根據(jù)城市環(huán)境衛(wèi)生規(guī)劃和可持續(xù)發(fā)展要求,本著處理設(shè)施集約化建設(shè)、節(jié)能減排和環(huán)境友好原則,針對餐廚垃圾的特性,通過多種垃圾處理和資源化利用技術(shù),南方某市建造一座功能齊備、工藝先進(jìn)、環(huán)境優(yōu)美的現(xiàn)代化綜合餐飲垃圾處理廠,并以循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念,系統(tǒng)化規(guī)劃和建設(shè),與周圍園區(qū)的其他設(shè)施形成能源利用和污染物治理協(xié)同考慮的和諧共存設(shè)施。餐廚垃圾預(yù)處理工藝的良好運(yùn)行是后續(xù)厭氧發(fā)酵系統(tǒng)的正常運(yùn)行的重要前提,故本文對預(yù)處理系統(tǒng)進(jìn)行介紹。
關(guān)鍵詞:餐廚垃圾;預(yù)處理;環(huán)境衛(wèi)生
1.1.1進(jìn)廠餐廚垃圾現(xiàn)狀
餐廚垃圾以淀粉類、食物纖維類、動(dòng)物脂肪類等有機(jī)物質(zhì)為主要成分,具有含水率高、油脂、鹽份含量高、易腐變發(fā)酵、發(fā)臭等特點(diǎn)。
餐廚垃圾主要來源為南方某市某區(qū)各酒店、食堂及飯店等餐廚企業(yè),由于目前管理和收集方面存在的諸多因素使得進(jìn)廠的餐廚垃圾復(fù)雜(廚余和泔腳的混合垃圾),其成分可能包括但不限于:油、水、果皮、蔬菜、米面、魚、肉、骨頭以及廢餐具、玻璃容器、金屬器物、塑料、紙巾等。餐廚垃圾成分和組分情況見表1.1-1所示。
注:餐廚垃圾的組分特性受地域、季節(jié)、收集存放等客觀因素影響變化較大,上述餐廚垃圾組分特性僅為估算,后續(xù)工藝參數(shù)、資源化指標(biāo)等均以上述組分特性為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算,實(shí)際運(yùn)行時(shí)可能會(huì)發(fā)生偏差
1.2總體工藝設(shè)計(jì)
1.2.1處理規(guī)模
餐廚垃圾處理規(guī)模:400t/d,共設(shè)計(jì)4條處理線
1.2.2工藝系統(tǒng)
本項(xiàng)目主體工藝采用“預(yù)處理+濕式厭氧發(fā)酵+污水處理”工藝,餐飲垃圾預(yù)處理系統(tǒng)采用以“物料接收+自動(dòng)分選+漿料加熱+固液分離+除砂除雜+油水分離”為主的工藝路線。濕式厭氧發(fā)酵系統(tǒng)采用CSTR中溫厭氧的工藝路線。
餐飲垃圾經(jīng)大物質(zhì)分選、精分制漿兩級(jí)分選處理后,產(chǎn)生的漿液經(jīng)除砂除雜后,經(jīng)蒸汽直接加熱后,通過三相離心機(jī)實(shí)現(xiàn)油、水、渣的分離。預(yù)處理分選出的雜質(zhì)外運(yùn)處置,離心機(jī)分離出的粗油脂送入儲(chǔ)罐外售,離心機(jī)分離出的水和渣進(jìn)入濕式厭氧發(fā)酵系統(tǒng)產(chǎn)沼氣。
厭氧發(fā)酵系統(tǒng)產(chǎn)生的沼氣經(jīng)凈化系統(tǒng)凈化后利用(沼氣發(fā)電),同時(shí)設(shè)有應(yīng)急火炬燃燒系統(tǒng),當(dāng)設(shè)備因故障停機(jī)或檢修時(shí),沼氣送至火炬燃燒。
1.2.3工藝流程及物料平衡
根據(jù)本工程的功能定位,為實(shí)現(xiàn)垃圾處理處置資源化、減量化等目標(biāo)。總體工藝流程如下圖所示。
1.3餐廚垃圾預(yù)處理系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)
1.3.1工藝設(shè)計(jì)
1國內(nèi)餐廚垃圾共同特性
1)含水率高。餐廚垃圾含水率高達(dá)80%以上,流動(dòng)性較大,運(yùn)輸易產(chǎn)生污水滴漏。
