餐厨垃圾处理过程中的环境管控分析

2022-11-24闫秀娟葛成荫门延涛中国市政工程华北设计研究总院有限公司

节能与环保 2022年4期

关键词：杂物厨余餐厨

文_闫秀娟葛成荫门延涛中国市政工程华北设计研究总院有限公司

1 项目背景

厌氧消化技术是目前国内的餐厨垃圾处理工艺中比较先进的技术，有较高的可靠性，并且与国家产业政策和发展方向相符合，相比于饲料化技术有较高的安全性。但是厌氧发酵系统对进料有一定的要求，因此，为了满足其进料要求需要对餐厨垃圾进行预处理。

餐厨垃圾处理过程中的环境管控问题一直是此类项目的重难点问题。如果没有进行良好的环境管控，不仅会给厂区工作人员的身体健康带来危害，还会对周边环境造成恶劣的影响。

2 餐厨垃圾成分分析

2.1 餐饮垃圾

餐饮垃圾主要指单位食堂、餐馆等地点产生的食物残渣、食品加工废料，包括剩菜、剩饭等食物残余，以及用餐过程中产生的纸巾、桌布、筷子等杂物。

餐饮垃圾特点：①含水率高，含水率高达80%～90%；②易腐性，富含有机物，混合测试样有机干物质高达92%～94%（干基）；③油脂含量高。

餐饮垃圾成分复杂、杂质种类多，含有塑料、金属、玻璃瓷器等多类杂物，甚至会出现较长的磁盘子、大的砧板、菜刀等。此外，餐饮垃圾中还会含有一些重质惰性物，如砂砾、碎石子、碎玻璃等，以及细碎纤维、辣椒籽等轻飘杂物。

2.2 厨余垃圾

厨余垃圾主要泛指家庭生活饮食中所需用的来源生料及成品（熟食）或残留物，如剩菜、剩饭、菜叶、果皮、蛋壳、茶渣、骨、贝壳等，以及菜市场的果蔬类垃圾。

厨余垃圾分类处理在国内尚处于起步阶段，由于各地生活习惯、分类收集及运输方式各不相同，厨余垃圾成分差异性相对较大，因此厨余垃圾成分复杂，且垃圾组分波动性大的特点。

3 工艺介绍

本文以杭州市某餐厨项目为例进行环境管控分析说明。此项目餐饮垃圾预处理采用“大物质分选+浆料加热+固液分离+除渣除砂+油脂回收与提纯”工艺。厨余垃圾预处理采用“滚筒筛分+磁选+细破碎+挤压脱水+调浆除砂”工艺。

3.1 餐饮垃圾预处理工艺介绍

餐饮垃圾经运输车辆运至餐饮垃圾预处理车间内的进料口处，物料被倒进料斗等接收装置内。本项目设置两套物料接收单元，主要的设备是接收料斗，料斗底部设置螺旋给料机。料斗底板为多孔结构，沥水通过自流进入到沥水收集池。

接收料斗中的餐饮垃圾，经螺旋输送机提升进入大物质分拣机进行粗分选，选出餐饮垃圾中的塑料、玻璃、织物、金属等大件杂物通过固渣输送设施输送至厨余垃圾预处理系统筛上物出料皮带机，分选后的有机粗浆料通过浆料输送机输送至浆料加热机。浆料加热机的主要作用有两点：首先对有机粗浆料加热后，有利于油脂回收工艺环节最大化回收油脂；其次，在高温和搅拌作用下，粗浆料中的固态有机质能最大化的分离，进入液相，同时也减少后续固液分离环节的固相量。升温后的物料进入固液分离机进行固液分离，部分固态有机质也会在固液分离时溶入液相。经过固液分离产生的有机浆液自流至除砂机进行初步除砂，除砂机中浆液通过溢流与沥液合并进入自动除渣机去纤维类的浮渣，产生的沙砾和浮渣通过螺旋输送机输送至厨余垃圾预处理系统筛上物出料皮带。

除浮渣和砂砾后的浆液通过渣浆泵泵送至浆料加热罐进一步加热，加热后的浆料泵送入三相提油机，将浆液中的油脂、固渣以及有机浆液分离。分离出的有机浆液和有机固渣在三相出料混合罐中混合，而后泵送至厌氧消化处理系统；有机固渣也可以与固液分离机固渣、除砂机沉砂以及自动除渣机的固渣一同输送至厨余预处理系统的筛上物皮带，从而进入出渣间。粗油脂在粗油脂中间罐中缓存，通过粗油脂提升泵输送至室外毛油储罐进行存储，作为工业原料外售。

