餐厨垃圾资源化综合处理综合项目关键技术专项方案.doc

餐厨垃圾资源化综合解决项目技术方案目 录第一章 项目概况21.1 基本概况21.2 项目背景21.3 物料性质2第二章 工艺方案选取42.1 惯用解决工艺简介42.1.1 生产饲料42.1.2 堆肥42.1.3 厌氧发酵解决42.2 工艺比较52.3 工艺选取5第三章 技术方案62.1 工程目的62.2 工艺方案62.2.1 系统构成62.3.2 工艺流程72.3.3 物料平衡92.3 工艺系统102.3.1 餐厨垃圾预解决系统102.3.2 厌氧发酵系统102.3.3 沼气预解决系统112.3.4 热电联产系统122.3.5 沼渣稳定化系统132.3.6 臭气解决系统132.3.7 废水解决系统142.4 重要工艺参数142.5 占地面积14第四章 投资估算及经济分析154.1 投资估算15第五章 结论及建议175.1 结论175.2 建议17 第一章 项目概况1.1 基本概况项目名称：餐厨垃圾解决项目项目地点：解决对象：餐厨垃圾建设规模：200吨/日重要工艺：餐厨垃圾中温厌氧发酵、沼气发电、沼渣稳定化 重要产品：电力、有机肥、废油1.2 项目背景餐饮业比较发达，每天产生大量餐厨垃圾，当前还没有建成餐厨垃圾解决设施，每天产生大量餐厨垃圾还没有得到有效解决。餐厨垃圾表观性状恶劣，高含水及其易腐特性，对都市环境具备较大影响；此外，由于餐厨垃圾来源复杂性，存在严重病毒污染，威胁都市公共卫生安全；长期采用直接作为动物饲料处置方式亦不当，易引起各种动物瘟疫，同步存在形成污染食物链危险，威胁人类健康安全。鉴于餐厨垃圾环境和公众健康危险，国内相继有各种都市出台了餐厨垃圾处置管理办法，如上海市餐厨垃圾管理办法、北京市餐厨垃圾收集运送解决管理办法、广州市餐厨垃圾管理办法等已明确规定餐厨垃圾收运、解决处置，同步禁止使用未经科学解决餐厨垃圾作为猪饲料。因而，对餐厨垃圾进行资源化、减少化、无害化解决处置已迫在眉睫。1.3 物料性质餐厨垃圾是指居民寻常生活以外食品加工、饮食服务、单位供餐等活动中产生剩菜剩饭等垃圾和废弃食用油脂，俗称泔脚、泔水或潲水。以淀粉类、食物纤维类、动物脂肪类等有机物质为重要成分，具备水分、油脂、盐分含量高、易腐烂、易发酵、易发臭等特点。 餐厨垃圾成分依照各地饮食习惯及经济发展状况不同而有明显差别，本项目暂按下面常规餐厨垃圾成分进行设计，待后期对本地餐厨进行精确分析后再进行调节。 表1-1餐厨垃圾有机物杂质油脂含水率90%95%3%5%2%4%80%90%第二章 工艺方案选取2.1 惯用解决工艺简介2.1.1 生产饲料餐厨垃圾中具有丰富淀粉、纤维素、蛋白质、脂类及无机盐，运用酵母菌将其发酵或通过高温灭菌干燥后，制成蛋白饲料是当前国内惯用解决办法之一。这种办法在一段时期内被以为是资源化解决餐厨垃圾一种方式，但最新研究表白用餐厨垃圾制动物饲料存在巨大安全隐患。 动物吃了用动物内脏、骨头等加工而成饲料，事实上就是在“食用同类”。研究人员发现，疯牛病很也许就源自动物“食用同类”现象。近年来，发达国家为解决疯牛病等全球性饲料安全问题，相继制定饲料法规。欧盟于从开始正式规定，禁止在饲料生产中使用同类动物任何部位生产饲料，禁止向毛皮类动物以外牲口喂厨房泔水。由于餐厨垃圾中各类动物肉、骨、内脏混合在一起无法精确分选开，因而用这种原料做饲料，在动物食品安全问题上重大隐患。