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1、厨余垃圾干式厌氧沼气工艺 上海闻源环境科技有限公司 一 干式厌氧技术现状一 干式厌氧技术现状 1 干式厌氧技术简介 干式发酵是指以固体有机废物 其总固体浓度TS达到20 30 为原料 没有或几乎没有自由流动水的条件下进行的沼气发酵的一种工艺 是一种新 生的废物循环利用的方法 与湿式厌氧发酵技术相比 干式发酵具有很多明 显的优势 1 提高了容积产气率 干发酵 TS 通常在 15 以上 含水量较少 使 得有机质浓度也较高 从而提高了容积产气率 2 节约用水 3 后处理容易 几乎没有废水的排放 且发酵后的剩余物中只有沼渣 可直接作为有机肥利 用 产生的沼气中含硫量低 无需脱硫 可以直接利用 4 运行
2、费用低 过程稳 定 干发酵工艺不会存在如湿法发酵中出现的浮渣 沉淀等问题 干发酵 了受到国内外广大研究者的关注 使其在处理城市生活垃圾和农林残余物等 方面得到了广泛的重视 在畜禽粪便处理 秸杆制气 餐厨垃圾处理等方 面有很好的应用前景 干发酵目前在国外是热点和趋势 相对于我们传统的湿发酵来说 干 发酵技术具有三大优点 原料适应性较广 容积产出率较高 整个发沼 过程当中没有沼液外排 避免二次污染 除农业秸秆 畜禽粪便以外 干 发酵还可以针对有机垃圾 餐厨垃圾 以及其它农产品废弃物进行处理发 酵 干式发酵与湿式发酵的比较表 基准基准干发酵干发酵湿发酵湿发酵 物料特征物料特征含固率 50 含固率 1
3、3 关键技术关键技术传质均质 技术难点技术难点搅拌混合 启动浮渣 沉降 分层 工程特点工程特点系统简单 容易实现模 块化 工程复杂 多段连续运行 过程能耗过程能耗能耗低能耗高 能量密度能量密度高低 技术要素技术要素固体物质处理水处理 二次污染二次污染无问题较多 2 国外干式厌氧技术简介 有机废弃物干式厌氧发酵技术最早起源于欧洲 从 20 实际 40 年代起 欧洲一些发达国家就开始尝试研究和使用干式厌氧消化技术 到 20 世纪 80 年代 干式厌氧消化技术在德国 荷兰 瑞士和比利时等欧洲国家开始市 场化应用 目前比较成熟的工艺有比利时的 Dranco 法国的 Valorga 和德 国的 STRA
4、BAG 3 国内干式厌氧技术现状 在中国 主要的垃圾处理还是以传统的粗放式的焚烧和掩埋为主的处 理方式 这种垃圾处理方式会产生比较多的副作用 对大气和水资源造成 威胁 干式厌氧发酵技术有望成为打破 垃圾围城 瓶颈的新突破口 干 式厌氧发酵技术可采用灵活多样的发酵基质 在处理餐厨垃圾 厨余垃圾 绿色垃圾 生物垃圾 城市固废碎片 能源作物 粪肥 杂草 秸秆 污 泥的各种垃圾废水领域都可以广泛使用 这种技术 以其节能减排 最大 的限度的回收利用资源的优势 广泛的应用于垃圾处理的各个领域 我国现今能源短缺 发展低碳经济 循环经济已成为世界性潮流 厌氧 干式发酵技术在各种固体有机废弃物资源化利用上具有一
5、定的技术优势 而国内关于干式厌氧发酵的研究起步较晚 目前绝大部分工艺还处在实验 研究阶段 仍有巨大的研究空间和市场空间 二 二 国内垃圾分类现状国内垃圾分类现状 2016 年 12 月 21 日 习近平总书记在中央财经领导小组第十四次会议 上讲话指出 普遍推行垃圾分类制度 关系 13 亿多人生活环境改善 关系 垃圾能不能减量化 资源化 无害化处理 要加快建立分类投放 分类收 集 分类运输 分类处理的垃圾处理系统 形成以法治为基础 政府推动 全民参与 城乡统筹 因地制宜的垃圾分类制度 这个讲话不仅仅是把垃 圾分类工作的重要性提升到了一个前所未有的高度 更是明确了推行垃圾 分类制度的意义 方法和工