2)營養(yǎng)物質(zhì)多。從化學(xué)成分上分析,餐廚垃圾含有大量的淀粉、纖維素、蛋白質(zhì)、脂肪和無機(jī)鹽等,營養(yǎng)豐富。有機(jī)干物質(zhì)含量高,其中脂肪、粗蛋白、淀粉等有機(jī)物含量高于90%以上,同時(shí)富含N、P、K及各種微量元素,資源化利用潛力大。
3)油脂含量高,油脂含量高易出現(xiàn)油脂抑制生物處理,增加處理難度,降低資源化利用率。
2、設(shè)計(jì)思路:
1)提油是重點(diǎn)。
2)除雜是關(guān)鍵。
3)保證有機(jī)物最小化損失及制漿是核心。
3、工藝方案設(shè)計(jì)
根據(jù)餐飲垃圾處理的特殊性質(zhì),餐飲垃圾處理的關(guān)鍵是“在保證處理環(huán)境安全、環(huán)保(無跑冒滴漏泄)、節(jié)能的前提下,保證處理工序流暢,物料能夠進(jìn)得去和出的來,不卡堵,在工藝設(shè)計(jì)上要充分考慮延長后道工序設(shè)備使用壽命,減少設(shè)備磨損停機(jī)維修時(shí)間”。
同時(shí),中國餐飲垃圾雜物含量高、高水分、高含油的特點(diǎn),特別是針對厭氧消化處理,油脂提取,這些環(huán)節(jié)的好壞,會(huì)影響安全運(yùn)行以及運(yùn)營處理成本,因此,工藝過程中預(yù)處理雜物分離、油水分離成為必要的環(huán)節(jié)。
(1)餐廚垃圾預(yù)處理工藝設(shè)計(jì)方案:
采用“物料接收+自動(dòng)分選+漿料加熱+固液分離+除砂除雜+油水分離”,雜物得到有效分離,這樣會(huì)更加可靠地去除餐飲垃圾中的一些雜物,保證經(jīng)過預(yù)處理分揀后的有機(jī)漿料的各項(xiàng)指標(biāo)滿足油脂提取和厭氧發(fā)酵的安全穩(wěn)定運(yùn)行的要求,減少設(shè)備設(shè)施磨損和維修的管理成本,提高粗油脂的獲得率和厭氧沼氣的產(chǎn)出率,實(shí)現(xiàn)餐飲垃圾無害化、減量化的處理要求,使企業(yè)效益最大化。
餐飲垃圾通過自動(dòng)分選和固液分離兩級(jí)預(yù)處理分離的預(yù)處理工藝,保證了餐飲垃圾物料在制成漿料之前,最大化地將一些對后道工序設(shè)備損壞最大的硬性物質(zhì)如:瓷盤、玻璃瓶、金屬物質(zhì)、貝殼、骨頭等和纖維類輕性物質(zhì)如:塑料、餐巾等有效地分離出來,最大化地減輕后道除砂工序的壓力,避免這些物質(zhì)對制漿設(shè)備、輸送泵組、離心提油設(shè)備的磨損和堵塞。
除砂除雜系統(tǒng)最大化地減少有機(jī)漿物料中無機(jī)物(沙石)含量和輕薄纖維物質(zhì)的含量,避免對后端設(shè)備產(chǎn)生影響。
通過熱解提油,保證進(jìn)入?yún)捬醢l(fā)酵系統(tǒng)的有機(jī)物料中油脂殘留率低,為后續(xù)厭氧發(fā)酵系統(tǒng)提供穩(wěn)定的物料。
(2)工藝流程設(shè)計(jì):
餐飲垃圾通過精細(xì)化的預(yù)處理工藝,分揀除雜效率高,雜質(zhì)去除率大;油脂提取工藝高效率低能耗,進(jìn)厭氧前混合漿料油脂殘留率低,為后續(xù)厭氧發(fā)酵系統(tǒng)提供穩(wěn)定的物料。
1.3.2工藝說明
餐廚垃圾預(yù)處理車間設(shè)計(jì)4條處理線。餐廚垃圾(400t/d)經(jīng)運(yùn)輸車輛運(yùn)至處理廠內(nèi),經(jīng)地磅稱重并記錄,建立臺(tái)賬。稱重后的物料由車輛運(yùn)至餐廚垃圾預(yù)處理車間內(nèi)的進(jìn)料口處,物料被倒進(jìn)料斗等接收裝置內(nèi)。本項(xiàng)目設(shè)置一套物料接收單元,主要的設(shè)備是接收料斗??紤]到餐廚垃圾中水分及雜質(zhì)較多,料斗底部設(shè)置一臺(tái)三螺旋給料機(jī)。料斗底板為多孔結(jié)構(gòu),瀝水通過自流進(jìn)入到瀝水池。