2.1.2 堆肥堆肥解决技术工艺较为简朴，适合于易腐有机质含量较高垃圾解决，而垃圾中石块、金属、玻璃、塑料等则不能被微生物分解。堆肥解决周期较长，占地面积大，卫生条件相对较差。堆肥时要保证有机肥产品达到国标，就必要将新鲜垃圾先进行分选，然后将易腐有机组分再进行好氧发酵，但餐厨垃圾含水率高达90%左右，发酵过程中糊状垃圾将整个堆垛所有空间填死，空气无法进入内部，致使微生物处在厌氧状态，使降解速度减慢，并产生硫化氢等臭气，同步使堆肥温度下降，严重影响堆肥质量。2.1.3 厌氧发酵解决厌氧发酵技术是运用微生物厌氧菌，将垃圾中有机物作为营养源，通过厌氧菌新陈代谢，最后将垃圾进行发酵降解。整个发酵消化过程在全封闭条件下完毕，使消化过程充分完全，无异味泄漏。通过厌氧发酵解决，垃圾中可腐有机物某些降解为发酵残渣，并产出沼气。2.2 工艺比较表2-1 餐厨垃圾解决工艺比较表单项生产饲料堆肥厌氧发酵解决规模适合中小规模解决量当前只有小型单体解决机比较成功适合一定规模解决量产品饲料有机肥沼气、电力、有机肥辅助原料需各种营养添加剂需大量辅助原料（调节水份，或作为构造物）无需外加原料能量使用需耗用大量电力及热能需大量电力对外输出电力资源化方式回收有机质及营养成分回收有机质回收能量及有机质投资成本较高低较高运营成本高低较高占地面积小大小二次污染也许性有潜在食物链短路风险没有没有应用趋势受国家食品安全法等政策限制适合小型、分散式解决规模。符合国家新型再生能源政策发展方向2.3 工艺选取综合比较上述解决工艺，采用厌氧发酵解决餐厨垃圾无论是从减量化角度，还是从无害化、资源化角度，都是较优选取。依照餐厨垃圾特点以及当前技术发展趋势，特推荐本餐厨垃圾解决厂采用以厌氧发酵工艺为核心技术综合解决方案。第三章 技术方案2.1 工程目的 本工程以厌氧发酵解决工艺将作为整个餐厨垃圾解决厂主体工艺，对餐厨垃圾进行综合解决，实现餐厨垃圾无害化、减量化和资源化解决。通过本项目实行将实现如下几种目的：（1） 对餐厨垃圾进行集中解决，消除餐厨垃圾对环境污染。（2） 运用生物厌氧发酵可对有机质可进行生物降解特点，实现对餐厨垃圾减量化解决，并提取生物质中所具有生物能源，转化为沼气及电力。（3） 结合项目实际状况，选取合理沼气运用方式，实现能源最佳转化运用，减少全厂运营成本或增长运营收益。（4） 设立完善配套办法，避免生产过程中二次污染。2.2 工艺方案2.2.1 系统构成依照工程整体设计目的，餐厨垃圾解决系统采用以厌氧发酵工艺为核心技术，同步采用有关辅助工艺进行解决。全厂工艺解决系统重要由如下几种某些构成：（1） 餐厨垃圾预解决系统（2） 厌氧发酵系统（3） 沼气预解决系统（4） 热电联产（5） 沼渣稳定化系统（6） 臭气解决系统（7） 废水解决系统2.3.2 工艺流程餐厨垃圾经专用收集运送车辆送至本厂后，由接受装置进行接受存储，然后进行预解决。餐厨垃圾通过预解决后将骨头、织物、筷子等杂质分选出来，分选出杂质外送至往填埋场进行填埋解决。餐厨垃圾中普通含由较多油脂，在预解决过程中将餐厨垃圾中油油脂进行分离，分离出来废油直接外送直有关再运用场合进行解决，也可依照需要在厂内设立废油再加工解决系统。通过预解决后物料送入厌氧发酵系统进行解决，有机物料通过厌氧发酵系统生物降解解决后，产生沼气和沼渣。沼气作为能源气体一方面进行净化解决，并送入沼气柜进行存储，然后送入沼气发电机进行热电联产，产生电力和热水（或蒸汽）。