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餐厨垃圾处理项目可行性研究报告精品

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2020年4月19日
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武汉市青山餐厨垃圾处理
可研报告

武汉洁神罗地亚环境能源开发有限公司

目 录
1 概 论 1
1.1 项目基本情况 1
1.2 项目背景 1
1.3 建设的必要性 2
1.4 编制依据及参考文献 4
1.5 编制原则 4
1.6 主要研究内容 5
1.7 主要研究结论 5
1.8 结论与建议 6
2 基础资料 6
2.1 地理位置及交通条件 6
2.2 自然环境 6
2.3 地质和地貌 6
2.4 气象条件 6
3 餐厨垃圾处理现状及存在问题 6
3.1 餐厨垃圾的产出特性 6
3.2 餐厨垃圾处理概况 6
3.3 餐厨垃圾处理技术 6
4 工程规模、工艺方案 6
4.1 工程规模 6
4.2 原生垃圾性质 6
4.3 主体处理工艺比选 6
4.4 工艺流程 6
4.5 工艺方案 6
4.6 设备安装 6
5 厂址选择 6
5.1 选址原则 6
5.2 厂址选择 6
6 总图运输及公用辅助工程 6
6.1 总图运输 6
6.2 公用辅助工程 6
7 环境保护与监测 6
7.1 采用的环境保护标准 6
7.2 本厂主要污染源及其环境影响 6
7.3 环境保护措施 6
7.4 环境监测 6
8 安全与职业卫生 6
8.1 安全措施 6
8.2 职业卫生及防护措施 6
9 劳动定员 6
9.1 企业组织 6
9.2 劳动定员 6
10 项目进度计划安排 6
10.1 项目实施 6
10.2 实施计划与进度 6
10.3 项目的招标及设备采购 6
11 投资估算及处理成本 6
11.1 投资估算 6
11.2 资金筹措 6
11.3 处理成本 6
11.4 项目收入 6
14 结论与建议 6
14.1 社会与环境效益 6
14.2 工程建设的意义 6
14.3 结论 6
14.4 建议 6
附件一：项目实施计划与进度表 6
附件二：投资估算表 6
附件三：总成本费用估算表 6
附件四：项目开发单位介绍 6