接收料斗中的餐廚垃圾,經(jīng)螺旋輸送機(jī)提升進(jìn)入自動(dòng)分選機(jī),自動(dòng)分選機(jī)的主要功能是對餐廚垃圾中的塑料、織物、木塊等雜物進(jìn)行分離,同時(shí)對餐廚垃圾中的食物殘?jiān)扑橹茲{處理產(chǎn)生有機(jī)粗漿料。餐廚垃圾進(jìn)入自動(dòng)分選機(jī)后,垃圾中的固體有機(jī)物(食品、骨頭、木竹等)和易破碎的重物質(zhì)(貝殼、玻璃、瓷片等)被自動(dòng)分選機(jī)內(nèi)特殊的轉(zhuǎn)錘破碎并排出,而其中輕物質(zhì)(塑料、織物等)和不易破碎的木塊等雜質(zhì)由于轉(zhuǎn)錘的特殊設(shè)計(jì)則沒有被完全粉碎,被輸送至尾端排出,排出的塑料、織物、木塊等雜物通過螺旋排出。
經(jīng)過自動(dòng)分選制漿作用后,物料呈漿料狀,通過漿料輸送泵送入漿料加熱機(jī)。漿料加熱機(jī)的主要作用有兩點(diǎn):首先對有機(jī)粗漿料加熱后,有利于油脂回收工藝環(huán)節(jié)最大化回收油脂;其次,在高溫和攪拌作用下,粗漿料中的固態(tài)有機(jī)質(zhì)能最大化的分離,進(jìn)入液相,同時(shí)也減少后續(xù)固液分離環(huán)節(jié)的固相量。升溫后的物料進(jìn)入固液分離機(jī)進(jìn)行固液分離,部分固態(tài)有機(jī)質(zhì)也會(huì)在固液分離時(shí)溶入液相。經(jīng)過固液分離產(chǎn)生的有機(jī)漿液與瀝液合并進(jìn)入除砂池去除砂礫和浮渣。固液分離機(jī)分離出的固渣以與自動(dòng)分選機(jī)分選出的雜物一并輸送外運(yùn),除砂池沙礫定期清理外運(yùn)。
除浮渣和砂礫后的漿液經(jīng)加熱后進(jìn)入粗篩機(jī)深度除砂后,再進(jìn)入加熱罐加熱,加熱后的漿料泵送入三相提油機(jī),將漿液中的油脂、固渣以及有機(jī)漿液分離。分離出的有機(jī)漿液和有機(jī)固渣在三相出料混合罐中混合,而后泵送至后續(xù)處理系統(tǒng);含水、雜5%左右的粗油脂在出料緩存罐中靜置分層后,上層液體即為純度95%以上的毛油,泵送至毛油儲(chǔ)罐,作為工業(yè)原料外售。
1.3.3工藝特點(diǎn)
1)自動(dòng)化程度高,通過現(xiàn)場完善的反饋信號(hào),如:電流、液位、溫度的信號(hào)反饋,自動(dòng)實(shí)現(xiàn)進(jìn)料量與設(shè)備運(yùn)行參數(shù)相適應(yīng)的控制,保證了設(shè)備運(yùn)行及生產(chǎn)營運(yùn)的穩(wěn)定性,最大化減輕操作人員作業(yè)強(qiáng)度,節(jié)省人工成本的投入。
2)適應(yīng)能力強(qiáng),可處理因南北飲食文化差異而產(chǎn)生的各類餐廚垃圾,保證系統(tǒng)接納物料能夠進(jìn)得去,出得來,無卡堵現(xiàn)象存在。
3)通過逐級(jí)減量化處理,各類非營養(yǎng)性雜物質(zhì)剔除干凈,保證后道工藝設(shè)備的運(yùn)行安全,減少后續(xù)工藝處置的難度,使系統(tǒng)運(yùn)行更流暢,無卡阻。
4)系統(tǒng)設(shè)計(jì)功能化模塊設(shè)計(jì)清晰、結(jié)構(gòu)簡單,可維護(hù)性高,關(guān)鍵設(shè)備選用適應(yīng)國內(nèi)餐廚垃圾的特性的自主研發(fā)設(shè)備,設(shè)備穩(wěn)固、可靠,備品備件通用性強(qiáng),維護(hù)維修方便快捷。
5)擴(kuò)展性強(qiáng),可以在不增加任何設(shè)施的情況下,通過延長設(shè)備運(yùn)行時(shí)間,使處理量得到增長,配有完善的應(yīng)急處理措施。
6)設(shè)備配置大部分采用國產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)配件,維修更換便捷,維修成本低。
