浅析厦门市某餐厨废弃物处理处置工程

彭文馨

（福建省环境保护设计院有限公司，福建 福州 350002）

0 引言

餐厨废弃物不同于厨余垃圾，是非居民生活产生的食物残余，包含部分可食用的油脂等[1]。餐厨废弃物经传统的焚烧、填埋后，易出现环境二次污染、资源利用率低等问题[2]。研究表明，餐厨废弃物中富含大量的有机质组分，其中的脂肪、淀粉、蛋白质等在一定比例和环境下，可以作为微生物生长的养分[3]。餐厨废弃物厌氧发酵技术是一种利用厌氧微生物降解餐厨废弃物中的固液有机质，在较短的时间内引导性产生沼气并收集回收利用的综合处理技术[4]。本文以厦门市某餐厨废弃物处置项目为例，对目前常用的餐厨废弃物处理处置技术进行了简要的阐述，并重点讨论了厌氧发酵技术在餐厨废弃物处理处置过程中的工艺方案和效益分析，为高效厌氧发酵资源化处理餐厨废弃物提供了参考。

2 餐厨废弃物处理处置技术概述

餐厨废弃物的主要处理处置技术包括生物处理、填埋和焚烧、饲料化三大类，其中生物处理技术是一种新型的餐厨废弃物处理技术。

2.1 生物处理技术

2.1.1 好氧堆肥（肥料化）

好氧堆肥的本质是多种微生物在好氧条件下共同作用，将有机质转化成腐殖质的过程。餐厨废弃物中富含大量有机质，同时具有适合微生物生长的营养元素。目前，好氧堆肥主要包括传统好氧堆肥发酵技术及高温好氧堆肥发酵技术。

2.1.2 厌氧发酵（能源化）

厌氧发酵是现阶段实现餐厨废弃物无害化资源化的有效途径，一般在无氧的环境下，以专门的厌氧微生物分解餐厨废弃物中的有机物为基础，通过水解、酸化、产氢及乙酸和产甲烷4个阶段，形成各菌群代谢作用相互影响的生化反应过程，最终转换为甲烷和氢气等能源产物。

2.2 填埋和焚烧

过去餐厨废弃物与生活垃圾均采用填埋和焚烧的处理处置方式，由此产生诸多后续问题。首先，餐厨废弃物含水较多，填埋会占用大量的库容，给用地预算和决策造成很大的阻力；其次，餐厨废弃物有机质较高，腐败变质后易造成人体感官上的不适，还会加大渗滤液处理难度；最后，餐厨废弃物中有机质用以直接焚烧或填埋是一种资源浪费[5]。

2.3 饲料化技术

餐厨废弃物中富含大量脂肪酸、氨基酸和粗蛋白质等。然而，安全性是限制其饲料化的主要因素之一[6]，不同地域的餐厨废弃物类型及其组成不一，物料需在一定技术条件下进行加工处理，有效减少重金属、病菌等有害成分。

3 案例工艺方案

3.1 项目概况

本项目建设一座处理能力为400 t/d的餐厨废弃物处理厂。经前期对厦门市餐厨行业摸排整理，结合投资、运行成本等可行性指标，最终本项目选用了“预处理+高温湿式厌氧发酵+沼气综合利用”的工艺方案。

3.2 处理工艺介绍

预处理分离的毛油直接外售，厌氧发酵产生的沼气脱硫净化后，用于内燃机组发电；同时配备余热锅炉及蒸汽锅炉，产生的蒸汽及热水为工艺提供热源。

本项目餐厨废弃物预处理车间、均质池和沼液储池、污水处理站产生的恶臭经除臭系统收集处理后由排气筒达标排放；沼气内燃机废气经SCR（选择性催化还原法）脱硝后由排气筒达标排放；蒸汽锅炉废气收集后由排气筒达标排放，如图1所示。

图1 餐厨废弃物处理工艺流程

3.2.1 预处理工艺方案

餐厨废弃物经收运车运送并倾倒至场内接料斗中，分拣输送过程附带沥水功能，实现初步的固液分离作用，固态物质以机械分选方式分选出不同粒径大小的杂物，将逐级筛分的小颗粒物料（一般小于8 mm）进一步破碎处理，得到有机浆液。经除砂、除轻飘物后的浆液至加热罐中加热，进而被均匀输送至三相分离机进行油、水、渣三相分离。该过程是通过热解离心提油工艺，将精分制浆系统的出料分离成高浓度有机废水及粗油脂。油相进入粗油脂中间罐，同时加热至45～55℃，经过泵提升至废弃油脂处理单元的粗油加热罐，进一步提纯；水相进入回用水池，一部分回流至精分制浆机，提高此部分的含水率有利于增强精分制浆效果，另一部分进入混浆池，与三相分离得的固相一起进入混浆池中，进行湿式厌氧。

