污泥干燥项目和餐厨垃圾项目系统处理工程方案书.doc

驻马店市污泥干燥项目和餐厨垃圾项目系统处理工程技术方案北京格威特环境投资股份有限责任公司河南郑州 2013年6月目 录一、 概述二、污泥干燥技术方案三、餐厨垃圾处理技术方案四、投资概况五、业绩情况六、结束语一、概述随着社会工业化大生产和中国的城镇化发展，产生了大量的工业废水和生活污水，以及大量的餐厨垃圾。目前，污水处理已达到了很高的水平，随之而来带来了大量污泥，这些污泥主要的处理方式为填埋，大量填埋污泥浪费了我国很多土地，污染的环境更主要的是对地下水资源造成了不可逆转的污染，给人们的生活带来了极大的灾难。因此我们必须下决心解决污泥产生的环境问题。我公司采用目前先进的污泥干化装置，把干化的污泥送入电厂焚烧，干化污泥热值达到2800大卡以上，是良好的燃料，不仅解决了污染的问题，还为电厂节约了燃煤，社会效益明显。在我国城镇化迅速发展的今天，城镇人口极具膨胀，随之带来的是大量的城市餐厨垃圾，处理不好将对人们的生活环境带来了极大的破坏，影响了人们的身心健康，人们生活水平越来越高，餐厨垃圾的有机物含量越来越多，传统的处理方法效率低，时间长，不彻底，二次污染环境。随着科技的进步和工艺水平的提高，我公司目前采用先进的高效厌氧反应装置，处理餐厨垃圾，不仅生产大量沼气及部分油脂产品，还大大提高了处理效率，而且还干净、彻底、环保，同时又可以得到良好的收益。在方案中我们把污水污泥干化项目和餐厨垃圾处理项目有机的结合起来，统一设计、统一施工、统一管理，把餐厨垃圾处理后的废渣和粉碎的废弃物一起输送至湿污泥仓，和污水污泥一起干化处理，最终干化的污泥送至就近的电厂，和煤一起参烧。彻底解决了环境的污染问题。这一项目从头至尾是一个变废为宝的项目，一方面彻底解决了污泥和餐厨垃圾的污染环境的问题，同时也产生出有用的燃料，解决了一部分能源问题，企业也可以得到稳定的收益。这是一个非常优质的绿色环保能源项目。希望市政府能够大力支持。二、污泥干燥处理方案目 录1、设计依据62、方案介绍72.1 设计基本原则72.2 主系统方案72.3 工艺流程82.4 系统构成92.5 控制系统设计122.6 电气系统设计133、系统特点144、污染源及环保措施154.1 污泥臭气来源154.2 臭气处理方式154.3 废水处理154.4 噪声155、系统组成166、运行成本分析191、设计依据此项目为驻马店市污泥焚烧项目，处理对象是驻马店市所有污水厂产生的污泥，产生量大约是200吨/天（按湿污泥含水率80%计），处理工艺是污泥干化后焚烧。考虑到市政污泥中含有大量水分，会对污泥焚烧系统的运行稳定有很大影响，同时污泥中的酸性物质，对污泥焚烧设备也有腐蚀作用。所以，利用干化设备对污泥脱除一部分水分和酸性气体，不仅有利于提高污泥热值，降低辅助燃料的消耗量，而且对于提高污泥焚烧设备的使用寿命，降低维修费用均有显著效果。本公司的污泥干化系统处理后的含水率可以在60%-30%间根据用户需求选择，对本项目，我们建议含水率40%-50%比较好，含水率过高，污泥焚烧时需要掺加大量辅助燃料，影响项目的经济性。含水率过低，将大大增加蒸汽耗量，使干化系统的运行成本大大增加。所以本项目的设计参数如下（建议）：干化机类型：薄层干化湿污泥处理量：200吨/天（按湿污泥含水率80%计）污泥出口含水率：40%2、方案介绍2.1设计基本原则2.1.1 设计范围根据项目建设规划，本系统主要包括以下子系统：污泥干化系统、尾气冷凝系统、电气系统、仪表控制系统等。2.1.2 设计原则2.1.2.1 系统设计首要考虑安全性、可靠性、经济性。2.1.2.2 污泥干化机、辅机及部分一次仪表采用国内外先进设备。2.1.2.3 干化后的污泥水分确定为40%，干化后进入污泥焚烧炉内焚烧。2.1.2.4 干化后产生的冷凝水热能回收利用，干化后尾气冷凝后通过风机抽入污泥焚烧炉处理。2.1.2.5 注重防止二次污染。针对污泥的性质采取可靠的技术措施，保证污泥处置后能够达到相关国标。2.1.2.6 保证系统运行的灵活性。在污泥量和污泥含水率变化的情况下，系统能够实现稳定运行。2.1.2.7 系统具有较高的自动化程度。对主要的监测点实现在线检测、实时记录和可靠报警，系统能都实现自动集中控制，在故障情况下能自动停机。2.2 主系统方案根据项目污泥处理量的需要，确定工艺方案如下：采用薄层污泥干化机2台，将80%水分污泥干化至40%水分，同时配置相应的蒸汽系统和尾气冷凝系统。