1 概 论
1.1 项目基本情况
1.1.1 项目名称
武汉市青山区餐厨垃圾处理厂
1.1.2 建设地点
武汉市青山区循环经济产业园，占地25亩。
1.1.3 项目单位
项目建设单位：武汉洁神罗地亚环境能源开发有限公司
1.2 项目背景
武汉是中国中部的一座特大城市，当前中心城区人口600余万。随着社会经济的迅速发展，工业化和城市化进程的加快，餐厨垃圾的产生量急剧增加，当前城区每天餐厨垃圾产生量为800-1000吨。大量餐厨垃圾得不到及时处理，不但污染环境，还对城市居民的健康构成严重威胁。由于历史原因，国内餐厨垃圾形成了一条独特的消纳渠道，既没有进入生活垃圾物流体系，也没有开展专门的集中收集与处理工作，其消纳的主渠道是被城市周边的牲畜养殖场直接作为饲料使用，有部分甚至被不法之徒提炼“地沟油”再次进入食用油品市场。因此，在餐厨垃圾的危害日益突出的情况下，如何对餐厨垃圾进行有效的资源化、减量化、无害化处理，既是武汉市面临的重点环境问题之一，也是政府、民众关心的热点民生问题，建立餐厨垃圾集中收集和处理设施已刻不容缓。
根据《武汉市环境卫生专项规划（ －2020）》，预测武汉市城区餐厨垃圾产生量 将达到1000吨/天，2020年将达到1300吨/天。如此大量的餐厨垃圾如果没有进行无害化处理，将成为武汉市建设资源节约型环境友好型社会、发展循环经济的重要阻碍之一。为此，本项目拟在青山区建设一可日处理200吨餐厨垃圾的处理厂，工程投资和建设分为两期，一期建设竣工后可实现日处理餐厨垃圾100吨，主要面向服务于青山区、洪山区一部分和化工新城，项目建成后可完全实现对服务区域内的餐厨垃圾进行无害化处理和资源化再利用。
1.3 建设的必要性
1. 保障食品卫生安全和人体健康。
利用餐厨垃圾非法提炼的“潲水油”中含有大量危险致癌物质，其中剧毒的黄曲霉素是当前发现最强的化学致癌物质，其毒性是砒霜的100倍。用“潲水油”加工生产的食品含有大量对人体有害的苯类成份及许多其它致癌物质，对人体健康危害极大，长期食用可导致肝癌、胃癌、肾癌、肠癌、乳腺癌、卵巢癌等多种癌症。对餐厨垃圾进行规范化收集和处理，能够有效遏制餐厨垃圾进入不健康的养殖业和制假售假活动，直接减少“潲水油”、“潲水猪”流入市场的数量，从源头上阻止有害物质进入人类的食物链，为保障食品卫生安全和市民的身体健康奠定了基础。
2. 杜绝随意倾倒和私人收购现象，有效消除对环境的污染。
餐饮网点直接将餐厨垃圾随意倾倒，一部分油水残渣进入下水道，在下水道里易造成凝结堵塞，并发酵产生大量甲烷气体(甲烷属易爆气体），增加了城市污水管网爆裂的危险性；另一部分直接被随意倾倒、堆放。堆放处产生异味，招引蝇虫，引起二次污染。餐厨垃圾产生的污水随阴沟、地表径流流入周围水体，影响周围水体生态环境。私人商贩收购、运输餐厨垃圾过程中，由于收集、运输设施的不规范，会造成沿途漏洒，散发酸臭味，严重影响和污染城市环境。
采用专业运输车辆实行统一收集清运能有效消除收集和运输过程中沿途洒落污染城市道路、影响城市市容环境卫生的现象。同时可有效杜绝餐厨垃圾进入下水道、周边水体，从而保护市政设施，保护地表水系，保护我们的生存环境。
3.提高环卫基础设施水平、完善城市功能的需要。
环卫设施是城市公用设施的重要组成部分，我市现有餐厨垃圾收运和处理设施的整体水平与我市作为中国特大城市之一的地位很不相称，餐厨垃圾作为生活垃圾的一部分，其集中处理设施的空白直接影响我市的城市形象，建设现代化的餐厨垃圾收运和处理工程对提升武汉市环境水平、完善城市功能、改进城市面貌有着很重要的意义。
4. 完善城市环保基础设施建设，符合武汉市市政设施发展规划
武汉市人大在3号议案中提出要加快餐厨垃圾收运、处理设施的建设，尽快出台《武汉市餐厨垃圾管理办法》，对餐厨垃圾统一回收、集中处理。《武汉市环境卫生专项规划》（ -2020）、《武汉市城市管理发展“十一五”规划》和《武汉市垃圾处理设施建设十一五规划》中明确提出，我市将大幅度提高垃圾无害化处理率，在武汉三镇新建餐厨垃圾集中处理厂，对餐厨垃圾进行资源化处理利用，使城市生活垃圾处理走上可持续发展的道路。
5.推进“两型社会”建设的需要
武汉市及其城市圈被确定为资源节约型环境友好型综合配套改革试验区，“两型”社会的建立，对垃圾的资源化利用和处理提出了更新更高的要求。而餐厨垃圾有机质含量高，可生物降解性强，是一种很有回收利用价值的资源。对餐厨垃圾收集集中进行厌氧发酵处理，满足“减量化，资源化，无害化”原则，还能够减少甲烷温室气体排放，节能减排效果非常明显。在实现社会效益、经济效益、环境效益的同时，还能够带来明显的生态效益，具有垃圾资源化处理、生物质能源开发和节能减排等综合示范效果，有效保证了建设资源节约型、环境友好型社会的总体目标的实现。
综上所述，建设与周边环境相对隔离的、不产生二次污染的技术成熟合理的城市餐厨垃圾集中处理厂已是刻不容缓，该处理厂的兴建对于合理处理餐厨垃圾，保护生态环境人民群众健康是非常必要的。
1.4 编制依据及参考文献
1. 《市政公用工程设计文件编制深度规定》
2. 中华人民共和国环境保护法
3. 中华人民共和国固体废物污染环境防治法
6. 建设项目环境保护管理条例（国务院253号令，1998）
7．室外排水设计规范（GB50014- ）
8. 餐厨垃圾处理技术规范（征求意见稿）
9. 恶臭污染物排放标准（GB14554-1993）
10. 污水综合排放标准（GB8978-1996）
11. 地表水环境质量标准（GB3838- ）
12. 大气污染物综合排放标准（GB16297-1996）
13．工业企业设计卫生标准（GBZ 1- ）
14. 工业企业厂界噪声标准（GB 12348- ）
15．建筑设计防火规范(GB50016— )
16. 其它有关国家标准和规范。
1.5 编制原则
1. 贯彻执行国家关于环境保护的相关政策，使项目建设符合国家有关法律、法规、规范及标准。
2. 在武汉市总体规划和城市环境卫生专项规划的指导下，采取全面规划、科学实施的原则，使工程建设与城市发展相协调；既保护环境，又最大限度地发挥社会效益、环境效益和经济效益。
3. 采用高效节能、易于管理、技术先进、稳定可靠的处理工艺，确保餐厨垃圾处理效果。
4. 采用合适的自动化技术及监测仪表，提高运行管理水平。
5.积极创造一个良好的生产和生活环境，注重处理厂的环境建设，避免造成二次污染。
1.6 主要研究内容
本工程拟设计200t/d餐厨垃圾处理厂一座，分为两期建设，一期建设规模为100t/d，采用“预处理+湿式中温厌氧发酵+生物质气体能源化利用”的技术路线，该路线技术成熟、管理方便、处理效果良好、运行安全可靠、占地及工程投资经济合理、运行成本低。主要研究内容包括：
