固體廢物處理與處置課程設(shè)計(jì)-餐廚垃圾日處理60t資源化

課程設(shè)計(jì)課程名稱(chēng)_固體廢物處理與處置_題目名稱(chēng)_餐廚垃圾日處理60t資源化學(xué)生學(xué)院_環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院_

目錄TOC\o"1-3"\h\u一、課程設(shè)計(jì)的目的 2二、城市餐廚垃圾現(xiàn)狀、分選技術(shù)及其發(fā)展現(xiàn)狀 22.1城市餐廚垃圾現(xiàn)狀 22.2城市餐廚垃圾處理技術(shù)及其意義 22.3餐廚垃圾處理技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀 3三、課程設(shè)計(jì)基礎(chǔ)資料 5四、設(shè)計(jì)內(nèi)容 5五、設(shè)計(jì)任務(wù) 5六、工藝設(shè)計(jì)計(jì)算 66.1厭氧發(fā)酵工藝路線(xiàn)確定 66.2厭氧發(fā)酵工藝流程 6（1）預(yù)處理 6（2）水解酸化 7（3）產(chǎn)沼氣 7（4）沼氣利用 7（5）沼液，沼渣處理及再利用 76.3工藝流程 8（1）機(jī)械化預(yù)處理過(guò)程 8（2）水解酸化過(guò)程 8（3）產(chǎn)沼氣過(guò)程 8（4）沼氣發(fā)電過(guò)程 9（5）發(fā)酵后沼液，沼渣處理利用過(guò)程 9（6）廢棄油脂處理再利用過(guò)程 11七．總結(jié) 20八．參考文獻(xiàn) 21一、課程設(shè)計(jì)的目的1、進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)“固體廢物處理與處置”的理論知識(shí)、獨(dú)立分析和解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力；2、在工程實(shí)施的基本訓(xùn)練中進(jìn)一步消化和鞏固固體廢物處理與處置課程所學(xué)內(nèi)容及相關(guān)知識(shí)；3、掌握調(diào)查研究、查閱文件、確定系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的方法；4、提高使用技術(shù)資料、認(rèn)識(shí)及遵守國(guó)家工程標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和規(guī)定、進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算、繪制工程圖、編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的能力；5、培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、正確分析和解決問(wèn)題的能力；6、初步具備對(duì)一般固體廢物處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)能力，為畢業(yè)設(shè)計(jì)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。二、城市餐廚垃圾現(xiàn)狀、分選技術(shù)及其發(fā)展現(xiàn)狀2.1城市餐廚垃圾現(xiàn)狀1、城市餐廚垃圾產(chǎn)生量及其構(gòu)成特征。近十年來(lái)，我國(guó)城市垃圾產(chǎn)生量大幅度增加。自1979年以來(lái)，我國(guó)的城市垃圾平均以每年8.98％的速度增長(zhǎng)，少數(shù)城市如北京的增長(zhǎng)率達(dá)15－20％。1998年我國(guó)城市垃圾清運(yùn)量已達(dá)1.15億噸，預(yù)測(cè)2000年將達(dá)1.2－1.4億噸。

我國(guó)餐廚垃圾在產(chǎn)量迅速增加的同時(shí)，垃圾構(gòu)成及其理化問(wèn)題也相應(yīng)地發(fā)生了很大變化。我國(guó)城市生活垃圾構(gòu)成擁有以下變化趨勢(shì)：（1）有機(jī)物增加；（2）可燃物增多；（3）可回收利用物增多；（4）可利用價(jià)值增大。

