餐廚垃圾是城市日常生活中產(chǎn)生的最為普遍的廢棄物,屬于城市生活垃圾,其主要成分包括淀粉類食物、植物纖維、動物蛋白和脂肪類等有機物,具有含水率高,油脂、鹽份含量高,易腐爛發(fā)臭,不利于普通垃圾車運輸?shù)忍攸c。
餐廚垃圾主要來源于餐飲服務業(yè)、家庭和企事業(yè)單位食堂等產(chǎn)生的食物加工下腳料(廚余)和食用殘余 (泔腳)。隨著我們國家經(jīng)濟的飛速發(fā)展,城市化進程的逐漸加快,餐廚垃圾的產(chǎn)量呈現(xiàn)出逐年上升的趨勢,使得餐廚垃圾的減量化處理顯得尤為重要。
餐廚垃圾目前在很多城市尚未進行規(guī)范化管理,城市餐飲企業(yè)的垃圾多被養(yǎng)殖戶收集,作為養(yǎng)殖飼料直接使用,垃圾未經(jīng)處理進入人類食物鏈,危及人民群眾的身體健康;同時地溝油也被收集起來重新煉制成為廉價食用油,在市場上再次流通,危害人民群眾的身體健康。體現(xiàn)了餐廚垃圾的無害化處理的必要性。
存在問題的同時,餐廚垃圾因其富含有機物也可作為潛在的能源供應體。通過恰當?shù)奶幚矸椒,可以釋放出蘊藏在餐廚垃圾中的能量,轉(zhuǎn)化為電能,熱能,作為常規(guī)能源載體的有效補充。為餐廚垃圾的資源化利用指明了方向。
目前餐廚垃圾處理技術(shù)主要包括有:
1)填埋2)焚燒3)好氧堆肥4)飼料化處理5)厭氧發(fā)酵
1.1填埋
目前我國的餐廚垃圾大部分采用的仍然是直接填埋的處理方式。這種工藝的優(yōu)點是方法簡單,運行的費用低廉,而且處理量巨大。缺點是占用大量土地資源,耗費大量的土地征用費用。餐廚垃圾填埋后因其含水率高,有機物含量高等特點,會形成垃圾滲濾液,臭氣等直接影響到地下水和大氣等自然資源,形成二次污染,危害人類的健康。
在當前土地資源緊缺、人們對環(huán)境問題的關(guān)注度越來越高,餐廚垃圾產(chǎn)量日趨增高的前提下,填埋處理技術(shù)已明顯不適合我國餐廚垃圾處理的實際情況。
1.2焚燒
焚燒工藝的優(yōu)點是處理量大,垃圾的減量效果明顯。焚燒后產(chǎn)生的熱量可以發(fā)電,實現(xiàn)垃圾資源化利用。但是焚燒對垃圾的熱值有一定的要求,餐廚垃圾中的含水量通常在80%-90%間,過高的含水率使得餐廚垃圾的熱值也很低,如果使用焚燒技術(shù)進行處理,將會極大地增加處理成本。同時由于不完全燃燒產(chǎn)生的氣體固體產(chǎn)物排放后會危害人類的健康。
近年來我國垃圾焚燒項目在實施過程中引起的爭議較大,人民群眾對焚燒技術(shù)的信任程度與接受認可程度均不高,因此無論從技術(shù)上看,還是從社會影響上看,焚燒技術(shù)應用在餐廚垃圾處理項目上的可行性很低。
1.3好氧堆肥
該工藝的優(yōu)點是技術(shù)比較簡單,好氧處理后的產(chǎn)物可作為農(nóng)產(chǎn)品使用,實現(xiàn)了垃圾的再利用。但是好氧堆肥技術(shù)主要應用于綠色植物垃圾(市政維護產(chǎn)生的樹枝,樹葉等)及秸稈等富含組織結(jié)構(gòu)的垃圾處理,對于餐廚垃圾這樣不含有組織結(jié)構(gòu)的垃圾處理沒有技術(shù)上的優(yōu)勢。此外,好氧堆肥占地面積較大,處理周期加長,增大運行成本。好氧過程在非密閉環(huán)境內(nèi)進行,產(chǎn)生的臭氣會形成二次污染,影響周圍環(huán)境。
由于餐廚垃圾的含水量較大,在好氧堆肥技術(shù)上液體的處理也是技術(shù)上的難點。餐廚垃圾的好氧堆肥前景并不明朗。
1.4飼料化處理
飼料化處理的優(yōu)點是機械化程度高,占地面積較小,垃圾的資源化利用程度高。缺點是制得的有機飼料重新進入食物鏈,最終回到人體之中,其中的風險無法預測。有消息稱,國家將會在2011年出臺政策禁止餐廚垃圾飼料化處理后制得的生物飼料進入流通環(huán)節(jié),該處理技術(shù)不再能夠使用。
1.5厭氧發(fā)酵處理