3.2 厨余垃圾预处理工艺介绍

厨余垃圾进厂后卸料至接收料斗，厨余垃圾经上料链带输送机提升至破袋滚筒筛，破袋滚筒筛具有破袋功能，袋装垃圾由于摔打、撕扯作用很容易被破袋。筛上物主要是塑料、纸张、织物等物料，外运处置。筛下物以有机物为主，含有少量纸类、塑料和无机惰性物等杂物。筛下物经磁选后进入细破碎设备。

预处理后的筛下物料保留了大部分可生物降解有机质，经过细破碎设备分离制浆，能够最大化地将厨余垃圾中的有机物转化至浆液中，最大限度地降低了有机垃圾的损失率。分离出的固渣外运处置，分离出的有机浆料进入挤压脱水机。

有机浆液经挤压脱水产生固渣和高浓度有机浆液。挤压脱水固渣同其他筛分固渣、筛上物等一并外运处置。挤压脱水得到的有机浆液经自动除渣机和沉砂池后，分离出的残渣、沉砂等惰性物外运处置，浆液泵送至厌氧消化系统。

4 污染源分析

餐厨垃圾处理系统在实际运行生产过程中产生的污染源主要有以下3 种。

①餐厨垃圾处理过中产生的沥液、浆料、生产污废水。餐厨垃圾含水量高，卸出物料沥水量多，需要对其进行单独收集。除此之外，餐厨垃圾处理系统产生的浆料、废水等具有污染物浓度高、含油浓度较高等特点，如不能进行合理的收集、排放及处理会造成环境污染。

②处理过程中散发的臭气。餐厨垃圾有机质含量高，易腐败，臭气浓度高，如未管控得当，严重影响周边环境及人员健康，因此在餐厨垃圾处理过程中应针对其产生的大量恶臭气体进行设计。

③生产过程中产生的固体杂物、残渣。餐厨垃圾处理过程中会连续分选出轻物质、砂质等杂物，因此在餐厨垃圾处理过程应针对杂物进行合理收集，有效进行环境管控。

5 环境管控措施

针对餐厨垃圾处理过程中的环境污染源分析，建议需要对该类污染源的产生进行整体控制，主要体现在以下几个方面：

①餐厨垃圾处理过程中各环节做到污水有组织的集中收集，避免跑冒滴漏泄现象发生。

②餐厨垃圾处理系统设备选型做到密闭，使臭气得到有组织收集，同时在重点臭气产生区域设计局部抽风设施安装空间，以便与后续除臭系统有效衔接。

③餐厨垃圾处理过程中产生的固体杂物及残渣统一汇至于出渣间。

④餐厨垃圾处理系统设备选择符合国家相关噪声标准的设备，以便满足相关标准和要求。

5.1 污废水管控

餐厨垃圾处理过程中的污废水主要集中在垃圾车洗车阶段、处理工艺段产生的沥液、制浆阶段、设备冲洗和车间冲洗阶段。针对不同阶段、不同设备产生的污废水应采取有针对性的措施，具体措施如下。

（1）餐厨垃圾车泄水的收集

首先，将车辆限位挡与卸料槽间合适的间隔尺寸，保证收集车后门从开启到完全打开整个过程中，排出口都在卸料斗接料范围内，污水能够全部流入卸料斗内。其次，在料槽车辆限位档与料槽之间位置，设置一道300×300mm 排水明沟，并在每个卸料工位中央位置设置一个宽度300mm 的泄水清扫口与排水明沟连接，便于通过高压冲洗水枪将排水沟内的污水和垃圾冲至料槽内；沟内采用喷涂速凝防腐防渗涂料作为防水层，防止污水渗透到地面内，对地面造成腐蚀。排水沟向卸料口找0.5%坡，并在卸料槽车档处设置泄水孔，使污水快速排放。

（2）餐厨垃圾收集车的清洗

每个卸料位附近各设置一套冲洗设施，每套冲洗设施均配备不锈钢水箱和高压冲洗水枪，不锈钢水箱容积满足冲洗用水要求，水箱内设置浮球液位开关，自动控制补水。高压冲洗水枪操作简便，清洗压力大，并且节水。