2、城市餐廚垃圾管理與處置現(xiàn)狀。我國(guó)城市垃圾清運(yùn)處置主要由各市環(huán)衛(wèi)部門(mén)主管。垃圾清運(yùn)處置過(guò)程的管理、監(jiān)督、運(yùn)行基本由一家完成。許多城市環(huán)境衛(wèi)生實(shí)行市、區(qū)、街道三級(jí)管理體制。垃圾清運(yùn)處置費(fèi)用靠政府全額財(cái)政撥款，生產(chǎn)效率低而技術(shù)含量少，仍屬于勞動(dòng)密集型行業(yè)。長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)城市餐廚垃圾處置主要以尋找合適地點(diǎn)加以消納為目的。目前，我國(guó)城市垃圾處置的最主要方式是填埋，約占全部處置總量的70％以上；其次是高溫堆肥，約占20％以上；焚燒量甚微。2.2垃圾處理技術(shù)及其意義隨著消費(fèi)者生活水平的提高，生活餐廚垃圾中的有用物質(zhì)（如廢紙、塑料、玻璃、金屬等）所占的比例不斷增加，鑒于目前環(huán)境資源不斷萎縮，除了節(jié)約資源本身外，從人類(lèi)生活的廢棄物中回收有用資源也非常重要。目前城市垃圾處理的方法主要3中，即填埋、焚燒和堆肥。從節(jié)約資源的角度出發(fā)，在進(jìn)行這3種垃圾處理之前，均需對(duì)垃圾中的有用物質(zhì)進(jìn)行分選，從中提取有用的再生原料重新加以綜合利用，以減少垃圾的最終處理量。垃圾分選的目的就是為了將其中可以回收的或不利于后續(xù)處理、處置工藝的物料的或不利于后續(xù)處理、處置工藝的物料分離出來(lái)。因此，分選的方法與后續(xù)的處理處置密切相關(guān)。目前垃圾分選技術(shù)主要有篩選、重力分選、磁力分選、電力分選、光電分選、摩擦及彈跳分選、浮選、溶劑分選等。城市餐廚垃圾分選的基本方法除手選以外，均是根據(jù)物料在物理性質(zhì)方面（如密均是根據(jù)物料在物理性質(zhì)方面（如密度、粒度、電性質(zhì)、磁性等）的差別而度、粒度、電性質(zhì)、磁性等）的差別而進(jìn)行的。磁選主要用作在固體廢物的處理系統(tǒng)中，磁選主要用作回收或富集黑色金（強(qiáng)磁性組分），或回收或富集黑色金屬（強(qiáng)磁性組分），或在某些工藝中用來(lái)排除物料中的鐵質(zhì)物質(zhì)。2.3餐廚垃圾處理技術(shù)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀上世紀(jì)九十年代我國(guó)就有人提出垃圾進(jìn)行綜合利用，但是由于當(dāng)時(shí)技術(shù)不太成熟，而且沒(méi)有得到的足夠重視，資金嚴(yán)重不足，因此直到現(xiàn)在，生活垃圾的處理也是在焚燒和填埋上設(shè)備研究比較多，對(duì)垃圾分選研設(shè)備究比較少。餐廚垃圾處理技術(shù)研究的目的，就是將混合垃圾進(jìn)行有效的分類(lèi)，對(duì)某垃圾成分中的少量雜質(zhì)進(jìn)行分離，得到較為單一的組分，或是從混合垃圾中分離出某種少含量垃圾組分，有利于垃圾的回收再利用和后續(xù)處理。目前國(guó)內(nèi)大部分使用的餐廚垃圾設(shè)備都是由國(guó)外進(jìn)口。雖然國(guó)內(nèi)也有人對(duì)此進(jìn)行過(guò)研究，但多數(shù)都停留在理論階段，很少有實(shí)際應(yīng)用。隨著大眾對(duì)環(huán)境的重視，作為垃圾資源化的重要設(shè)備，生活垃圾分選設(shè)備的研究會(huì)越來(lái)越受到人們重視，在我國(guó)的應(yīng)用也會(huì)越來(lái)越廣。目前國(guó)外（特別是德國(guó)和日本）的垃圾分選機(jī)技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟。目前垃圾分選機(jī)械主要是篩分機(jī)和磁選機(jī)，分別是按物料尺寸和磁特性進(jìn)行工作的，將垃圾物料進(jìn)行分類(lèi)回收利用。厭氧發(fā)酵的效率較高，適合不同尺寸物料的分離，但需要拆換篩面。而圓盤(pán)篩就可避免拆換的麻煩，可以通過(guò)調(diào)節(jié)圓盤(pán)軸之間的距離適應(yīng)不同尺寸物料的分離，且具有自?xún)裟芰Γ瑹o(wú)須另外的清理裝置，所以可能是今后的一個(gè)發(fā)展方向，圓盤(pán)篩在垃圾分選中的應(yīng)用會(huì)越來(lái)越廣泛。再就是風(fēng)選設(shè)備，也是一種很重要的分選器，可通過(guò)風(fēng)速調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)不同密度垃圾物料的分離，對(duì)某些輕質(zhì)物料的分離非常適用。磁選機(jī)械工作原理比較簡(jiǎn)單，利用金屬的磁特性工作，但是在分選過(guò)程中的布置卻非常關(guān)鍵，合理的布置分選設(shè)備，可以使分選達(dá)到事半功倍的效果。除了篩分機(jī)和磁選機(jī)外，其他一些設(shè)備也開(kāi)始在垃圾分選中使用。如紅外線(xiàn)技術(shù)和近紅外技術(shù)分選玻璃瓶和塑料瓶?？傊?，隨著社會(huì)進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，垃圾資源化會(huì)越來(lái)越受到人們重視，垃圾分選設(shè)備的研究也會(huì)越來(lái)越深入，垃圾分類(lèi)也會(huì)越細(xì)化，以便更好的回收利用。比如對(duì)塑料按類(lèi)型分類(lèi)，玻璃可以按顏色分類(lèi)等等。實(shí)現(xiàn)這種超細(xì)化分類(lèi)的機(jī)械可能就涉及到光選設(shè)備和電選設(shè)備了。隨著人類(lèi)社會(huì)的進(jìn)步和可持續(xù)發(fā)展觀(guān)念的深入人心，超細(xì)化分類(lèi)必將成為未來(lái)生活垃圾處理的發(fā)展方向，我們也迫切需要在垃圾機(jī)械化處理方面實(shí)現(xiàn)新的突破。三、課程設(shè)計(jì)基礎(chǔ)資料：從我國(guó)目前城市餐廚垃圾處理現(xiàn)狀出發(fā)，考慮到原生垃圾成份復(fù)雜，勞動(dòng)力資源又豐富，采用機(jī)械為主，輔以人工粗選的方法；廢塑料和廢紙主要為塑料袋和衛(wèi)生間廢紙，回收利用經(jīng)濟(jì)效益不高，故可直接將這部分作為垃圾焚燒原料。分選工藝采用城市生活垃圾簡(jiǎn)易處理方法，以分選產(chǎn)物作為填埋、堆肥和焚燒為目的。分選工藝流程如圖1所示。圖1垃圾處理工藝流程圖設(shè)計(jì)規(guī)模為120t/d的某城市餐廚垃圾厭氧發(fā)酵處理系統(tǒng)，垃圾主要成分見(jiàn)表1。表1餐廚垃圾理化成分一覽表序號(hào)成分平均誤差±誤差本次評(píng)價(jià)取值備注1含水率/%76.19±4.70762有機(jī)碳/%51.96±7.5052以干基計(jì)3凱氏氮TN/%3.91±1.404以干基計(jì)4總磷TP/%1.02±0.701以干基計(jì)5氯化物Cl-/%20.22±8.2020以干基計(jì)6蛋白質(zhì)/%5.96±2.006以濕基計(jì)分選系統(tǒng)工作量為120t/d，日工作時(shí)間為20h四、設(shè)計(jì)內(nèi)容1、餐廚垃圾成分與特性分析2、餐廚垃圾預(yù)處理系統(tǒng)，厭氧發(fā)酵系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)3、餐廚垃圾預(yù)處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)4、餐廚垃圾厭氧發(fā)酵系統(tǒng)設(shè)計(jì)五、設(shè)計(jì)要求根據(jù)規(guī)劃和所給的其他原始資料，設(shè)計(jì)相應(yīng)處理系統(tǒng)，具體內(nèi)容包括：1、確定處理系統(tǒng)的工藝流程，選擇處理構(gòu)筑物并通過(guò)計(jì)算確定其尺寸（附必要的草圖）；2、處理廠(chǎng)的工藝平面布置圖，內(nèi)容包括：標(biāo)出處理廠(chǎng)的范圍、全部處理構(gòu)筑物及輔助建筑物、主要管線(xiàn)的布置、主干道及處理構(gòu)筑物發(fā)展的可能性；3、處理廠(chǎng)工藝流程高程布置，表示各處理構(gòu)筑物的高程關(guān)系、高度以及排放口的標(biāo)高；4、按施工圖標(biāo)準(zhǔn)畫(huà)出主要處理設(shè)施的構(gòu)筑物（一個(gè)即可）的平面、立面和剖面圖；5、編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)、計(jì)算書(shū)。六、工藝設(shè)計(jì)計(jì)算6.1厭氧發(fā)酵工藝路線(xiàn)確定本次課程設(shè)計(jì)確定工藝從我國(guó)目前城市餐廚垃圾處理現(xiàn)狀出發(fā)，考慮到原生餐廚垃圾成份復(fù)雜，勞動(dòng)力資源又豐富，采用機(jī)械為主，輔以人工粗選的方法；廢塑料和廢紙主要為塑料袋和衛(wèi)生間廢紙，回收利用經(jīng)濟(jì)效益不高，以分選產(chǎn)物作為填埋、堆肥和厭氧發(fā)酵為目的。分選工藝流程如圖6-2-1所示圖6-1垃圾分選工藝流程6.2厭氧發(fā)酵工藝流程1）預(yù)處理