干化后尾气冷凝后通入污泥焚烧炉处理。污泥干化项目工艺流程方案如下图所示：图3-1工艺方案流程图2.3 工艺流程浓缩后的活性污泥经机械脱水达到20%含固率，由螺旋输送器输送至污泥给料仓。污泥给料仓中的污泥由污泥给料泵连续送入干化机，污泥给料螺旋变频控制，24小时连续运行。进入薄层干化机中的污泥被转子分布于热壁表面，转子上的浆叶在对热壁表面的污泥反复翻混的同时，向前输送到出泥口。在此过程中，污泥中水分被蒸发。薄层干化机由带加热层的圆筒形壳体、壳体内转动的转子和转子的驱动装置三部分组成。可以利用0.5-0.7Mpa的饱和蒸汽作为热媒，各部分材质根据污泥性质和干化机使用年限确定，本方案暂定的配置为：加热层采用内衬耐磨高强度结构钢复层材质的碳钢结构。其他与污泥接触的不加热部分采用碳钢加防腐材料。自薄层干化机产出的含固率满足设计要求的干污泥通过输送设备送到污泥焚烧设备。干化过程中产生的废蒸汽在干化机内部与污泥逆向运动，由污泥进料口上方的蒸汽管口排出，冷凝后由抽风机引入污泥焚烧炉处理。薄层污泥干化工艺可通过污泥中的蒸发水自实现系统内惰性化的要求。采用新鲜水/蒸汽作为紧急情况下干化系统的惰性化介质。2.4 系统构成薄层污泥干化系统主要由以下几部分组成：l 污泥接收、贮存与输料系统l 污泥干化系统l 余热利用系统l 尾气处理系统l 生物除臭系统l 干污泥储存输送系统l 电气、仪表及其控制系统l 蒸汽系统湿污泥从储存仓采用污泥泵送入污泥干燥机，进入污泥干燥机的污泥，采用电厂汽轮机做功后的乏汽作为干化机的热源，干化后的干污泥用干污泥运输车运到电厂入炉燃烧。污泥干化过程产生的尾气通过引风机排出干化机，以维持干化系统微负压运行。被抽出的尾气经过预除尘与冷凝两级处理，冷凝废水直接纳入污水厂污水池集中处理，干化后尾气经过降温、除尘处理后送入生物除臭系统 ，车间内的臭气也通过生物除臭系统处理。（1）污泥接收、贮存与输料系统湿污泥先倒入地下接收仓，由螺杆泵打入地上污泥储仓。本系统采用一个地下仓对应一个地上仓，一个地上仓对应两台干化机的结构模式。其中，仓为方形或柱形碳钢结构，碳钢防腐。污泥仓由仓体、液压站、液压缸等部分组成。仓顶盖板设有进料口，即可自动进料又无污染。特点：实现污泥洁净储存，现场无异味、无污染。地下污泥接收仓：数 量：1座；容 积：30 m3/座；破拱功能：移动滑架可防止污泥起拱、板结等现象的发生；附 件：料位显示，控制柜，并有事故报警和系统紧急停功能；主体布置方式：地下布置；自动仓盖：1个；液压系统：1套（配套液压滑架）；料 位 计：1个；螺杆泵： 2台地上污泥储存仓：数 量：1座；容 积：400 m3/座；破拱功能：移动滑架可防止污泥起拱、板结等现象的发生；附 件：料位显示，控制柜，并有事故报警和系统紧急停功能；主体布置方式：地上布置；液压系统：2套（配套液压滑架）；料 位 计：1个；螺 杆 泵：3台（2）污泥干化系统卧式薄层污泥干化机功能：将80%含水率的湿污泥干化至3040%含水率数量：2台（每条生产线一台）功率：250kW/台材质：316L(与湿污泥接触部分)（3）余热回收系统采用气-气换热器对废气中的潜热进行回收，减小系统能耗。设备形式：热管式气-气换热器数量：1台材质：SS304（4）尾气处理系统冷凝器对热回收单元排出的尾气进行水洗降温设备形式： 直接喷淋混合式冷凝器数量：1台材质： SS304除雾器去除冷凝器排出的不凝气体中的雾滴设备形式：静态除雾器数量：1台材质： SS304风机使干化系统内部形成微负压设备形式：离心风机数量：2台流量： 5000 m/h（5）生物除臭系统数量：1套流量：20000 m/h（6）干污泥贮存与输送系统干化后的污泥经全密封皮带机输送至干泥储仓暂存。全密封输送机：功能：将从干化机出来含水率约30%的污泥输送至干泥储仓或后续处理点；数量：1套干泥储仓：功能：将从干化机出来含水率约30%的污泥进行暂存，待后续处理；数量：1个；（7）蒸汽系统本方案中所用的蒸汽来自电厂锅余热蒸汽，引入的蒸汽温度150180，压力约0.51.0Mpa，蒸汽首先进入干化厂内的一个分汽缸内进行调压，然后进入到干化机中作为热源加热干化机的夹套，放热后的冷凝液经过疏水阀排出，并回流到电厂锅炉水循环系统中回用，或利用其它方式回用。2.5 控制系统设计2.5.1 总体要求 薄层污泥干化系统主要工艺过程执行自动控制，尽量减少操作人员手工操作；考虑设置一套就地控制系统。控制系统采用PLC+触摸屏的方式。