7)預(yù)處理考慮去浮渣工藝,確保后續(xù)厭氧長期穩(wěn)定運(yùn)行。
1.3.4系統(tǒng)描述
1.3.4.1物料接收系統(tǒng)
1.3.4.1.1主要設(shè)備及主要功能
由4座容積100m3 的接收料斗、瀝水收集池及若干輸送機(jī)械組成。接料裝置接收餐廚垃圾將其輸送至大物質(zhì)分揀機(jī)進(jìn)行餐廚原料的粗分選,同時(shí)將物料中的游離液體瀝出,減少雜物中的液態(tài)有機(jī)物含量。分揀機(jī)分離出餐廚廢棄物中的大塊金屬、瓷片、玻璃瓶及塑料袋等雜物,得到以有機(jī)質(zhì)為主的均質(zhì)物料。
1.3.4.1.2工藝設(shè)備特點(diǎn):
適應(yīng)物料范圍不僅局限餐廚垃圾,更能適應(yīng)參與大量生活垃圾、廚余垃圾的餐廚垃圾等更為復(fù)雜的物料。
每座接收料斗上部設(shè)置集氣罩,用于臭氣抽吸,防止外逸至預(yù)處理車間;底部設(shè)置一套三螺旋給料機(jī)(兩用一備),該三螺旋給料機(jī)不僅對大塊垃圾及袋裝垃圾有粗破碎功能,同時(shí)可擠壓出垃圾中的水分,產(chǎn)生大量瀝液,接收料斗底板設(shè)計(jì)多孔結(jié)構(gòu),瀝液通過多孔底板進(jìn)入瀝水收集池。
接收料斗中的餐廚垃圾經(jīng)由料斗自身的輸送出料裝置進(jìn)入后續(xù)輸送螺旋提升入后續(xù)的自動(dòng)分選單元。瀝水收集池內(nèi)的瀝水也由泵提升入后續(xù)的分離裝置。每個(gè)料斗前設(shè)置一個(gè)卸料車位。料斗容積可應(yīng)對設(shè)備的臨時(shí)檢修需求。
由于接收過程為本項(xiàng)目臭氣控制源之一,因此,在接收過程中采用如下方式控制臭氣無組織擴(kuò)散:
a、卸料廳使用快速卷簾門,徹底隔絕臭氣,控制氣體外溢,便于臭氣收集。
b、料斗區(qū)域與預(yù)處理車間其他區(qū)域通過隔離墻分隔,且接收料斗在卸料工位對應(yīng)位置設(shè)倉門及卸料口,未卸料時(shí)倉門可關(guān)閉,對此區(qū)域重點(diǎn)設(shè)置臭氣收集系統(tǒng),收集臭氣集中處理。
1.3.4.2自動(dòng)分選系統(tǒng)
1.3.4.2.1主要設(shè)備及主要功能
餐廚垃圾自動(dòng)分選單元由自動(dòng)分選機(jī)及相應(yīng)的輸送機(jī)械組成。接收料斗中經(jīng)過瀝水的餐廚垃圾經(jīng)由輸送螺旋輸送至自動(dòng)分選機(jī),自動(dòng)分選機(jī)的主要功能是對餐廚垃圾中的塑料、織物及硬質(zhì)不易破碎的無機(jī)物如金屬等無機(jī)物進(jìn)行分離,同時(shí)通過特殊設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)錘對餐廚垃圾中的食物殘?jiān)M(jìn)行漿化處理產(chǎn)生有機(jī)粗漿料從下部多孔板排出,自動(dòng)分選產(chǎn)生的塑料、織物等通過螺旋輸送機(jī)排出。
1.3.4.2.2工藝設(shè)備特點(diǎn)
自動(dòng)機(jī)能實(shí)現(xiàn)粗大物料如玻璃瓶、盤、碟、塑料等雜物的有效分選,保證分選過程中脆性雜物不破碎(最大化減少對后道工序設(shè)備磨損和處理難度),雜物去除率高,系統(tǒng)出料粒徑≤60mm,分離出的雜物干凈,有機(jī)質(zhì)回收率高。分揀機(jī)采用全封閉式機(jī)械化運(yùn)行。設(shè)備與物料接觸部分均采用304不銹鋼材質(zhì),耐腐蝕性強(qiáng)。
1.3.4.3固液分離系統(tǒng)
1、主要設(shè)備及主要功能