2）水解酸化

3）產(chǎn)沼氣

4）沼氣利用

5）沼液，沼渣處理及再利用過(guò)程餐廚垃圾按設(shè)計(jì)規(guī)模、每天工作時(shí)間，每個(gè)分選設(shè)備物料走向逐步計(jì)算。以60t/d處理能力進(jìn)行計(jì)算。（1）預(yù)處理餐廚垃圾經(jīng)過(guò)收運(yùn)車(chē)輛的運(yùn)輸?shù)竭_(dá)處理場(chǎng)地后，傾倒入進(jìn)料池內(nèi)。由于在餐廚垃圾產(chǎn)生地如餐館，飯店收集垃圾時(shí)會(huì)使用塑料包裝袋，因此進(jìn)料垃圾首先進(jìn)行破袋處理，破袋后的垃圾再進(jìn)入預(yù)處理階段，進(jìn)行機(jī)械預(yù)處理。

收運(yùn)來(lái)的餐廚垃圾中通常會(huì)含有一定量的干擾物質(zhì)，如紙張，金屬，骨頭等。這些物質(zhì)在厭氧發(fā)酵過(guò)程中不能被降解，因此應(yīng)在預(yù)處理階段被分選出去。紙張和金屬類(lèi)物質(zhì)可循環(huán)利用，其他的物質(zhì)進(jìn)入填埋場(chǎng)進(jìn)行衛(wèi)生填埋。

分選后的餐廚垃圾中仍然含有顆粒較大的物質(zhì)，如水果，蔬菜，肉塊等。顆粒較大的垃圾在輸送管道內(nèi)輸送或在容器內(nèi)攪拌時(shí)可能對(duì)設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生影響，同時(shí)顆粒較大的物質(zhì)比表面積較小，這樣會(huì)使得垃圾顆粒在反應(yīng)器內(nèi)與厭氧菌的接觸面積減小，降低厭氧發(fā)酵降解效果。為增強(qiáng)處理過(guò)程中設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性以及提高厭氧發(fā)酵的效果，在進(jìn)行分揀后，餐廚垃圾通常需再進(jìn)行粉碎處理，粉碎后的垃圾顆粒根據(jù)不同工藝要求不同，通常情況下顆粒大小在10mm左右。

粉碎后的垃圾可進(jìn)行固液分離。餐廚垃圾在經(jīng)過(guò)了分選、粉碎后仍然含有一些顆粒較小，但是在厭氧反應(yīng)器中不能夠被降解掉的固體物質(zhì)，如細(xì)砂等。這些固體物質(zhì)進(jìn)入反應(yīng)器后通過(guò)內(nèi)部攪拌，會(huì)磨損反應(yīng)器和攪拌器，降低設(shè)備使用壽命。長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行時(shí)，還會(huì)在反應(yīng)器底部形成堆積，降低反應(yīng)器的有效是使用體積。通過(guò)固液分離可使得這部份固體物質(zhì)從垃圾中分離出去，只剩下可降解物質(zhì)進(jìn)入反應(yīng)器，從而提高厭氧發(fā)酵罐的工作效率，保證產(chǎn)氣穩(wěn)定，進(jìn)而保證整個(gè)厭氧裝置的高效穩(wěn)定運(yùn)行。