1.工程规模及范围；
2. 餐厨垃圾处理工艺方案设计；
3. 工程的投资估算及运营成本。
1.7 主要研究结论
1.7.1 工程规模
为满足餐厨垃圾处理现状需求，并兼顾未来发展需要，本工程拟设计规模为200t/d，分为两期建设，一期建设规模100t/d，二期扩建根据餐厨垃圾处理量实际增长情况再行建设。
1.7.2 工程服务范围
武汉市青山区、洪山区一部分和化工新城。
1.7.3工程建设模式
项目模式采用BOT模式，洁神公司为此项目设立具有独立法人资格的项目公司，全面负责本项目的投资、设计、建设和运营维护，项目特许经营期21年（含建设期1年），特许经营期满后，项目无偿移交给政府。
项目公司将与政府相关部门签订《特许经营协议》，就特许经营权、财务、建设、运营、移交等方面详细规定双方的权利和义务，同时还将签订《餐厨垃圾处理服务协议》，就服务标准、监督、保底处理量、处理费、调价公式等进行详细的规定。
1.7.4工艺方案
本工程推荐采用处理工艺为：预处理+单相湿式中温厌氧消化+生物质气体能源化利用。
u 预处理：由破碎、分选、制浆、湿热处理及油脂分离等部分构成。由洁神公司根据自有项目运行经验结合日本JFE公司的核心技术共同研发改进而成。
u 厌氧消化：采用日本JFE公司中温厌氧消化技术，项目一期建成预计产沼气量6000m3/d，二期建成后可达到1 m3/d。沼气经处理净化后发电，所得电能除满足自用外，全部上网销售，产生余热供湿热处理系统和厌氧消化系统使用。
u 污水处理：采用洁神公司引进日本Bachilutechno公司技术，并结合国内高浓度有机废水实际情况，消化形成的JS-BC污水处理系统。当前，该系统已成功运用于杭州天子岭垃圾填埋场1500吨垃圾渗滤液处理工程项目中。
1.7.5 项目的投资估算及资金筹措
本项目预计总投资9200.31万元，其中一期总投资5959.62万元，二期总投资3240.69万元。
本建设项目资金来源分为两个部分，其中30%为自有资金，其余由银行贷款解决。
1.8 结论与建议
本工程建设符合政府规定的投资方向，符合产业政策和行业规划，符合社会发展的需要，是必要的、可行的。工程的建设将极大的提高武汉市餐厨垃圾处理水平，产生较大的社会及环境效益。
由于武汉市餐厨垃圾管理条例尚未出台，且国家尚无此类工程建设的相关规范标准，本工程的施工及建设难度较大且建成后餐厨垃圾来源也存在困难，建议：
1.相关部门及早出台相关法律法规，限制餐厨垃圾流向，使餐厨垃圾集中收运和处理有法可依；
2.政府配套建设餐厨垃圾集中收运系统，避免餐厨垃圾以其它形式流出，保障本工程的餐厨垃圾来源；
3.由于本工程属公共基础设施项目，本身盈利能力较差，建议政府按其它城市（北京、上海等）的方式对项目运行给予相关补贴，并帮助项目办理各项审批及税收优惠政策。
2 基础资料
2.1 地理位置及交通条件
武汉市位于湖北省东部、江汉平原东缘，长江与汉江交汇处。武汉具有突出的区位优势，它位于中国经济地理的中心区，北至北京、东至上海、南达广州、西去西安，均在1200公里左右行程，有水、陆、空交通相连。在中国东部、中部、西部三大经济带中，武汉具有承东启西的特殊区位。
2.2 自然环境
武汉全市土地面积8494.41平方公里，其中市区面积888.42平方公里，水域面积为2143.6平方公里，水域占土地总面积的1/4。地形上是北高南低，属残丘性河湖冲积平原，北部为山地丘陵，其余均属沃野千里的江汉平原，地势平坦，河道纵横，湖泊星罗棋布。
2.3 地质和地貌
武汉地区是典型的内陆盆地及地壳相对稳定的地区。地质结构以新华夏构造体系为主，几乎控制全市构造的轮廓。根据长期以来详尽的地震观测资料，武汉地区未有过大震，是难得的具有较稳定地质构造的大城市。地貌属鄂东南丘陵经汉江平原东缘向大别山南麓低山丘陵过渡地区，中间低平，南北丘陵、岗垄环抱，北部低山林立。全市低山、丘陵、垄岗平原与平坦平原的面积分别占土地总面积的5.8%、12.3%、42.6%和39.3%。
2.4 气象条件
武汉市属北亚热带季风性湿润气候，具有常年雨量丰沛、热量充分、雨热同季、光热同季、冬冷夏热、四季分明等特点。按湖北省的气候分区，属鄂东南和鄂南的沿江平原气候区，气候的主要特点是一年内日均温等于或大于10℃，植物生长期长，雨量较多，夏季炎热，梅雨明显，秋高气爽，冬季较暖，气候温和湿润，是适宜于农、林、牧、渔全面发展的多宜地区。
1．气温：
年平均气温：16.3℃
月平均最高气温：38℃（7月）
月平均最低气温：-0.9℃（1月）
2．降雨量：
多年平均降雨量：1261.2mm
多年平均蒸发量：1444.7mm
最大年降雨量：1623.6mm
最小年降雨量：801.7mm
最大月降雨量：423.2mm
最小月降雨量：0mm
3．风：
年平均风速：2.2m/s
极端最大风速：27.9m/s
常年主导风向：东北（偏北）风
夏季主导风向：东南风和西南风
冬季主导风向：北风和东北（偏北）风
3 餐厨垃圾处理现状及存在问题
3.1 餐厨垃圾的产出特性
餐厨垃圾是家庭、宾馆、饭店及机关企事业单位餐厅或食堂等抛弃的剩余饭菜的通称。
餐厨垃圾具有高含水率、高有机物含量、高油脂含量、高盐分含量的特征，其主要成分有主食所含的淀粉、蔬菜及植物茎叶所含的纤维素及聚戊糖、肉食所含的蛋白质、脂肪等，无机盐中PaCl含量最高同时还含有少量的Ca、Mg、Fe、K等微量元素。其化学组成以C、H、O、PS、Cl为主。
餐厨垃圾有机物含量丰富，营养成分高，营养物种类全，水分含量高，如不及时处理易腐烂，其性状和气味都会对环境卫生造成恶劣影响，且容易滋长病原微生物、霉菌毒素等有害物质。从物质的存在形式上来看，餐厨垃圾中的有机物有大量存在的固形物和溶解或悬浮于水中的有机质，其中固形物质占30%以上，是餐厨垃圾中有机物质的主要存在形式。餐厨垃圾成分与当地的生活水平和饮食习惯密切相关，表3-1和表3-2分别是典型餐厨垃圾的典型组成成分及化学成分。
表3-1 餐厨垃圾典型成分表
成份
水
比重大的硬物质（骨头、金属、陶瓷、玻璃等）
比重轻的软物质（塑料、包装袋、纸张等）
油脂
可发酵固体
含量（%）
84
3.3
1.7
3
8
表3-2 餐厨垃圾化学成分
成份
C
H
O
P
S
CL
含量（%）
43.52
6.22
34.50
2.79
<0.3
0.21
从上表能够看出餐厨垃圾的有机物含量达到90%以上，其余部分主要是由金属、木头、塑料、纸张、织物和骨头等。因此，十分适合采取生物降解的方法进行处理。