关键工艺参数设置在线检测仪，必要时进行联锁、报警；污泥干化系统内仪表信号送就地控制系统，干化控制系统运行主要包括但不限于：l 进料控制系统，通过手动变频控制干化机内的污泥进料量，使干燥机负荷可调l 干化温度自动控制：通过调节蒸汽流量，干化炉内合适的干化温度，保证干化温度。2.6 电气系统设计 2.6.1 总体要求在满足本工程实际外部条件（环境气象条件、电气系统条件等）下，并遵循现行的国家规范及标准，最大限度地满足干化工艺要求。所遵循的规范标准并列或冲突时采用高标准，或者采用相应的国际标准IEC标准。3、系统特点3.1本公司的薄层污泥干化系统，有如下特点：l 污泥储存、干化封闭式负压操作管理，并对臭气进行充分处理，对周围环境无影响。l 干化工艺选用先进的薄层污泥干化设备，并且回收废气中的热量，最大限度减少干化能耗，干化成本低。l 工艺灵活，可采用一段式干化工艺将污泥干化至3045%，也可采用两段式干化工艺，将污泥进行全干化。3.2薄层污泥干化设备的特点：l 高效配套设备简单，污泥无需返混转子高速旋转，污泥停留时间短叶片具有自清洁功能，解决污泥干化粘滞问题l 节能污泥以薄层形式摊铺在干化设备内壁，传热效率高间接式传热，废气量小，热损失少可回收废气中热量，蒸发能耗小l 安全负压封闭系统，无臭气和粉尘泄露利用蒸汽增强惰性，可靠性高4、污染源及环保措施4.1 污泥臭气来源（1）干污泥出口臭气（2）干燥机尾气4.2 臭气处理方式从干燥机出来的尾气冷凝后通过风机排入污泥焚烧炉处理。经干化后半干污泥约90，冷却后无臭味。整个系统处于微负压状态，无臭气泄漏。4.3 废水处理污泥干化尾气冷凝水量表污泥量含水率其中水份绝干污泥 DS100 t/d80%80t/d20t/d33t/d40%13t/d20t/d减少67t/d减少40%减少67t/d不变废水产生量67t/d，该系统产生的废水纳入污水厂污水收集管网。4.4 噪声本污泥干化系统的噪声来自各类机泵，如水泵、风机等，噪音小，满足 (GB12348-2008)的要求。5、系统组成设备清单序号名称型 号 参 数单位数量厂家备注一湿污泥接收输送系统1.地下湿污泥接收仓装置V=30m3，立式含液压滑架、卸料螺旋、液压闸板门、液压动力包等辅助装置台1国产2.料位计雷达物位计，0-5m个1进口3.螺杆泵Q=30m3/h, H=2.4MPa转子：不锈钢；定子：丁腈橡胶台2进口4.地上储料仓装置V=400m3，立式含液压滑架、卸料螺旋、液压闸板门、液压动力包等辅助装置座1国产5.料位计雷达物位计，0-12m个1进口6.螺杆泵Q=5m3/h, H=2.4MPa转子：不锈钢；定子：丁腈橡胶台3进口7.压力表测量范围0-1.0MPa个5国产8.甲烷气体探测器台2进口9.一氧化碳气体探测器台2进口10.硫化氢气体探测器台2进口二污泥干化系统1污泥干化机Q=100t/d，含电机及减速齿轮箱夹套的外套内筒和转子等接触污泥材质需采用防腐蚀材质套2进口/国产3温度变送器4 - 20 mA台4进口4氧量表4 - 20 mA台2进口5桥式单轨起重机25t，15kW台2国产三蒸汽接收站1.喷淋降压降温塔根据蒸汽参数设计座1国产2.分汽缸台1国产3.压力表测量范围0-1.0MPa台2国产4.压力变送器4 - 20 mA台4进口5.温度变送器4 - 20 mA台4进口6.流量变送器4 - 20 mA台2进口7.液位计4 - 20 mA台2国产四尾气处理系统1.一体化生物滤池Q=20000m3/h含围板、顶盖、填料支撑、生物填料、预洗池填料及菌种等套1国产2.离心风机Q=20000m3/h，风压2.2kPa，N=30.0kW台2国产3.循环水泵Q=10m3/h，H=30mN=2.2kW台3国产4.循环水箱V=1m3含电加热器台2国产5.喷淋水泵Q=100m3/hH=0.2MPa,11.0kW台4国产二用二备6.尾气离心风机Q=200Nm3/hH=1000Pa;2.4kW台4国产二用二备7.排气筒15m座1国产8.液位计测量范围：0-0.8m台29.PH表0-14台2进口10.温度变送器4 - 20 mA台2进口11.硫化氢检测仪0-100PPm台1进口12.氨气检测仪0-100PPm台1进口五干化污泥存储及输送系统1.封闭螺旋输送装置输送量：6t/h,5.5kW台1国产2.封闭皮带输送机输送量：6t/h，宽度600mm,输送距离30米电机11kW台1国产3.斗式提升机输送量：6t/h，提升高度 12米电机:15kW台1国产4.