當(dāng)餐廚垃圾的干物質(zhì)含量（TS）高于反應(yīng)器設(shè)計(jì)進(jìn)料TS時(shí)，通常會(huì)在垃圾進(jìn)入反應(yīng)器前加入清水或循環(huán)回流水進(jìn)行稀釋?zhuān)越档蚑S。此時(shí)可在預(yù)處理階段設(shè)均漿工藝。經(jīng)過(guò)均漿后的垃圾物料再通過(guò)管道輸送入反應(yīng)器內(nèi)。式中Q——每天的垃圾處理量，Q=60t/d；T——每天的工作時(shí)間，T=20h；Q0=60/20=3(t/h)；（2）水解酸化經(jīng)過(guò)預(yù)處理的餐廚垃圾進(jìn)入水解酸化罐內(nèi)進(jìn)行水解酸化。在此之前，可以設(shè)置熱交換設(shè)備，使得垃圾在管道輸送過(guò)程中實(shí)現(xiàn)升溫，達(dá)到水解酸化所需溫度，從而避免反應(yīng)器內(nèi)溫度出現(xiàn)較大的起伏變化。

有機(jī)垃圾在反應(yīng)器內(nèi)經(jīng)過(guò)水和水解酸化菌的作用下，由塊狀，大分子有機(jī)物，逐步轉(zhuǎn)化成為小分子有機(jī)酸類(lèi)，同時(shí)釋放出二氧化碳，氫氣，硫化氫等氣體。水解酸化階段產(chǎn)生的有機(jī)酸主要是乙酸，丙酸，丁酸等。由于水解酸化過(guò)程進(jìn)行的很快，反應(yīng)器內(nèi)很快形成酸性環(huán)境，也就是說(shuō)pH值在降低。盡管水解酸化菌的耐酸性很好，當(dāng)pH值過(guò)低時(shí)，菌類(lèi)仍然會(huì)受到抑制，導(dǎo)致降解效果低下。為解決這一問(wèn)題，可向反應(yīng)器內(nèi)加入堿性物質(zhì)進(jìn)行中和，但堿性物質(zhì)的加入會(huì)增加鹽度，對(duì)厭氧發(fā)酵和沼液處理產(chǎn)生負(fù)面影響。此外為解決pH值過(guò)低的問(wèn)題，也可使用pH值較高（約8）的循環(huán)回流水進(jìn)行中和?；亓魉氖褂每刹糠纸鉀Q發(fā)酵后沼液處理問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)厭氧發(fā)酵廠(chǎng)內(nèi)的物質(zhì)循環(huán)利用。同時(shí)使用回流水也可補(bǔ)充部分養(yǎng)料及稀有金屬供給厭氧菌使用，避免菌類(lèi)因營(yíng)養(yǎng)缺乏引起的活性下降甚至死亡。

水解酸化階段產(chǎn)生的氣體中含有硫化氫，不能直接排放進(jìn)入空氣，經(jīng)過(guò)脫硫處理后氣體可直接排放或作其他用途。

水解酸化階段的溫度通?？刂圃?5℃-35℃，并且不會(huì)隨著產(chǎn)甲烷階段的溫度變化而改變。維持反應(yīng)器內(nèi)溫度可使用沼氣熱點(diǎn)聯(lián)產(chǎn)后產(chǎn)生的熱量實(shí)現(xiàn)去除垃圾中的大塊材料等，以利于后續(xù)處理。據(jù)經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)篩選選后大約1%的大塊無(wú)機(jī)物、0.6%有機(jī)物、2.0%可溶無(wú)機(jī)物和約0.5%其他無(wú)機(jī)物質(zhì)被選出，即：大塊無(wú)機(jī)物q1=Q0×1%=60×1%=0.6(t/h)有機(jī)物q2=Q0×0.6%=60×0.6%=0.36(t/h)可溶無(wú)機(jī)物q3=Q0×2%=60×2%=1.2(t/h)其他q4=Q0×0.5%=60×0.5%=0.3(t/h)則經(jīng)過(guò)篩選可分出的垃圾有：Q1=0.6+0.36+1.2+0.3=2.42(t/h)（3）產(chǎn)沼氣過(guò)程產(chǎn)甲烷階段也可稱(chēng)為產(chǎn)氣階段，這一階段是厭氧發(fā)酵的核心階段，厭氧發(fā)酵的主要產(chǎn)品都來(lái)自于這一階段，因此，控制好這一階段是控制好整個(gè)厭氧處理的關(guān)鍵。

水解酸化階段的產(chǎn)物如有機(jī)酸類(lèi)和溶解在液體中氫氣，二氧化碳等通過(guò)管道運(yùn)輸進(jìn)入產(chǎn)甲烷罐中，有機(jī)酸和氣體在反應(yīng)器內(nèi)被進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為甲烷氣體和二氧化碳?xì)怏w，由于硫化氫在水解酸化階段已經(jīng)釋放出去，在產(chǎn)甲烷階段的硫化氫產(chǎn)量很小，幾乎可忽略不計(jì)。

由于進(jìn)入產(chǎn)甲烷罐的物料為水解酸化后的有機(jī)酸，因此反應(yīng)器的可以適應(yīng)較高的有機(jī)負(fù)荷，同時(shí)縮短物料的停留時(shí)間。根據(jù)國(guó)外現(xiàn)有經(jīng)驗(yàn)表明，反應(yīng)器的有機(jī)負(fù)荷通常在3-4.5kgoTS/m3.d。沼氣產(chǎn)量可穩(wěn)定保持在700-900L/kgoTS之間，沼氣中甲烷濃度在60%-75%間。

