循环经济产业园25亩餐厨垃圾处理厂建设项目可行性研究报告(编辑修改稿)

循环经济产业园25亩餐厨垃圾处理厂建设项目可行性研究报告(编辑修改稿)内容摘要：

正式发布。 规划预测 2020年和 2020年，我市都市发展区餐厨垃圾产生量将分别达到 900 吨 /天和 1200 吨 /天，确立了餐厨垃圾集中处理和分散处理相结合的处理模式，在全市建设三座集中的餐厨垃圾处理厂，按 xx 三镇的格局分别选址，与其它垃圾处 理厂相结合设置，汉口、武昌和汉阳三座餐厨垃圾处理厂的日处理能力分别为 500吨、500 吨和 300 吨，总处理能力达到 1300 吨。 餐厨垃圾的回收有很高的价值，可以通过物理化学的手段提炼出工业油、生物柴油、饲料等，也可采取生化处理技术生产沼气和肥料等，在无害化和减量化的同时实现资源化利用，形成循环经济效益。 因此，资源化综合处理是我市餐厨垃圾处理的发展方向。 由市城管部门起草的《 xx市餐厨垃圾管理办法》，正在报送有关部门审查，经过讨论修改后，即可作为部门规章或政府规定颁布实施。 《 办法》对餐厨垃圾的收运和处理提出了明确的要求：政府主导餐厨垃圾的收集和运输，统一收运，统一处理；从事餐厨垃圾收集、运输和处理的企业，应当由具备专业技术条件的企业承揽；按 “ 谁污染谁付费 ” 的原则，餐厨垃圾产生单位承担相应的处置费；鼓励和支持高新技术在餐厨垃圾收集、运输和处理中的研究和使用。 此外，城市管理综合行政执法等部门将加强执法，加强对餐厨垃圾收集、清运及处 理的监督管理，强化执法检查责任制落实，加大对违法进行餐厨垃圾的收运和处理行为的查处打击力度。 餐厨垃圾处理技术 传统垃圾处理技术处理 即采用传统方法填埋、堆肥或焚烧法处理餐厨垃圾，或将餐厨垃圾与一般生活垃圾混合处理。 传统发酵堆肥的方式，由于餐厨垃圾不同于一般城市生活垃圾，所含有的水份极高，给堆肥造成了湿度过大，一般菌种难以进行有效分解，难以达到实际的堆肥效果，而且堆肥时会造成大量污水外溢问题，这些污水要得到有效处理必将大大增加潲水的整体处理费用，再者，潲水中油脂含量高，营养成份多，堆肥是一种有机垃圾资源化的有效处理方式，但对潲水来说不是最佳的处理方式。 卫生填埋是一种既经济又成熟的办法，这种办法仍然代价高昂，需要巨大的前期投入，大量餐厨垃圾 混入一般生活垃圾处理，将会给填埋场的作业运行造成较大的不利影响。 低含水率、高发热值是垃圾发电对垃圾的基本要求，而这都不是餐厨垃圾所具有的，在一般生活垃圾焚烧过程中混入餐厨垃圾，其混入量必须严格控制，否则将会使焚烧炉的燃烧状态受到显著影响，导致烟气处理的难度增加，甚至使垃圾焚烧发电厂无法正常运行。 饲料化处理 饲料化处理是当前国内建成的餐厨垃圾集中处理厂的主要技术，有两种不同的应用形式。 一种是物理法饲料化处理，应用较多，是将餐厨垃圾分选、脱水、脱油脂后，利用烘干设备烘干消毒，粉碎后作为牲畜饲料添加剂 ；另一种是生物法饲料化处理，采取微生物发酵技术制成发酵饲料，这种处理工艺一般周期较长、需要对菌种进行选择管理、工艺较复杂，主要是经粉碎机粉碎、脱水、脱油、加氮中和、灭菌等工序后的餐厨垃圾，与适当比例的含有饲料酵母的微生物发酵菌剂混合接种，有控制地分批进行固体发酵，发酵产物干燥、磨粉、 化验及包装制成高钙多维酵母蛋白饲料等多种类型的高附加值饲料。 分离出的油脂经过乳化、氢化处理制成脂肪酸钙颗粒，或供化工厂作为原料使用。 该技术成本较高，同时值得注意的是高温烘干是否可以完全杜绝牲畜传染病的蔓延。 从城市的消费者心理角 度，人们越来越不接受这种“泔水猪肉”，因此至少从安全角度来看，饲料化处理不是未来餐厨垃圾处理的发展方向。 消化处理 消化处理主要分为好氧消化和厌氧消化两大类。 好氧消化具有消化时间短、反应速率快的特点，消化产物可作为有机肥料使用，但同时也存在较明显的缺点，如需要添加大量的辅料，运行能耗和运行成本较高，不能回收沼气，消化产物需要足够的、稳定的市场渠道等，因此，好氧消化技术多用于中小型餐厨垃圾处理项目。 