餐饮及厨余垃圾车卸料后，利用卸料泊位附近的冲洗水箱和高压冲洗水枪，对收集车车轮、尾部以及车身进行全方位冲洗，确保垃圾车干净返回市区。车辆冲洗区域设置有排水沟，有组织收集冲洗废水。餐饮及厨余垃圾含油量较大，其垃圾车上残余油污比较多，其洗车污水具有瞬时排水量大、SS 含量高、油脂含量高的特点，因此本区域的高压洗车机采用热水洗车，便于车辆上油污的去除，也避免冲洗水中的油类在排水沟中淤堵。洗车污水采用排水沟收集，避免瞬时排水不畅，收集后的污水首先进入室外的洗车隔油池和沉泥井，经过除油除砂预处理后再进入室外污水管网，最终汇入地下污水池。

（3）沥液和浆液的处理

首先，物料接收输送环节，在输送过程中沥水由收集罐进行统一收集，并通过管道输送至后端处理系统，密闭性好；其次，餐厨垃圾处理环节，处理设备均采用密闭设备，浆料输送环节均采用密闭性好的螺旋输送，因此，餐厨垃圾处理环节不论是产生的沥液，还是产生的浆料都能够得到有组织密闭收集。

（4）设备和车间的冲洗

考虑到处理设备使用完毕后，会对其进行适量清洗，因此，在相关设备内均设有清洗装置，为了有效进行环境管控，清洗后产生的污废水均设有密闭收集管道，确保无跑冒滴漏泄现象产生；同时，车间清洁过程中产生的清洗废水也会通过车间内地沟收集形式得到有组织的收集从而进入系统内，不会存在无组织排放现象，确保餐厨垃圾处理现场环境可控。

5.2 臭气收集管控

餐饮及厨余垃圾中含有较多的有机物，一般以蛋白质、脂肪与多糖类（淀粉、纤维素等）有机物形式存在，这些有机物在好氧、厌氧细菌的作用下发酵、腐烂、分解的过程中，会逐渐产生多种恶臭气体污染物。垃圾放置的初期，在好氧菌作用下发生好氧生化反应，使大分子有机物分解，将有机物中的氮和硫转化成硝酸盐（NO3-）、硫酸盐（SO42-），并有CO2放出。然后，由于放置过程中垃圾压实，孔隙减小，含氧量降低，在第一阶段生成的NO3-和SO42-在厌氧菌的作用下，发生第二阶段的厌氧生化反应，最终生成硫化氢、氨、硫醇、有机胺等恶臭污染物。

针对不同臭源产生臭气的特殊性，采用相应的防治措施。

①在餐厨垃圾处理车间进出车通道及卸料区设置快速卷帘门及空气幕。快速卷帘门可以缩短门的开启和关闭时间，进而缩短空气的流通时间，减少扩散到室外或车间内其它区域的臭气含量。空气幕在门开启时会形成一道空气屏障，在门开启到完全关闭的期间内，有效阻隔臭气扩散到其它区域。

②餐厨垃圾处理间车间通过墙体、密闭窗等手段将车间办公区域与生产区分隔，减少窜风互相干扰。

③在不影响设备操作检修使用的前提下尽量密封，降低对周边的影响。餐厨垃圾在处理过程中，设备是也在密闭的状态下运行，输送设备为螺旋、密封皮带或管道，保证垃圾不外露，改善了工人的操作环境。餐厨垃圾处理分选出的杂物直接卸入密闭的车厢内，实现密闭化。

④车间内生产区域的全面排风通过吸风口将空间内废气汇入管道，风管沿梁下皮敷设，设置向下的风口，在臭气较易聚集的区域和臭气死角重点考虑风口。下部风口在不影响工作人员操作及通行的前提下，尽量布置在低位。利用合理的气流组织（送排风）减少重点区域的废气外溢，改善车间内工作环境。对于工艺设备局部排风要求工艺设备尽量密闭，风管接至设备密闭罩上，抽取密闭空间内的废气，保证废气抽取较为彻底。不能密闭的部位设置局部排风罩，在不影响工艺设备运行及保证工作人员操作的前提下，排风罩尽量靠近上料口，尽量避免废气逃逸，减少废气扩散到空间的可能性，降低对环境的影响。