影響厭氧發(fā)酵的因素有很多，如反應(yīng)器內(nèi)的溫度，pH值，進(jìn)料垃圾的碳氮比等，這些因素直接影響著厭氧降解的穩(wěn)定性。表3.6中列出了影響厭氧降解過(guò)程的各種因素及其工藝適宜值.餐廚垃圾經(jīng)過(guò)厭氧發(fā)酵理論上可以分選所有的有機(jī)物：Q2=Q0×1.58%=60×1.58%=0.948(t/h)（4）沼氣利用發(fā)酵后產(chǎn)生的沼氣中含有甲烷，二氧化碳，硫化氫，其他氣體等。甲烷氣具有可燃性，濃度通?？蛇_(dá)到60%-75%，沼氣通入熱電聯(lián)產(chǎn)發(fā)電機(jī)后可進(jìn)行發(fā)電，剩余的熱量可供垃圾處理設(shè)備自身使用。根據(jù)國(guó)外已有項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，處理能力為200噸/天的垃圾厭氧處理廠(chǎng)每天的沼氣產(chǎn)量可達(dá)到25000m3-30000m3，當(dāng)沼氣中的甲烷濃度為60%時(shí)，由此發(fā)出的電能約為60000kW.h/d-71000kW.h/。

除了直接燃燒發(fā)電之外，厭氧發(fā)酵后產(chǎn)生的沼氣還可以在經(jīng)過(guò)脫碳凈化后進(jìn)入城市煤氣生產(chǎn)企業(yè)，經(jīng)過(guò)加壓后進(jìn)入管網(wǎng)，供給居民日常生活使用。

隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，新能源汽車(chē)逐漸出現(xiàn)在市場(chǎng)之上。歐洲國(guó)家，如瑞典，德國(guó)等已經(jīng)出現(xiàn)了利用沼氣作為燃料的新能源汽車(chē)。如果能夠普及加注站點(diǎn)，沼氣也是十分優(yōu)越的新能源汽車(chē)燃料。篩上物主要是大塊無(wú)機(jī)物、塑料、部分有機(jī)物等dμ>50mm的物質(zhì)Q3=Q0×（20%+2.68%+3.13%）=30×25.81%=7.743(t/h)②篩下物為dμ<50mm的被破碎的無(wú)機(jī)物、有機(jī)物、玻璃及其他碎土等。（5）沼液，沼渣的處理及利用厭氧發(fā)酵后的剩余產(chǎn)物從發(fā)酵罐出來(lái)后仍然具有較高的含水率，并不能夠直接填埋，而是需要先經(jīng)過(guò)脫水處理。發(fā)酵剩余物經(jīng)過(guò)離心脫水后還會(huì)產(chǎn)生沼液及沼渣。沼液和沼渣中富含有氮，磷，鉀，微量元素等植物所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，可被用來(lái)作為有機(jī)肥料使用。

關(guān)于沼液制肥料的處理在國(guó)外已有成熟的技術(shù)，并且經(jīng)過(guò)實(shí)際應(yīng)用，效果良好，使得經(jīng)過(guò)處理后的沼液可以符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，直接作為液體肥料噴灑在農(nóng)田里。

脫水后剩余的沼渣經(jīng)過(guò)好氧堆肥后可作為成品肥料出售。在進(jìn)行好氧堆肥時(shí)通常要加入秸稈的物質(zhì)降低含水率并且補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。堆肥的時(shí)間大概在15-25天間，經(jīng)過(guò)堆肥后的肥料即可作為肥料在市場(chǎng)上出售。

這種利用發(fā)酵后剩余物的方式在歐洲厭氧發(fā)酵應(yīng)用廣泛的國(guó)家已經(jīng)得到驗(yàn)證，并獲得成功。依據(jù)我國(guó)農(nóng)業(yè)現(xiàn)狀，經(jīng)過(guò)處理后制得的有機(jī)肥料有比較廣泛的市場(chǎng)。

除此之外，沼液在經(jīng)過(guò)脫鹽，脫硫，脫氮，脫磷等處理后達(dá)標(biāo)排放。①輕組分主要粉塵、塑料紙張等Q4=Q0×（2.68%+3.13%）=60×5.81%=3.486(t/h)②重組分主要是有機(jī)物Q5=Q0×20%=60×20%=12(t/h)（6）廢油脂利用我國(guó)有著悠久的飲食文化傳統(tǒng)，各地美味佳肴數(shù)不勝數(shù)，菜肴中除了肉，蛋，蔬菜等食材外，還有烹制所加入的食用油。也就是說(shuō)，餐廚垃圾中除了含有大量的有機(jī)物外還存在油脂類(lèi)廢棄物，因此，在處理餐廚垃圾時(shí)應(yīng)對(duì)廢棄油脂采取相應(yīng)的解決辦法。

餐廚垃圾中的油脂是可以被厭氧發(fā)酵降解掉的，但脂肪的性質(zhì)決定了其厭氧降解過(guò)程十分緩慢，并且及易在反應(yīng)器內(nèi)與其它物質(zhì)形成黏度較大的懸浮物，影響設(shè)備的正常運(yùn)行。因此在厭氧發(fā)酵工藝中通常先去除餐廚垃圾中含有的大量油脂廢棄物，剩余的含有較少量油脂的餐廚垃圾進(jìn)入到發(fā)酵罐中進(jìn)行降解。

