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餐厨垃圾处理技术调查研究 主要内容 餐厨垃圾处理技术 餐厨垃圾处理厂建设案例 1 2 3 餐厨垃圾处理技术比较分析 典型餐厨垃圾处理厂处理模式 4 主要内容 餐厨垃圾处理技术 餐厨垃圾处理厂建设案例 1 2 3 餐厨垃圾处理技术比较分析 典型餐厨垃圾处理厂处理模式 4 餐厨垃圾处理技术 好氧微生物降解处理技术 1 饲料化和高温堆肥技术 2 餐厨废油制取生物柴油技术 4 厌氧消化处理技技术 3 处理技术说明该技术的核心是从自然界中筛选并经过人工长时间驯化得到的具有对分解淀粉 纤维素 蛋白质和脂肪等能力的高效降解微生物 以餐厨垃圾中的有机物为营养物质 通过控制温度 湿度以及供氧量等参数 为微生物提供最佳的生长环境 以提高微生物生物生命活动释放大量热量升高环境温度 能够将绝大部分病原微生物及寄生虫等杀死 而降解后产物可制作有机肥 可用于绿化植树种花 使资源循环利用 变废为宝 第一部分好氧微生物降解处理技术 处理技术路线餐厨垃圾好氧降解处理技术路线如下图所示 主要包括餐厨垃圾预处理 微生物制剂制备以及配套的好氧降解工艺条件 第一部分好氧微生物降解处理技术 主要设备微生物发酵机 用于好氧微生物降解过程控制翻桶机 将餐厨垃圾卸载高位料斗中粉碎机 设计锤式和铰刀混合结构 将骨头 贝壳机其他大块类垃圾粉碎 分拣台 将可降解物质与不可降解物质分离脱水机 将粉碎后的餐厨垃圾脱水处理 不但可以实现减量化 而且有利于后续微生物降解 第一部分好氧微生物降解处理技术 处理技术说明1 饲料化处理技术餐厨垃圾经过分选预处理后 首先进行脱水 得到液体和固体两部分 其固体部分可以采用物理手段经过高温加热 烘干处理 杀毒灭菌等 可以最终生成蛋白饲料或饲料添加剂 也可以添加辅料后采用微生物发酵方式产生单细胞蛋白饲料 第二部分饲料和堆肥技术 2 高温堆肥技术该技术是在有氧的条件下 依靠好氧微生物的作用下进行的 在堆肥过程中 微生物通过自身的生命代谢活动 进行分解代谢和合成代谢 将一部分被吸收的有机物氧化成简单的无机物 并释放出微生物生长活动所需要的能量 另一部分有机物则转换成新的细胞物质 使微生物生长繁殖 按照不同工艺可进行深加工成高品质的微生物肥料菌剂和生物蛋白饲料 第二部分饲料和堆肥技术 处理技术路线餐厨垃圾饲料化和高温堆肥技术路线如下图所示 第二部分饲料化和高温堆肥技术 处理技术说明厌氧消化是在厌氧微生物作用下的一个复杂的生物学过程 在自然界内广泛存在 厌氧微生物是一个统称 包括厌氧有机物分解菌 或称不产甲烷厌氧微生物 和产甲烷菌 在一个厌氧反应器内 有各种厌氧微生物存在 形成一个与环境条件 营养条件相对应的微生物群体 这些微生物通过其生命活动完成有机物厌氧代谢过程 厌氧消化的主要途径分为水解 产酸和脱氢 产甲烷三个阶段 厌氧消化是无氧环境下有机质的自然降解过程 在此过程中微生物分解有机物 最后产生甲烷和二氧化碳 影响反应的环境因素主要有温度 ph值 厌氧条件 c n 微量元素 如ni co mo等 以及有毒物质的允许浓度等 第三部分厌氧消化处理技技术 处理技术路线 该系统主要包括预处理系统 餐厨垃圾接收 分拣 粗破碎压榨 均质 细破碎等 油水分离系统 厌氧发酵系统 预处理设备主要包括垃圾接收漏斗 分拣机 螺旋传送机 螺旋压榨机 打浆池 生物质分离器 混合粉碎泵 卧式离心机 立式离心机等 第三部分厌氧消化处理技技术 厌氧消化工艺的选择按照固体含水量 湿式 干式按照温度 中温 30 40 高温 50 60 按照阶段数 单相 两相 产酸反应器 产甲烷反应器 