6、作模式 17 年来的试点和努力践行 为什么社会各界对垃圾分类的工作效果 仍然不满意呢 一 减量效果不明显 从清运量来看 这些试点城市的垃圾清运量还是逐年上升的 真实原 因是这些城市的人口每年在递增 根据民盟广东省委科技委员会在 完善 生活垃圾处理服务供给的建议 中所述 广州 深圳等城市人口数量也 将以一定增速增大 加上电子商务与快递业的飞速发展导致产业结构和生 产 消费方式改变 在生产者责任流失情况下 生活垃圾产量和处理量都 将以与国民经济增速相近甚至更高的速率增大 而国内的城市垃圾处理 能力的财政投入的统计口径 仍是以城市户籍人口数来核算的 这样一来 处理设施的建设速度跟不上生活垃圾处理量的
7、增速 处理设施建设不足 而人们产生的垃圾量在原来基础上多了许多 致使部分城市生活垃圾处理 形势十分严峻 而面对日增的生活垃圾 想通过源头分类的单一方式达到 减量目的 肯定不太切实 二 分类收运和处理脱节 由于环卫系统的收运车辆只对接末端处置设施 如卫生填埋 焚烧 所以 前端分类后 指望着由环卫清运车一并完成分流收运和分类处理 太过 理想化 环卫清运和中转站的职责是 日产日清 减少生活垃 圾在社区街道的滞留时间 所以 分好类的生活垃圾只能由专项资源再利 用公司来收运处理 比如社区产生的大件垃圾 收集到的电池类有害垃圾 和分好的厨余垃圾等 但目前的情况是 厨余垃圾集中处理设施建设缺乏 分散就地处理
8、的运营费用高 难以为继 有害垃圾处理及监管还是个空白 大件垃圾收运成本过高 现阶段 可以依托产业园区或利用现有的末端处 理设施厂站 针对不同的废弃物 建立后端处理厂 在收运环节通过智慧 环卫收运模式等管理手段优化运输物流 将分类收运和分类处理有效结合 17 年来 全国环卫工作主管部门及各地环卫作业部门 一直发扬着勇于 担当的城市建设者精神 对城市生活垃圾分类工作机制和分类处理模式 做出了艰苦卓绝的探索和尝试 为现如今的垃圾分类工作制度的总体框架 构建 分类投放 分类收集 分类运输 分类处理 奠定了理论和实践 的基础 功不可没 但同时 我们也要认识到 城市生活垃圾分类需要多 部门协调 多渠道资金
9、支持 多方主体参与 多元化市场支撑 特别是要 促进分类投放 分类收集 运输和分类处理及利用的有效衔接 总之 垃 圾分类是全社会的共同事业 也是城市生态文明建设努力的方向 三 配合垃圾分类的末端处置工艺有待新的尝试 2017 年 1 月 国务院印发的 十三五 节能减排综合工作方案 大 力发展循环经济 推动园区循环化改造 加强城市废弃物处理和大宗固体 废弃物综合利用 实施节能 循环经济 主要大气污染物和主要水污染物 减排等重点工程 加强城市废弃物规范有序处理 推动餐厨废弃物 建筑垃圾 园林废弃物 城市污泥和废旧纺织品等城市典型废弃物集中处 理和资源化利用 推进燃煤耦合污泥等城市废弃物发电 选择 5
10、0 个左右地 级及以上城市规划布局低值废弃物协同处理基地 完善城市废弃物回收利 用体系 到 2020 年 餐厨废弃物资源化率达到 30 牵头单位 国家发 展改革委 住房城乡建设部 参加单位 环境保护部 农业部 民政部 国管局 中直管理局等 在中国 主要的垃圾处理还是以传统的粗放式的焚烧和掩埋为主的处理 方式 这种垃圾处理方式会产生比较多的副作用 对大气和水资源造成威 胁 干式厌氧发酵技术有望成为打破 垃圾围城 瓶颈的新突破口 干式 厌氧发酵技术可采用灵活多样的发酵基质 在处理餐厨垃圾 厨余垃圾 绿色垃圾 生物垃圾 城市固废碎片 能源作物 粪肥 杂草 秸秆 污 泥的各种垃圾废水领域都可以广泛使用
11、 这种技术 以其节能减排 最大 的限度的回收利用资源的优势 广泛的应用于垃圾处理的各个领域 三 三 厨余垃圾的特点厨余垃圾的特点 狭义的厨余垃圾是有机垃圾的一种 分为熟厨余包括剩菜 剩饭 菜叶 生厨余垃圾包括果皮 蛋壳 茶渣 骨 贝壳 泛指家庭生活饮食中所需 用的来源生料及成品 熟食 或残留物 但广义的厨余垃圾还包括用过的 筷子 食品的包装材料等 随着人们生活水平的提高 厨余垃圾的产生量有增长的趋势 我国每天 厨余垃圾的产生量超过 2 万吨 仅上海市每天厨余垃圾产生量为 1200t 北 京市为 1600t 一些主要城市厨余垃圾占城市生活垃圾的比例分别为 北京 37 天津 54 上海 59 沈阳