餐廚垃圾中的油脂部分通常在預(yù)處理階段通過(guò)油水分離的方式從垃圾中分離出去。這些油脂可以同回收的“地溝油”及廢食用油一起，經(jīng)過(guò)化學(xué)方法或生物方法處理后轉(zhuǎn)變?yōu)樯锊裼突蚱渌すI(yè)原料，可實(shí)現(xiàn)較好的經(jīng)濟(jì)效益。通過(guò)油脂的分離處理利用，既實(shí)現(xiàn)了廢棄資源的重新利用，產(chǎn)生較好的經(jīng)濟(jì)回報(bào)，又能夠從源頭上消除“地溝油”的生產(chǎn)，使得“地溝油”不再回到人們的餐桌上，保證食品安全，避免人們的身體健康受到危害。餐廚垃圾分主要對(duì)選擇性破碎機(jī)篩下物進(jìn)行進(jìn)一步分選，篩下物中主要有無(wú)機(jī)物、部分有機(jī)物、碎玻璃等。選擇篩孔為10×10㎜。①篩上為dp〉10㎜的有機(jī)物Q6=Q0×34.3%=60×34.3%=20.58(t/h)篩下物為細(xì)小不可溶無(wú)機(jī)物和碎玻璃Q7=Q0×（31.3%+0.6%+2.31%）=60×34.21%=20.526(t/h)（7）廢物的全過(guò)程總的質(zhì)量為Q總=Q1+Q2+Q4+Q5+Q6+Q7=1.23+0.474+1.743+6+10.29+10.263=30(t/h)6.3工藝流程垃圾儲(chǔ)倉(cāng)是用來(lái)暫時(shí)儲(chǔ)放進(jìn)入處理系統(tǒng)的垃圾并用來(lái)調(diào)節(jié)處理設(shè)備的處理量。儲(chǔ)料倉(cāng)的容量應(yīng)根據(jù)計(jì)劃收入分選廠(chǎng)的垃圾量、設(shè)備的操作計(jì)劃等因素來(lái)決定。通常儲(chǔ)料倉(cāng)的容量應(yīng)可提供兩天的最大處理量。工藝流程如下：

1）機(jī)械化預(yù)處理過(guò)程

2）水解酸化過(guò)程

3）發(fā)酵產(chǎn)氣過(guò)程

4）沼氣發(fā)電過(guò)程

5）發(fā)酵后沼液，沼渣處理利用過(guò)程

6）廢棄油脂處理再利用過(guò)程（可選）（1）機(jī)械化預(yù)處理過(guò)程餐廚垃圾經(jīng)收運(yùn)車(chē)輛運(yùn)輸后到達(dá)處理場(chǎng)，處理過(guò)程的開(kāi)端是物料接收池。垃圾被直接傾倒入接收池內(nèi)，經(jīng)過(guò)螺旋輸送器運(yùn)送至粉碎分揀裝置，在這個(gè)輸送過(guò)程中可實(shí)現(xiàn)破袋，粗粉碎等過(guò)程。

根據(jù)不同工藝設(shè)計(jì)，破袋后的垃圾原料可進(jìn)行除油分離處理。油脂在垃圾中以游離態(tài)和固態(tài)存在。游離態(tài)的油脂可通過(guò)油水分離去除，固態(tài)油脂經(jīng)過(guò)高溫析出，以游離態(tài)存在，再經(jīng)過(guò)油水分離去除。分離出來(lái)的油脂可作為工業(yè)原料制取具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的產(chǎn)品，剩余的廢水仍然具有較高的有機(jī)物含量，進(jìn)入發(fā)酵系統(tǒng)發(fā)酵，制取沼氣

分揀粉碎階段主要是實(shí)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，上海聞源環(huán)境公司引進(jìn)德國(guó)先進(jìn)設(shè)備，在同一設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中可同時(shí)實(shí)現(xiàn)以上這三個(gè)目的，能夠極大地提高處理效率，優(yōu)化處理結(jié)果，降低運(yùn)行成本。經(jīng)過(guò)粉碎分揀后分離出來(lái)的雜質(zhì)進(jìn)入衛(wèi)生填埋場(chǎng)填埋，雜質(zhì)的去除率可達(dá)99%。分揀出來(lái)的輕重物質(zhì)主要是有機(jī)合成物及金屬物等，可回收再利用，創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)價(jià)值，實(shí)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。

經(jīng)過(guò)粉碎分揀后的垃圾物料再次進(jìn)行高溫殺菌消毒處理，這是影響到垃圾處理后沼液，沼渣作為有機(jī)肥料使用能否達(dá)標(biāo)的重要過(guò)程。我公司嚴(yán)格按照歐洲現(xiàn)行針對(duì)非食用類(lèi)動(dòng)物副產(chǎn)品殺菌消毒標(biāo)準(zhǔn)（EG1774/2002）對(duì)餐廚垃圾進(jìn)行殺菌消毒處理，餐廚垃圾在70℃高溫下經(jīng)過(guò)1個(gè)小時(shí)的下毒，避免由此而產(chǎn)生的危害人類(lèi)健康，導(dǎo)致自然界污染等情況的產(chǎn)生，完全做到餐廚垃圾的無(wú)害化，無(wú)毒化處理。β——儲(chǔ)存時(shí)間，d；q——最大日處理量，t/d； ——有效容積系數(shù)，在0.8～0.9之間；——垃圾有效密度（有效密度系數(shù)在1.1～1.3），；V=2×600/（0.85×1.2）=1176.47m3取V=1200m3（2）水解酸化過(guò)程經(jīng)過(guò)一系列機(jī)械化預(yù)處理過(guò)程后，餐廚垃圾被制成均質(zhì)漿液，漿液被泵入水解罐內(nèi)進(jìn)行水解酸化處理。水解酸化是整個(gè)有機(jī)物厭氧降解開(kāi)始，有機(jī)物在水解罐內(nèi)被從大分子水解開(kāi)，逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橹行》肿拥挠袡C(jī)酸，同時(shí)伴隨釋放出部分氣體。餐廚垃圾的水解酸化有厭氧菌類(lèi)參與，由于水解酸化菌類(lèi)發(fā)揮最佳活性的環(huán)境條件與產(chǎn)甲烷菌類(lèi)發(fā)揮最佳活性的環(huán)境條件有較大差別，因此為實(shí)現(xiàn)最佳的降解效果，本工藝設(shè)計(jì)為水解酸化過(guò)程與產(chǎn)甲烷過(guò)程分別獨(dú)立進(jìn)行的兩相發(fā)酵過(guò)程，避免出現(xiàn)其他單相工藝容易出現(xiàn)的反應(yīng)器內(nèi)酸化，導(dǎo)致整個(gè)厭氧降解過(guò)程受到抑制的不利情況。最大限度的保證厭氧發(fā)酵過(guò)程的穩(wěn)定性。

