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餐饮垃圾与生活垃圾焚烧协同处理技术应用及展望

来源:华盛论文咨询网 发表时间:2021-02-07 08:44 隶属于:社科论文 浏览次数:

摘要 餐饮垃圾是餐馆、饭店、单位食堂等产生的饮食剩余物以及后厨的果蔬、肉食、油脂、面点等的加工过程产生的废弃物 [1]。由于餐饮垃圾含有丰富的有机营养成分、大量水、油脂和盐等

  餐饮垃圾是餐馆、饭店、单位食堂等产生的饮食剩余物以及后厨的果蔬、肉食、油脂、面点等的加工过程产生的废弃物 [1]。由于餐饮垃圾含有丰富的有机营养成分、大量水、油脂和盐等成分,经过处理后,餐饮垃圾可以转化为有机质能源,但餐饮垃圾极易腐败,发酸发臭,滋生有害生物。若对其管理不当,极易造成食品安全隐患及环境污染等问题,如地沟油事件、非洲猪瘟疫情等 [2]。我国餐饮垃圾处理行业起步较晚,但是发展迅速,据统计,截至 2019 年 5 月,我国在建和投产餐饮垃圾项目总设计处理规模达到 35 955 t/d[3],餐饮垃圾处理项目逐步向中小城市和县城拓展,处理规模将从 150 t/d 以上的Ⅰ类 [1]、Ⅱ类向 150 t/d 以下的Ⅲ类、Ⅳ类转变。如何选择餐厨垃圾处理技术,建立经济、可靠的餐饮垃圾处理模式,是当前我国面临的紧迫问题。本文通过对比分析国内常用的餐饮垃圾资源化处理技术,针对厌氧消化技术存在的问题,提出了餐饮垃圾与生活垃圾焚烧协同处理的静脉产业园模式,并列举分析了两种不同餐饮垃圾与垃圾焚烧协同处理的案例,为解决餐饮垃圾问题提供了新的思路。

餐饮垃圾与生活垃圾焚烧协同处理技术应用及展望

  1  国内常用餐饮垃圾处理技术

  目前,我国餐饮垃圾处理方式主要分为填埋、直接焚烧和资源化利用 [4]。填埋和直接焚烧主要针对尚未实行餐饮垃圾单独收运、处理的城市,餐饮垃圾往往与其他生活垃圾混合收运,进入生活垃圾填埋场或焚烧厂处理 [5]。随着国家政策完善和分类收运体系的建立,目前,餐饮垃圾处理主要采用资源化利用方式,处理技术路线可以概括为“预处理 + 资源化处理”[6],预处理主要包括杂物分选、脱水、油水分离等,其目的主要是使餐饮垃圾中的有机质满足后端无害化工艺和油脂产品的要求 [7],资源化处理主要包括厌氧消化、饲料化、肥料化等技术以及后端产品的资源化利用 [8]。以下主要对餐饮垃圾资源化利用技术进行介绍和分析。

  1.1 饲料化处理技术饲料化处理技术主要采用物理手段对餐饮垃圾进行高温、烘干、杀毒和去盐等处理,最终生成蛋白饲料添加剂等物质。饲料化处理技术有两种方式。

  1.1.1 生物处理制饲料该技术将餐饮垃圾脱水、除杂、破碎、二次除杂、固液分离后进行灭菌,再与饲料添加剂、生物发酵剂充分混合后发酵,经调制、制粒和烘干,制成单细胞蛋白饲料 [9]。

  1.1.2 高温消毒制饲料原理是采用高温消毒杀除病毒,经粉碎后将餐饮垃圾加工成饲料供禽畜食用。该技术缺点是难以从根本上避免蛋白同源性问题,制出来的饲料认可度不高,一直得不到全国范围内的大力推广 [10]。徐长勇等指出,餐饮垃圾处理中应审慎选择饲料化技术,禁止使用饲料化产品喂养反刍类动物 [11]。陈腾等指出,我国非洲猪瘟疫情中,发病猪有可能被非法作为饲料蛋白源,其骨组织可能被非法作为饲料钙源,从而造成病原扩散 [12]。

  1.2 肥料化处理技术餐饮垃圾肥料化处理主要是指好氧堆肥技术。堆肥化处理技术主要利用自然界广泛分布的微生物,在一定条件下,微生物使可被生物降解的有机物转化为稳定腐殖质的生物化学过程 [9]。好氧堆肥工艺的优点是产品可以作为动物饲料或改良土壤肥料。其缺点是处理过程不封闭,无害化不彻底,容易造成二次污染;餐饮垃圾堆肥产生的腐殖质肥效及安全等级受原料成分 ( 如高油、盐含量 ) 影响,往往导致肥料品质不佳的问题,制约了产品销路 [13]。目前,我国堆肥化处理技术减量化效果明显,已较为成熟,适用于小规模分布式就地处理项目。

  1.3 厌氧消化技术餐饮垃圾厌氧发酵是一种利用厌氧微生物将餐饮垃圾降解,最终转化为甲烷和二氧化碳的技术[13-14]。该技术在国内应用较多,是主流处理技术。优点是产品出路较好,资源化程度较高,工艺成熟,能耗低。其缺点是工艺流程复杂,投资和运营成本高,需要较高的政府补贴,以维持生产运营。