3.2 餐厨垃圾处理概况
3.2.1国外餐厨垃圾处理政策
1. 餐厨垃圾产生源头减量化。美国的一些州制定了专门的食物捐助法，个人或者餐馆将过剩的可供人食用的食物供无家可归的穷人食用，尽量从源头上减少餐厨垃圾产生。
2. 处理处理法制化。日本在 颁布了餐厨废物再生法，该法律规定餐厨加工业、饮食业和流通企业有义务减少餐厨废物排出量和把一部分转换成饲料和肥料，同时制定了再生饲料和肥料标准；韩国1995年成立了餐厨废物管理委员会，政府强令各酒店、餐饮业主自行购置设施回收处理其产生的餐厨及食品垃圾；同时对一般家庭将一般垃圾和餐厨垃圾分开包装，放在门外，由垃圾车和餐厨垃圾车分别收运；英国、加拿大、葡萄牙、澳大利亚等国均分布了禁止使用餐厨垃圾喂养牲畜的法令。
3. 回收处理有偿化。美国采用垃圾处理收费制度，对垃圾处理费实行分类征收，特别是对湿垃圾处理收费更高，收费标准是以家庭垃圾产生量为基准，因此自行堆肥处理家庭餐厨垃圾在美国的家庭很普及；韩国则由国家和地方政府投资建设食物垃圾处理厂，经过垃圾产生单位和个人购买食物垃圾袋来收取清运处理费。
4. 回收体系正规化。美国各地根据当地具体情况，建立合适的回收处理体系，如加州就由政府授权一些公司负责收集一些单位产生的食物垃圾送到专业的堆肥机构，然后堆肥以产品的形式出售给农场等，政府只承担管理任务，对参与服务的公司提供技术支持，并接收一些单位要求清运垃圾的申请。
3.2.2国内餐厨垃圾处理
当前，国内城市的餐厨垃圾处于一种严重的无序管理的状态，“垃圾猪饲养”和“泔水油充当食品油”的事件时有发生。在政策上也缺乏系统性，如有的城市虽然规定不许乱扔餐厨垃圾，可是对餐厨垃圾的后续处理不到位，致使政策的实施和企业的执行都存在较大的难度。当前国内进行餐厨垃圾单独处理的城市为数不多，仅有上海、北京、西宁、宁波等城市出台了相关法规对餐厨垃圾进行集中收运处理。但由于餐厨垃圾的管理工作难度很大，当前在这些出台餐厨垃圾管理办法的城市中，仅宁波、西宁、和上海闵行区等地的管理效果较好，能够收集到所在区域60%左右的餐厨垃圾，并有效处理。其中宁波对餐厨垃圾产生企业采用象征性收费，政府对餐厨垃圾的收运和处理进行了补贴；西宁政府投资建设终端处理设施，并投入大量的管理力量进行源头管理；上海闵行区成立了专门的收费中心，市场化运作较为理想。
总体来说国内城市的餐厨垃圾管理都还处在起步阶段，大多数已出台餐厨管理办法的城市在实际管理过程中还存在很多问题，如餐厨垃圾处理费收取难度很大，终端处理设施不健全，最终产品销售不通畅，处理成本高，需要政府补贴等。如乌鲁木齐由于餐厨垃圾处理费收取难度大，源头企业抵触情绪大，导致建成的终端处理厂因为收集不到原料而停产；济南因为终端处理设施的环保不达标，暂停了餐厨垃圾管理办法的执行。
5月4日，由国家发改委、住房和城乡建设部、环境保护部、农业部近日联合印发了《关于组织开展城市餐厨废弃物资源化利用和无害化处理试点工作的通知》，拟选择部分已出台了相关政策法规并在餐厨废弃物收运、资源化利用、无害化处理等方面具有一定基础的城市，开展餐厨废弃物资源化利用和无害化处理试点，探索中国餐厨废弃物处理问题的有效解决途径。这也标志着中国在餐厨垃圾问题上给与了充分的重视并迈出了重要的一步。
3.2.3武汉市餐厨垃圾处理
当前，武汉市餐厨垃圾尚未进行统一收运和处理，餐厨垃圾已形成了一条自成一体的收集、运输和消纳渠道：一是由餐饮企业、食堂等所产生的餐厨垃圾，由养殖场主支付给餐馆酒店业主一定的费用，然后收集运送到近郊的个体养殖场，用于饲养生猪等家畜；二是一些不法分子将将餐饮垃圾收集后，从泔水中提炼的“地沟油”，混入食用油脂中再次出售给消费者使用，提炼油脂后的餐厨垃圾被随意倾倒于低洼地或沟塘等。餐厨垃圾处理的现状不但严重影响我是的市容市貌，还给卫生防疫和食品安全带来较大隐患，对人体健康构成了较大的潜在性威胁。省市人大代表、政协委员多次提出建议采取措施集中处理，并逐渐引起了市政府的高度重视，城管部门也把解决餐厨垃圾问题提上了议事日程，并采取了一些积极措施对待日益突出的餐厨垃圾问题。
3.2.4武汉市餐厨垃圾处理规划