按进料方式 序批式 连续式厌氧反应器 1 全混式连续搅拌式厌氧发酵罐 2 气浮式厌氧发酵罐 3 内循环式厌氧发酵罐 第三部分厌氧消化处理技技术 沼气资源化利用 第三部分厌氧消化处理技技术 处理技术说明餐厨废油的处理采用目前主流技术为酸碱催化酯交换法制备生物柴油 是一种洁净的生物燃料 具有速率快 转化率高的优点 实现资源的再生利用 该技术中酯交换反应所使用的直链醇为甲醇 由于其碳链短 极性强 能够快速与脂肪酸甘油酯 粗油脂 发生反应 且碱性催化剂易溶于甲醇 通过甲醇中的甲氧基与三酸甘油酯中的脂肪酸酯进行逐步交换后 最后形成长链脂肪酸甲酯 生物柴油 和副产物甘油 实现餐厨废油的资源化和可循环利用 第四部分餐厨废油制取生物柴油技术 处理技术路线主要流程为 将餐厨废油送至酸碱催化酯交换反应操作单元 在硫酸 烧碱的催化条件下与甲醇进行酯交换反应 生产脂肪酸甲酯 粗甲酯 酯化反应后的粗甲酯通过水洗将其中的酸碱液去除 以提高生物柴油的产品质量 最后粗甲酯经甲酯蒸馏塔负压闪蒸后即可获得生物柴油产品 酯化反应后的多余甲醇送入静置分离罐 在静置分离罐中可将甲醇和酸碱从油脂中分离出来 经蒸馏后甲醇得到了提纯回用 第四部分餐厨废油制取生物柴油技术 酸碱催化酯交换法制取生物柴油系统工艺流程 该系统主要包括原料油储罐 酯化反应釜 酯交换反应釜 冷凝塔 蒸馏塔 甲醇罐 废气甲酯罐 粗甲酯和精甲酯罐 主要内容 餐厨垃圾处理技术 餐厨垃圾处理厂建设案例 1 2 3 餐厨垃圾处理技术比较分析 典型餐厨垃圾处理厂处理模式比较 4 餐厨垃圾处理主要技术比较一览表 餐厨垃圾处理主要技术比较分析 好氧堆肥技术优点 工艺简单 产品有农用价值 缺点 对有害有机物及重金属等的污染无法很好解决 无害化不彻底 处理过程不封闭 容易造成二次污染 有机肥料质量受餐厨垃圾成分制约很大 销路往往不畅 堆肥处理周期较长 占地面积大 卫生条件相对较差 烘干饲料化技术 优点 机械化程度高 资源化程度高 占地较小 缺点 无法避免蛋白同源性问题 产品质量没有保障 用作饲料存在一定隐患 厌氧消化处理技术 优点 具有高的有机负荷承担能力 能回收生物质能 缺点 工程投资大 占地较大 设备安装调试相对困难 工艺较复杂 产生的沼液量较大 处理难度大 无害化程度不高 产品销路不好 运营成本高 微生物处理技术 优点 占地面积小 处理时间短 无需繁杂分拣 资源利用率高 无二次污染 自动化程度高 微生物产品可解决农业面源污染问题 产品有市场销路较好 不存在蛋白同源性问题 产品质量较高 产品附加值较高 很好的的实现了餐厨垃圾处理的 资源化 无害化和减量化 缺点 一次性投资略高 后端农业生产资料应用产业链较长 餐厨垃圾处理主要技术比较分析 主要内容 餐厨垃圾处理技术 餐厨垃圾处理厂建设案例 1 2 3 餐厨垃圾处理技术比较分析 典型餐厨垃圾处理厂处理模式 4 餐厨垃圾处理厂建设模式 公私合营模式 ppp模式 政府与企业以合作伙伴关系共同建设经营模式 政府以土地 资金和部分技术参股 与企业一起建设经营 建设经营转让模式 bot模式 政府通过契约授予私营企业 包括外国企业 以一定期限的特许专营权 许可其融资建设和经营特定的公用基础设施 并准许其通过向用户收取费用或出售产品以清偿贷款 回收投资并赚取利润 特许权期限届满时 该基础设施无偿移交给政府 建设转让经营模式 bto模式 私营部门的发展商为基础设施投资并负责建设 建设完毕后 将基础设施的所有权转移给有关的政府主管部门 政府部门负责筹集私营部门的建设报酬 然后政府部门再以长期合约的形式将其外包给发展商 餐厨垃圾处理实例 一 北京嘉博文生物科技有限公司餐厨垃圾处理核心技术 