干污泥仓V=150m3, 电机:15kW含震打器及星型给料机等辅助装置座1国产六其他1.阀门批1进口2.消防批1国产3.管件材料批1国产4.实验装置满足日常检查所需批1进口6、项目进度计划下表为典型的薄层干化项目进度计划，计划包括：合同生效、初步设计、施工图设计、设备制造、附属设备采购和递交、运输、安装及调试等。月份7891011初步设计施工图设计设备制造土建施工外购件采购设备运输R干化工艺长期应用于污泥干化工程和设备的设计与供货经验，以及辽阳石化公司动力厂2010年5月10日提供的“污泥干化方案提交所需信息调查表”和“动力厂各污水处理装置污泥分析一览表”，为辽阳石化公司动力厂污泥处置工程干化系统系统安装系统调试注：签订合同并收到预付款7、运行成本分析运行成本表序号名称数量单位单价（元）合计（元）备注1汽耗92吨蒸汽150138007公斤180蒸汽2电耗2256kwh122563人工10人6000/3020004班3倒4维修493.15 总计18549.15 每吨185.49 备注：1、运行成本主要包括汽耗、电耗、人工、维修、除臭、污水处理等（不计入设备折旧和其他费用）。2、蒸汽费用按150元/吨（0.7Mpa），电价按1元/度。三、餐厨垃圾技术方案目 录1背景介绍242业绩与实践283设计参数303.1设计规模303.2进料参数303.3性能要求313.3.1排水指标313.3.2沼气指标313.3.3废气指标324工艺和工程描述334.1预处理334.1.1接料334.1.2除杂334.1.2.1转鼓洗筛机344.1.2.2砂水分离器354.1.3旋转滤网364.1.4除油364.1.5油水分离罐374.1.6粉碎打浆374.1.6.1打浆罐374.1.7剪切机374.1.8研磨机384.2厌氧处理384.2.1FAR进水罐384.2.2FAR厌氧反应器384.3好氧处理394.3.1PHOSQ除磷反应器394.3.2ANAMOX短程脱氮反应器394.3.3活性污泥法曝气池404.4废气处理404.4.1BioScrubber活性污泥洗涤塔414.5深度处理（可选）424.5.1Fenton 反应池424.5.2斜板沉淀器424.6沼气处理434.6.1沼气流量434.6.2沼气稳压柜434.6.3沼气燃烧器434.6.4冷凝水箱444.6.5THIOQ沼气生物脱硫系统444.6.5.1生物洗涤塔444.6.5.2生物反应器454.6.5.3硫沉淀器454.7污泥处理464.7.1污泥量464.7.2污泥混合池464.7.3卧式螺旋离心机系统464.8化学投药系统474.8.1碱投加系统474.8.2MgO投加单元（PHOSQ用）474.8.3硫酸投加单元（FENTON用）474.8.4H2O2投加单元（FENTON用）474.8.5FeSO4投加单元（FENTON用）474.8.6PAM投加单元（用于FAR气浮及FENTON）484.8.7PAM投加单元（用于污泥脱水）485运行成本和副产品的收益495.1动力消耗495.1.1电力消耗495.1.2热力消耗495.2化学品消耗495.2.1碱的消耗495.2.2营养盐消耗505.2.3深度处理505.3污泥处理505.4维修保养费用515.5操作人员515.6运行副产品收益平衡515.6.1油脂收益515.6.2沼气收益515.6.3污泥收益51 1 背景介绍餐厨垃圾处理在中国大陆是一个新兴的环保命题，2011年震惊全国的地沟油跨省大案侦破后，国家开始非常重视餐厨垃圾的管理和处置。2011年8月2日，国家发改委、财政部、住建部宣布，将安排循环经济发展专项资金6.3亿元，支持全国33个试点市（区）开展餐厨废弃物资源化利用和无害化处理，为各地探索餐厨垃圾的“出路”提供经验和借鉴。应该来说，2011年是中国餐厨垃圾处理值得纪念的里程碑，号角在此吹响。而2012年将是一个公开竞技场，全球各种最先进技术的参与必将中国餐厨垃圾处理推进一个新的高度。在此之前，中国餐厨垃圾处理处于投资不足、社会参与不足，造成水平低、问题多的不成熟状态，而中国独特的餐饮文化造就了与西方截然不同的餐厨垃圾性质，这种以餐后残余物为主的中国餐厨垃圾含水量大，杂质繁多，也没有国外成熟和成功经验可以直接借用。仅以预处理而言，脏、乱、差是当前国内已经在运行的餐厨垃圾厂的基本状况，这种以干式分选为主的工艺不仅现场环境非常恶劣，恶臭弥漫、不堪入目，而且存在氢气爆炸、硫化氢中毒等巨大安全隐患。