市城管、发改委、建委、规划、环保等部门联合组织编制完成了《武汉市环境卫生专项规划（ -2020）》，并以武政办[ ]128号文正式发布。规划预测 和2020年，我市都市发展区餐厨垃圾产生量将分别达到900吨/天和1200吨/天，确立了餐厨垃圾集中处理和分散处理相结合的处理模式，在全市建设三座集中的餐厨垃圾处理厂，按武汉三镇的格局分别选址，与其它垃圾处理厂相结合设置，汉口、武昌和汉阳三座餐厨垃圾处理厂的日处理能力分别为500吨、500吨和300吨，总处理能力达到1300吨。餐厨垃圾的回收有很高的价值，能够经过物理化学的手段提炼出工业油、生物柴油、饲料等，也可采取生化处理技术生产沼气和肥料等，在无害化和减量化的同时实现资源化利用，形成循环经济效益。因此，资源化综合处理是我市餐厨垃圾处理的发展方向。
3.2.5武汉市餐厨垃圾处理法规建设
由市城管部门起草的《武汉市餐厨垃圾管理办法》，正在报送有关部门审查，经过讨论修改后，即可作为部门规章或政府规定颁布实施。《办法》对餐厨垃圾的收运和处理提出了明确的要求：政府主导餐厨垃圾的收集和运输，统一收运，统一处理；从事餐厨垃圾收集、运输和处理的企业，应当由具备专业技术条件的企业承揽；按“谁污染谁付费”的原则，餐厨垃圾产生单位承担相应的处理费；鼓励和支持高新技术在餐厨垃圾收集、运输和处理中的研究和使用。另外，城市管理综合行政执法等部门将加强执法，加强对餐厨垃圾收集、清运及处理的监督管理，强化执法检查责任制落实，加大对违法进行餐厨垃圾的收运和处理行为的查处打击力度。
3.3 餐厨垃圾处理技术
3.3.1传统垃圾处理技术处理
即采用传统方法填埋、堆肥或焚烧法处理餐厨垃圾，或将餐厨垃圾与一般生活垃圾混合处理。传统发酵堆肥的方式，由于餐厨垃圾不同于一般城市生活垃圾，所含有的水份极高，给堆肥造成了湿度过大，一般菌种难以进行有效分解，难以达到实际的堆肥效果，而且堆肥时会造成大量污水外溢问题，这些污水要得到有效处理必将大大增加潲水的整体处理费用，再者，潲水中油脂含量高，营养成份多，堆肥是一种有机垃圾资源化的有效处理方式，但对潲水来说不是最佳的处理方式。卫生填埋是一种既经济又成熟的办法，这种办法依然代价高昂，需要巨大的前期投入，大量餐厨垃圾混入一般生活垃圾处理，将会给填埋场的作业运行造成较大的不利影响。低含水率、高发热值是垃圾发电对垃圾的基本要求，而这都不是餐厨垃圾所具有的，在一般生活垃圾焚烧过程中混入餐厨垃圾，其混入量必须严格控制，否则将会使焚烧炉的燃烧状态受到显著影响，导致烟气处理的难度增加，甚至使垃圾焚烧发电厂无法正常运行。
3.3.2饲料化处理
饲料化处理是当前国内建成的餐厨垃圾集中处理厂的主要技术，有两种不同的应用形式。一种是物理法饲料化处理，应用较多，是将餐厨垃圾分选、脱水、脱油脂后，利用烘干设备烘干消毒，粉碎后作为牲畜饲料添加剂；另一种是生物法饲料化处理，采取微生物发酵技术制成发酵饲料，这种处理工艺一般周期较长、需要对菌种进行选择管理、工艺较复杂，主要是经粉碎机粉碎、脱水、脱油、加氮中和、灭菌等工序后的餐厨垃圾，与适当比例的含有饲料酵母的微生物发酵菌剂混合接种，有控制地分批进行固体发酵，发酵产物干燥、磨粉、化验及包装制成高钙多维酵母蛋白饲料等多种类型的高附加值饲料。分离出的油脂经过乳化、氢化处理制成脂肪酸钙颗粒，或供化工厂作为原料使用。
该技术成本较高，同时值得注意的是高温烘干是否能够完全杜绝牲畜传染病的蔓延。从城市的消费者心理角度，人们越来越不接受这种“泔水猪肉”，因此至少从安全角度来看，饲料化处理不是未来餐厨垃圾处理的发展方向。
3.3.3消化处理
消化处理主要分为好氧消化和厌氧消化两大类。好氧消化具有消化时间短、反应速率快的特点，消化产物可作为有机肥料使用，但同时也存在较明显的缺点，如需要添加大量的辅料，运行能耗和运行成本较高，不能回收沼气，消化产物需要足够的、稳定的市场渠道等，因此，好氧消化技术多用于中小型餐厨垃圾处理项目。而厌氧消化技术则运行能耗和成本较低，能够充分利用餐厨垃圾厌氧消化过程产生的甲烷燃烧发电，不但供应自身的能源消耗同时富余电力上网，发酵后熟化的固态物转化成高品质有机肥料，处理物中的水分作为工业用中水充分回用，实现完全资源化、能源化、零排放的处理目的。由于再生能源与回收油脂所产生的收入稳定，对泔水产生单位的经济压力很小，易于实现对餐厨垃圾的有效管理与及时处理。厌氧制沼制肥工艺相对繁琐，条件控制要求高，适宜于较大规模的餐厨垃圾处理。
3.3.4国内餐厨垃圾处理实例
国内餐厨垃圾规模处理的工程实例还较少，其处理方式和产品见下表：
国内餐厨垃圾处理实例 表3-3
序号
名称
规模
处理方式
产品
1
北京董村垃圾综合处理厂
200t/d
再生能源化
沼气+营养土或肥料
2
北京高安屯处理厂

