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      處理方案
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      李坑綜合處理廠廚余垃圾處理工藝概述

      目前,國內外廚余垃圾處理方式主要有衛生填埋、焚燒、厭氧消化產沼氣、肥料化處理、飼料化處理以及廚余垃圾處理機等幾種,目前國內大多數城市垃圾分類效果不好或根本沒有實現垃圾分類,或是沒有專門針對廚余垃圾的處理設施,因此,廚余垃圾只能混雜在生活垃圾中進行處理,主要處理方式以填埋和焚燒為主,造成垃圾處理難度大,資源化程度低、對環境影響大。

      國外較先進的廚余垃圾處理技術主要分布在歐洲國家,韓國和日本廚余垃圾處理技術也較為先進,但是,由于我國廚余垃圾在其成分和分選程度上都與國外有較大差別,因此國外的處理技術不一定適合中國的廚余垃圾處理,況且國外技術大部分關鍵設備尚未實現國產化,設備成本非常高。因此如何選擇和組合適合我國廚余垃圾處理的工藝顯得尤為重要。

      目前廚余垃圾處理的幾種主要工藝敘述如下:

      1、衛生填埋

      填埋是大量消納城市生活垃圾的有效方法,也是所有垃圾處理工藝剩余物的最終處理方法,目前,我國廚余垃圾普遍采用與其它生活垃圾混合直接填埋法。所謂直接填埋法是將垃圾填入已預備好的坑中蓋土壓實,使其發生生物、物理、化學變化,分解有機物,達到減量化和無害化的目的。

      填埋處理方法是一種最通用的垃圾處理方法,它的最大特點是處理費用低,方法簡單。但由于在廚余垃圾中含有大量的水分和容易腐爛的物質, 所以,填埋時產生的大量滲濾液易污染土壤和地下水,造成二次環境污染。而且由惡臭、滲濾液、病原菌等問題而導致可填埋場地的逐漸減少,以及城市垃圾量的增加,靠近城市的適用的填埋場地愈來愈少,開辟遠距離填埋場地又大大提高了垃圾運輸費用,并且隨之產生了安全和可靠性問題。如上所述,一些發達地區已經開始逐步禁止填埋廚余垃圾。

      衛生填埋的優點是處理量大,運行費用低,工藝相對較簡單。缺點是占用大量土地,耗用大量征地等費用;填埋場占地面積大,處理能力有限,服務期滿后仍需新建填埋場,進一步占用土地資源;廚余垃圾的滲濾液會污染地下水及土壤,垃圾堆放產生的臭氣嚴重影響空氣質量,形成不可逆的對周圍大范圍的大氣及水土的二次污染。

      在當前土地資源緊缺、人們對環境影響的關注度越來越高的大前提下,填埋處理技術已明顯不適合我國廚余垃圾的實際情況。

      2、焚燒處理

      焚燒是一種對城市生活垃圾進行高溫熱化學處理的技術。將生活垃圾作為固體燃料送入爐膛內燃燒,在800~1000℃的高溫條件下,城市生活垃圾中的可燃組分與空氣中的氧進行劇烈的化學反應,釋放出熱量并轉化為高溫的燃燒氣體和少量的性質穩定的固體殘渣。當生活垃圾有足夠的熱值時,生活垃圾能靠自身的能量維持自燃,而不用提供輔助燃料。垃圾燃燒產生的高溫燃燒氣體可作為熱能回收利用,性質穩定的殘渣可直接填埋處理。焚燒法處理垃圾效率較高,最終產生約5%的利于處置的殘余物。焚燒是在特制的焚燒爐中進行的,有較高的熱效率,產生的熱能可轉換成蒸汽或電能。經過焚燒處理,垃圾中的細菌、病毒等能被徹底消滅,各種惡臭氣體得到高溫分解,煙氣中的有害氣體經處理達標后排放。

      但是因廚余垃圾中含有大量的水分(含水率一般在70~90%),故焚燒所消耗的熱量很大程度上被用于水分的蒸發上,運行費用高,在經濟上不合理。而且在焚燒過程中產生環境荷爾蒙—dioxin(毒性很強的有機氯化物),如果處理不完全,dioxin與空氣中水分相混合溶解于土壤里,進而被吸收到植物根莖中,在草食動物體內富積,最終積累于人體內,可以起到類似荷爾蒙般的作用,導致癌癥的發生。