兩相厭氧發(fā)酵工藝在德國(guó)眾多有機(jī)垃圾厭氧降解工程中得到應(yīng)用。由于實(shí)現(xiàn)了不同降解過(guò)程的獨(dú)立進(jìn)行，大大提高的整體的厭氧降過(guò)程的穩(wěn)定性，同時(shí)也提高了產(chǎn)氣效果，增加收益。垃圾儲(chǔ)倉(cāng)體積V,；長(zhǎng)度a，m；寬度b，m；深度c，m；則：取a=25m，b=6m，c=8mV=25×6×8=1200m3（3）產(chǎn)沼氣過(guò)程經(jīng)過(guò)水解酸化過(guò)程后產(chǎn)生的有機(jī)酸類(lèi)物質(zhì)通過(guò)管道輸送進(jìn)入發(fā)酵罐中，在適當(dāng)?shù)臏囟?，pH值等條件下，在產(chǎn)甲烷菌類(lèi)的作用下進(jìn)一步降低分子數(shù)最終轉(zhuǎn)化成為甲烷。這一過(guò)程是整個(gè)餐廚垃圾厭氧發(fā)酵的核心過(guò)程，從技術(shù)角度講，是否能夠控制好產(chǎn)氣過(guò)程，將會(huì)決定一個(gè)餐廚垃圾處理項(xiàng)目的成敗。

本工藝采用帶有中央攪拌器的完全混合式發(fā)酵罐，圓柱形罐體，材質(zhì)為帶玻璃纖維內(nèi)襯鋼制，具有效率高、穩(wěn)定性強(qiáng)、產(chǎn)氣效果好、使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。發(fā)酵罐有機(jī)負(fù)荷可達(dá)3.5kgoTS/m3.d，垃圾中有機(jī)物的降解率可達(dá)88%，而通常厭氧發(fā)酵中有機(jī)物的降解率只有65%-75%。發(fā)酵罐體積為有機(jī)物降解率的提高意味著單位重量垃圾經(jīng)過(guò)過(guò)發(fā)酵后沼氣產(chǎn)量的提高，本工藝中每噸餐廚垃圾可產(chǎn)沼氣207.6m3,目前年國(guó)內(nèi)投入運(yùn)行的餐廚垃圾厭氧處理廠(chǎng)每噸垃圾的沼氣產(chǎn)量?jī)H為86.4m3。本工藝在產(chǎn)氣能力是該項(xiàng)目的2.4倍。

1)物料在發(fā)酵罐內(nèi)的分布更加均勻

2)發(fā)酵罐內(nèi)溫度、pH值的分布更加均勻

3)避免發(fā)酵罐內(nèi)出現(xiàn)沉淀

4)攪拌死角更小

5)維修更換方便快捷

6)能耗較低

此外，本工藝獨(dú)創(chuàng)性地采用了再發(fā)酵技術(shù)。即在發(fā)酵罐后單獨(dú)設(shè)立再發(fā)酵罐。經(jīng)過(guò)發(fā)酵后的物質(zhì)進(jìn)入再發(fā)酵罐中再次降解，最大限度的提高垃圾原料中有機(jī)物質(zhì)的降解率，從而提高沼氣的產(chǎn)量，增加發(fā)電量，獲取更多的經(jīng)濟(jì)利益。

位于再發(fā)酵罐頂部還安裝有雙層膜沼氣儲(chǔ)柜，該氣柜具有重量輕，容量大，耐腐蝕，壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。并且在氣柜中配有測(cè)量控制設(shè)備，可以時(shí)時(shí)監(jiān)控沼氣的生產(chǎn)情況及沼氣品質(zhì)，通過(guò)相應(yīng)的控制閥門(mén)對(duì)進(jìn)入沼氣發(fā)電機(jī)的氣量進(jìn)行控制調(diào)節(jié)，保證發(fā)電機(jī)組能夠連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。垃圾在儲(chǔ)料坑內(nèi)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)（一般超過(guò)2天）便會(huì)有滲濾液產(chǎn)出，所以坑底部必須鋪設(shè)有排水坡度流向垃圾滲出水坑收集滲濾液，排水坡度取1%。6.4沼氣發(fā)電過(guò)程本工藝設(shè)計(jì)厭氧裝置產(chǎn)氣量約為432.45m3/h，經(jīng)過(guò)發(fā)電機(jī)組后每年可發(fā)電約800萬(wàn)度，按照北京市普通三口之家每年用電2400度電計(jì)算，厭氧產(chǎn)沼氣發(fā)出的電量可以滿(mǎn)足約3000多個(gè)普通三口之家一年的用電需求。

