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)?？傮w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，如：電流、液位、溫度的信號反饋，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。