生物腐植酸制肥技术与装备 该技术采用现代生物技术 配套工艺与设备 通过高温复合微生物和酶转化技术 快速腐殖化集成装备 转化工艺精准控制技术集成 在没有二次污染的情况下 能够把城市餐厨废弃物或厨余垃圾 城市污泥 棕榈加工副产品 糖厂副产品等粮食加工副产品 在生物腐植酸转化剂的作用下 经过8 10小时的降解 缩合 聚合反应 转化为高活性的生物腐植酸肥料 作为一种有机土壤调理剂 用于土壤质量提升 提高化肥利用率 起到沃土 增产 改善农产品品质 达到有机废弃物资源高效再利用的目标 核心装备有机垃圾生化处理机有机垃圾输送倾翻车中控系统 技术特点该技术的最大特点是遵循碳资源高效循环利用的思想 突破了定向腐殖化新工艺 变处理为利用 用工业化方式生产标准化的肥料 从源头消减污染排放和资源浪费 具有六大工艺优势 转化速度快 8 10小时完成 有机质利用率高 养分全利用 固形物利用率高 大于95 重金属含量低 只有普通有机肥的百分之一级 环境维护成本低 没有废渣 废液 臭味等次生污染 产品一致性高 可进入工业产品销售通路 餐厨垃圾处理实例 一 技术应用实例成都中心城区餐厨废弃物资源化处理厂2013年建成一期处理能力 一期日处理能力200吨餐厨垃圾主要产品 每年可生产4万吨环境友好型的生物腐植酸肥料主体工艺 好氧发酵 餐厨垃圾处理实例 一 成都中心城区餐厨废弃物资源化处理厂中心城区首个餐厨垃圾无害化处理站将分两期建设 其中一期工程建在双流 日处理能力达到200吨 二期工程的日处理量将达到300吨 建设地点已锁定在长安垃圾场 为破解中间的收运难题 一个独立运转的餐厨垃圾收运体系正在搭建 该站采购了78辆专用收运餐厨垃圾的车辆 餐厨废弃物收运系统投资达7782万元 主要包括收运设备购置 停车场建设及管理信息系统建设等 为配合体系建设 还将采购2 4万个餐厨垃圾专用收集桶 免费提供给餐厨垃圾产生单位 78辆餐厨垃圾专用收运车中 准载3吨的小型车56辆 准载8吨的中型车22辆 中型车主要适用于规模较大的学校食堂 技术应用实例乌鲁木齐餐厨废弃物资源化利用和无害化处理工程2013年7月 项目一期已完成 并将逐步二期 三期项目建建设 处理能力 预计2015年三期项目建成后餐厨废弃物日处理能力将达500吨 年减排二氧化碳218万吨以上主要产品 年产生物腐植酸肥料10万吨主体工艺 好氧发酵占地 5 92万平方米 投资成本 3 29亿 餐厨垃圾处理实例 一 技术应用北京朝阳高安屯餐厨废弃物资源化处理厂该厂占地32亩 日处理餐厨废弃物400吨 采用微生物处理技术处理餐厨垃圾后的产品腐殖酸肥料 年消纳餐厨废弃物13 2万吨 主要处理北京市东北部城区餐厨垃圾 基本解决400万城市人口的餐厨废弃物处理问题 年直接减排co2至少15万吨以上 年产生物腐殖酸肥料8万吨 可加工成环境友好型土壤调理剂肥料产品应用于生态农业 改良土壤 提高化肥利用率 减少化肥使用 缓解农业面源污染 在北京得到较好的应用 北京13个区县的20万亩果园 菜园施用应用其微生物菌剂 其产品在渔业 家畜饲养方面也有较好的应用 每年因减少煤炭资源消耗和化肥用量而带动农业co2减排91万吨 餐厨垃圾处理实例 一 第一步 前分选 第二步 发酵 第三步 筛分 包装 中控系统 保障标准化生产一致性产品 北京朝阳高安屯餐厨垃圾处理流程 北京昊业怡生科技有限公司核心技术采用堆肥处理工艺 餐厨垃圾处理后资源化利用产品饲料增加剂或微生物肥料 北京市南宫餐厨垃圾处理厂该处理厂于2007年建成并投入运行 建设规模为日处理餐厨垃圾200吨 年处理餐厨垃圾7 3万吨 占地面积0 39公顷 总建筑面积1200平方米 工程总投资为2133 