王忠
宁波开诚生态技术有限公司 浙江省宁波市 315000
一、前言
根据《餐厨垃圾处理技术规范》对餐厨垃圾的定义,餐厨垃圾是指“饭店、宾馆、企事业单位食堂、家庭等加工、消费食物过程中所形成的残羹剩饭、过期食品、下脚料、废料等废弃物”。餐厨垃圾有效利用既可保护环境、节约资源,还可为企业带来一定的经济利益,实现社会、环境和经济效益相统一。现阶段我国每年餐厨垃圾产生量已达到1亿吨以上,带来环境污染、诱发疾病、引发食品安全等系列问题。因此,对餐厨垃圾进行无害化回收处理及资源化利用,一是源自消费者对食品安全保障的迫切需求,另外也是改善生活环境的有效方法,餐厨垃圾具有废物和资源的双重特征,可以说是典型的“错位资源”。通过适当的处理, 餐厨垃圾中所含的能量可以被释放并转化为电能和热能,这可以作为传统的能量载体有效地补充在当前中国能源供应日益紧张的时期,寻求新能源迫在眉睫。使用餐厨垃圾通过成熟技术获取能源是一种合理的解决方案。
由于国内餐厨垃圾具有含水率高,含杂多,含油脂多等特性,国外处置经验不适于用于国内餐厨垃圾上,因此亟需适于国内餐厨垃圾特性的自己的预处理工艺技术与装备,以便满足后端厌氧发酵等其它资源化利用要求。
二、工艺技术
1、工艺流程:
采用以“物料接收+大物质分拣+精分制浆+除砂除杂+二级离心提油”为主的精细分拣制浆预处理工艺技术路线。
2、工艺说明:
根据餐厨垃圾物料性质,我们认为餐厨垃圾处理的关键宗旨“在保证处理环境安全、环保(无跑冒滴漏泄)、节能的前提下,首先要保证处理工序流畅,物料能够“进得去”和“出的来”,其次就是在工艺设计上要充分考虑后道工序设备的使用寿命,减少设备磨损停机维修时间,降低运营成本,提高经济效益”。
以餐厨垃圾物料特性为依据,本着投资成本节约化考虑,我们杂物分离方式采用逐级减量化分离的工艺技术路线,这样会更加可靠地去除餐厨垃圾中的一些杂物,保证经过预处理分拣后的有机物料的各项指标满足离心提油系统安全稳定运行的要求,降低设备设施磨损维修的管理成本,提高粗油脂的获得率,实现餐厨垃圾无害化、减量化的处理要求,使企业效益收益最大化。
3、工艺特点:
1、安全环保,备密闭性好,处理过程中无“跑冒滴露”现象,同时便于臭气的收集与处理。
2、工艺顺畅,布局合理,集约、处理能力强,运行顺畅无卡堵。
3、运维便捷,工艺技术先进,自动化程度高,运行简单方便。
4、高效低耗,杂物去除率高,油品质量高,无需填加外来水源。
5、经济与社会效益显著,实现餐厨垃圾资源化、减量化及无害化处置。
4、关键技术与创新:
大物质分拣机主要功能是去除垃圾中的粗大杂物,例如塑料、钢勺、叉、筷子、酒瓶、玻璃瓶、瓷盘子等,最主要的特点是在分拣过程中可以最大限度地保证餐厨垃圾中所含的瓷盘子、玻璃器皿等脆性杂物不破碎,完整地被分离出来,避免该类物品被打碎成硬质颗粒对输送设备、后续设备的磨损,最大限度地降低了后续工序的难度。
精分制浆系统:经过大物物分选后的物料中,还会含有小块杂质,如:不锈钢勺子、贝壳、小块金属、酒瓶盖、可乐瓶盖、擦手小毛巾等等,因此,宁波开诚生态技术有限公司采用本公司自主研发的精分制浆机对大物质分拣后的物料进行二次分选,同时将物料制成8mm以下的颗粒的有机浆料。