在这种工作环境下，人工分选工人素质很难提高并深受影响，造成的结果是分选精度差：有机质流失多，后续浆料中也含杂质多，连锁反应造成后续厌氧消化罐中浮渣沉砂多，严重影响持久运行。危险的倒料环境恶臭的人工分选分选精度差组图：中国餐厨垃圾干式分选之现状（由于现场环境恶劣，工人与参观者必须通过玻璃罩分隔，拍摄质量差）中国独特的餐饮文化造就了与西方截然不同的餐厨垃圾性质，差异巨大，因此，必须在采用世界先进核心技术的同时，依据中国的实际情况，实事求是，脚踏实地地去开发先进可靠的技术：对比西方餐厨垃圾中国餐厨垃圾收集场所食品加工废弃物、过期食品，西餐餐后剩余少、浪费少餐馆、食堂等公共饮食点。以烹饪区分餐前垃圾餐后垃圾油、盐烹前少烹前多杂质少，容易机械分拣出来多大数十种以上制浆后密度密度差异小，易制浆密度差异大，易在厌氧反应器巨大空间内分层。含水率适中高，有泔水针对餐厨垃圾的处理，我们公司根据在对中国实地状况的细致调查，通过已经在中国无锡和厦门开展的餐厨垃圾的中试运行研究，依托高负荷厌氧技术优势，旗帜鲜明地提出了采用：液相高效厌氧处理，实现中水循环，突破垃圾分拣用水限制的工艺思路，这不仅将避免固态厌氧发酵混合不良导致酸化严重，氨氮累积抑制等诸多问题，而且给固废（泔脚）处理创造了良好的生产操作条件，同时并不增加水处理成本。FAR气浮式发酵反应器技术是世界最著名的高效厌氧反应器品牌家族中专门针对餐厨垃圾高含油盐、高悬浮物特性的专效厌氧反应器，和我们其他的高效厌氧反应器一样， FAR是依据容积负荷VLR进行设计，所以结合中水回用技术，我们推荐的餐厨厨余垃圾处理工艺的核心思想是不限制甚至鼓励固废（泔脚）分拣和处理过程大量采用循环中水。与之相对的是，由于水力停留时间HRT等于菌种停留时间SRT，传统的CSTR全混式反应器按照水力停留时间设计，生产线除了游离泔水排放外，必须刻意减少任何的用水需求，否则将导致CSTR厌氧反应器体积恶性膨胀。众所周知，水是一个现代化生产过程中所必须的生产要素，没有一个完美而成熟的工业生产加工过程能离得开水在其中扮演的重要生产资料的角色。由于水的采用，AQUAQ餐厨垃圾水处理流程显得非常洗练：预处理为为除杂、除油和粉碎三步，除杂依靠绰号“清道夫”的转鼓筛洗+重力除渣一体机来完成；结合FAR厌氧反应器耐受油脂的特性，我们的重力除油工艺简便、可靠，还非常节能经济；遵循“先筛后碎”的原则，最后粉碎的工段也在水力的配合下，保持了粉碎设备的安全高效运行。三个单元配合默契、形成一个有机的整体，同时做到即产即清，避免一切餐厨垃圾在预处理滞留所导致的恶臭、氢集聚爆炸隐患等不利因素。依靠FAR厌氧反应器，彻底摒除了传统厌氧消化工艺头疼的沼液沼渣处理问题，单纯的FAR厌氧处理出水依靠我们先进成熟的废水处理工艺，就能确保达标排放，而FAR厌氧产生的剩余污泥只有传统沼渣的十分之一，而且是昂贵的接种污泥。以AQUAQ商标命名的工艺路线，遵循健康、安全、环保的理念，打造清洁、节能、高效自动化的优势特征，力求资源化、减量化、无害化，我们已申请中国专利保护，相信这一特色鲜明的新工艺将为当前中国餐厨垃圾处理的困局找出耳目一新的破局之道。通过循环水的使用，AQUAQ餐厨垃圾处理的过程将更流畅，许多现有的症结也将迎刃而解：工艺对比AQUAQ现有传统核心设备专利FAR高效反应器CSTR最早形态的厌氧反应器工艺特征和描述鼓励用水或循环中水回用于泔脚处理生产，符合现代化大生产的需要。害怕用水后导致CSTR反应罐体积恶性膨胀，对泔脚和泔水仅进行简单干式分离。泔脚处理大量用水于筛洗和浮选滴水不用除油效果多次洗涤更彻底渣料中大量含油无法处理现场环境整洁干净无异味脏乱不堪，无法涉足如果改善操作环境用水已考虑到，结果将使得：l 泔脚操作更方便整洁；l 洗出更多的有机物产沼l 剩余固废容易制造RDF燃料或无盐肥料。将导致CSTR反应罐：l 体积恶性膨胀；l 搅拌能耗巨额增加；l 反应罐内浮渣和沉积分层严重；厌氧运行方式中温：运行稳定效率达95%单相：避免局部酸化可能高温：缩小体积1/4两相：挥发酸积累易酸化厌氧反应器运行体积小到CSTR的1/5还多，混合良好，运行简便氨氮等毒性物质累积抑制，同时容易酸化，运行要很小心；沼气产量80m3/ton实际不到20m3/ton排放水质高标准一级A严重污染的沼液厌氧相关技术PHOSQ、ANAMOX等能依靠回水稀释氨中毒保障出水氮磷达标并运行经济无当餐厨垃圾中蛋白质含量高导致氨氮浓度增高时无法有效解决氨中毒的困扰污泥产量1%的产厌氧污泥率大量的沼渣污泥影响高度无机化的肥料新项目的接种污泥沼渣同时分离处理同时继续产甲烷污染温室我们本着以人为本的理念，努力探索出解决餐厨垃圾处理的新路，打造健康、安全、环保的花园式餐厨垃圾工厂，建设一个能迎接广大市民和社会各界的监督检查和对循环经济的学习认知的教育基地。