      主要優缺點如下:

      優點是焚燒處理量大,減容性好;熱量用來發電可以實現垃圾的能源化。

      其缺點是對垃圾低位熱值有一定要求;廚余垃圾水分含量高會增加焚燒燃料的消耗,增加處理成本;焚燒廠垃圾貯坑儲存,會增加坑內的浸出水量。

      由于生活習慣不同及廚余垃圾收集分類程度的不同,我國廚余垃圾與國外廚余垃圾差異較大,其特點是熱值低、含水量高,很難進行焚燒處理,另外焚燒處理投資過高,國內外應用經驗較少,不是廚余垃圾處理的主流技術。

      3、廚余垃圾處理機

      廚余垃圾處理機是用于家庭、小區等垃圾產生源頭的小型化分散垃圾處理設施,通過對生活垃圾進行源頭分類處理,可有效減少垃圾產量,改善垃圾后續處理條件,根據其處理廚余垃圾的原理不同,應用較多的主要有粉碎式和微生物堆肥式兩種型式。

      粉碎式廚余垃圾處理機主要用于食物垃圾的粉碎處理,一般安裝與廚房水槽下,并與排水管相連,通過電機驅動粉碎裝置,對廚余垃圾進行多次粉碎后排入下水道。微生物廚余垃圾處理機是小型化的堆肥裝置,通過將廚余垃圾投入其中后,在微生物的作用下,廚余垃圾中有機質被降解,廚余垃圾得到穩定化、無害化、減量化處理,堆肥殘渣可作為有機肥料使用。

      廚余垃圾處理機可實現即時、方便、快捷的廚房清潔,避免食物垃圾因儲存而滋生病菌、蚊蟲和異味,從而有效優化家居環境,同時可避免有機垃圾對其它垃圾運輸管理和處理處置的影響,實現垃圾的分類處理。目前,廚余垃圾處理機在國內外得到廣泛的應用,如美國、日本等國家甚至將其作為主要廚余垃圾處理方式,我國部分城市也在局部推廣應用。

      但廚余垃圾處理機投資較高,且增加居民用水用電的支出,一般家庭難以接受,同時會增加城市的污水排放量和污染物處理負荷,影響排水系統和污水處理廠的正常運行,結合廣州市的實際情況,該處理方式不可能短時間大規模推廣應用,可作為集中處理的輔助措施。

      4、厭氧消化技術

      厭氧消化技術廣泛應用于污泥和工業污水的處理,而將其應用于城鎮有機垃圾的處理卻是近三十幾年的事,近些年來,有機垃圾厭氧消化系統在德國、瑞士、奧地利、芬蘭、瑞典等國家發展尤其迅速。在歐洲廚余垃圾作為有機垃圾,其厭氧消化工藝已經形成了比較完善的技術體系,比如 Valorga、Passavant Roedige、O.W.S DRANCO、Dranco、Kompogas、Linde BRV、BTA 以及 LindeKCA 等工藝在歐洲都有實際工程的例子。

      厭氧消化是指垃圾中有機物在無氧條件下被微生物分解轉化為甲烷和二氧化碳等氣體,即沼氣,并合成自身細胞物質的生物過程,影響厭氧消化過程的因素有很多,其中主要有厭氧條件、消化溫度、pH、營養物質、接種物、有毒物質和攪拌等。

      有機垃圾的厭氧消化工藝源于污泥、農業廢物等有機物的厭氧消化技術。廚余垃圾中有機物含量高、可生化性好的特點,使其進行厭氧消化的適用性很好,資源化程度很高,但由于餐廚垃圾成分復雜,厭氧消化的處理效率、穩定性還取決于垃圾分選、漿液化等預處理工序的效果。

      厭氧消化處理工藝基本流程如下:

      注:干式厭氧消化工藝無需進行漿液化預處理


      優點:

      (1)具有較高的有機負荷承載能,能較徹底將餐廚垃圾中的有機污染物穩定化、無害化;

      (2)能產生清潔生物質能源,沼渣經穩定處理后可用作肥料,或與預處理系統分離處理其它固體物質一起焚燒或填埋,沼液經處理達標后排放或回收利用,產品出路好;

      (3)各項環境影響因素都能得到很好的控制;