产生电力某些送入全厂配电系统供厂内使用，富裕电力可依照项目实际状况上网出售或提供应附近公司使用。产生热水（或蒸汽）作为热源送入厌氧发酵系统使用。产生脱水沼渣进行稳定化解决，生产出性能稳定腐殖土，可依照市场需求作有机肥或腐殖土出售，或者直接填埋解决。产生沼液作为废水送往污水解决系统进行解决。下面是全厂总体工艺流程。餐厨垃圾预解决杂 质厌氧发酵废油脂发酵物料废水解决沼 渣沼渣稳定化有机肥或腐殖土沼气预解决热电联产电力及热能臭气解决沼 气沼 液填埋解决再加工解决外送或填埋自用及出售图3-1 餐厨垃圾解决系统流程图2.3.3 物料平衡餐厨垃圾通过厌氧发酵解决后，将分别产生杂质、废油、沼气、有机肥等，同步耗用一定原料，详见下面全厂物料平衡图。图2-2 物料平衡图2.3 工艺系统2.3.1 餐厨垃圾预解决系统餐厨垃圾由专门收集车辆运送至厂内后，送入餐厨垃圾接受装置。由于餐厨垃圾重要来源于饭店、餐馆及集市等场合，其中具有某些塑料、金属、纸巾、织物、骨头及筷子等，通过一系列筛分、破碎、油脂分离、砂石分离等工序将此类杂质分选出来，可直接送往垃圾填埋场进行填埋解决。产生废油由于数量较少，建议直接送至有关废油再加工公司进行后续解决运用，也可依照实际状况考虑在厂内建设废油脂再加工系统进行解决。餐厨垃圾通过预解决后，可用于生物降解有机物纯度得到提高，满足后续厌氧发酵系统规定，可通过输送装置送入厌氧发酵系统进行解决。餐厨垃圾在预解决过程中将产生一定量臭气，为保持车间内工作环境，告知防止臭气外泄影响厂区及周边环境，车间内产生首席集中收集后送往全厂臭气解决系统集中进行解决。2.3.2 厌氧发酵系统厌氧发酵系统是餐厨垃圾解决系统核心某些，负责将物料进行厌氧发酵解决。厌氧发酵系统重要由进料装置，发酵罐以及搅拌装置构成，完毕发酵罐物料进料，发酵罐内有机物生物降解及产生沼气、发酵浆液出料等过程。厌氧发酵系统重要采用中温湿式厌氧发酵工艺，核心厌氧发酵装置采用CSTR厌氧发酵罐，即全混式厌氧反映发酵罐。整个发酵罐采用钢制罐体，具备搅拌、破除浮渣、加热保温功能。发酵罐设计温度为3537，整个发酵罐及发酵罐浆液需要进行加热保温。发酵浆液采用罐内加热方式，循环热水引入发酵罐内换热装置，与罐内发酵浆液换热后再引出发酵罐。所需热水来自热电联产系统。发酵浆液加热过程依照发酵罐内温度变化由控制系统进行控制，保证发酵罐在稳定温度范畴内运营。在发酵罐外壁同步设有保温层，减少发酵罐热量损失。整个发酵罐采用沼气搅拌，即将发酵罐产生沼气中一某些进行回流，沼气通过沼气压缩机增压后打回发酵罐，通过气体搅拌使发酵浆液在罐体内形成循环搅拌。发酵罐通过泵送装置进行进料，并采用重力排料方式进行出料。通过发酵后物料通过管道送往后续脱水设备进行解决。发酵沼渣经脱水设备进行固液分离后，分别产生脱水沼渣和沼液。发酵罐在整个运营过程中，有关工艺参数实当前线监测，并通过控制系统集中显示在控制室监控电脑上，保证厌氧发酵系统稳定运营。 如下是厌氧发酵系统重要工艺设备参数：表2-1 厌氧发酵系统重要工艺设备参数序号项目参数1进料浓度8122发酵物料pH6.67.43发酵温度35374发酵罐数量2个5单个发酵罐体积3800m36停留时间1820天7有机物降解率5060%8原料产气率7080m3/吨餐厨垃圾2.3.3 沼气预解决系统产生沼气属于清洁能源，其中甲烷含量较高，具备较高热值。