餐厨垃圾预处理与生活垃圾焚烧的协同处理工艺分析

陈海燕，伍 鹏，陈卫东

（1.广东顺控发展股份有限公司；2.广东顺控环境投资有限公司，广东 佛山 528300）

目前，餐厨垃圾的主要处理技术包括直接填埋、直接焚烧、厌氧消化、热分解、堆肥、饲料化生产、高温好氧发酵、与生活垃圾协同处理等。

1 餐厨垃圾处理的主要技术

1.1 直接填埋

餐厨垃圾直接填埋处理技术在国内没有应用，主要原因是餐厨垃圾直接填埋将导致土地资源被大量占用，地下水和土壤被餐厨垃圾的渗滤液严重污染，空气被餐厨垃圾产生的臭气严重污染，餐厨垃圾资源没有得到充分利用。

1.2 直接焚烧

餐厨垃圾的水分含量高（一般高于80%），热值低，直接焚烧困难，需要额外增加大量燃料助燃，燃料消耗大，处理成本高。

1.3 厌氧消化

1.3.1 厌氧消化概况

餐厨垃圾厌氧消化是指在无氧环境中，在兼性厌氧微生物和厌氧微生物的作用下，将固态有机物中可生物降解的有机物转化为清洁能源——沼气，实现对固态有机废弃物的减量化、无害化、资源化处理。厌氧消化可去除有机废弃物中30%～70%的有机物。有机垃圾蕴含大量的生物质能，有效利用这类生物质能源，对实现环境和经济的可持续发展有重要意义。

1.3.2 厌氧消化的优缺点

厌氧消化工艺处理餐厨垃圾的主要优点是能够生产出清洁能源——沼气，固渣中的有机物厌氧消化后，剩下的残渣保存有较多的氮元素，能够生产出高质量的有机肥料和土壤改良剂。其缺点是工程投资较大，工艺流程较复杂，产生的沼液量较大且浓度高，处理难度大。

1.4 高温好氧发酵

1.4.1 概述

高温好氧发酵技术利用机械化定型反应器进行餐厨垃圾好氧消化，是好氧处理的另一种形式。该技术将好氧微生物投入生化处理设备内，利用好氧微生物的异化作用降解餐厨垃圾中的有机物，同时加入麦麸、糠皮等热值较高的辅料，促进好氧发酵的进行并促进有机物降解过程的热量释放。高温好氧发酵的温度要求为55 ～65 ℃，其本身有机物降解放热一般不能满足系统的热量平衡要求，需要外加热源，将整个反应环境温度控制在高温范围内。

1.4.2 高温好氧发酵的优缺点

高温好氧发酵的主要优点是处理设备和设施占地面积小、效率高、资源化利用率高，能够生产出质量好、附加值高的产品。缺点是单台设备的处理能力低，需要一次性投资的设备较多，投资费用较高，而且设备的能耗大，处理过程中需要在餐厨垃圾中掺入大量麦麸、糠皮等热值较高的辅料，减量化效果差。

1.5 生活垃圾焚烧发电厂协同处理餐厨垃圾

1.5.1 概述

经充分脱水后的餐厨垃圾固渣热值与生活垃圾低位热值接近，可按比例与生活垃圾掺烧。对于餐厨预处理分离的高浓度有机废水，可以利用生活垃圾焚烧发电厂的污水处理设施进行处理。因此，对于周边有生活垃圾焚烧电厂的餐厨垃圾处理项目，可以采用“餐厨垃圾预处理+固渣焚烧处理”的组合工艺。

“餐厨垃圾预处理+固渣焚烧处理”的组合工艺是将餐厨垃圾通过收运系统运输到餐厨垃圾预处理系统进行预处理。预处理系统首先将塑料瓶、酒瓶、玻璃瓶、易拉罐、碟子、盘子等影响后续压榨脱水环节的固体（大尺寸垃圾）筛选出来，筛选后的物料后续进行压榨脱水，预处理系统生产过程中产生的餐厨沥水经加热后通过三相分离机进行油、水、渣分离。三相分离机产生的油脂出售给具有资质的油脂处理单位，三相分离机产生的餐厨污水经预处理及输送系统进入生活垃圾焚烧发电厂的渗滤液处理系统处理，三相分离机产生的固渣和餐厨垃圾预处理系统其他工段产生的固渣则与生活垃圾一起送入焚烧炉焚烧发电[1]。

1.5.2 组合工艺的优缺点

餐厨垃圾采用“餐厨垃圾预处理+固渣焚烧处理”的组合工艺，可实现无害化、减量化处理，资源化利用率高。餐厨垃圾处理项目与生活垃圾焚烧发电厂合建投资少，建设快，运行成本低，经济效益好。

一是餐厨垃圾处理项目与生活垃圾焚烧发电厂合建，处理过程中产生的“三废”可以采用生活垃圾处理系统的排放标准并进行有效的监控、监管，做到公共资源的充分整合利用及有效节省。

二是餐厨垃圾产生的臭气治理难度大，除臭设备、设施投资费用以及运行、维护成本高。餐厨垃圾处理项目与生活垃圾焚烧发电厂合建可将餐厨垃圾处理过程中产生的臭气通过负压系统收集后送入生活垃圾库，然后通过一次风机送入生活垃圾焚烧炉进行焚烧和彻底消除。