79万元 餐厨垃圾处理实例 二 南宫餐厨垃圾处理厂主要工艺主要工艺是将收集的餐厨垃圾经过固液分离机 将大体积物料挤压脱水并提出 分离出的固体物质和絮凝脱水产生的污泥有机物含量均很高 可作为堆肥原料 进入南宫堆肥厂堆肥系统进行好氧堆肥 餐厨垃圾处理分离出的筛下物运到安定垃圾卫生填埋场进行填埋 液态物质送入油水分离器 油脂回收利用 餐厨垃圾处理过程中产生的污液将通过厌氧生物处理 好氧生物处理及膜法过滤等工艺 有效降低污水中的cod bod 氨氮 磷等 从而使污水在厂内得到处理并达到 北京市水污染物排放标准 规定的三级排放标准 处理过程中产生的气体集中收集 经生物除臭系统处理后达标排放 再生资源沼气 有机肥 缓释肥 液态肥 再生水 生物柴油等 餐厨垃圾处理实例 二 南宫餐厨垃圾处理厂后期运营北京南宫餐厨垃圾处理厂刚刚投产 只建了餐厨垃圾的固液分类设施和污水处理设施 没有建餐厨垃圾的分选和堆肥设施 固液分离后 固体部分进入了南宫堆肥厂的堆肥仓一次发酵仓 液态部分进了污水处理设施 由于没有分选设施 因此餐厨垃圾收集车卸下的混合收集的餐厨垃圾中 大块的和带包装袋的垃圾在卸料间上的格栅除产生堵塞 无法进入到固液分离系统 处理效率较低 处理效果较差 卸料部分需人工操作 工作环境较差 二次污染比较严重 北京市董村分类垃圾综合处理厂工程概况处理厂总设计处理生活垃圾能力为650吨 天 其中小区分类垃圾分选系统150吨 天 城市生活垃圾处理能力300吨 天 餐厨垃圾处理能力200吨 天 项目总投资1 8亿万元 占地面积2 3万平方米 总建筑面积8932平方米 该项目采用有机垃圾厌氧消化综合处理技术 通过发酵垃圾产生的生物气沼气产量约30000nm3 天 再经过滤 压缩后 将输送至热电联产系统进行发电 餐厨垃圾处理实例 三 处理处置技术 厌氧发酵处理处理能力 200吨 天发酵温度 33 38 停留时间 18 20天产沼能力 150nm3 吨餐厨垃圾甲烷含量 60 70 处理效果200吨 天垃圾进场 分选后约22吨 天垃圾外运焚烧或填埋 发酵后脱水污泥约43吨 天堆肥餐厨垃圾厌氧发酵后进行脱水处理 每天排放污水量136吨 天 排放浓度cod6500 9000 bod3000 5000 该部分污水经过配套的污水处理厂处理后达到 北京市水污染物排放标准 试行 中排入地表水体及其汇水范围的新建单位三级标 沼气产量约30000nm3 天 甲烷浓度60 以上 餐厨垃圾处理实例 三 上海市崇明县餐厨垃圾处理站该处理站占地面积约6880m2 建筑面积约2680m2 总投资2800余万元 最高日处理能力20吨 每年垃圾生产肥料6000吨 餐厨垃圾处理实例 四 核心处理技术 亚临界水解技术该技术可使有机聚合物分解 淀粉 蛋白质被分解为葡萄糖及氨基酸 各种聚合物 包括合成聚合物如塑料制品 天然聚合物如脂肪等 被分解和无害化 水解处理主要在反应釜中进行 反应釜使用锅炉加热 加热蒸汽循环使用 可有效减少运行成本 提高运行效率 亚临界水解技术是一项全新的高效处理有机废弃物技术 在一个标准大气压下 水的沸点是100 当压力和温度上升到一定值时 水的液态相和气态相界面消失 变成均一的单相 称为水的临界点 此时 水的温度为374 15 压力为22 83mpa 将水加热至沸点以上 临界点以下 并控制系统压力使水保持为液态 这种状态的水称为亚临界水亚临界水具有超溶解 超电离等特性 能够在数分钟内完成对高分子有机物的分解 有机肥料 生物有机肥和农用微生物菌剂的原料 餐厨垃圾处理实例 四 黑石子餐厨垃圾处理厂处理厂位于重庆市江北区黑石子村大石马社 项目总投资2 7亿元 占地50亩 