同步由于沼气中具有水分、硫化氢以及少量颗粒物等杂质，再进行运用前需进行净化解决。沼气预解决采用过滤、气水分离、脱硫等工艺，将沼气中杂质、水分以及硫化氢去除掉，达到后续沼气运用工艺原则。考虑到餐厨垃圾中营养成分比较高，沼气中硫化氢含量比较高，约为-3000ppm，因而建议采用湿法化学脱硫工艺，保证脱硫效率，并且运营费用较为经济。通过脱硫净化解决后沼气送往沼气存储及运用系统。预解决后沼气成分见下表：表2-1沼气成分及性能参数单位数值温度2535压力Pa3000CH4Vol5565，平均60CO2Vol35-45H2Sppm50N2Vol12O2Vol1热值kJ/Nm30-21000净化后沼气一方面送往沼气储罐进行存储，然后依照需要送往后续热电联产系统。沼气存储采用双膜储气柜，储气容积为1000立方，可满足向热电联产系统稳定供气需要。沼气预解决系统内设立一种紧急火炬，当浮现意外状况或沼气运用不完时，可将多余沼气燃烧排空，减少对大气温室气体排放。2.3.4 热电联产系统热电联产系统是全厂生物质能源转化运用系统，负责将沼气转化为电力和热能，实现最后能源回收运用。沼气运用方式需依照项目实际状况进行选取，惯用沼气运用方式重要有如下两种方式： 采用沼气发电机进行热电联产，产生电力和热能 沼气提纯后作为民用送入都市燃气管网本方案暂建议采用第一种方式，在场内设立沼气发电机进行热电联产，产生电力以及热水（或蒸汽）。产生电力可满足全厂生产及生活用电，并且尚有大量富余用电，富沼电力可依照项目实际状况采用上网出售，或送给附近公司使用。热电联产产生余热进行回收运用，通过余热锅炉产生热水（或蒸汽）作为厌氧发酵系统热源使用。厌氧发酵系统每天产生沼气15000立方，可配备3台500kW沼气发电机，将所有沼气所有用于沼气发电。通过沼气发电全厂每天可以产生大概30000kWh电力，除厂内自用大概10000kWh电力外，还富裕大概0kWh电力可对外出售。2.3.5 沼渣稳定化系统餐厨垃圾及厨余垃圾通过厌氧发酵解决后，餐厨垃圾中大某些有机物得到生物降解，产生沼渣通过脱水后每天大概产生脱水沼渣63吨。该脱水沼渣中仍具有一定量有机物，需进行后续稳定化解决，以便于残渣最后处置与运用。脱水沼渣含水率大概为3540%，依照该物料性质拟采用动态翻堆方式进行稳定化解决。由于脱水沼渣已经通过厌氧发酵解决，普通只需23周稳定化解决便可达到解决规定，产生性能稳定腐殖土。产生腐殖土性能已基本稳定，不会再发生生物降解，也不会释放臭气，可依照实际状况选取最后处置运用方式。如对腐殖土进行深加工，生出高品质有机肥对外出售。如果本地园林部门需要大量园林绿化土，则将产生腐殖土依照规定进行简朴解决，可产生满足规定绿化土进行使用。沼渣在稳定化解决过程中将产生一定量臭气，需集中收集后送往臭气解决系统进行解决，净化后排放。2.3.6 臭气解决系统解决厂产生臭气重要来源于餐厨垃圾预解决系统以及沼渣稳定化系统。所有臭气通过生化解决后达标排放，保证整个工厂良好运营环境。本方案拟采用生物除臭技术对全厂臭气进行解决。 生物除臭重要时运用自然界细菌和微生物对臭气消化和降解过程来自然除臭办法。收集到臭气在适当条件下通过长满微生物填料，气味物质先被填料吸取，然后被填料上微生物氧化分解，完毕臭气除臭过程。2.3.7 废水解决系统全厂产生废水重要由生产废水和生活废水两某些产生，其中生产废水重要由厌氧发酵系统产生沼液，其重要特点是有机物浓度较高，体现为COD、BOD和氨氮浓度高。