12、 62 深圳 57 广州 57 济南 41 美国厨余垃圾年均产生量约为 2600 万吨 日本的厨余垃圾年均生产量约为 2000 万吨 欧洲厨余垃圾年均产生量约为 5000 万吨 厨余垃圾是由淀粉 纤维素 蛋白质 脂类和无机盐组成的 它有如下特 征 1 含水率高 厨余垃圾的含水率约为 80 这也给垃圾收集 运输和 处理带来了麻烦 2 易腐烂 厨余垃圾中有机物含量达 95 易于产生腐 败发臭现象 且容易滋生病菌 从而造成疾病传播 3 营养物质多 厨余 垃圾除含大量的有机物外 还富含氮 磷 钾 钙以及各种微量元素 上 述特征表明 厨余垃圾具有较高的利用价值 但是 如果不及时处理或者 处理不当将会造成
13、一定的危害 因此 必须对厨余垃圾进行适当的处理或 加以利用 达到社会效益 经济效益和环境效益的统一 厨余垃圾产生的危害主要有两个方面 一是污染收集容器 滋生细菌 招引虫蝇 产生臭气 清洗工作繁重 二是在运输过程中容易造成污水沿途洒漏 污染路面 对运输机具产生腐 蚀 三是降低城市垃圾的热值 增加垃圾焚烧处理的成本 四是在填埋过 程中产生大量沼气和渗滤液 其中沼气对大气臭氧层的破坏性比二氧化碳 大二十倍 而渗滤液的防渗和处理成本较高 五是污染生活垃圾中的塑料 纸张等可回收成分 造成回收困难或无法回收 总之 厨余垃圾影响人居环境 厨余垃圾影响人的视觉和嗅觉的舒适 感和生活卫生 较高的含水率和有机物含
14、量 使得其成为微生物滋生的有 利场所 厨余垃圾会加剧填埋场的产气和渗滤液的析出 垃圾渗滤液通过 地表径流和渗透作用 给地表水和地下水带来污染 中 持新 兴处理二噁 英 厨余垃圾海会影响人体健康 在我国大部分地区 人们随接将未经任 何消毒处理的厨余垃圾用来喂养牲畜 使得有害物质累积在动物的脂肪 肌肉等组织里 人经长期食用后 就会导致肝脏 肾脏等系统免疫功能下 降 生活垃圾中厨余垃圾所占比例较大 它的处理是解决城市生活垃圾问 题的重要环节 对厨余垃圾进行分类收集并单独处理 可以减少垃圾最终 的处理量 降低垃圾填埋过程中二次污染物质产生的量 也可以提高垃圾 焚烧的热值 提高焚烧发电的利用效率 延长填
15、埋场的使用寿命 提高焚 烧厂的运营效益 减轻对环境的污染 最大限度地避免厨余成分对垃圾中 可回收成分的污染 促进资源回收利用 可作为 垃圾分类 继续深入 开展提供突破口 从而提高垃圾管理水平 提升城市形象 四 目前厨余垃圾的主要处理技术四 目前厨余垃圾的主要处理技术 迅猛发展的餐饮业必将导致厨余垃圾产量的迅速增长 特别是在节假 日期间 会有大幅增长 而且目前我国饮食浪费现象十分普遍 特别在一 些重大场合 例如婚宴 铺张浪费的风气十分严重 以北京上海为例 北 京城市垃圾中有机废物占 65 其中厨余垃圾占 39 目前我国还没有建 立健全的厨余垃圾处理管理体系 缺乏相应的管理政策和适宜的处理技术 最
16、普遍的处理方式是混在普通垃圾中 直接混合填埋处置或者直接运到农 场喂猪 1 直接排放 厨余垃圾直接进入生活垃圾处理系统或市政下水管网 目前一些国家 的做法是在厨房配置厨余垃圾处理器 直接安装在水池下部出水口与下水 道排水管之间 将厨余垃圾粉碎后由下水道排入市政下水管网这种做法 很容易产生较多污水和臭气 直接污染环境 增加了病菌 蚊蝇的滋生和 疾病的传播 并直接增加了垃圾填埋场和城市污水处理厂的压力 增加了 相应系统的投资及各项处理费用 二次污染的产生也不可避免 而且由于 餐饮垃圾废水中的高油脂含量 给后续处理带来了很大难度 有的地区要 求餐饮废水经过隔油栅或隔油池排出 否则厨余垃圾中的油污会在排水管 道里凝结成块 日积月累就会造成阻塞 使城市的排水能力大大降低 如 果在汛期 有可能造成油污水外溢 2 填埋 填埋由于操作简便 是目前应用比较普遍的处理方法 厨余垃圾很适 合于填埋场气体利用技术 因为厨余垃圾的产气速度很快 稳定时间比较 短 有利于垃圾填埋场的恢复使用 厨余的有机物中可生物降解组分比例 较高 单位重量的干垃圾的理论产气量也高于纸张 但由于厨余垃圾过高 的含水率导致渗滤液的增多
