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餐厨垃圾能源化同厨余垃圾处理技术应用

2020-01-06 15:26:02

其一、餐厨垃圾能源化
  随着人口的增加和生活品质的提升,能源短缺问题日益严重,特别对我国北方地区,资源相对贫乏,能源短缺问题已成为发展限制因素之一。近年来,利用餐厨垃圾作为原料生产能源已经成为餐厨垃圾处理利用的主要方向。餐厨垃圾能源化主要指利用餐厨垃圾,通过餐饮垃圾处理装置处理后生产生物柴油和甲烷、氢气等。
  1、餐厨垃圾生产生物柴油
  生物柴油是指利用动植物油脂为原料,通过酯交换反应生成的脂肪酸甲酯等低碳酯类物质,也称为可燃油。在发达,生物柴油作为石化燃油的一种可替代品,取得较好的应用效果。使用生物柴油不仅能将废弃物资源化,而且能够达到减排的目的。通过与传统柴油混合,可以使SO2的排放量减少约30%,CO2的排放量减少约60%。我国利用餐厨垃圾生产生物柴油的技术较为成熟,并且建成了2000家左右生物柴油加工厂。因此,在我国城市中,我们应该结合餐厨垃圾分类管理,推动油脂类餐厨垃圾生产生物柴油,特别对于我国北方地区,不仅能够解决一部分能源紧张问题,还能达到降低污染的效果。这对于减少雾霆天气和由于机动车尾气造成大气污染有贡献。另外,这也将促进一个产业链条的发展,对餐厨垃圾产生方和餐厨垃圾收购方都能产生的利益,有利于餐厨垃圾的治理。
  2、餐厨垃圾生产氢和甲烷
  近年来,利用厨余垃圾处理装置进行厌氧发酵制备生物能源受到越来越多的关注,因为它不仅能够降低餐厨垃圾对水体的污染,获得可的能源,而且相对于堆肥,其受餐厨垃圾复杂多变特性的影响较小。在德国、英国和美国等发达,已经将通过餐厨垃圾和其他生活垃圾厌氧发酵制备的甲烷用于供热和发电,有研究表明英国利用各种垃圾发酵产生的沼气可以替代25%的煤气消耗量。在我国重庆等城市,也有利用餐厨垃圾进行发电的实例。但相对于发达,我国利用餐厨垃圾制沼气和发电尚属起步阶段,还有很大的发展空间。由于甲烷热值较低,近年来越来越多的研究转向如何利用餐厨垃圾在厌氧发酵中产生更多的氢。
  另外,也有学者将造纸污泥与餐厨垃圾联合使用,促进厌氧发酵的实例。这样不仅解决了餐厨垃圾资源化的问题,也使造纸所带来的污染降低。
  不难看出,利用餐厨垃圾厌氧产生能源在今后会受到更多关注,也将是城市餐厨垃圾处理的一个重要手段。因此,我们建议在我国大型城市修建相关处理厂,并引进或的发酵工艺。这不仅解决了大型城市餐厨垃圾产生量大的问题,还能部分能源问题,特别对于我国北方城市冬季供暖问题有帮助。
  其二、厨余垃圾处理处置技术应用问题
  一、粉碎后进下水道技术应用方面
  厨余垃圾经厨余垃圾处理机处理后进入市政污水处理系统,虽然可从源头减少生活垃圾产生量,解决厨余垃圾分类难题,但也存在以下问题。
  1)增加住宅及小区排水横管堵塞风险,加大化粪池清掏频率。
  2)污水市政管网因颗粒物沉积和油脂凝结钻附导致的堵塞风险增加,因H2S和VFA含量增加导致的管道腐蚀风险增加;因易生物降解含量增加,沼气浓度增加,爆炸风险增加。
  3)污水处理厂水量和水质(BOD、TKN、TP、TSS)负荷增加。
  二、厌氧消化技术应用方面
  厌氧处理过程不需供氧,动力消耗低,一般仅为好氧堆肥的1/10。但厨余垃圾厌氧消化需要注意以下问题。
  1)盐分含量高:厌氧发酵过程盐分浓度为0.5%~1.0%,但我国厨余垃圾含盐量高达1.24%。
  2)厌氧消化工艺分为湿式消化和干式消化,湿式消化TS宜为10%~15%,干式消化TS宜为20%~40%,而我国厨余垃圾TS含量一般为25%左右,因此适合采用干式厌氧消化工艺。但干式厌氧消化对氨、重金属、硫酸盐、挥发性有机酸等物的控制要求,否则容易造成系统运行不稳定性。
  三、好氧堆肥技术应用方面
  厨余垃圾水分和油脂含量高,增加堆肥难度;产生大量恶臭物质和渗沥液,增加二次污染风险。另外,厨余垃圾和其它生活垃圾混合堆肥,会导致产品品质低下。
  1)厨余垃圾水分和油脂含量高,堆肥难度大:《城市生活垃圾堆肥处理厂运行、维护及其技术规程》中指出发酵原料的含水率宜为40%~60%,而厨余垃圾含水率约为75%,这会导致堆体升温缓慢,孔隙率低,阻碍空气通过堆体,以及氧气与有机物的接触。另外,厨余垃圾中含有大量油脂,油脂对堆肥反应也有较强的性。
  2)渗沥液产生量大,恶臭污染风险高:餐饮垃圾处理机预处理与堆肥前期,会产生大量沥出液。在堆肥环节,需通风换气,产生大量恶臭物质。若采用翻抛工艺,以及堆肥成品筛分工序,都会伴有大量粉尘产生。
  3)产品品质难以提高:厨余垃圾和其它生活垃圾混合收集,导致堆肥产品品质低。研究显示,厨余垃圾越早被单独分离出来,其堆肥产品中残余的重金属含量就会越低。源头分类的厨余垃圾堆肥的重金属含量比混合垃圾堆肥要低近一个数量级。但民众分类收集参与度低,难以实现。