餐厨垃圾预处理工艺研究

摘要：根据市的餐厨垃圾组分特性，阐述了餐厨垃圾预处理工艺的要点及应用方案。着重介绍了预处理环节中物料接收、自动分选、浆料加热、固液分离、水力除渣、除砂及提油单元的组成及各自的优点。在车间的布置方面，结合处理工艺及生产的需要，合理布局。通过项目的资源化指标数据进一步体现了该工艺的优势。并对预处理技术的发展进行了总结和展望。

关键词：餐厨垃圾；资源化；预处理

1 引言

近年来，我国餐饮行业高速发展，极大促进了市场消费和经济发展，但随之而来的餐厨垃圾问题也日益严重。仅2017年，全国餐厨垃圾产生量约在9900万吨。餐厨垃圾组成一般包含粮食残渣、蔬菜、动植物油、肉骨等，具有含水率高、有机物含量丰富、易腐烂的特点。

2 国内外研究现状、发展动态

目前国内外可用于餐厨废弃物的预处理工艺，主要包括预分选工艺（破袋、人工分选、滚筒筛分、弹跳分选、风力分选、红外分选、破碎）及生化处理工艺（湿热处理、干热处理、生物干化、生物淋滤）的组合。预分选主要以物理分离为主，分选的物料只有在形状、大小、质量等方面的改变，没有组分、成分等方面的改变，其作用重点在于将后续处理工序需要处理的物料有效分离出来，并将此物料的大小粒径等进行预处理，从而达到后续输送和处理的要求。在进行预分选的基础上，可采用湿热处理、干热处理等生化预处理技术，将无机质和有机质进行进一步有效分离，以利于资源回收和后续厌氧发酵工艺。其中有很多项目由于预处理工序的不顺畅而导致餐厨垃圾项目不能顺利运行。

尤其对于大中型的餐厨垃圾处理项目，多以厌氧消化产沼气为处理工艺，必须通过破碎、分选等预处理环节将处理后的物料粒径控制在一定粒径以下，高效去除杂质，满足后续处理工艺的要求。市场上针对餐厨垃圾预处理系统的研究很多，但目前国内还没有成熟、高效的餐厨垃圾预处理工艺及设备。

主要原因在于我国餐厨垃圾成分复杂，经常混有废餐具、牙签、餐纸、刀、塑料袋等杂物，轻重物质混合，流体与固体物质混合，大小及不同形状物质混合，有机物与非有机物混合，破碎、分离的难度较大。目前的餐厨垃圾项目中主要以破碎机作为主要的预处理设备，常见的有卧式双辊多刀剪切式破碎机、卧式单辊多刀切断式破碎机和立轴多链锤破碎机。

3 餐厨垃圾的双重特性

3.1 餐厨垃圾的危害性

餐厨垃圾中存在大量的剩菜剩饭、油脂、馊水等，有机物含量高，极易腐烂变质，是鼠类、蚊蝇大量滋生的最佳环境，是这些动物携带和传播疾病的重要场所，容易引起流行病的发生。此外长期不进行处理就会产生不良气味，对居民的环境造成了很严重的影响。餐厨垃圾采用填埋法将会对水资源产生极大威胁，引起水体污染，对人体健康造成危害。另外直接饲养畜生，由于未经过处理的餐厨垃圾可能含有致病菌造成人畜之间的交叉传染从而给人类带来健康危害。由于某些非法牟利集体收集餐厨垃圾进行提炼加工制成“地沟油”，兜售给餐馆或饭店，“地沟油”：极易产生致癌物质———黄曲霉，对人体健康危害极大。

3.2 餐厨垃圾的资源性

餐厨垃圾的特性含水率高、油脂盐分含量高以及有机物丰富，将餐厨垃圾回收并通过一定的工艺对这些物质进行处理将会得到具有很高利用价值的生物柴油等物质。

4 预处理技术的应用方案

收运车将餐厨垃圾卸入接收料斗中，料斗具有沥水功能，经过沥水的餐厨垃圾通过输送机进入自动分选机，自动分选机具有自动分选、破碎及制浆功能于一体，无人值守，具有突出的技术先进性。在自动分选环节，塑料、金属、大件物将被分选出来，进行回收利用或无害化处置。