  1.4 各技术路线总结对比通过对以上餐饮垃圾资源化路线进行分析可以看出,饲料化和肥料化技术的末端产品质量受餐饮垃圾成分影响较大,产品销路有限。厌氧消化为目前国内主流的餐饮垃圾处理技术,工艺成熟、技术先进、可靠性较高,单独的餐饮垃圾项目采用厌氧消化工艺,主要包含预处理系统、厌氧系统、沼渣脱水系统、沼气净化储存系统、沼气发电或者提纯系统、除臭系统、污水处理系统等,其工艺流程复杂 , 运行及投资成本较高。综合上述餐饮垃圾主要处理技术的介绍,并充分考虑实际应用情况,比较结果如表 1 所示。

  2  餐饮垃圾处理与生活垃圾焚烧协同处理技术的应用

  针对上述餐饮垃圾处理项目采用厌氧发酵工艺存在的缺点,上海康恒环境股份有限公司经过长期的实践,形成了具有康恒特色的以垃圾焚烧发电为核心的静脉产业园模式。在静脉产业园区内,餐饮垃圾处理项目与生活垃圾焚烧项目毗邻或共建,实现两项目三废协同处理,实现工艺协同、管理协同、公共基础设施协同,形成产业的耦合、资源的共享和循环利用。下面根据具体案例介绍毗邻和共建模式协同方式。

  2.1 共建模式——以浙江省某项目为例本项目生活垃圾焚烧总规模为 1 000 t/d,其中一期为 500 t/d,餐饮垃圾设计处理规模为 50 t/d。餐饮垃圾处理工艺采用“粗分选 + 压榨脱水 + 油水分离 + 污水与渗滤液合并厌氧处理”工艺路线。餐饮垃圾处理与垃圾焚烧厂协同主要体现在:餐饮垃圾处理车间设置在垃圾焚烧厂卸料平台下方,餐饮垃圾经预处理提油后,固渣送入焚烧厂垃圾坑后入炉焚烧,污水进入渗滤液处理系统,餐饮垃圾处理车间臭气进入焚烧厂垃圾坑后至焚烧炉焚烧处理。生活垃圾焚烧厂为餐饮处理项目提供电力、蒸汽、人员管理等。工艺流程如图 1 所示。

  3  协同处理技术优势分析

  餐饮项目在处理过程中产生的固渣、沼渣可直接通过传送设备送至垃圾焚烧厂焚烧发电,杜绝了长距离运输过程中产生的二次污染问题,焚烧过后产生的蒸汽及电力输出可供餐饮项目生产运行,有效降低了餐饮项目的运行成本。餐饮垃圾处理过程产生的废水单独处理难度较大且处理成本过高,如将餐饮项目产生的废水输送至垃圾渗滤液厂协同处理,将有利于降低污水车间投资及吨处理成本。处理过程中产生的异味可通过收集系统收集并输送至垃圾焚烧厂进行焚烧处理。沼气通过净化提纯后可作为焚烧炉启动补充能源进行应用,剩余沼气可用于居民生活能源使用。管理和公共基础设施协同,即管理人员、专业技术人员、维修人员、化验人员共用,降低人工费用。道路、栈桥、地磅、园区管网、办公楼、宿舍楼、食堂等均可实现共用。垃圾焚烧厂与餐饮处理厂毗邻共建,可有效降低邻避问题。建设用地更加优化,更为节省。

  4  结论

  本文列举了两种不同规模餐饮垃圾与生活垃圾焚烧厂协同处理的静脉产业园实际案例,协同处理能够降低餐饮垃圾项目投资及运营成本,解决餐饮垃圾项目产生的“三废”问题,为餐饮垃圾处理提供了新思路。以垃圾焚烧发电为核心的静脉产业园模式符合我国建设“无废城市”的理念,终端废物减量,减轻对生态环境的压力,减少自然资源的消耗,实现良好的社会效益、环境效益和经济效益。未来,餐饮垃圾市场将在中小城市快速释放,单独的餐饮垃圾项目经济效益差,建设规模小,而将餐饮垃圾和生活垃圾协同处理,形成静脉产业园模式,形成规模效应,是未来餐饮垃圾处理的发展方向。

  参考文献

  1 住房和城乡建设部 . 餐厨垃圾处理技术规范:CJJ 184—2012[S]. 北京:中国标准出版社,2012.

  2 张庆芳,杨林海,周丹丹 . 餐厨垃圾废弃物处理技术概述 [J]. 中国沼气,2012,30(1):22-26.

  3 E20 研究院 .2019 细分领域有机固废处理行业分析报告 [R]. 北京:E20 研究院,2019.

  4 邓 俊 . 餐厨垃圾无害化处理与资源化利用现状及发展趋势 [J]. 环境工程技术学报,2019,9(6): 637-642.

  5 王 星,王德汉,张玉帅,等 . 国内外餐厨垃圾的生物处理及资源化技术进展 [J]. 环境卫生工程, 2005(2):25-29.

  《餐饮垃圾与生活垃圾焚烧协同处理技术应用及展望》来源:《中国资源综合利用》,作者:戚学江,孙  超,王友东

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