根據城市環境衛生規劃和可持續發展要求，本著處理設施集約化建設、節能減排和環境友好原則，針對餐廚垃圾的特性，通過多種垃圾處理和資源化利用技術，南方某市建造一座功能齊備、工藝先進、環境優美的現代化綜合餐飲垃圾處理廠，并以循環經濟理念，系統化規劃和建設，與周圍園區的其他設施形成能源利用和污染物治理協同考慮的和諧共存設施。餐廚垃圾預處理工藝的良好運行是后續厭氧發酵系統的正常運行的重要前提，故本文對預處理系統進行介紹。

關鍵詞：餐廚垃圾；預處理；環境衛生

1.1.1進廠餐廚垃圾現狀

餐廚垃圾以淀粉類、食物纖維類、動物脂肪類等有機物質為主要成分，具有含水率高、油脂、鹽份含量高、易腐變發酵、發臭等特點。

餐廚垃圾主要來源為南方某市某區各酒店、食堂及飯店等餐廚企業，由于目前管理和收集方面存在的諸多因素使得進廠的餐廚垃圾復雜（廚余和泔腳的混合垃圾），其成分可能包括但不限于：油、水、果皮、蔬菜、米面、魚、肉、骨頭以及廢餐具、玻璃容器、金屬器物、塑料、紙巾等。餐廚垃圾成分和組分情況見表1.1-1所示。

注：餐廚垃圾的組分特性受地域、季節、收集存放等客觀因素影響變化較大，上述餐廚垃圾組分特性僅為估算，后續工藝參數、資源化指標等均以上述組分特性為基礎數據進行計算，實際運行時可能會發生偏差

1.2總體工藝設計

1.2.1處理規模

餐廚垃圾處理規模：400t/d，共設計4條處理線

1.2.2工藝系統

本項目主體工藝采用“預處理+濕式厭氧發酵+污水處理”工藝，餐飲垃圾預處理系統采用以“物料接收+自動分選+漿料加熱+固液分離+除砂除雜+油水分離”為主的工藝路線。濕式厭氧發酵系統采用CSTR中溫厭氧的工藝路線。

餐飲垃圾經大物質分選、精分制漿兩級分選處理后，產生的漿液經除砂除雜后，經蒸汽直接加熱后，通過三相離心機實現油、水、渣的分離。預處理分選出的雜質外運處置，離心機分離出的粗油脂送入儲罐外售，離心機分離出的水和渣進入濕式厭氧發酵系統產沼氣。

厭氧發酵系統產生的沼氣經凈化系統凈化后利用（沼氣發電），同時設有應急火炬燃燒系統，當設備因故障停機或檢修時，沼氣送至火炬燃燒。

1.2.3工藝流程及物料平衡

根據本工程的功能定位，為實現垃圾處理處置資源化、減量化等目標。總體工藝流程如下圖所示。

1.3餐廚垃圾預處理系統工藝設計

1.3.1工藝設計

1國內餐廚垃圾共同特性

1）含水率高。餐廚垃圾含水率高達80%以上，流動性較大，運輸易產生污水滴漏。

2）營養物質多。從化學成分上分析，餐廚垃圾含有大量的淀粉、纖維素、蛋白質、脂肪和無機鹽等，營養豐富。有機干物質含量高，其中脂肪、粗蛋白、淀粉等有機物含量高于90%以上，同時富含N、P、K及各種微量元素，資源化利用潛力大。

3）油脂含量高，油脂含量高易出現油脂抑制生物處理，增加處理難度，降低資源化利用率。

2、設計思路：

1）提油是重點。

2）除雜是關鍵。

3）保證有機物最小化損失及制漿是核心。

3、工藝方案設計

根據餐飲垃圾處理的特殊性質，餐飲垃圾處理的關鍵是“在保證處理環境安全、環保（無跑冒滴漏泄）、節能的前提下，保證處理工序流暢，物料能夠進得去和出的來，不卡堵，在工藝設計上要充分考慮延長后道工序設備使用壽命，減少設備磨損停機維修時間”。