饲料化
肥料+饲料
3
西宁处理厂

饲料化
工业油脂+蛋白饲料
4
宁波处理厂
200t/d
饲料化
工业油脂+蛋白饲料
4 工程规模、工艺方案
4.1 工程规模
为满足餐厨垃圾处理现状需求，并兼顾未来发展需要，本工程拟设计规模为200t/d，分为两期建设，一期建设规模100t/d，二期扩建根据餐厨垃圾处理量实际增长情况再行建设。
4.2 原生垃圾性质
由于武汉市餐厨垃圾成分调查还在进行中，因此，本方案原生餐厨垃圾参照国内其它城市，具体组成见下表：
表4-1 餐厨垃圾组成表
成份
水
比重大的硬物质（骨头、金属、陶瓷、玻璃等）
比重轻的软物质（塑料、包装袋、纸张等）
油脂
可发酵固体
含量（%）
84
3.3
1.7
3
8
4.3 主体处理工艺比选
由于青山餐厨垃圾处理项目规模较大，经过前文第3.3部分对不同处理技术的比较，洁神公司建议本项目采用厌氧消化技术。
厌氧消化技术按照操作条件（如进料的含固率、运行温度等），可分为以下几类：
u 按照固体含量可分为：湿式、干式。
u 按照温度可分为：中温、高温。
u 按照阶段数可分为：单相、两相。
（1）湿式和干式厌氧消化的比较
表4-2 湿式和干式厌氧消化的比较表