AQUAQ的餐厨垃圾工艺路线，能很好满足餐厨垃圾处理的先进性要求，充分体现：健康：餐厨垃圾卸料即产即清，利用中水筛洗垃圾去除异味，创造清洁环境，摒除人工分拣，实现高效自动化，同时整个系统封闭运行，避免恶臭扩散，并与好氧水处理结合建设专门的废气处理装置；安全：餐厨垃圾卸料的即产即清，创造一个干净整洁的环境，避免堆积产生氢气和其他爆炸性气体，充分体现对生命和健康的尊重；环保：通过对餐厨垃圾的水力筛洗，能最大限度提取有机质（污染），实现减量化和资源化，同时筛洗完的废弃物清洁无害化。而且我们配套开发的THIOQ生物脱硫、ANAMOX短程脱氮、PHOSQ除磷，能够在总体上提供一个全面的污染解决方案，实现最严格的排放指标；节能：AQUAQ工艺中避免选用高转速高功率的粉碎和离心分离设备，充分实现节能，同时紧凑的高效厌氧反应器所需要的搅拌能大大减少，THIOQ生物脱硫、ANAMOX短程脱氮都是充分体现节能理念的先进工艺。自动化：摈弃人工分拣，集成化的预处理设备，是实现高效自动化的特殊保障，AQUAQ工艺是满足现代化要求的最佳选择。2 业绩与实践随着中国大陆开始重视餐厨垃圾的处理，增加投入，业界急需对当前餐厨垃圾处理中出现的一系列问题寻找新的解决方案。在此大环境下，本着实事求是，积极稳妥的精神，依托先进的FAR厌氧气浮反应器技术，推出的AQUAQ水洗餐厨垃圾全新工艺，并和国内客户积极展开合作。其工艺核心， FAR做为高浓度、高含油、高含盐、高含悬浮物的餐厨垃圾废水处理的厌氧反应器。这种全工况运行的厌氧反应器在保持高效厌氧反应器水力停留时间（HRT）和菌种停留时间（SRT）完全分离的优势情况下，还能降解废水中绝大部分的溶解性COD、油脂、蛋白质、和其他可生化降解的有机质都转化为沼气。FAR厌氧反应器中集成了一个气浮单元。在这个气浮单元中，固体和脂肪在沼气气浮（所谓的“白水”）的作用下上浮至液面，这部分污染物将会被送回反应器中继续进行消化；出水来自于气浮单元的底部，因此最终出水的悬浮物很低；产生的沼气从顶部离开反应器。内部设置的气浮单元，采用沼气做为气浮气源，可以使反应器始终保持较高的污泥浓度及较长的污泥龄（SRT）。相比较而言，水力停留时间（HRT）则较短，因此反应器的设计非常紧凑，容积小。FAR厌氧反应器内采用高强度的沼气气提搅拌，充分保证混合，避免酸化和毒性物质积累。相对于传统的CSTR全混式厌氧发酵罐，FARFAR反应器优势：l 水力停留时间短，可以鼓励用（中）水；l 菌种的污泥停留时间长达CSTR的一倍以上，大块物质和难降解物质可以保留在反应器内继续消化直到完全转变成沼气；l 有效的生物质保留：容积负荷最高可达10kg COD/m3/dl 无需预酸化池，缓冲能力巨大，酸化和产甲烷能在一个罐内完成良好；l 无需预处理来去除固体；l 无需预处理来去除FOG；l 没有沼液困扰，出水中的固体浓度低：无需使用沉淀后处理l 密闭的反应器设计，无臭味逸出与传统的CSTR连续搅拌式发酵罐不同，FAR的水力负荷可以大大提高，从而为AQUAQ水洗餐厨垃圾的流程创造了基础条件。传统的CSTR全混式反应器害怕用水先进的FAR气浮式反应器鼓励用水AQUAQ工艺一经推出，就受到业界的首肯，两位国内客户：共斥资近百万元购买我们的餐厨垃圾中试，2012年4月，两台集装箱中试装置分别在南、北两地开始启动，产气非常顺畅，一个月内已经达到每吨餐厨垃圾80m3的产沼气率，达到各项预计运行指标，并仍在平稳超越。1233 设计参数本方案按照全产沼气的要求进行设计，主工艺为湿式中温厌氧消化工艺。结合环境评价中出水要求，采用“预处理+厌氧工艺+好氧工艺+物化处理”的组合工艺。43.1 设计规模本餐厨垃圾处理厂的设计规模为200吨/天。3.2 进料参数根据对城区内餐饮企业（宾馆、饭店、酒楼等）和供餐单位（学校、企事业单位公共食堂等）产生餐厨废弃物的实地采样分析调查，主城区餐厨废弃物性质、组份见表3-1、表3-2和表3-3。