同時，中國餐飲垃圾雜物含量高、高水分、高含油的特點，特別是針對厭氧消化處理，油脂提取，這些環節的好壞，會影響安全運行以及運營處理成本，因此，工藝過程中預處理雜物分離、油水分離成為必要的環節。

（1）餐廚垃圾預處理工藝設計方案：

采用“物料接收+自動分選+漿料加熱+固液分離+除砂除雜+油水分離”，雜物得到有效分離，這樣會更加可靠地去除餐飲垃圾中的一些雜物，保證經過預處理分揀后的有機漿料的各項指標滿足油脂提取和厭氧發酵的安全穩定運行的要求，減少設備設施磨損和維修的管理成本，提高粗油脂的獲得率和厭氧沼氣的產出率，實現餐飲垃圾無害化、減量化的處理要求，使企業效益最大化。

餐飲垃圾通過自動分選和固液分離兩級預處理分離的預處理工藝，保證了餐飲垃圾物料在制成漿料之前，最大化地將一些對后道工序設備損壞最大的硬性物質如：瓷盤、玻璃瓶、金屬物質、貝殼、骨頭等和纖維類輕性物質如：塑料、餐巾等有效地分離出來，最大化地減輕后道除砂工序的壓力，避免這些物質對制漿設備、輸送泵組、離心提油設備的磨損和堵塞。

除砂除雜系統最大化地減少有機漿物料中無機物（沙石）含量和輕薄纖維物質的含量，避免對后端設備產生影響。

通過熱解提油，保證進入厭氧發酵系統的有機物料中油脂殘留率低，為后續厭氧發酵系統提供穩定的物料。

（2）工藝流程設計：

餐飲垃圾通過精細化的預處理工藝，分揀除雜效率高，雜質去除率大；油脂提取工藝高效率低能耗，進厭氧前混合漿料油脂殘留率低，為后續厭氧發酵系統提供穩定的物料。

1.3.2工藝說明

餐廚垃圾預處理車間設計4條處理線。餐廚垃圾（400t/d）經運輸車輛運至處理廠內，經地磅稱重并記錄，建立臺賬。稱重后的物料由車輛運至餐廚垃圾預處理車間內的進料口處，物料被倒進料斗等接收裝置內。本項目設置一套物料接收單元，主要的設備是接收料斗。考慮到餐廚垃圾中水分及雜質較多，料斗底部設置一臺三螺旋給料機。料斗底板為多孔結構，瀝水通過自流進入到瀝水池。

接收料斗中的餐廚垃圾，經螺旋輸送機提升進入自動分選機，自動分選機的主要功能是對餐廚垃圾中的塑料、織物、木塊等雜物進行分離，同時對餐廚垃圾中的食物殘渣破碎制漿處理產生有機粗漿料。餐廚垃圾進入自動分選機后，垃圾中的固體有機物（食品、骨頭、木竹等）和易破碎的重物質（貝殼、玻璃、瓷片等）被自動分選機內特殊的轉錘破碎并排出，而其中輕物質（塑料、織物等）和不易破碎的木塊等雜質由于轉錘的特殊設計則沒有被完全粉碎，被輸送至尾端排出，排出的塑料、織物、木塊等雜物通過螺旋排出。

經過自動分選制漿作用后，物料呈漿料狀，通過漿料輸送泵送入漿料加熱機。漿料加熱機的主要作用有兩點：首先對有機粗漿料加熱后，有利于油脂回收工藝環節最大化回收油脂；其次，在高溫和攪拌作用下，粗漿料中的固態有機質能最大化的分離，進入液相，同時也減少后續固液分離環節的固相量。升溫后的物料進入固液分離機進行固液分離，部分固態有機質也會在固液分離時溶入液相。經過固液分離產生的有機漿液與瀝液合并進入除砂池去除砂礫和浮渣。固液分離機分離出的固渣以與自動分選機分選出的雜物一并輸送外運，除砂池沙礫定期清理外運。