湿式
干式
含固率
一般在10%～15%
一般在20%～40%
优点
1、技术成熟。
2、处理设施便宜。
3、可充分利用餐厨垃圾的高含水性。
1、预处理中挥发性有机物损失少，很少用新水稀释；有机物负荷高，抗冲击负荷较强。
2、预处理相对便宜，反应器小。
3、水的耗量和热耗较小，产生废水的量较少，废水处理费用相对较低。
缺点
1、预处理复杂。
2、定期需要清除浮渣层；对冲击负荷敏感。
3、水的耗量大，产生废水的量也大（利用餐厨垃圾含水，可避免）。
1、湿垃圾不能单独处理。
2、设备造价高。
3、由于在高固体含量下进行，输送和搅拌困难，特别搅拌是技术难点。
根据武汉市餐厨垃圾含水率较高的特点，洁神公司推荐采用湿式消化工艺。
（2）中温和高温厌氧消化的比较
表4-3 中温和高温厌氧消化的比较

中温
高温
温度范围
30～40℃
50～60℃
优点
1、应用广泛。
2、能耗低。
3、运行稳定。
4、后续水处理无需考虑降温措施
1、消化时间短。
2、产气率高。
3、对寄生虫卵的杀灭率在数小时内就可达到90%。
缺点
1、消化时间长。
2、对寄生虫卵的杀灭率低。
3、油脂容易凝结成块，对系统管道及泵的正常运转带来不利影响。
1、热能消耗高
2、自动化控制要求较高。
从上表能够看出，尽管高温消化具有罐体体积小，产气率高等优点，但能耗大，而且操作复杂。因此在青山项目中，推荐采用中温消化，消化过程中所需的热量可利用发电机组回收的余热，实现系统热能自给。
（3）单相和两相厌氧消化的比较
在单相厌氧消化工艺中，产酸相和产甲烷相在同一个处理单元中进行。两相厌氧消化本质特征是实现了生物相的分离，即产酸相和产甲烷相分成两个独立的处理单元，经过调控两个单元的运行参数，形成产酸发酵微生物和产甲烷发酵微生物各自的最佳生态条件，从而形成完整的发酵过程，大幅度提高了废物的处理能力和工艺运行的稳定性。
表4-4 单相和两相厌氧消化比较表

单相
两相
优点
1、投资少。
2、易控制。
1、系统运行稳定。
2、提高了处理效率(如减少了停留时间)。
3、加强了对进料的缓冲能力。
缺点
1、反应器可能出现酸化现象导致产甲烷菌受到抑制，厌氧消化过程正常进行受到影响。
1、投资高。
2、运行维护复杂，操作控制困难。
在实际的市场运作中，由于两相厌氧消化系统需要更多的投资，以及运行维护也更为复杂，因此在实践中应用很少。另外对于大部分有机垃圾而言，只要设计合理、操作适当，单相系统与两相系统具有相同的功能。欧州有机垃圾的厌氧消化处理工程中，单相厌氧消化工艺占绝大多数，而且呈现出逐年增加的趋势。因此，洁神公司推荐青山项目采用单相厌氧消化工艺。
综合上述分析结果，建议武汉市青山餐厨垃圾处理项目主体工艺采用：预处理+单相湿式中温厌氧消化+生物质气体能源化利用。
4.4 工艺流程
本项目餐厨垃圾处理系统主要由五大部分组成，包括：前处理系统、厌氧消化产沼系统、沼气净化与发电系统、污水、沼渣和臭气处理系统、油脂粗加工系统。

