氧和漿液厭氧對應(yīng)的預(yù)處理工藝均不同。本文就廚余垃圾預(yù)處理工藝中的接料方式、輸送方式、預(yù)處理工藝路線選擇及廚余垃圾預(yù)處理中的重難點做簡單介紹與探討。

一、接料方式

在接料方式的選擇上，針對廚余垃圾的處理，是選擇接料斗形式（餐廚垃圾常用）還是料坑形式（焚燒廠常用）一直存在著困惑和爭議。以下就兩種形式，進(jìn)行簡單的優(yōu)劣勢分析。

表1 廚余垃圾接料形式

通過以上對比可知，從緩沖能力、臭味收集密封性及除臭量來看，兩種接料方式各有利弊。

總結(jié)建議，對于處理規(guī)模小于等于300t/d的廚余垃圾，采用料斗形式較為合適。料斗具備一定的緩存能力，同時還可保證密封性及臭氣收集處理的效果。對于處理規(guī)模大于300t/d的廚余垃圾，為防止收運車輛的長時間排隊，需保證一定的緩存能力，可采用垃圾料坑形式。對于料坑處的臭氣收集，需要考慮較好的密封措施及收集方式，并相應(yīng)增加除臭風(fēng)量，以滿足除臭達(dá)標(biāo)排放的要求。

二、輸送方式

在垃圾分類推進(jìn)前期，廚余垃圾預(yù)處理工藝基本沿用了生活垃圾的預(yù)處理工藝，較為典型是“破袋+滾筒篩分+磁選+破碎”。廚余垃圾輸送也延續(xù)了生活垃圾的輸送思路，采用鏈板或皮帶等方式。例如，早期的杭州廚余垃圾處理項目、寧波廚余垃圾處理項目，均以此工藝方式為主。之所以選擇此類預(yù)處理工藝，主要由于早期廚余垃圾分類效果差、物料成分基本等同于生活垃圾，缺乏更多的經(jīng)驗指導(dǎo)等原因。

隨著垃圾分類的開展，廚余垃圾來料越來越好。同時早期輸送所采用的諸如鏈板和皮帶類輸送方式在實操中也出現(xiàn)臭氣等環(huán)保問題，因此在新建及改建項目中基本不被采用，更多被螺旋輸送方式替代。該方式一則方便密封，利于臭味收集；二則可防止輸送過程中滲濾液的“跑冒滴漏”，以免造成衛(wèi)生環(huán)境差、臭味逸散、臭氣不易收集等情況。

近年來，螺旋輸送由于其傾角及長度的限制，且輸送過程易出現(xiàn)卡堵等情況，“螺旋+氣力輸送”相結(jié)合的輸送方式逐漸被市場采納認(rèn)可。氣力輸送縮小了設(shè)備的占地面積，更好的解決了環(huán)境密閉，設(shè)備高差較大的垂直輸送問題。

三、預(yù)處理工藝路線

預(yù)處理工藝是廚余垃圾處理項目中較為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，該環(huán)節(jié)關(guān)系到后續(xù)厭氧工藝的選擇、處理效果及整個項目的成敗。

廚余垃圾預(yù)處理工藝主要有以下幾種方式“破碎+磁選+分選除雜”、“高壓擠壓+除雜”、“破碎+水力旋流制漿”、“熱水解+水力旋流制漿”、“破碎+熱水解+除雜”。這幾種處理方式基本圍繞破碎、制漿、除雜、熱水解等方面進(jìn)行。設(shè)備供應(yīng)方結(jié)合自有的核心設(shè)備，探索具備自身特色的處理工藝路線。

以下列表說明目前行業(yè)內(nèi)主流的幾種工藝特點及優(yōu)劣勢。

表2 廚余垃圾預(yù)處理工藝

在實際的工程應(yīng)用中，業(yè)內(nèi)主要的幾種廚余垃圾預(yù)處理模式，均有一定的應(yīng)用案例。隨著國家垃圾分類的政策實施及線下開展，廚余垃圾的組分越來越“純”。預(yù)處理環(huán)節(jié)工藝鏈條故障率低、能耗低、有機質(zhì)提取率高的工藝將是未來更多項目的選擇。