精分制浆机集物料破碎、喷淋、杂物分拣于一体,具有工作效率高、杂物分拣彻底、物料有机质损失低的特点,专门用于处理国内餐厨垃圾等有机类垃圾。可将大物质分拣机出料进行再次精细分选,去除塑料片、塑料袋、小勺子、酒瓶盖、小毛巾等杂物,同时将有机物料制成8mm以下有机浆液。
除砂除杂系统:由于餐厨垃圾成分比较复杂,制浆后的有机浆料,还会含有一些细砂和细碎塑料、辣椒籽、木质纤维,这部分物料进入三相离心机会对离心机造成磨损和堵塞,进入厌氧罐,会在厌氧罐底部沉积,影响厌氧的正常运行,故在预处理工艺技术中我们设计除砂和除轻飘物装置,最大程度在进入离心提油系统前将这些物质分离干净。除砂采用多级除砂理念,利用成熟可靠的除砂装置,确保砂砾等重物质去除率≥95%;轻飘物除杂机采用宁波开诚生态技术有限公司自主研发产品,除杂分离机,利用产生的离心力以实现分离及螺旋卸料功能。
二级离心提油系统:油水分离环节采用二级离心提油工艺方式,即“有机浆液+加热+卧离+轻相加热+碟离”的工艺路线,具有耗能少,效率高,降低后端厌氧环节的降温压力,同时可确保分离出油脂品质高。
经除砂除杂后的有机浆液经蒸汽直接加热至50℃左右后进入卧式离心机进行一级提油,分离出水相、渣相和轻相(油水混合物)三种物质;轻相经蒸汽直接加热至85~90℃后进入碟式离心机进行二级提油,得到含水杂率≤2%的工业粗油脂,经济价值显著。
5、技术指标:
6、产业化应用:
我国餐厨垃圾产生量大,餐饮消费与日俱增,随着餐饮行业高速发展,随之而来的便是堆积如山的餐厨垃圾,餐厨垃圾产生量呈现出逐年快速增长态势,截止目前餐厨垃圾产生量已在1亿吨以上,目前我国餐厨垃圾整体处理能力较弱,餐厨处理能力缺口较大,根据国家“十三五”规划的要求,餐厨垃圾处置市场将有巨大的需求空间。
餐厨垃圾精细分拣制浆预处理工艺技术有效解决了国内餐厨垃圾含杂多,组分复杂等预处理过程中遇到的重点和难点问题,为后端厌氧发酵等资源化利用提供了高质量的物料,实现了餐厨垃圾减量化、资源化、无害化处置。
经过多年发展,精细分拣制浆预处理工艺技术已成为国内主流工艺技术,截止2020年4月,已在国内60多个项目上得到成功应用,业绩遍步北京、上海、天津、重庆、广州、深圳、浙江、福建、江苏、山东、内蒙古、安徽、四川、吉林、辽宁、湖北等地。
三、典型案例介绍
公司宁波开诚餐厨废弃物处理有限公司,作为“两山理论”宁波实践践行者,处置公司于2018年11月被授予为国家资源循环利用基地。
本项目于2018年6月21日试运行。项目占地33000m2,总规模600t/d餐厨垃圾+60t/d地沟油,项目包括餐厨垃圾预处理、地沟油预处理、湿式厌氧发酵系统、沼气净化和利用系统、沼渣脱水系统、除臭系统等相关配套辅助系统。
该工程被业界推崇为国内大型餐厨垃圾处置项目的标杆项目。
四、意义
餐厨垃圾精细分拣制浆预处理工艺技术有效解决了餐厨垃圾处理的技术难题,确保餐厨垃圾处置连续稳定可靠,提升了我国餐厨垃圾处理技术和装备的水平,形成针对餐厨垃圾处理与循环利用的技术解决方案,实现了餐厨垃圾减量化、资源化、无害化,推动了餐厨垃圾资源化利用,变废为宝,化害为利,为后续全国同类型餐厨垃圾处置项目建设与运行提供了模板和参照,具有较高的社会价值。