前处理系统
原料收集仓

不能破碎的大、重异物

双轴破碎机

多功能破碎分选机
塑料等轻物质

混合破碎制浆槽
沉降去除小的重物质

加热隔油槽

固液分离机

固体

液体

油脂粗加工系统

油

油水分离机

水

厌氧发酵产沼系统

调节槽
工艺水

厌氧发酵槽

消化液

固液分离
沼气

脱硫、脱水

沼气净化发电系统

沼渣
沼液

发电

绿化基肥
JS-BC污水处理系统

废热利用

自用

电网
脱水干燥

图4-1青山餐厨垃圾处理项目工艺流程框图
收集车收集的餐厨垃圾投入到料仓中，经过双轴破碎机破碎，破碎后的物料再经过螺旋输送机输送至多功能破碎分选机，将物料中的有机物进一步破碎的同时，将物料中的轻型异物质分选出来；随后，物料进入两级混合破碎制浆槽进行重物质的沉降分离和有机物循环细破碎，去除异物杂质后的粒径为10mm的有机物料经过输送泵输送至加热隔油槽进行加热隔油处理。加热隔油处理后的物料被泵送至固液分离机，固相进入调节槽。液相进碟式油水分离器，回收废油，同时，产生的废水和废渣与固液分离获得的固性物一起进入调节槽，制成均质的料浆，供下一步厌氧发酵产气用。发酵产生的沼气经过脱硫、脱水、过滤等预处理步骤后，供给沼气发电机发电，余热则可供消化罐和加热隔油槽使用。消化罐消化液排入消化液储槽，经固液分离后，沼渣用于绿化基肥，污水则排入JS-BC污水处理系统进行处理。
4.5 工艺方案
4.5.1 前处理系统
洁神餐厨垃圾厌氧消化系统前处理工艺段包括前分选单元和油脂分离单元。两单元统一安装布置在前处理车间。
预处理系统拟设计处理量为200t/d，考虑到分期建设，前处理工艺将被设计成两条处理能力各为100吨的生产线。
4.5.1.1前分选系统构成、原理
前分选系统由双轴破碎机、JFE多功能破碎与轻物质分选机、混合破碎制浆与与重物质沉降槽构成，整个前分选系统统一安装布置在前处理车间内。
收集车收集的餐厨垃圾投入到料仓中，经过双轴螺旋输送机输送到双轴破碎机，将餐厨垃圾中有机物料和塑料袋等异物质进行破碎，破碎后的物料再经过螺旋输送机输送至多功能破碎分选机，将物料中的有机物进一步破碎的同时，将物料中的轻型异物质分选出来；随后，物料经过螺旋输送到两级混合破碎制浆槽进行重物质的沉降分离和有机物循环细破碎；去除异物杂质后的粒径为10mm的有机物料经过输送泵输送至湿热除油系统进行油脂分离。料仓顶部加盖，前分选及其物料输送过程全部为密闭作业，恶臭气体由引风机引出，并集中收集到除臭系统进行除臭处理。
（1）粗破碎
料仓收集的物料经过螺旋输送到双轴破碎机进行粗破碎。双轴破碎机为洁神专为餐厨垃圾物料破碎研发的前处理设备，该设备为高负荷重型结构，破碎刀采用日本进口的skb11材质制造，其结构布置为沟槽式结构螺旋式布置，完全适应含有塑料、衣物纤维、纸质和金属包装物、木头等复杂的餐厨垃圾物料的破碎，破碎粒径为50mm。为了有效解决餐厨垃圾中混杂的大型重质异物质的去除和避免设备的损坏，该设备设计了多重保护功能，当大型重质异物质进入设备后，设备可自动识别并停机反转，将异物质去除。

图4-2双轴破碎机
（2）轻物质分离收集
餐饮垃圾经过双轴破袋后，物料中的轻型异物质，如塑料、纸屑、纤维等经过多功能破碎和轻物质分选机进行分离去除。轻物质分选机为日本JFE公司专为餐厨垃圾有机物破碎和轻物质分离而设计的专有设备。该分选机采用螺旋式滚筒结构，在电机的高速旋转下会产生强的离心力，进入分离器中的含水有机物料和重物质被甩至分选机内壁，有机物料经过内壁上刀片的破碎后连同重物质一起沿着分离器内壁下降，进入后端的混合破碎制浆槽中，进行重物质沉降和有机物料循环细破碎，然后再进行下一工艺段的油脂湿热分离；轻物质则经过内部螺旋上升，再经过设置在分选机侧面的出料孔出料至收集箱内进行收集。

图4-3多功能破碎和轻物质分选机
（3）重型异物质分离收集
餐饮垃圾中含有玻璃瓶、骨头、碗盘、石块和金属器皿等大重型异物质，这些物质如果不从系统中去除，对后续的处理系统和设备将会产生破坏性影响。因此，在前处理系统中设置了混合破碎制浆槽。由于大重型异物质比重较大，能够依靠其自身的重力沉积在槽底部。因此，在混合破碎制浆槽底部，布置了20～50cm深，45°坡度的沉积槽。在混合制浆搅拌过程中，大重型异物质会沿着斜坡滑至沉积槽底部。在制浆完成，浆液被泵送至混合调节槽后，经过设在沉积槽底部的两级闸阀的顺序启闭，将这些重型异物质排入沉积收集箱中，定期对分离收集的重型异物质进行清运。
观察窗口
重物质

图4-4混合制浆和重物质沉降槽重物质排出机构
4.5.1.2油脂分离系统构成及特点
经过破碎泵破碎后的餐厨垃圾浆料用泵送到加热隔油槽，在加热隔油槽内，浆料被加热到70~80℃，停留3h静置分层，将上层可浮油撇出来，下层固形物和水被泵送至固液分离机，将垃圾分成固相和液相。液相进碟式油水分离器，回收废油，同时，产生的废水和废渣，与固液分离获得的固性物一起进调节槽，制成均质的料浆，供下一步厌氧发酵产气用。
4.5.1.3前处理系统技术来源及特点
前处理系统技术由洁神公司根据自有项目运行经验结合日本JFE公司的核心技术共同研发改进而成。系统适应中国餐厨垃圾复杂成分特点，运行稳定，处理效率高，造价合理。
（1）洁神前分选系统特点
与国内现有餐厨垃圾前分选系统相比，洁神前分选系统实现了以下突破：
l 全面实现了无机异物质（如塑料、纸屑、陶瓷、金属等）与有机物的有效分离，有机物分离效率能达到95%以上，并在提取有机物的基础上回收塑料等轻物质和陶瓷、金属、玻璃、骨头等重物质；
l 餐厨垃圾从倾倒至密封料仓内，到完成整个前处理过程，均在密封下进行，实现了自动化运行，解决了在恶臭环境下进行人工分选带来的种种弊端，实现了清洁化生产；
l