三是餐厨垃圾固渣与生活垃圾一起送入焚烧炉掺烧，产生的热量转化为蒸汽，通过汽轮机做功发电，实现餐厨垃圾的资源化利用。

四是餐厨垃圾分离出来的高浓度废水可以和生活垃圾焚烧发电厂渗滤液协同处理，处理工程中可以产生沼气，沼气可以入炉焚烧产生电能[2]。

2 餐厨垃圾处理工艺的选定

通过对比现有餐厨垃圾的主要处理技术，综合考虑处理项目所在区域餐厨垃圾的特性，下面分析餐厨垃圾处理方式的选择。

一是饲料化受非洲猪瘟影响明显。2018年10月，国务院办公厅印发了《国务院办公厅关于进一步做好非洲猪瘟防控工作的通知》，通知提出，全面禁止使用餐厨剩余物饲养生猪。研究表明，用餐厨垃圾为原料生产动物饲料存在巨大的安全隐患[3]。

二是高温好氧发酵工艺具有处理设备与设施占地面积小、处理效率高、资源化利用率高等优点。但是，该工艺的正常运行需要投加大量的辅料和热源，造成运行成本过高。同时，此工艺国内应用实例较少，技术可靠性一般。若其最终产物用于制作饲料，则存在同源性问题和安全隐患，产品销路受限；若其处理产物用于制作肥料，则肥料含盐量高，适用性差，同样存在销路问题。

三是厌氧消化工艺先进，可靠性较高，与国家产业政策和发展方向相符，设备和技术国产化程度高。产品主要为清洁沼气，产品有稳定的销售渠道，可实现餐厨垃圾的持续、稳定处理。该工艺在国内有多项成功应用案例，技术稳定可靠。从我国前3 批餐厨垃圾处理试点城市示范项目所采用的技术来看，厌氧发酵技术在现有餐厨垃圾处理市场中占主导地位，市场占有率为74.3%[4]。

四是协同处理工艺可以高效去除有机物，有效杀灭病菌，减量化效果明显，项目占地面积小，餐厨垃圾中的油脂可在预处理阶段得到充分回收，资源化利用率高。在现有餐厨垃圾处理技术中，协同处理工艺技术先进，可靠性高，与国家产业政策和发展方向相符，设备和技术国产化程度高。热电项目和餐厨项目通过物质和能源的交换产生良好的循环产业效应。餐厨垃圾处理项目可以与生活垃圾焚烧发电项目同步建设，采用“餐厨垃圾预处理+生活垃圾焚烧”的协同处理工艺。这种协同处理工艺有显著的优势。

项目占地面积小，可以有效利用土地资源。餐厨垃圾通过预处理除油脱水后的固渣含水量为70%左右，每天产生的固渣可利用生活垃圾焚烧发电厂协同进行焚烧处理，因为餐厨垃圾固渣量较少，不会对焚烧发电系统的原料热值产生较大影响，同时餐厨垃圾减量化效果明显，处理产物为电能，不存在产品销路问题。

餐厨垃圾预处理非制浆工艺产生的废水COD（化学需氧量）和BOD（生化需氧量）相对制浆工艺下降明显，可通过生活垃圾焚烧发电厂的渗滤液处理站进行协同处理，出水合格后可以作为循环用水，使水资源得到有效利用。同时，渗滤液处理站废水处理采用厌氧发酵工艺，产生的沼气入焚烧炉进行焚烧处理，使资源得到最大化利用。

餐厨垃圾处理过程中产生的臭气可以通过风机输送至生活垃圾焚烧电厂的垃圾储坑，作为锅炉系统的一次风，然后进行焚烧处理，这样可以节约大量的臭气处理成本，同时有效控制餐厨垃圾处理项目车间内的臭气。餐厨垃圾处理过程中需要的蒸汽可由生活垃圾发电厂的锅炉提供，节约了大量能源和建设成本。生产中使用的生活用水设施、生产用水设施、消防用水设施可与生活垃圾焚烧发电厂同步建设，节约了建设成本。

分析表明，“餐厨垃圾预处理+生活垃圾焚烧”的协同处理工艺可充分利用生活垃圾焚烧发电项目的设备、设施，在保护生态环境、节约建设成本和运行成本、实现经济收益等方面优势突出，在环境、社会和经济效益三方面均得到协调统一[5]。

3 餐厨垃圾与生活垃圾协同处理工艺的应用

餐厨垃圾预处理采用“投料沥水+洗油筛分+挤压脱水+液相蒸煮+油脂提取+废水预处理”的工艺，餐厨垃圾通过餐厨垃圾运输车运输，经地磅称重、信息录入后驶入厂区，进入投料区投料。

餐厨垃圾来料投入料仓，料仓底部螺旋沥水进入沥水罐；沥水后的物料进入洗油筛分机进行筛分，洗油筛分机筛上物排出到除杂间，洗油筛分机筛下物进入螺旋压缩机进行挤压和固液分离，沥水浆料进入沥水罐，挤压固体物质则被运送到热电项目焚烧处置。沥水和挤压出的液相通过沥水罐进入蒸煮与提油系统进行油脂提取，剩余的废水经预处理及输送系统进入热电项目渗滤液处理系统处理，油脂静置后卖给专业生物柴油公司。

“餐厨垃圾预处理+生活垃圾焚烧”的协同处理工艺为目前国内先进的处理工艺，能够使餐厨垃圾得到有效减量化处理和资源化利用。整个厂区的废水、废气、废渣、废油均得到妥善处理。同时，整个预处理车间核心设备全密封，整厂采用智能化操作、自动化控制，显著改善作业环境，大大提高工作效率，车间内设置参观通廊，可起到积极的宣传和教育示范效应。