四、預(yù)處理工藝中的重難點解析

1、物料特性

就物料組分而言，廚余垃圾主要為丟棄不用的菜葉、剩菜、剩飯、果皮、蛋殼、茶渣、骨頭等。這部分垃圾可占到生活垃圾的50%左右，但真正能分離出來的廚余垃圾占比情況，各地參差不齊。

目前，分類較好的廚余垃圾可占到生活垃圾的20-30%。廚余垃圾組分的質(zhì)量，與居民垃圾分類的意識息息相關(guān)，同時也與當(dāng)?shù)卣诸愓叩男麄骷皥?zhí)行密不可分除此之外，實際的收運環(huán)節(jié)也起著重要影響。以上各個環(huán)節(jié)將直接影響后端處理。

在早期廚余垃圾項目實施時，部分人會認(rèn)為該類項目很“雞肋”，之所以有這樣的想法，也與分類的質(zhì)量有很大關(guān)系。廚余垃圾中混入了大量生活垃圾，導(dǎo)致早期依據(jù)物料組分來搭建預(yù)處理工藝路線，最終配備的工藝設(shè)備相對而言較粗放。

2、雜質(zhì)的去除

預(yù)處理環(huán)節(jié)中最重要的一個任務(wù)，即如何有效將廚余垃圾物料中的塑料、筷子、砂等雜質(zhì)有效分離出來。雖然垃圾分類會讓廚余垃圾物料越來越“好”。但也要考慮其中的不利情況。

雜質(zhì)去除需要著重考慮兩大類（1）塑料等輕物質(zhì)的去除；（2）骨頭、貝殼等砂類物質(zhì)的去除，一方面是為后面的厭氧系統(tǒng)做保障，另外也可保障輸送設(shè)備（如輸送泵）的正常運行。

當(dāng)前行業(yè)內(nèi)設(shè)備廠家圍繞自己的核心設(shè)備展開工藝搭接，無論是破碎制漿、水力旋流制漿、還是熱水解的漿化過程，都需要考慮工藝中的除雜除砂，從而保證整條預(yù)處理工藝線的順利運作。

3、提油

早期的廚余垃圾處理中，一般沒有提油環(huán)節(jié)。隨著垃圾分類的情況越來越好，廚余垃圾中的油脂含量也占到了一定比重，如北京南宮廚余垃圾項目油脂含量近1%。因此，有必要在廚余項目中增加提油環(huán)節(jié)，一則保障后端的厭氧處理系統(tǒng)及污水處理系統(tǒng)的正常運行，二則油脂提取也會為項目帶來一定收益。

4、臭味問題

廚余垃圾含有水分與有機物，很容易腐壞，產(chǎn)生惡臭。尤其是夏季高溫，湯湯水水，臭味問題更加嚴(yán)重，除臭就變得非常重要了。

臭味主要從源頭收集和后端處理兩個方面著手解決。其中，臭味的收集最為關(guān)鍵，臭味最為嚴(yán)重的是預(yù)處理車間。因此在工藝處理、設(shè)備選擇中需考慮設(shè)備密封，防止臭味逸散至環(huán)境中難以收集。一般采取的措施有卸料間設(shè)置雙道自動卷簾門、料斗上方密封罩密封、設(shè)備密封、輸送設(shè)備選用密封螺旋、車間內(nèi)減少排水溝或?qū)ε潘疁喜扇∫欢ù胧?，防止物料積累、堆積，做到及時清理等。

五、結(jié)論

回望預(yù)處理工藝的發(fā)展歷程，每一種工藝的推廣及應(yīng)用都有其特定的背景與應(yīng)用場景，前有餐廚垃圾項目的經(jīng)驗參考及借鑒，相信廚余垃圾項目的工藝摸索階段也會大大縮短，盡早迎來工藝路線的成熟階段。當(dāng)然這也有賴于分類工作落到實處，只有前端真正實現(xiàn)廚余與生活垃圾的有效分離，后端廚余項目才能真正凸顯其“價值”，而不為大眾所詬病“預(yù)處理中產(chǎn)生的大量雜質(zhì)又拉到焚燒廠去燒掉，分了一圈，沒有真正分開?！?/p>

更多環(huán)保固廢領(lǐng)域優(yōu)質(zhì)內(nèi)容，歡迎關(guān)注《CE碳科技》微信公眾號。

原文標(biāo)題:技術(shù)探討丨廚余垃圾預(yù)處理工藝