而制浆后的餐厨浆料通过专用的柱塞泵输送至浆料加热机，在加热机中，通过低压蒸汽的加热，餐厨垃圾中的油脂、有机质能很好地溶入液相。经过固液分离后，其液相和料斗沥水一并进行处理，去除其中的硬质惰性物。有机浆液经过高效提油处理后，剩余浆料进入厌氧系统，进行发酵产沼。产生的沼气经过脱硫、除尘、除湿后发电利用。而厌氧产生的沼渣经过脱水处理后，进入库区填埋。沼液则与填埋场渗沥液合并处理。

4.1 处理单元组成

1）接收单元。主要由接收料斗、沥水装置及输送设备组成。为了应对收运高峰时间收运量集中的情况，项目设计了2座料斗，每座容积高达75m3，且卸料厅设计双道快速门、空间密闭并采用负压除臭，同时辅以植物液喷淋。而料斗设计的较大存量可以适应高峰、节假日等时期的负荷冲击，同时也方便日常灵活调整工作时间。在缓存过程中，通过沥水装置，可以降低后续自动分选的处理量，提高工作效率。

4.2 自动分选单元

主要由自动分选机、浆液输送泵（专用柱塞泵）及塑料打包机组成。自动分选单元是餐饮垃圾预处理中的关键步骤，原始的餐饮垃圾在这里实现了自动分选、破碎及制浆的全过程。自动分选机属于全自动专用无人值守设备，具有针对性强、处理量大、抗冲击性强，以及稳定性高等特点，是一款针对我国餐饮垃圾特点开发出来的新一代产品。

4.3 浆料加热单元

浆料加热主要采用机械搅拌的形式完成。该单元目的主要是通过加热提高油脂的流动性，提高提油率，并更有助于后续的固液分离，最大化回收有机质，提高资源化利用效率。利用沼气锅炉产生的低压蒸汽加热，通过蒸汽与物料的直接接触进行加热，提高换热效率，避免结垢等问题，同时对于加热温度进行严格控制，避免过多的冷凝水进入工艺系统，导致污水处理量增大。

4.4 固液分离及水力除渣单元

由固液分离机和水力除渣机组成。固液分离的主要作用是将加热后的浆料进行固液分离，将原有的固态有机质成分转移至液相中，进行后续厌氧发酵。固液分离的残渣再通过水力除渣进一步提取固相中残余有机质，提高项目的资源化利用效率。经过固液分离和水力除渣，餐厨垃圾中的可利用有机质基本都被分离出来，进入浆液中。剩余部分纤维类的有机质在厌氧过程贡献极低，在这一过程中，被分离至固渣，外运无害化处置。

4.5 除砂单元

通过配备旋流除砂机及惰性物分离装置，去除液相中残余的惰性物，包括碎瓷片、玻璃渣等重质类无机成分。并且除砂可以进一步保护高速运转的提油设备，延长其使用寿命。

4.6 提油单元

主要包括卧式提油机和立式提油机。工作原理均为根据物料组分的密度不同，通过离心力实现组分分离的过程。经过卧式提油机后的产品为粗油脂，其纯度可以达到95%以上，而粗油脂经过立式提油机提纯后，其纯度可高达98%或更高。最终的产品毛油可以作为工业级混合油进行外售。提油过程中分离出来的高浓度有机废水，进入后续的湿式厌氧系统处理。

5 结语

城镇化水平的提高必然伴随着餐厨垃圾产生量的迅猛增长，餐厨垃圾已成为城市发展的新兴环境问题。餐厨垃圾以往的处置随意、管理松散，不仅环境污染问题凸显，影响公众的饮食安全与身心健康更为敏感，其有效处置备受民众关心。随着全国几十个城市陆续出台餐厨垃圾管理办法，餐厨垃圾的合理利用和规范化处理受到了更多关注，传统将其作为废物的粉碎直排或填埋等无害化处理方式，不能充分发挥其潜在的资源价值和利用价值，显然已不适合。只有结合餐厨垃圾组成与特征，通过科学的处置工艺，实现其资源化，尤其是制备新能源工艺，才是未来的发展方向。

参考文献：

[1]王莉，刘应宗.城市餐厨垃圾分级回收处理模式探索[J].西北农林科技大学报（社会科学版），2009，9（3）：110-114.

[2]徐福华，黄利华.上海餐厨垃圾的资源化利用[J].中国环保业，2004（4）：39-40.

原标题：餐厨垃圾预处理工艺研究