除浮渣和砂礫后的漿液經加熱后進入粗篩機深度除砂后，再進入加熱罐加熱，加熱后的漿料泵送入三相提油機，將漿液中的油脂、固渣以及有機漿液分離。分離出的有機漿液和有機固渣在三相出料混合罐中混合，而后泵送至后續處理系統；含水、雜5%左右的粗油脂在出料緩存罐中靜置分層后，上層液體即為純度95%以上的毛油，泵送至毛油儲罐，作為工業原料外售。

1.3.3工藝特點

1）自動化程度高，通過現場完善的反饋信號，如：電流、液位、溫度的信號反饋，自動實現進料量與設備運行參數相適應的控制，保證了設備運行及生產營運的穩定性，最大化減輕操作人員作業強度，節省人工成本的投入。

2）適應能力強，可處理因南北飲食文化差異而產生的各類餐廚垃圾，保證系統接納物料能夠進得去，出得來，無卡堵現象存在。

3）通過逐級減量化處理，各類非營養性雜物質剔除干凈，保證后道工藝設備的運行安全，減少后續工藝處置的難度，使系統運行更流暢，無卡阻。

4）系統設計功能化模塊設計清晰、結構簡單，可維護性高，關鍵設備選用適應國內餐廚垃圾的特性的自主研發設備，設備穩固、可靠，備品備件通用性強，維護維修方便快捷。

5）擴展性強，可以在不增加任何設施的情況下，通過延長設備運行時間，使處理量得到增長，配有完善的應急處理措施。

6）設備配置大部分采用國產標準配件，維修更換便捷，維修成本低。

7）預處理考慮去浮渣工藝，確保后續厭氧長期穩定運行。

1.3.4系統描述

1.3.4.1物料接收系統

1.3.4.1.1主要設備及主要功能

由4座容積100m3 的接收料斗、瀝水收集池及若干輸送機械組成。接料裝置接收餐廚垃圾將其輸送至大物質分揀機進行餐廚原料的粗分選，同時將物料中的游離液體瀝出，減少雜物中的液態有機物含量。分揀機分離出餐廚廢棄物中的大塊金屬、瓷片、玻璃瓶及塑料袋等雜物，得到以有機質為主的均質物料。

1.3.4.1.2工藝設備特點：

適應物料范圍不僅局限餐廚垃圾，更能適應參與大量生活垃圾、廚余垃圾的餐廚垃圾等更為復雜的物料。

每座接收料斗上部設置集氣罩，用于臭氣抽吸，防止外逸至預處理車間；底部設置一套三螺旋給料機（兩用一備），該三螺旋給料機不僅對大塊垃圾及袋裝垃圾有粗破碎功能，同時可擠壓出垃圾中的水分，產生大量瀝液，接收料斗底板設計多孔結構，瀝液通過多孔底板進入瀝水收集池。

接收料斗中的餐廚垃圾經由料斗自身的輸送出料裝置進入后續輸送螺旋提升入后續的自動分選單元。瀝水收集池內的瀝水也由泵提升入后續的分離裝置。每個料斗前設置一個卸料車位。料斗容積可應對設備的臨時檢修需求。

由于接收過程為本項目臭氣控制源之一，因此，在接收過程中采用如下方式控制臭氣無組織擴散：

a、卸料廳使用快速卷簾門，徹底隔絕臭氣，控制氣體外溢，便于臭氣收集。

b、料斗區域與預處理車間其他區域通過隔離墻分隔，且接收料斗在卸料工位對應位置設倉門及卸料口，未卸料時倉門可關閉，對此區域重點設置臭氣收集系統，收集臭氣集中處理。

1.3.4.2自動分選系統

1.3.4.2.1主要設備及主要功能

餐廚垃圾自動分選單元由自動分選機及相應的輸送機械組成。接收料斗中經過瀝水的餐廚垃圾經由輸送螺旋輸送至自動分選機，自動分選機的主要功能是對餐廚垃圾中的塑料、織物及硬質不易破碎的無機物如金屬等無機物進行分離，同時通過特殊設計的轉錘對餐廚垃圾中的食物殘渣進行漿化處理產生有機粗漿料從下部多孔板排出，自動分選產生的塑料、織物等通過螺旋輸送機排出。