主要由漿料加熱機(jī)、固液分離機(jī)及相應(yīng)的輸送機(jī)械組成。自動(dòng)分選機(jī)產(chǎn)生的有機(jī)粗漿料通過漿料輸送泵(專用柱塞泵)泵入漿料加熱機(jī)。漿料加熱機(jī)的主要作用有兩點(diǎn):首先,對有機(jī)粗漿料加熱后,有利于油脂回收工藝環(huán)節(jié)最大化回收油脂;其次,在高溫和機(jī)械攪拌作用下,粗漿料中的固態(tài)有機(jī)質(zhì)能最大化的分離進(jìn)入液相,同時(shí)也減少后續(xù)固液分離環(huán)節(jié)的固相產(chǎn)量。固液分離機(jī)是一種以分離物料中游離性液體的連續(xù)式脫液機(jī)械,物料是在邊擠壓邊翻動(dòng)再擠壓的過程中完成脫液。且可對出料的不同濕度要求進(jìn)行合理的調(diào)節(jié),很好的解決了先前同類產(chǎn)品的易積料、擠出液含固率高、難清理、適用范圍狹小等缺點(diǎn)。流出的漿料送入除砂除渣系統(tǒng),分離出的固形物料外運(yùn)處置。
2、工藝設(shè)備特點(diǎn)
中天星火固液分離機(jī)獨(dú)特創(chuàng)新的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),使其具有物料處理量大、生產(chǎn)連續(xù)、速度快、安全性好、操作輕松方便等優(yōu)點(diǎn)。
中天星火固液分離機(jī)的結(jié)構(gòu)能實(shí)現(xiàn)輕物質(zhì)和易碎的、不易碎的重物質(zhì)的高效去除,保證輕物質(zhì)去除率不低于90%。
中天星火固液分離機(jī)分離出來的雜質(zhì)含水率低,有機(jī)質(zhì)損失小。
易損件價(jià)格低廉,設(shè)有必要的檢修口,檢修維護(hù)方便。
設(shè)備與物料接觸部分均采用304不銹鋼材質(zhì),耐腐蝕性強(qiáng)。
自動(dòng)化程度高,傳動(dòng)系統(tǒng)采用變頻調(diào)速,可根據(jù)物料狀況,適時(shí)調(diào)整處理工藝速度,高效節(jié)能。
1.3.4.4除砂除雜系統(tǒng)
1、主要設(shè)備及主要功能
除砂池、粗篩機(jī)、輸送泵、螺旋輸送機(jī)等。除砂除雜系統(tǒng)主要作用是去除有機(jī)漿液中的重物質(zhì)(貝殼、玻璃、瓷片、砂石等)雜質(zhì)砂粒以及細(xì)碎纖維等輕飄物,防止其對油水分離機(jī)、泵、管道等設(shè)備造成損害。
2、工藝設(shè)備特點(diǎn)
除砂除雜去除率高,能夠?qū)Ω髁椒秶鷥?nèi)的砂石進(jìn)行有效去除。保障后端工藝段內(nèi)罐內(nèi)積砂較少,設(shè)備磨損小。
采用主動(dòng)式除砂工藝,對除砂效果可以進(jìn)行控制。
設(shè)備與物料接觸部分均采用304不銹鋼材質(zhì),耐腐蝕性強(qiáng)。
系統(tǒng)耗電設(shè)備少,運(yùn)行電耗較少。
1.3.4.5油水分離系統(tǒng)
1、主要設(shè)備及主要功能
臥式離心機(jī)、漿液緩沖及加熱系統(tǒng)、油脂暫存箱、漿液池及配套輸送泵等。
通過濕熱水解離心提油工藝,將有機(jī)漿料分離成高濃度有機(jī)廢水、渣相和工業(yè)粗油脂。
2、工藝設(shè)備特點(diǎn)
固液分離,最大限度的分出油水混合物。
連續(xù)式濕熱水解工藝,生產(chǎn)高效、順暢穩(wěn)定。
離心式分離,確保得工藝指標(biāo)的達(dá)成,粗油脂品質(zhì)高。
設(shè)備與物料接觸部分采用304不銹鋼材質(zhì),耐腐蝕性強(qiáng)。
結(jié)語:餐廚預(yù)處理工藝的正常運(yùn)行,才能保證厭氧工藝的高效運(yùn)行。故在選擇預(yù)處理工藝,應(yīng)經(jīng)過經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較,選擇穩(wěn)定運(yùn)行,經(jīng)濟(jì)能耗低的工藝設(shè)備。
管理員
該內(nèi)容暫無評論