表3-1 漯河市餐厨废弃物理化性质表项目TS（%）VS（TS%）TOC（%）C/NC/P结果13-18 90%36%15100表3-2 漯河市餐厨废弃物组分项目食物垃圾（%）纸张（%）金属（%）骨头（%）木头（%）织物（%）塑料（%）油（%）合计（%）结果90.090.800.105.201.010.100.702.00100表3-3 漯河市餐厨废弃物成分项目粗蛋白（%）粗纤维（%）粗脂肪（%）含油量（mg/l）饲料氨基酸（%）钙（%）钠（%）结果16.732.527-30150-6000230.730.76由上表可见，来自餐饮行业及单位食堂的餐厨废弃物，具有油脂含量高，有机质多，水分多，极易产生沼气（主要成分是甲烷）的特点，其成分可能包括但不限于：油、水、果皮、蔬菜、米面、鱼、肉、骨头以及废餐具、玻璃容器、金属器物、塑料、纸巾等。 3.3 性能要求3.3.1 排水指标废水处理站出水排入市政污水管网，进入污水处理有限公司处理，根据漯河市排水管理处出具的污水接收函，污水需在厂区预处理达到污水综合排放标准（GB8978-1996）中的三级标准后就近排入污水管网。本废水处理站出水执行污水综合排放标准（GB8978-1996）中的三级标准，出水水质指标和处理程度见表11-7。表4-3-1 废水处理站出水水质序号污染物名称单 位出水水质备 注1BOD5mg/L3002CODCrmg/L5003SSmg/L4004动植物油mg/L1005pH69注：生化处理系统出水可以达到三级排放标准，深度处理出水可以达到市政污水处理一级A排放标准，其中主要是增加氮、磷的脱除；3.3.2 沼气指标整个厌氧发酵装置预计产生沼气18000m3/d，本项目沼气经处理后用于制作CNG，需满足车用压缩天然气（GB18047-2000）标准要求，指标见表3-3-2。表3-3-2 车用压缩天然气技术指标项目技术指标高位发热量（MJ/m3）31.4总硫（以硫计，mg/m3）200硫化氢（mg/m3）15二氧化碳（vCO2，%）3.0氧气（vO2，%）0.5注：本标准中气体体积的标准参比条件为101.325kPa，203.3.3 废气指标餐厨垃圾容易变质，产生恶臭，必须及时收集，大力通风。经过Bio-Scrubber活性污泥洗涤后，可以实现中华人民共和国恶臭污染物排放标准（GB14554-93）的规定的厂界排放限值的二级标准。4 工艺和工程描述餐厨垃圾处理的工艺过程包括：预处理、厌氧处理、好氧处理、深度处理（可选）、沼气处理（可选）、污泥处理、废气处理及化学投药系统。本章将对各工艺单元进行详细描述。4.1 预处理在厌氧处理之前，物料需要经过预处理，除了剔除餐厨垃圾中的杂质保护后续设备外，更大的目的是尽可能提取出垃圾中的有机质，并把有机物料打浆便于厌氧反应，为更多的产沼打下基础。在预处理中主要包括以下几道工序：接料、除杂、渣水分离、除油和粉碎打浆五部分。本项目预处理车间设计充分考虑了利用现场的坡地和盆凹地形，结构流畅，投资经济，运行节能可靠。4.1.1 接料接料车间主要由料斗和螺旋输送装置组成，依据“即产即清”“运行保障”的原则，设计成双线制。餐厨垃圾经过收运车辆（58m3专用车）运输到达处理场地后，首先抵达预处理车间的高层倒料平台，倾倒入2座10立方米的料斗中，然后离场。料斗中的餐厨垃圾经过无轴螺旋输送装置迅速运送至后续的转鼓筛进行水力清洗和初步分离。设计工作时间是8个小时，共处理3040车，平均每斗每半小时接料一次。4.1.2 除杂为最大限度地提取有机质，剔除废餐具、金属器物、砂石、玻璃或塑料容器、塑料袋、纸巾等粗大杂质，保护后续粉碎机、压榨机等设备的安全。我们特别针对中国餐厨垃圾杂质含量多的状况，设计并将制作一套每小时处理12.5吨餐厨垃圾的预处理机，型号QWD125，绰号“清道夫”。该预处理机将针对标准日处理100吨餐厨垃圾线的要求，依据“即产即清”“双线运行保障”的原则，根据国内已经运行观察到集中倾倒的高峰负荷量而设计的，每天工作八小时。清道夫一体机主要由以下两部分构成：4.1.2.1 转鼓洗筛机餐厨垃圾通过无轴螺旋均匀地输送到转鼓筛，通常采用23倍的循环中水，也就是将生化处理出水水温（35C）加热到（4550C）的热水，进行筛洗后，可以实现泔脚除味和最经济限度地洗出有机污染物。转鼓洗筛机是一种卧式安装的水力漂洗装置，同时能在末端自动分离出被漂洗过的残渣。螺旋输送过来的垃圾连续落入转鼓洗筛机内，依靠转鼓洗筛机的旋转使垃圾在漂洗液中翻动，达到洗涤的目的。转鼓洗筛机在清洗过程中，对垃圾所产生的机械作用有下述几个方面同时进行:1. 