日处理餐厨垃圾500吨 在 十二五 期间日处理规模将扩建到1000吨 餐厨垃圾处理项目引进了瑞典 普拉克公司 高温厌氧消化工艺技术 采用了接料及预处理 厌氧发酵 沼气净化 沼气利用 热电联产 发酵残渣脱水 脱水残渣堆肥化处理等工艺流程 实现餐厨垃圾的无害化处置和资源化利用 年产沼气1400万立方米 年发电3300万度 生产有机肥料1 2万吨 年减排二氧化碳11万吨 年产生物柴油7300吨 具有巨大社会效益和环境效益 餐厨垃圾处理实例 五 上海中器环保科技有限公司上海市政府招标的专业处置餐厨垃圾的指定企业 是上海市政府支持的绿色环保项目 将地沟油转变为生物柴油 1 原料处置能力 餐厨废弃油脂120吨 天 2 产品生产能力 生物柴油100吨 天 3 采用工艺路线 常压酯化 酯交换化学工艺 4 废水达标排放 通过上海市环保局环保验收 5 产品质量指标已达到或超过gb t20828 bd100 生物柴油质量指标及公司的企业标准 生物柴油2 q vayx1 2011 餐厨垃圾处理实例 五 车用生物柴油b5 精甲酯生物柴油1号 粗甘油丙三醇 粗甲酯生物柴油2号 卡车专用生物柴油b5 船舶专用生物柴油b20 餐厨垃圾处理实例 五 生物柴油蒸馏车间 酯化 酯交换车间 原料油预处理车间 原料及生物柴油储罐 生物柴油加油站 餐厨废弃油脂收运专用车 上海闵行餐厨垃圾处理厂闵行区餐厨垃圾处理厂位于上海市闵行区吴泾镇墨江路 该厂运用一元三相三品技术 即运用微生物发酵 高温好氧堆肥 高温高压蒸煮灭菌 干燥粉碎一体化技术 使水分汽化后 从中提取的液态油脂可用于生物柴油原料或工业用油脂原料 将固态物干燥和粉碎后可制成饲料原料 并同步利用循环回收沥出的废液制作成有机肥料 并利用废气余热培养生物菌 回收洁净冷凝水用于生活用水和工业用水 2008年 日处理餐厨垃圾120吨 累计年处理43800吨 生产动物饲料添加剂6570吨 餐厨垃圾处理实例 六 青岛天人环境工程有限公司干湿联合厌氧发酵工艺该工艺充分结合湿式厌氧发酵 干物质含量10 15 工艺传质效果好 干式厌氧发酵 干物质含量24 40 工艺发酵残余物含水率低以及两相厌氧产气效果好的优势 扩大生物燃气工程对有机废弃物的适用范围 提高有机废弃物的利用效率 减少沼液排放 该工艺系统核心装置由水解酸化罐和厌氧发酵罐组成 其中水解酸化罐又可作为干式厌氧发酵系统使用 而厌氧发酵罐则为湿式厌氧发酵系统 利用水解酸化罐产生的水解酸化液和厌氧发酵罐产生的沼液 对水解酸化体系进行喷淋 一方面将洗脱下来的水解酸化液运输至湿式厌氧发酵系统制取沼气 另一方面可改善干式厌氧发酵系统的传质效果 提高产气效率 餐厨垃圾处理实例 七 餐厨垃圾处理实例 七 干湿联合工艺优点与传统湿式厌氧工艺相比 发酵剩余物含水量低 经简单过筛和短时间的堆肥即可用作园林肥料或农作物肥料 存储和后处理费用低 使用价值高 与传统湿式厌氧工艺相比 对发酵原料的物理状态要求低 节省预处理成本 与传统湿式厌氧工艺相比 耗能低 平均能耗为自身产生能量的10 15 与传统湿式厌氧工艺相比 沼气质量高 含硫量远低于湿法沼气 有利于沼气深加工 应用范围生活垃圾能源作物及秸秆类物料秸秆或生活垃圾类物料的复合原料 昆明水葫芦干湿厌氧联合发酵项目 200m3 寿光菜博会项目干湿联合发酵项目 20m3 临沂市餐厨废弃物无害化处理项目 规模 200吨 天 原料 临沂市餐厨垃圾产品 压缩天然气 300万立方 年 有机肥 2万吨 年 工艺 水解酸化 厌氧消化 餐厨垃圾处理实例 七 主要内容 餐厨垃圾处理技术 餐厨垃圾处理厂建设案例 1 2 3 餐厨垃圾处理技术比较分析 典型餐厨垃圾处理厂