除發(fā)電利用外，產(chǎn)生的沼氣在經(jīng)過(guò)提純凈化處理符合國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)后，還可以進(jìn)入城市市政天然氣管道作為家用燃?xì)馐褂?，或是作為清潔汽?chē)原料使用。在德國(guó)，瑞典等國(guó)已經(jīng)有數(shù)量眾多的此類(lèi)車(chē)用燃?xì)庹就度胧褂茫蓪?shí)現(xiàn)溫室氣體的減排，延緩溫室效應(yīng)，改善環(huán)境。設(shè)計(jì)時(shí)一般取45~55min/h（取50）。機(jī)器供給能力由下式計(jì)算：=30t/h式中—機(jī)器供給能力，t/h；P—運(yùn)行一次起量，1.37t；N—1小時(shí)內(nèi)機(jī)器實(shí)際工作時(shí)間，0.83h/h；T—機(jī)器運(yùn)行周期，0.038h；吊車(chē)工藝參數(shù)如表6-2-1：表6-2-1工藝參數(shù)項(xiàng)目參數(shù)設(shè)計(jì)依據(jù)項(xiàng)目參數(shù)設(shè)計(jì)依據(jù)數(shù)量噸位跨度2臺(tái)1.50t20m垃圾最大日處理量單次容量?jī)?chǔ)料坑跨度運(yùn)行周期實(shí)際運(yùn)行時(shí)間供給能力143s50min/h30t/h運(yùn)行各種動(dòng)作的速度容具的容量6.5發(fā)酵后沼液，沼渣處理利用過(guò)程厭氧發(fā)酵后產(chǎn)物中仍然含有部分有機(jī)物，同時(shí)含有大量的氮，磷，鉀以及微量元素。這些元素是植物生長(zhǎng)所必需的優(yōu)質(zhì)營(yíng)養(yǎng)成分，如果白白放棄十分可惜，形成極大的資源浪費(fèi)。

目前在歐洲，發(fā)酵后產(chǎn)物直接被用作農(nóng)業(yè)肥料適用，餐廚垃圾處理廠(chǎng)周邊的農(nóng)戶(hù)將這些產(chǎn)物用車(chē)輛運(yùn)走，直接噴灑在自家的田地上，節(jié)省了購(gòu)買(mǎi)肥料的經(jīng)費(fèi)。做到了垃圾的減量化處理。

在我國(guó)，由于條件所限，這種發(fā)酵后產(chǎn)物的利用方式目前還不能得到大范圍推廣使用，本工藝設(shè)計(jì)了發(fā)酵后產(chǎn)物脫水處理過(guò)程，解決發(fā)酵后產(chǎn)物問(wèn)題。

經(jīng)過(guò)脫水后產(chǎn)生了含水量極高的沼液（99%）以及含水量相對(duì)較低的沼渣（65%）。沼液經(jīng)過(guò)脫氮等處理達(dá)標(biāo)后可直接排放，沼渣可繼續(xù)制成固體肥料或營(yíng)養(yǎng)土，可廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)、水果蔬菜種植業(yè)、市政園林、沙化土壤改良、重金屬污染土壤治理后恢復(fù)等多個(gè)領(lǐng)域。6.6廢棄油脂處理再利用過(guò)程廢棄油脂主要是指餐飲企業(yè)，食堂廢棄物中的油脂部分，使用過(guò)的食用油以及餐廚垃圾中含有的油脂部分。這其中前面兩種就是人們常說(shuō)的“地溝油”的主要來(lái)源。不法商販通過(guò)各種手段將這些廢棄的油脂回收，加工煉制成為廉價(jià)食用油，重新流入市場(chǎng)回到人們的餐桌上，進(jìn)入人體危害人們的身體健康。

本工藝在處理餐廚垃圾的同時(shí)考慮到“地溝油”的危害性，設(shè)計(jì)了廢棄油脂的處理再利用工藝，將分離出來(lái)的餐廚垃圾中的油脂與“地溝油”共同處理。油脂在餐廚垃圾中以游離態(tài)和固態(tài)存在。游離態(tài)的油脂通常與餐廚垃圾中的水份混合在一起，這部分油脂的分離可采用油水分離的方式，根據(jù)水與油的密度不同，利用溫度的高低變化，實(shí)現(xiàn)油從水相中的分離。固態(tài)油脂通常是指肉類(lèi)中含有的脂肪，以固態(tài)形式存在，不能夠利用油水分離方式析出。采用高溫析出的方法，使固態(tài)的脂肪形態(tài)改變，以游離態(tài)存，再經(jīng)過(guò)油水分離去除。分離出來(lái)的油脂可作為工業(yè)原料制取具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的產(chǎn)品，如生物柴油等。分離后剩余的廢水仍然具有較高的有機(jī)物含量，再次進(jìn)入發(fā)酵系統(tǒng)發(fā)酵，與原有的餐廚垃圾混合，制取沼氣。

化學(xué)原理上講，油脂類(lèi)物質(zhì)是高級(jí)脂肪酸甘油酯，通過(guò)化學(xué)酯交換反應(yīng)或生物酶合成反應(yīng)可將油脂轉(zhuǎn)化為生物柴油。生物柴油是清潔可再生能源，具有硫含量低，燃燒后含硫廢氣排放少，燃燒性好，安全性好等優(yōu)點(diǎn)，可作為鍋爐，渦輪機(jī)，柴油機(jī)等的燃料使用。加之生物柴油具有獨(dú)特的可再生性，可以說(shuō)取之不盡，用之不竭，應(yīng)用前景極為廣闊。油脂厭氧機(jī)其機(jī)身主體的形狀是用篩板做成的圓筒，工作過(guò)程中既有破碎又有篩分的作用，并能達(dá)到選分的作用。（1）選型根據(jù)垃圾破碎