餐廚垃圾經(jīng)厭氧發(fā)酵降解后產(chǎn)生的沼氣可通過熱電聯(lián)產(chǎn)發(fā)電機組中轉(zhuǎn)化為電能和熱能,電能可接入電網(wǎng)供生產(chǎn)生活實用,熱能在供應垃圾處理設備自身使用后可補充市政供熱設施部份熱能需求,實現(xiàn)經(jīng)濟利益與社會效益共贏的局面。
發(fā)酵后產(chǎn)生的沼液經(jīng)過脫氮,脫鹽,脫硫處理后可作為液態(tài)有機肥料在農(nóng)業(yè)灌溉園林種植等領(lǐng)域廣泛使用。沼渣經(jīng)過好氧堆肥后也可作為肥料使用,從而實現(xiàn)垃圾的減量化,資源化處理。
厭氧發(fā)酵技術(shù)的優(yōu)點是垃圾的減量化,資源化處理效果好,產(chǎn)生的沼氣發(fā)電可作為新能源補充現(xiàn)有常規(guī)能源。厭氧發(fā)酵過程中無臭氣逸出,發(fā)酵后不會產(chǎn)生二次污染,社會大眾的接受程度較高。該技術(shù)成熟,在國外已有較為廣泛的應用,工程案例很多。
2.餐廚垃圾厭氧發(fā)酵工藝
2.1工藝過程
按照日處理200噸餐廚垃圾設計,厭氧發(fā)酵的工藝流程如下:
1)機械化預處理過程
2)水解酸化過程
3)發(fā)酵產(chǎn)氣過程
4)沼氣利用過程
5)發(fā)酵后沼液,沼渣處理利用過程
6)廢棄油脂處理再利用過程
2.1.1機械化預處理過程
餐廚垃圾經(jīng)收運車輛運輸后到達處理場,處理過程的開端是物料接收池。垃圾被直接傾倒入接收池內(nèi),經(jīng)過螺旋輸送器運送至粉碎分揀裝置,在這個輸送過程中可實現(xiàn)破袋,粗粉碎等過程。
預處理過程是餐廚垃圾厭氧發(fā)酵過程中的控制性工藝過程,預處理結(jié)果直接關(guān)系到發(fā)酵產(chǎn)氣效果以及發(fā)酵后沼渣沼液利用。國內(nèi)外已知的餐廚垃圾處理項目上預處理階段已經(jīng)暴露出一些問題,主要集中在垃圾的輸送及粉碎分揀階段。
由于國內(nèi)餐廚垃圾主要是收運自飯店,餐館,食堂等餐飲企業(yè),垃圾中會混入比較多的餐具用品,如筷子、碗碟、玻璃酒杯等,以及廚具用品,如鍋鏟、大勺等雜物。這些雜物體積較大,進入到輸送管道中會引起堵塞,造成整個設備的停運。這個問題在國內(nèi)一些餐廚垃圾處理項目的運行時已經(jīng)暴露出來,由于垃圾進料中雜物較多堵塞輸送管道,導致垃圾處理工程停擺,造成嚴重后果。因此在工藝設計的時候,應給予高度重視。
粉碎分揀階段主要是實現(xiàn)餐廚垃圾中輕重物質(zhì)的分離,雜質(zhì)的去除,垃圾顆粒的減小。餐廚垃圾中含有大量的在收集過程中使用的塑料包裝袋,這些塑料袋雖然重量不大,但很柔軟,在螺旋輸送機中并不能夠得到很好的破碎。塑料袋進入到粉碎機中很容易被擠壓在粉碎機刀片的縫隙之間,進而纏繞到刀片之上,導致粉碎機停止運轉(zhuǎn),阻礙預處理進程。
粉碎機刀片被塑料袋纏繞導致設備無法運行的問題也已出現(xiàn)在某些餐廚垃圾處理項目上,由于設備停運,不得不停止進料,更換設備,甚至做出工藝設計變更,耗費大量人力物力,造成嚴重的后果。
鄭州鼎力新能源引進國外先進餐廚垃圾處理設備,在同一設備中可同時實現(xiàn)以上工藝過程,能夠極大地提高處理效率,優(yōu)化處理結(jié)果,降低運行成本。該設備使用國際領(lǐng)先技術(shù),無論進料垃圾中含有何種雜物,無論該雜物是那種材質(zhì),金屬或是非金屬,均能夠?qū)⑵浞鬯。粉碎后的物料根?jù)各自不同的密度,實現(xiàn)自動分揀,可有效地分離出塑料、紙張類、金屬類雜物以及垃圾中混雜的細砂石。
經(jīng)過粉碎分揀后分離出來的雜質(zhì)進入衛(wèi)生填埋場填埋,使用該設備時,餐廚垃圾中雜質(zhì)的去除率可達99%。分揀出來的輕重物質(zhì)主要是有機合成物及金屬物等,可回收再利用,創(chuàng)造經(jīng)濟價值,實現(xiàn)物質(zhì)的循環(huán)利用,也符合垃圾處理循環(huán)利用的要求。