1.3.4.2.2工藝設備特點

自動機能實現粗大物料如玻璃瓶、盤、碟、塑料等雜物的有效分選，保證分選過程中脆性雜物不破碎（最大化減少對后道工序設備磨損和處理難度），雜物去除率高，系統出料粒徑≤60mm，分離出的雜物干凈，有機質回收率高。分揀機采用全封閉式機械化運行。設備與物料接觸部分均采用304不銹鋼材質，耐腐蝕性強。

1.3.4.3固液分離系統

1、主要設備及主要功能

主要由漿料加熱機、固液分離機及相應的輸送機械組成。自動分選機產生的有機粗漿料通過漿料輸送泵（專用柱塞泵）泵入漿料加熱機。漿料加熱機的主要作用有兩點：首先，對有機粗漿料加熱后，有利于油脂回收工藝環節最大化回收油脂；其次，在高溫和機械攪拌作用下，粗漿料中的固態有機質能最大化的分離進入液相，同時也減少后續固液分離環節的固相產量。固液分離機是一種以分離物料中游離性液體的連續式脫液機械，物料是在邊擠壓邊翻動再擠壓的過程中完成脫液。且可對出料的不同濕度要求進行合理的調節，很好的解決了先前同類產品的易積料、擠出液含固率高、難清理、適用范圍狹小等缺點。流出的漿料送入除砂除渣系統，分離出的固形物料外運處置。

2、工藝設備特點

中天星火固液分離機獨特創新的結構設計，使其具有物料處理量大、生產連續、速度快、安全性好、操作輕松方便等優點。

中天星火固液分離機的結構能實現輕物質和易碎的、不易碎的重物質的高效去除，保證輕物質去除率不低于90%。

中天星火固液分離機分離出來的雜質含水率低，有機質損失小。

易損件價格低廉，設有必要的檢修口，檢修維護方便。

設備與物料接觸部分均采用304不銹鋼材質，耐腐蝕性強。

自動化程度高，傳動系統采用變頻調速，可根據物料狀況，適時調整處理工藝速度，高效節能。

1.3.4.4除砂除雜系統

1、主要設備及主要功能

除砂池、粗篩機、輸送泵、螺旋輸送機等。除砂除雜系統主要作用是去除有機漿液中的重物質（貝殼、玻璃、瓷片、砂石等）雜質砂粒以及細碎纖維等輕飄物，防止其對油水分離機、泵、管道等設備造成損害。

2、工藝設備特點

除砂除雜去除率高，能夠對各粒徑范圍內的砂石進行有效去除。保障后端工藝段內罐內積砂較少，設備磨損小。

采用主動式除砂工藝，對除砂效果可以進行控制。

設備與物料接觸部分均采用304不銹鋼材質，耐腐蝕性強。

系統耗電設備少，運行電耗較少。

1.3.4.5油水分離系統

1、主要設備及主要功能

臥式離心機、漿液緩沖及加熱系統、油脂暫存箱、漿液池及配套輸送泵等。

通過濕熱水解離心提油工藝，將有機漿料分離成高濃度有機廢水、渣相和工業粗油脂。

2、工藝設備特點

固液分離，最大限度的分出油水混合物。

連續式濕熱水解工藝，生產高效、順暢穩定。

離心式分離，確保得工藝指標的達成，粗油脂品質高。

設備與物料接觸部分采用304不銹鋼材質，耐腐蝕性強。

結語：餐廚預處理工藝的正常運行，才能保證厭氧工藝的高效運行。故在選擇預處理工藝，應經過經濟技術比較，選擇穩定運行，經濟能耗低的工藝設備。

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