餐厨垃圾处理技术教案.doc

餐厨垃圾处理特点与处理技术1餐厨垃圾性质1.1餐厨垃圾来源及特点餐厨垃圾是食物垃圾中最主要的一种，包括家庭、学校、食堂及餐饮行业等产生的食物加工下脚料(厨余)和食用残余(泔脚)。

其成分复杂，是油、水、果皮、蔬菜、米面，鱼、肉、骨头以及废餐具、塑料、纸巾等多种物质的混合物。

我国餐厨垃圾数量十分巨大，并呈快速上升趋势。

餐厨垃圾具有显著的危害和资源的二重性，其特点可归纳为：⑴含水率高，可达80% - 95%⑵盐分含量高，部分地区含辣椒，醋酸高⑶有机物含量高，蛋白质，纤维素，淀粉，脂肪等⑷富含氮，磷，钾，钙及各种微量元素⑸存在有病原菌，病原微生物⑹易腐烂，变质，发臭，滋生蚊蝇1.2餐厨垃圾的危害性餐厨垃圾目前在很多城市尚未进行规范化管理，收集容器摆放地环境脏乱，孳生和招引蚊、蝇、鼠、蟑螂等害虫，易传染疾病，危害人民的身体健康。

垃圾收集地附近容易产生难闻气味，引起人们感官上的反感；由于餐厨垃圾含水量较高的特性，在运输的过程中存在一系列问题。

运输车辆不规范，易发生餐厨垃圾外漏和倾洒，严重影响市容、市貌和交通；我国传统直接将餐厨垃圾作为生猪的饲料。

城市餐饮企业的垃圾多被养殖户收集，作为养殖饲料直接使用，垃圾未经处理进入人类食物链，危及人民群众的身体健康；同时地沟油也被收集起来重新炼制成为廉价食用油，在市场上再次流通，危害人民群众的身体健康。

餐厨垃圾喂养生猪的危害：餐厨垃圾中含有大量人畜共患传染病的病原微生物，不但容易引起动物感染病毒，还容易造成人体感染口蹄疫、肝炎等疾病。

猪食用后极易感染和诱发各种疾病，势必加大对病猪的用药剂量，从而会加大抗生素类药物的残留，通过猪肉进入人体，容易对人体健康造成危害。

餐厨废弃物，已受到铝、汞、镉等重金属以及有机化合物、苯类化合物的污染，被猪食用后，有害物质蓄积在猪的脂肪、肌肉等组织里，人食用到一定程度后，就会导致肝脏、肾脏等系统免疫功能下降。

近年来，为了规范畜禽养殖行为，防止畜禽疫病和有毒有害物质的残留对人体的危害，防止畜禽养殖污染，促进畜牧养殖业可持续发展，餐厨垃圾饲喂生猪受到很大限制，如《上海市畜禽养殖管理办法》明确规定禁止使用饭店厨房的泔脚垃圾、食品加工过程中产生的动物制品废弃物饲喂畜禽，对违反规定的养殖行为将予以严厉处罚地沟油的危害：地沟油组分复杂，含有黄曲霉素、苯等有毒物质，长期食用会造成肿瘤等慢性疾病的发生甚至致癌，如胃的肿瘤、肝的肿瘤。

如果任其排放的话，地沟油在水体中经过复杂的生物化学反应，产生一系列组成复杂的醛、酸等具有恶臭的物质，同时容易堵塞污水管道，造成污水反水。

地沟油污染地下水，消耗水体氧气，造成水体富营养化，滋生蚊子、苍蝇等害虫；废弃食用油脂流入江河，容易导致鱼虾等由于缺氧而窒息。

1.3 餐厨垃圾的资源性餐厨垃圾是动植物原料经过加工后产生的，其中富含有机物质，有机物中蕴含有大量的能量，如果餐厨垃圾只是被简单的填埋在垃圾填埋场中，这些能量就被白白的浪费掉了。

随着我国经济的快速发展及经济结构的调整，对能源，特别是绿色可再生能源的需求越来越迫切，高效合理地将蕴藏在垃圾中的能源重新利用起来，将会部分满足这种能源需求。

2 餐厨垃圾处理技术简介2.1概述目前餐厨垃圾处理的主要技术包括填埋、焚烧、厌氧消化、好氧堆肥、直接烘干作饲料和微生物处理技术，下面对以上几种技术介绍如下：2.2填埋处理技术餐厨垃圾填埋处理技术在国内尚无成功应用的先例，其主要优缺点如下：其优点是处理量大，运行费用低；工艺相对较简单。