输入的垃圾首先浸泡在洗涤液中，随着滚筒的转动，依靠垃圾与带孔的滚筒内壁及举升筋之间的摩擦力，使垃圾贴近筒壁和举升筋的部分同远离部分之间发生相对运动。这种垃圾的部分与部分之间的相对运动所产生的洗涤效果类似于手工洗涤过程的揉搓洗涤动作。2. 滚筒以一定速度转动时，举升筋会将垃圾举到高出洗涤液面的某一高度，然后由于垃圾的自重跌落在洗涤液中。这种垃圾从较高处跌入洗涤液时与液面撞击的动作类似子手工洗涤过程中的摔打动作。3. 随着滚筒连续不断地转动，滚筒内的垃圾循环不断地跌入洗涤液中，上层垃圾由于重力作用压紧下层垃圾，迫使下层垃圾(紧贴滚筒内壁)发生变形。这一动作类似于手工洗涤过程中的挤压动作。由于主要的食物残渣被水力碎解成小粒径（饭粒大小），通过60mm间距的鼓筛流入下部沉渣器，根据进料参数的假设，漂洗干净后残渣垃圾主要为骨类、菜梆、塑料、织物、竹木等其他异物，会经过转鼓筛内的螺旋导向输送从末端排出进入螺旋压榨，而水洗下的细小垃圾和餐厨废水则通过筛网进入水力浮选和沉砂分离装置。整个转鼓筛洗采用PP材料外包封闭起来避免异味扩散，并着力通风（10倍体量）。理论上说，持续的水力筛洗不容易造成筛孔堵塞，而且配备了高压水进行对筛网的冲刷保洁，但如果需要，我们可以选配摄像观察，并在必要时派人进入排除故障。4.1.2.2 砂水分离器转鼓筛筛选出的大体量的垃圾和污水直接落入下部的砂水分离器，在此，依靠重力的影响，借助大量筛洗热水大大降低流体的动力学粘稠度（原浆具有高达数千mPas），轻物料浮选至分离器的上层，而比重在1.5以上的重物质则沉淀至分离器的底部，在分离器中部的相对均质物料主要为有机食物残渣，则被输送下一步处理。砂水分离器由无轴螺旋、衬条、u形槽、水箱、导流板和驱动装置等组成。其工作过程是：砂水混合液从分离器一端顶部输入水箱，混合液中重度较大的如砂石、金属、瓷片、贝壳等将沉积于u形槽底部，在分离器底部设置有螺旋输送装置，可均匀地将重物料杂质排出系统。在螺旋的推动下，砂粒沿斜置的u形槽底提升，在提升过程中，安置了曝气和循环水冲刷，其目的都是使得分离出来的砂清洗干净，附着有机质少。无轴螺旋离开液面后继续推移一段距离，使得砂粒充分脱水后经排沙口卸至盛砂桶。重物质如碎玻璃、金属、泥沙、贝壳等将在大水量的水力旋流作用下迅速沉降至浮选器水斗的底部并通过螺旋输送向上输送出去。轻物质（主要是无机的塑料袋、纸张）则漂浮在分离器中形成浮渣，通过专门的指型撇渣器选择性撇除。剩余的基本都是有机固形物，通过专门的排放口进入后续的处理单元。通过清道夫的水洗筛分作用，杂质和对未来运行可能产生危害的硬物都可以得到有效地去除，而且其所携带的有机质流失可以控制到最少。4.1.3 旋转滤网与清道夫配套了2套旋转细格栅，每套处理清道夫所排出的最大50m3/h的出液和其中含有的约7.5吨/h的筛上物，目标是尽可能将其中的有机固性物与液体分离，便于油水分离装置除油。旋转滤网由一个转动的转鼓过滤机构成，在转鼓过滤机内有螺旋，输送筛上物。旋转滤网直径1.5m，长3m，专门为餐厨垃圾的特性设计。渣水混合物，首先从旋转滤网的一端进入。水通过间距1mm的滤网落入收集管收集，并由滤网出水泵打入除油罐，进行下一步除油处理。渣则被螺旋输送器缓慢带到旋转滤网的另一端，在那里落入打浆罐。4.1.4 除油餐厨垃圾中的油脂需要尽可能地提取，这不仅仅为获得油脂收益，而且减少由于长链脂肪酸对厌氧生物反应的抑制，提高厌氧反应器的工作效能。经过上一步渣水分离，餐厨垃圾中的大部分油随着过滤后的液体流入除油罐，而吸附在固体泔脚中的油则进入打浆罐，因泔脚中油的含量较少，是可以被FAR厌氧反应器承受且易于消化。因此主要针对大颗粒油脂的充分提取和分离，而不刻意在分离手段上动用过高的能耗而得不偿失。这一过程必须在油水两相过程中较容易实现，即便是在常温的状态，因此，重力分离和常温除油是本除油工艺过程节能的优点。4.1.5 油水分离罐不受浆渣干扰的油水可以在专门的除油罐内进行常温分离，共设计了2个有效容积80立方米、水深4米、直径5米的除油罐。除油罐中配备慢速搅拌器，防止油水中的固性物上浮干扰除油，同时上布铝条用于吸附小油珠以长大粒径后实现分离上浮。除油后的液体部分回流至打浆罐，剩余部分会进入FAR进水罐。油水分离罐顶部布置专门的管式吸油机，是针对低含油水所形成薄油层的有效分离方式。4.1.6 粉碎打浆经过旋转滤网分离出的浆渣体积较大，直接进入FAR不易被消化，在厌氧处理之前，需要进一步的粉碎。浆渣首先要和除油罐中回流的液体混合，混合好的物料将会被剪切机和研磨机粉碎，粉