而厌氧消化技术则运行能耗和成本较低，可以充分利用餐厨垃圾厌氧消化过程产生的甲烷燃烧发电，不仅供应自身的 能源消耗同时富余电力上网，发酵后熟化的固态物转化成高品质有机肥料，处理物中的水分作为工业用中水充分回用，实现完全资源化、能源化、零排放的处理目的。 由于再生能源与回收油脂所产生的收入稳定，对泔水产生单位的经济压力很小，易于实现对餐厨垃圾的有效管理与及时处理。 厌氧制沼制肥工艺相对繁琐，条件控制要求高，适宜于较大规模的餐厨垃圾处理。 国内餐厨垃圾处理实例 国内餐厨垃圾规模处理的工程实例还较少，其处理方式和产品见下表： 国内餐厨垃圾处理实例 表 33 序号 名称 规模 处理方式 产品 1 北京董村 垃圾综合处理厂 200t/d 再生能源化 沼气 +营养土或肥料 2 北京高安屯处理厂 饲料化 肥料 +饲料 3 西宁处理厂 饲料化 工业油脂 +蛋白饲料 4 宁波处理厂 200t/d 饲料化 工业油脂 +蛋白饲料 4 工程规模、工艺方案 工程规模 为满足餐厨垃圾处理现状需求，并兼顾未来发展需要，本工程拟设计规模为 200t/d，分为两期建设，一期建设规模 100t/d，二期扩建根据餐厨垃圾处理量实际增长情况再行建设。 原生垃圾性质 由于 xx 市餐厨垃圾成分调查还在进行中，因此，本方案原 生餐厨垃圾参照国内其他城市，具体组成见下表： 表 41 餐厨垃圾组成表 成份 水 比重大的硬物质（骨头、金属、陶瓷、玻璃等） 比重轻的软物质（塑料、包装袋、纸张等） 油脂 可发酵固体 含量（ %） 84 3 8 主体处理工艺比选 由于 xx 餐厨垃圾处理项目规模较大，通过前文第 部分对不同处理技术的比较， xx公司建议本项目采用厌氧消化技术。 厌氧消化技术按照操作条件（如进料的含固率、运行温度等），可分为以下几类：  按照固体含量可分为：湿式、干式。  按照温度可分为：中温、高温。  按 照阶段数可分为：单相、两相。 （ 1）湿式和干式厌氧消化的比较 表 42 湿式和干式厌氧消化的比较表 湿式 干式 含固率 一般在 10%～ 15% 一般在 20%～ 40% 优点 技术成熟。 处理设施便宜。 可充分利用餐厨垃圾的高含水性。 预处理中挥发性有机物损失少，很少用新水稀释；有机物负荷高，抗冲击负荷较强。 预处理相对便宜，反应器小。 水的耗量和热耗较小，产生废水的量较少，废水处理费用相对较低。 缺点 预处理复杂。 定期需要清除浮渣层；对冲击负荷敏感。 水的耗量大，产 生废水的量也大（利用餐厨垃圾含水，可避免）。 湿垃圾不能单独处理。 设备造价高。 由于在高固体含量下进行，输送和搅拌困难，尤其搅拌是技术难点。 根据 xx市餐厨垃圾含水率较高的特点， xx公司推荐采用湿式消化工艺。 （ 2）中温和高温厌氧消化的比较 表 43 中温和高温厌氧消化的比较 中温 高温 温度范围 30～ 40℃ 50～ 60℃ 优点 应用广泛。 能耗低。 运行稳定。 后续水处理无需考虑降温措施 消化时间短。 产气率高。 对寄生虫卵的杀灭率在数小时内就可达到 90%。 缺点 消化时间长。 对寄生虫卵的杀灭率低。 油脂容易凝结成块，对系统管道及泵的正常运转带来不利影响。 热能消耗高 自动化控制要求较高。 从上表可以看出，尽管高温消化具有罐体体积小，产气率高等优点，但能耗大，而且操作复杂。 因此在 xx 项目中，推荐采用中温消化，消化过程中所需的热量可利用发电机组回收的余热，实现系统热 能自给。 （ 3）单相和两相厌氧消化的比较 在单相厌氧消化工艺中，产酸相和产甲烷相在同一个处理单元中进行。 两相厌氧消化本质特征是实现了生物相的分离，即产酸相和产甲烷相分成两 个独立的处理单元，通过调控两个单元的运行参数，形成产酸发酵微生物和产甲烷发酵微生物各自的最佳生态条件，从而形成完整的发酵过程，大幅度提高了废物的处理能力和工艺运行的稳定性。 表 44 单相和两相厌氧消化比较表 单相 两相 优点 投资少。 易控制。 系统运行稳定。 提高了处理效率 (如减少了停留时间 )。 加强了对进料的缓冲能力。 缺点 反应器可能出现酸化现象导致产甲烷菌受到抑制，厌氧消化过程正常进行受到影响。 