      (4)厭氧消化用來處理高濃度有機物歷史悠久,工藝成熟可靠,擁有豐富的工程實踐經驗;

      (5)可將餐廚垃圾與其它城市有機固體廢棄物協同處理,充分發揮工程效益;

      缺點:

      (1)厭氧消化工藝對所進物料要求較高,預處理系統較復雜,工程投資高;

      (2)調試及運行維護運行維護較困難,運行成本較高;

      (3)產生的沼液量大,較難處理,增加了工藝系統的復雜程度和總體投資;

      5、肥料化技術

      有機垃圾的肥料化一般是指通過微生物的好氧消化,分解轉化垃圾中的有機物,使垃圾穩定化和無害化,制成符合國家肥料標準要求的產品,可作為農業肥料或土壤改良劑,肥料中有效成分主要是N、P等營養物質和生化腐植酸,肥料化技術主要有好氧堆肥和微生物強化處理制備生化腐植酸兩種。

      好氧堆肥法是將垃圾堆積在地面或置于某種發酵裝置中,利用微生物將垃圾中易降解有機物逐步降解,最終形成穩定的腐殖質,對于餐廚垃圾需先進行除雜、水分調節、鹽分調節、脫油等預處理。

      好氧堆肥要求物料含水率較低(45-65%),而廚余垃圾含水率較高,因此需要摻入大量其它固體有機廢棄物進行調節,增加處理規模,垃圾減量程度低,且好氧堆肥時間廠,環境影響大,不易控制,因此,一般好氧堆肥不適用于廚余垃圾處理。

      生物強化制備生化腐植酸工藝是對垃圾進行破袋、分選等預處理后,與調理劑和復合微生物接種菌劑一起進入生化處理設備中,在一定的pH值、發酵溫度、含水率條件下,經過短時間的好氧發酵,促進微生物分裂增殖速率達到對數級,將可生物降解有機質轉化為腐殖酸,并實現蛋白質的轉化,降低含水率,使微生物處理出現孢芽體,進入休眠狀體,以便穩定保存產品。接種微生物通過篩選,選取自然界新陳代謝能力強、繁殖速度快、分解水平高的復合菌群,包括芽孢菌、放線菌、乳酸菌、酵母菌等菌種,原料經過微生物分解轉化,故不存在蛋白同源性污染問題,產品經無害化處理,達到相應標準后,可制成蛋白飼料。

      另外,厭氧消化工藝產生的沼渣和沼液經發酵穩定后,也可以加工成生物有機固體和液體肥料使用。

      肥料化處理工藝基本流程:


      優點:

      (1)工藝系統簡單可靠;

      (2)資源化程度高;

      (3)占地面積較??;

      缺點:

      (1)產品品質與垃圾成分有關,質量難以保證,若處理不當,存在安全風險;

      (2)傳統好氧堆肥減量化程度低,二次污染較難控制;

      (3)生物強化制肥投資和運行成本都很高;

      (4)由于產品肥效不高以及人們對垃圾堆肥的偏見,因此,產品銷路不好,項目經濟效益難以保證,不適合用于大規模的有機垃圾處理;

      6、飼料化技術

      飼料化處理技術有兩種不同的應用形式,一種是物理法飼料化處理,應用較多,是將垃圾分選、脫水、脫油脂后,利用烘干設備烘干消毒,粉碎后作為牲畜飼料添加劑。該飼料化技術工藝簡單,資源化程度最高、產品有農用價值,占地面積小,但對有害有機物及重金屬等的污染無法很好解決,無害化不徹底,不能從根本上解決垃圾同源性的污染問題,難以達到飼料衛生標準。

      另一種是生物法飼料化處理,采取微生物發酵技術制成發酵飼料(原理同上述肥料化工藝),發酵產物干燥、磨粉、化驗及包裝制成高鈣多維酵母蛋白飼料等多種類型的高附加值飼料。相比物理法飼料化工藝,生物法將垃圾中原有的蛋白質進行分解轉化,避免了同源性污染問題。

      飼料化處理工藝基本流程:


      優點:

      (1)飼料化處理資源化程度很高;

      (2)物理法系統簡單,投資低,占地面積??;

      缺點:

      (1)產品品質與垃圾成分有關,質量難以保證,若處理不當,存在安全風險;

      (2)物理法存在同源性污染風險;



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