其缺点是占用大量土地，耗用大量征地等费用；填埋场占地面积大，处理能力有限，服务期满后仍需新建填埋场，进一步占用土地资源；餐厨垃圾的渗出液会污染地下水及土壤，垃圾堆放产生的臭气严重影响空气质量，形成不可逆的对周围大范围的大气及水土的二次污染；没有对垃圾进行资源化处理。

在当前土地资源紧缺、人们对环境影响的关注度越来越高的大前提下，填埋处理技术明显不适合我国餐厨垃圾的实际情况，因此不做详细介绍。

但作为餐厨垃圾分选处理后不适宜生化处理的物料一种最终处理手段，是餐厨垃圾处理的一个必要环节。

2.3焚烧处理技术焚烧是垃圾中的可燃物在焚烧炉中与氧进行燃烧过程，焚烧处理量大，减容性好，焚烧过程产生的热量用来发电可以实现垃圾的能源化。

但由于餐厨垃圾70%以上为液体部分，热值较低，不适合用来发电；同时燃烧会产生烟气等大量有害气和有害烧结渣等固体残渣，从一种污染转化为另一种更为严重、更为广泛的污染。

与填埋技术一样，餐厨垃圾焚烧处理技术在国内也没有成功应用的先例，其主要优缺点如下：其优点是焚烧处理量大，减容性好；热量用来发电可以实现垃圾的能源化。

其缺点是对垃圾低位热值有一定要求；餐厨垃圾水分含量高会增加焚烧燃料的消耗，增加处理成本；焚烧厂垃圾贮坑储存，会增加坑内的浸出水量。

由于生活习惯不同及餐厨垃圾收集分类程度的不同，我国餐厨垃圾与国外餐厨垃圾差异较大，其特点是热值低、含水量高，很难进行焚烧处理，另外焚烧处理投资过高，国内外应用经验较少，不是餐厨垃圾处理的主流技术。

2.4厌氧消化处理技术厌氧消化基本原理：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。

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。

国内应用代表工艺：Biomax厌氧消化处理工艺。

工艺流程与质量平衡：餐厨垃圾厌氧消化主体工艺流程见下图。

餐厨垃圾处理系统主要包括以下几个部分：●进料与预处理单元；●厌氧消化单元；●残渣脱水单元；●生物气利用单元。

收运来的餐厨垃圾中通常会含有一定量的干扰物质，如纸张，金属，骨头等。

这些物质在厌氧发酵过程中不能被降解，因此应在预处理阶段被分选出去。

纸张和金属类物质可循环利用，其他的物质进入填埋场进行卫生填埋。

分选后的餐厨垃圾中仍然含有颗粒较大的物质，如水果，蔬菜，肉块等。

颗粒较大的垃圾在输送管道内输送或在容器内搅拌时可能对设备的稳定运行产生影响，同时颗粒较大的物质比表面积较小，这样会使得垃圾颗粒在反应器内与厌氧菌的接触面积减小，降低厌氧发酵降解效果。

为增强处理过程中设备运行的稳定性以及提高厌氧发酵的效果，在进行分拣后，餐厨垃圾通常需再进行粉碎处理，粉碎后的垃圾颗粒根据不同工艺要求不同，通常情况下颗粒大小在10mm左右。