投资高。 运行维护复杂，操作控制困难。 在实际的市场运作中，由 于两相厌氧消化系统需要更多的投资，以及运行维护也更为复杂，因此在实践中应用很少。 此外对于大部分有机垃圾而言，只要设计合理、操作适当，单相系统与两相系统具有相同的功能。 欧州有机垃圾的厌氧消化处理工程中，单相厌氧消化工艺占绝大多数，而且呈现出逐年增加的趋势。 因此， xx 公司推荐 xx项目采用单相厌氧消化工艺。 综合上述分析结果，建议 xx 市 xx餐厨垃圾处理项目主体工艺采用： 预处理 +单相湿式中温厌氧消化 +生物质气体能源化利用。 工艺流程 本项目餐厨垃圾处理系统主要由五大部分组成，包括：前处理系 统、厌氧消化产沼 系统、沼气净化与发电系统、污水、沼渣和臭气处理系统、油脂粗加工系统。 图 41XX餐厨垃圾处理项目工艺流程框图 沼气净化发电系统 厌氧发酵产沼系统 前处理系统 油 固液分离机 油水分离机 油脂粗加工系统 调节槽 工艺水 厌氧发酵槽 沼气 固体 水 固液分离 脱硫、脱水 发电 自用 电网 脱水干燥 沼液 沼渣 JSBC 污水处理系统 绿化基肥 原料收集仓 双轴破碎机 不能破碎的大、重异物 多功能破碎分选机 塑料等轻物质 混合 破碎制浆槽 沉降去除小的重物质 消化液 废热利用 液体 加热隔油槽 收集车收集的餐厨垃圾投入到料仓中，通过双轴破碎机破碎，破碎后的物料再通过螺旋输送机输送至多功能破碎分选机，将物料中的有机物进一步破碎的同时，将物料中的轻型异物质分选出来；随后，物料进入两级混合破 碎制浆槽进行重物质的沉降分离和有机物循环细破碎，去除异物杂质后的粒径为 10mm 的有机物料通过输送泵输送至加热隔油槽进行加热隔油处理。 加热隔油处理后的物料被泵送至固液分离机，固相进入调节槽。 液相进碟式油水分离器，回收废油，同时，产生的废水和废渣与固液分离获得的固性物一起进入调节槽，制成均质的料浆，供下一步厌氧发酵产气用。 发酵产生的沼气经过脱硫、脱水、过滤等预处理步骤后，供给沼气发电机发电，余热则可供消化罐和加热隔油槽使用。 消化罐消化液排入消化液储槽，经固液分离后，沼渣用于绿化基肥，污水则排入 JSBC 污水处理 系统进行处理。 工艺方案 前处理系统 xx 餐厨垃圾厌氧消化系统前处理工艺段包括前分选单元和油脂分离单元。 两单元统一安装布置在前处理车间。 预处理系统拟设计处理量为 200t/d，考虑到分期建设，前处理工艺将被设计成两条处理能力各为 100 吨的生产线。 、原理 前分选系统由双轴破碎机、 JFE多功能破碎与轻物质分选机、混合破碎制浆与与重物质沉降槽构成，整个前分选系统统一安装布置在前处理车间内。 收集车收集的餐厨垃圾投入到料仓中，通过双轴螺旋输送机输送到双轴破碎机， 将餐厨垃圾中有机物料和塑料袋等异物质进行破碎，破碎后的物料再通过螺旋输送机输送至多功能破碎分选机，将物料中的有机物进一步破碎的同时，将物料中的轻型异物质分选出来；随后， 物料通过螺旋输送到两级混合破碎制浆槽进行重物质的沉降分离和有机物循环细破碎；去除异物杂质后的粒径为 10mm 的有机物料通过输送泵输送至湿热除油系统进行油脂分离。 料仓顶部加盖，前分选及其物料输送过程全部为密闭作业，恶臭气体由引风机引出，并集中收集到除臭系统进行除臭处理。 （ 1）粗破碎 料仓收集的物料通过螺旋输送到双轴破碎机进行粗破碎。 双轴破碎机为 xx 专为餐厨垃圾物料破碎研发的前处理设备，该设备为高负荷重型结构，破碎刀采用日本进口的 skb11材质制造，其结构布置为沟槽式结构螺旋式布置，完全适应含有塑料、衣物纤维、纸质和金属包装物、木头等复杂的餐厨垃圾物料的破碎，破碎粒径为 50mm。 为了有效解决餐厨垃圾中混杂的大型重质异物质的去除和避免设备的损坏，该设备设计了多重保护功能，当大型重质异物质进入设备后，设备可自动识别并停机反转，将异物质去除。 图 42 双轴破碎机 （ 2）轻物质分离收集 餐饮垃圾通过双轴破袋后，物料中的轻型异物质，如塑料、纸屑 、纤维等通过多功能破碎和轻物质分选机进行分离去除。