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餐厨房垃圾先强化水解后水选资源化处理利用技
2021-11-02 03:32:24
目前,国内餐厨垃圾的主流处理技术是“前分选+机械制浆+强化水解+厌氧生化”处理技术(清华大学首创)。前分选已经成为此技术推广应用的最大瓶颈,原因是:中国餐厨垃圾的特点是含水率高、含油率高、成分复杂(含塑料、竹木、金属、玻璃等杂质),所以其分选需要先加入大量的水稀释后,再经过繁杂的机械甚至人工才能完成,费用高、效果差,难以大规模推广应用,严重影响了后续生化处理效果,导致整个处理工艺占地大、耗时长、成本高。
  为了解决上述问题,本人整合了垃圾强化水解处理技术及污泥深度压滤脱水技术提出了如下餐厨垃圾先强化水解后水选资源化处理利用技术方案。
  本技术方案的特点是:采用创新的立式旋转强化水解罐,使餐厨垃圾不经过分选即可进行强化水解处理,然后再进行水选;水选产生的泥浆先进行高温水解酸化,然后经污泥深度压滤脱水压滤脱除SS(悬浮物)形成惰性泥饼,其压滤液是澄清透明的中温小分子酸化液,送入快速连续厌氧反应器进行产沼气反应。
  强化水解处理是现有垃圾处理技术,也称为湿解、湿热、消解、水解、水热、湿化、蒸煮、steam autoclaving处理技术,即利用高温高压水蒸汽与垃圾直接接触进行处理的技术,能得到如下效果:
  1. 均质化:
  高温高压水蒸汽可以破坏餐厨垃圾中生物质的细胞及组织结构,起到粉碎的作用,进一
  步还可以使大分子变成小分子,使生物质均质化,而非生物质无变化,很容易去除。
  2. 无害化:
  餐厨垃圾中含有大量病毒、病菌,如果不做到无害化,制成的饲料必将危害整个食物链。
  无害化的条件:
  ①《医疗废物高温蒸汽集中处理工程技术规范》(HJT 276-2006)规定:医疗废物蒸汽处理过程要求在杀菌室内处理温度不低于134℃、压力不小于220KPa(2.2公斤/平方厘米)的条件下进行,相应处理时间不应少于45 分钟。
  ②《病死动物无害化处理技术规范》(农医发〔2013〕34号)规定:(湿化法)处理物中心温度≥135℃,压力≥0.3MPa(绝对压力),处理时间≥30min(具体处理时间随需处理动物尸体及相关动物产品或破碎产物种类和体积大小而设定)。
  而生物质的均质化、细化是其消毒彻底的必要条件。
  3. 资源化:
  餐厨垃圾中的油脂及饲料成分是其潜在的最有价值的资源。经蒸煮后,餐厨垃圾中
  的油脂成分全部液化并浮于表面而易于分离,强致癌物苯并芘及黄曲霉素由于是脂溶性的,所以都溶于油脂中一并分离出去,余下的饲料成分就更可能制成合格的饲料;如果不适合做饲料,经过厌氧生化处理,可以产生更多的生物质清洁能源——沼气。
  4. 快速化:
  餐厨垃圾由于含水率高,处理过程必然产生大量高浓度废水,处理途径一般是厌氧生化
  处理产沼气。经过强化水解的物料,由于大分子变成小分子,使厌氧生化反应速度加快、时间缩短,可从现有技术的20多天缩短为4天,大大节省了设备投资、运行费用和占地面积。
  5. 经济化:
  先强化水解可省去繁杂的前分选、机械制浆工序,也不用加水稀释,节省了加热热能,
  高温、高压蒸汽热能可实现循环梯级利用,节省了后续厌氧生化处理所需的加热热能,厌氧生化处理时间大幅缩短,使整个处理工艺简单、高效、节能、耐用、占地少,大大降低了建设投资及运行费用。
  ● 关于餐厨垃圾强化水解处理的政策及文献:
  ① 《“十一五”863计划资源环境技术领域“城市生物质垃圾厌氧消化关键技术研究”重点项目申请指南》中提到:要针对生物质垃圾固体有机物含量高、消化过程中水解限速的瓶颈问题,开发以物理、化学手段为主的强化水解改性技术,促进有机物从固相向液相转移,改善物料的生物降解和固液分离特性。
  ②《餐厨垃圾湿热处理的影响因素及对脱水脱油性能的影响》清华大学 聂永丰等
  ③《湿热法处理实现厨余垃圾饲料化的研究》 清华大学 聂永丰等
  ④《城市生物质废物热水解-ASBR厌氧消化研究》 清华大学 王伟等
  摘要:通过热水解预处理提高城市生物质废物的固体有机物溶解率,热水解的优化条件为175℃、60分钟。
  ⑤《热水解污泥的厌氧消化试验研究》 清华大学 王伟等
  摘要:先用热水解对污泥进行预处理,然后进行厌氧消化试验。结果表明,最适宜的热水解温度为170℃、反应时间为30分钟;经热水解污泥的厌氧消化性能和系统的处理效率都得到显着提高,COD去除率最大时提高了20.18%,日均产气量则增加了79.20%~99.55%。

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