粉碎后的垃圾可进行固液分离。

餐厨垃圾在经过了分选、粉碎后仍然含有一些颗粒较小，但是在厌氧反应器中不能够被降解掉的固体物质，如细砂等。

这些固体物质进入反应器后通过内部搅拌，会磨损反应器和搅拌器，降低设备使用寿命。

长时间运行时，还会在反应器底部形成堆积，降低反应器的有效是使用体积。

通过固液分离可使得这部份固体物质从垃圾中分离出去，只剩下可降解物质进入反应器，从而提高厌氧发酵罐的工作效率，保证产气稳定，进而保证整个厌氧装置的高效稳定运行。

当餐厨垃圾的干物质含量（TS）高于反应器设计进料TS时，通常会在垃圾进入反应器前加入清水或循环回流水进行稀释，以降低TS。

此时可在预处理阶段设均浆工艺。

经过均浆后的垃圾物料再通过管道输送入反应器内。

（2）水解酸化经过预处理的餐厨垃圾进入水解酸化罐内进行水解酸化。

在此之前，可以设置热交换设备，使得垃圾在管道输送过程中实现升温，达到水解酸化所需温度，从而避免反应器内温度出现较大的起伏变化。

有机垃圾在反应器内经过水和水解酸化菌的作用下，由块状、大分子有机物，逐步转化成为小分子有机酸类，同时释放出二氧化碳，氢气，硫化氢等气体。

水解酸化阶段产生的有机酸主要是乙酸，丙酸，丁酸等。

由于水解酸化过程进行的很快，反应器内很快形成酸性环境，也就是说pH值在降低。

尽管水解酸化菌的耐酸性很好，当pH值过低时，菌类仍然会受到抑制，导致降解效果低下。

为解决这一问题，可向反应器内加入碱性物质进行中和，但碱性物质的加入会增加盐度，对厌氧发酵和沼液处理产生负面影响。

此外为解决pH值过低的问题，也可使用pH值较高（约8）的循环回流水进行中和。

回流水的使用可部分解决发酵后沼液处理问题，实现厌氧发酵厂内的物质循环利用。

同时使用回流水也可补充部分养料及稀有金属供给厌氧菌使用，避免菌类因营养缺乏引起的活性下降甚至死亡。

水解酸化阶段产生的气体中含有硫化氢，不能直接排放进入空气，经过脱硫处理后气体可直接排放或作其他用途。

水解酸化阶段的温度通常控制在25℃-35℃，并且不会随着产甲烷阶段的温度变化而改变。

维持反应器内温度可使用沼气热点联产后产生的热量实现。

⑶产甲烷产甲烷阶段也可称为产气阶段，这一阶段是厌氧发酵的核心阶段，厌氧发酵的主要产品都来自于这一阶段，因此，控制好这一阶段是控制好整个厌氧处理的关键。

水解酸化阶段的产物如有机酸类和溶解在液体中氢气，二氧化碳等通过管道运输进入产甲烷罐中，有机酸和气体在反应器内被进一步转化为甲烷气体和二氧化碳气体，由于硫化氢在水解酸化阶段已经释放出去，在产甲烷阶段的硫化氢产量很小，几乎可忽略不计。

由于进入产甲烷罐的物料为水解酸化后的有机酸，因此反应器的可以适应较高的有机负荷，同时缩短物料的停留时间。

根据国外现有经验表明，反应器的有机负荷通常在3 - 4.5 kg TS/m3.d 。

沼气产量可稳定保持在700 - 900 L/kg TS 之间，沼气中甲烷浓度在60%-75%间。

影响厌氧发酵的因素有很多，如反应器内的温度，pH值，进料垃圾的碳氮比等，这些因素直接影响着厌氧降解的稳定性。

表3.6中列出了影响厌氧降解过程的各种因素及其工艺适宜值表2.1 厌氧降解影响因素及其工艺适宜值⑷沼气利用沼气自生物反应器产生后，会先行通过化学脱硫系统将其中的硫化氢去除，由于硫化氢具有非常强的腐蚀性，为了保护热电联产系统，因此需要去除生物气体中的硫化氢。

净化的生物气体会先送到沼气储罐。

储罐设有高压保护系统，同时还设有冷凝水的收集系统。

在沼气储罐内的生物气体，部分会通过风机输送到热电联产系统，部分会经过压缩后回流到生物反应器内作为搅拌气体使用。

除了直接燃烧发电之外，厌氧发酵后产生的沼气还可以在经过脱碳净化后进入城市煤气生产企业，经过加压后进入管网，供给居民日常生活使用。

随着技术的不断进步，新能源汽车逐渐出现在市场之上。

欧洲国家，如瑞典，德国等已经出现了利用沼气作为燃料的新能源汽车。

如果能够普及加注站点，沼气也是十分优越的新能源汽车燃料。

厌氧消化处理技术优缺点:其优点是具有高的有机负荷承担能力；能回收生物质能。