餐厨垃圾厌氧工艺比选和厨余垃圾非主流处理技术-河北航凯机械制造有限公司
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餐厨垃圾厌氧工艺比选和厨余垃圾非主流处理技术

2020-03-08 21:39:39

其一、餐厨垃圾厌氧工艺比选
  餐厨垃圾经预处理后进入厌氧发酵工艺段,餐厨垃圾存在三高(水分高、含盐高、油脂高)的特点,选择合适的厌氧处理工艺对于餐厨垃圾的处理非常重要。按照厌氧发酵罐(反应器)的操作条件如进料的含固率、运行温度等,餐厨垃圾厌氧消化处理技术可分为以下4类。
  (1)按照固体含量可分为:湿式、干式。
  (2)按照温度可分为:中温、高温。
  (3)按照阶段数可分为:单相、两相。
  (4)按照进料方式可分为:序批式、连续式。
  1、湿式厌氧消化和干式厌氧消化的比较
  湿式含固率一般在10%~15%,而干式厌氧消化处理一般在20%~40%。
  湿式厌氧消化优点在于技术成熟、处理设施便宜。而缺点是预处理复杂;定期浮渣层;对冲击负荷敏感;水的消耗量大,产生废水的量也大。
  干式厌氧消化优点是预处理中挥发性有机物损失少,很少用新鲜水稀释;有机物负荷高,抗冲击负荷较强;预处理相对便宜,反应器小;水的耗量和热耗量小,产生废水的量较少,废水处理费用相对较低。缺点是湿垃圾不能单独处理;厨余垃圾处理机造价相对较高;由于在高固体含量下进行,输送和搅拌困难,尤其搅拌是个技术难点。
  干式厌氧消化处理技术目前尚不是特别成熟,容易造成很多问题,如氨毒性问题,导致产气不畅的问题,因此,餐厨垃圾处理厌氧系统多采用湿式消化工艺。
  2、中温厌氧消化和高温厌氧消化的比较
  根据的生活形态,厌氧消化有两种适宜温度:中温(35~40℃)和高温(55~60℃)。
  中温厌氧消化运行相对稳定,抗冲击负荷,能耗低。从无害化的角度来看,高温厌氧发酵提高其厌氧消化降解速率,能加速底物溶解和水解,将固态大分子有机物转化为易于生化降解的溶解态小分子物质,溶解比率提高,另外在高温条件下能缩短废物在反应器中的停留时间。
  针对餐厨垃圾成分的复杂性和产量的波动性,中温厌氧发酵对进料的要求更低,消化运行相对稳定。高温厌氧发酵的产气效率虽然较高,但能耗大,系统的稳定性相对更差,而且厌氧发酵终的产气量相差并不大。
  3、单相和两相厌氧消化的比较
  在厌氧反应中有水解酸化和甲烷发酵阶段的两大类作用的,而水解酸化菌和产甲烷菌对环境条件有着不同的要求。根据厌氧消化过程中产酸相和产甲烷菌的形态特性的研究发现,产酸菌种类繁多,生长快,对环境条件变化不太敏感,而产甲烷菌刚好相反,其专一性强,对环境条件要求苛刻,繁殖缓慢,这也是人们把一个厌氧消化过程分为产酸相和产甲烷相的理论依据。
  传统的厌氧消化工艺把产酸菌和产甲烷菌这两大类菌群置于一个反应器内,即单相厌氧消化工艺,不利于充分发挥各自的优势。改进的两相厌氧消化工艺是把水解酸化和甲烷发酵两个阶段尽量分离在两个串联的反应器中,也可称为是两步单相。
  对于餐厨垃圾来说,所含油脂和纤维素都比较高。为追求良好的产气量,工程解决油脂和纤维素的水解限速问题。根据实际餐厨工程运行情况和实验研究,这些物质少要有5天左右的水解期。实验中认为经过人为控制5天的水解酸化期后,后面的厌氧发酵阶段的产气比较稳定,且产气量将比单相工艺提高20%左右。根据已有生活垃圾或餐厨垃圾厌氧处理工程采用两相厌氧工艺,通过实践运行后发现,该处理工艺易于灵活控制,对进料的缓冲能力强,产气稳定。
  其二、厨余垃圾非主流处理技术
  1、焚烧技术
  厨余垃圾与其它生活垃圾混合焚烧时,会在贮存仓产生大量高浓度BOD渗沥液,增加焚烧厂恶臭污染风险,降低垃圾热值,增加二恶英类物质释放几率。
  1)含水率高,热值低:我国厨余垃圾平均含水率高达75%,其低位热值仅为3100kJ/kg,而垃圾焚烧要求5000~7500kJ/kg。
  2)产生大量渗沥液:由于含水率高,垃圾在贮存仓存储期间,可沥出水分、提高热值,从而产生大量渗沥液,增加污水处理成本。
  3)增加大气污染风险:一方面,厨余垃圾含有大量生物质,易在贮存仓及渗沥液处理设施中产生恶臭物质,如NH3,H2S、有机恶臭物质等,需要增加这些设施恶臭物质防控力度;另一方面,厨余垃圾含水率高、热值低、盐(NaCl)含量高,易造成燃烧不充分,增加二恶英产生风险。
  2、用作动物饲料
  饲料化处理技术对有害有机物及重金属等的污染无法很好解决,厨余垃圾处理无害化不,不能从根本上解决厨余垃圾同源性的问题,对其用作饲料存在的顾虑。农业部颁布的《动物源性饲料产品卫生管理办法》明确规定:“禁止在反当动物饲料中使用动物源性饲料产品,但乳及乳制品除外。”国内目前尚未颁布餐厨废弃物作原料生产动物饲料的技术标准,由于厨余垃圾作为饲料原料有其特殊性,如果仅用饲料标准检验,难以食品。
  3、填埋处置
  《城市生活垃圾卫生填埋规范》规定,垃圾进场含水率应小于20%~30%。然而,我国厨余垃圾含水率约为75%,混入生活垃圾后,会大大增加城市生活垃圾的含水量。另外,厨余垃圾混入城市生活垃圾中,会散发恶臭气体,增加渗沥液产生量,提高渗沥液氨氮含量等一系列环境问题。