同步尚有车间地面及设备冲洗产生废水。全厂工艺废水大概为130吨/天，加上其她生活废水，全厂废水总量大概为150吨/天。 全厂废水集中收集后送往废水解决系统，依照本地排放原则进行解决，达标后排放。2.4 重要工艺参数 餐厨垃圾解决量：200吨/天 沼气产量：15000立方/天 腐殖土产量：25吨/天 废水：150吨/天 发电量：30000kWh/天 发酵罐数量：2个 单个发酵罐体积：3800立方2.5 占地面积本解决厂总占地面积约60亩，详细厂区使用面积可依照项目选址详细地形进行调节。第四章 投资估算及经济分析4.1 投资估算 单位：万元序号项目土建设备安装共计一第一某些1,080 4,850 352 7,382 1餐厨垃圾预解决系统 200 1450 136 1786 2厌氧发酵系统 200 2,500 200 2,900 3沼气预解决系统 50 200 16 266 4热电联产系统 100 650 52 802 5沼渣稳定化系统 180 100 8 288 6臭气解决系统 50 00 16 266 7废水解决系统 100 300 24 424 8电气 400 400 9总图 200 50 250 二第二某些 754 共计 8,136 注：未涉及土地有关费用4.1 运营成本分析 该项目重要运营成本涉及人工成本，设备维修成本，原料消耗成本，电能消耗，水耗，污泥脱水系统，废水解决系统需要添加一定药剂原料，其中电能采用沼气发电产生一某些电能，余下某些电能外售。依照对各类消耗指标测算，该项目运营成本90元/吨餐厨左右，每年所需要运营费用大概为630万元4.2 项目经济效益分析 该项目所产生经济效益重要来自于产品电力上网，油脂，腐殖土出售所产生收入，每年外供电力7000MW，按单价0.5元/度，年产生效益350万元。每年产生油脂量1400吨，按收购价3000元/吨，年收入420万元，腐殖土暂按50元/吨出售，年产生量8750吨，年收入44万元，由于本项目属于变废为宝公益性项目，仅仅依托产品收入难以维持项目运营，需要收取餐厨垃圾处置费，暂按每吨垃圾补贴120元/吨计算，每年收入840万元。总计项目年收入为1654万元。扣除项目年运营成本，每年收益为1024万元。 4.3 项目运营模式分析本项目可采用BOT模式进行投资，由项目投资方投资，通过获得垃圾处置费和垃圾处置所产生电力、油脂、腐殖土等产品获得收入，从经济平衡看，项目投资静态投资回收期为7.9年，略高于7年基准投资回收期，考虑到该项目属于环保类基本项目，可以按BOT模式进行运营。第五章 结论及建议5.1 结论 （1） 餐厨垃圾通过厌氧发酵解决后，减容率可达90%95%。 （2） 通过提取餐厨垃圾中生物质能源，较好得实现了能源化解决，为全厂运营提供了较好经济收益。 （3） 通过本系统解决，将餐厨垃圾进行处置，在实现减量化和无害化解决同步，回收了餐厨垃圾中有机质，产生出有机肥或腐殖土。 （4） 通过产生沼气以及生产出有机肥，同步实现了最大化碳循环运用，减少碳排放。5.2 建议（1） 拟定厨余垃圾进入本系统时间作业制度以及接口形式，此某些将在一定限度上影响系统设计及投资。（2） 明确餐厨垃圾收集运送至本厂时间作业制度以及收运方式，以拟定合理餐厨垃圾接受工艺。（3） 分析项目所在地餐厨垃圾详细成分，为后续设计提供精确根据。（4） 依照本地状况，选取合理沼气运用方式，实现最佳收益。