3.2.2 厌氧发酵工艺方案

湿式厌氧发酵系统是整个项目的核心部分，利用生物降解产生洁净能源沼气，实现餐厨废弃物资源化利用。物料送入发酵罐后，在密闭环境下进行生物降解。经过厌氧发酵过程，其中的有机质部分生物降解并产生沼气，沼气通过管道进入沼气柜暂储。本项目采用高温CSTR湿法厌氧发酵罐，罐体为圆柱体，钢混结构，内设物料均匀搅拌器，有效容积约8000 m3，安装两座发酵罐，发酵罐的停留时间通常为30～40 d，发酵温度为55℃，采用蒸汽加热方式，同时在外壁采用保温措施，减少热量损失。

3.2.3 废水处理工艺方案

本项目废水包括沼液、设备冲洗废水、车间冲洗废水、除臭系统排水、沼气净化系统排水、余热锅炉排水、软水制备系统排水、蒸汽锅炉排废水及化验废水（低浓度），其中设备冲洗废水及车间冲洗废水收集后进入厌氧发酵程序，沼液经厂区自建污水处理站处理后与其他生产废水排至园区卫生填埋场渗滤液处理站进行后续处理。

3.2.4 沼气综合利用工艺方案

本项目沼气产量约为31 725 Nm3/d，沼气净化系统设计规模为1600 m3/h，拟采用湿式和干式串联的两级脱硫工艺净化。沼气净化后储存于5000 m3的气囊式双膜气柜，项目正常运行时，全部沼气都被收集利用，且不产生多余沼气。为保证生产安全，本工程设计了一个沼气火炬燃烧器，在用气发生故障或在一些紧急情况下（如设备维修等），过量的沼气由该气体燃烧器进行安全的燃烧处理，拟采用封闭式火炬，设计能力为1600 Nm3/h。

净化后的沼气一部分进入燃气内燃式发电机组发电，所发电力并网，沼气发电机组系统的热能总利用效率约为80%，余热锅炉利用热量产生蒸汽及热水，用于各工艺所需的加热及保温；另一部分用于蒸汽锅炉，锅炉产生的蒸汽通过分汽缸平衡压力输送至各工艺用蒸汽车间。

3.2.5 沼渣、污泥处理工艺方案

经过全混合厌氧反应器充分发酵后产生的沼液进入沼液储罐，停留一段时间，进入后续的沼渣脱水系统，厌氧发酵的剩余液经离心脱水后，分离出来的沼渣送至沼渣收集容器，后运至垃圾焚烧厂处理。项目污泥收集后暂存于一般固废暂存间，后运至垃圾焚烧发电厂焚烧处理。

3.2.6 臭气处理工艺方案

本项目均质池和沼液储池、预处理车间及污水处理站等臭气的主要成分为氨气、硫化氢、甲硫醇和其他含硫气体，具有气量大、浓度高等特点。本项目拟采用“负压收集+化学洗涤+生物滤池+植物液洗涤”组合除臭工艺处理后达标排放；同时为改善劳动者工作环境、有效控制臭源，在预处理车间局部区域增加离子氧送风+植物液雾化喷淋设施。

根据风量分布及场地现状选用两套一体化除臭设备，单套处理能力135 000 m3/h，总计处理能力270 000 m3/h，合并为同一根排气筒排放。

4 项目效益分析

4.1 环境效益分析

本项目有效地解决了餐厨废弃物的消纳问题，同时本项目推荐采用厌氧产沼技术，产生的沼气可用于发电，实现废弃物的减量化、无害化和资源化，有效控制二次污染，对周围环境的影响较小，达到改善生态和生活环境的目的，具有较好的环境效益。

4.2 社会效益分析

（1）为当地塑造良好的城市形象，营造厦门市美丽、清洁、舒适的居住和旅游环境，为美丽东方沿海城市增添新的环保旗帜。

（2）有利于减少废弃物焚烧，不仅提高有机质废弃物资源利用效率，还可以为协同降碳服务，为实现“双碳”目标提供有效的基础支撑。

（3）作为厦门城市环境保护基础设施可为城市可持续发展提供重要保证。

4.3 经济效益分析

本项目的实施不仅能够促进宏观经济的发展，也可为当地提供就业机会，促进地方经济绿色循环发展。同时，可辐射周边相关供应链产业布局，促进资源化为主导的产业循环经济发展，结合周边焚烧厂形成垃圾综合处理基地，对经济的发展具有积极作用。

5 结语

厦门市某餐厨废弃物处理处置项目的处理能力为400 t/d，采用“预处理+高温湿式厌氧发酵+沼气综合利用”组合工艺。本项目有利于实现厦门市餐厨废弃物的资源化、减量化、无害化的精准控制，实现环境效益、社会效益和经济效益的全面提升。本项目可辐射周边相关供应链产业布局，促进以资源化为主导的产业循环经济发展。同时，有利于减少废弃物焚烧后的二次污染，提高有机质资源利用率，还可为协同减排降碳服务，进一步为实现“双碳”目标提供有效的支撑，为当地塑造良好的城市形象，打造厦门市美丽、清洁、舒适的居住和旅游环境，为美丽东方沿海城市增添新的环保旗帜。