厭氧發(fā)酵技術(shù)在餐廚垃圾與城市污泥協(xié)同處置中的應(yīng)用與研究

劉錦倫 曾 婷 熊 亭(. 深圳市利賽環(huán)保科技有限公司，廣東 深圳 58000； .深圳市深港產(chǎn)學(xué)研環(huán)保工程技術(shù)股份有限公司，廣東 深圳 58000； .深圳瑞賽爾環(huán)保股份有限公司，廣東 深圳 58000)

厭氧發(fā)酵技術(shù)在餐廚垃圾與城市污泥協(xié)同處置中的應(yīng)用與研究

劉錦倫1曾 婷2熊 亭3
(1. 深圳市利賽環(huán)?？萍加邢薰?，廣東 深圳 518000； 2.深圳市深港產(chǎn)學(xué)研環(huán)保工程技術(shù)股份有限公司，廣東 深圳 518000； 3.深圳瑞賽爾環(huán)保股份有限公司，廣東 深圳 518000)

以深圳市利賽環(huán)?？萍加邢薰疽淹瓿山ㄔO(shè)并成功投入運(yùn)行的深圳市城市生物質(zhì)廢物(垃圾)處置工程項(xiàng)目作為典型案例，對(duì)厭氧發(fā)酵技術(shù)在餐廚垃圾與城市污泥協(xié)同處置中的應(yīng)用在處理工藝、處理效果、經(jīng)濟(jì)技術(shù)等方面加以評(píng)價(jià)和總結(jié)。

厭氧發(fā)酵；餐廚垃圾；城市污泥；協(xié)同處置

引言

餐廚垃圾和城市污泥是城市生物質(zhì)廢棄物的主要成分，兩者均具有有機(jī)質(zhì)含量高、含水率大的特點(diǎn)。在餐廚垃圾和城市污泥單獨(dú)收運(yùn)、集中處理之前，深圳市這兩種生物質(zhì)廢棄物主要采用衛(wèi)生填埋處理方式進(jìn)行處置。高含水率的餐廚垃圾和城市污泥也是導(dǎo)致垃圾填埋場垃圾滲濾液產(chǎn)生量大、COD和BOD濃度高的主要原因，容易對(duì)項(xiàng)目所在地周邊的大氣環(huán)境、地下水和土壤環(huán)境造成污染。鄧國平等[1]、王永會(huì)等[2]、段妮娜等[3]和李曉帥等[4]研究結(jié)果表明，餐廚垃圾與城市污泥聯(lián)合厭氧消化處置可以解決餐廚垃圾單獨(dú)消化產(chǎn)生的酸化問題，同時(shí)還能有效地提高地厭氧消化系統(tǒng)的有機(jī)負(fù)荷率、沼氣產(chǎn)氣量以及系統(tǒng)穩(wěn)定性。因此，開展厭氧發(fā)酵技術(shù)在餐廚垃圾與城市污泥協(xié)同處置中的應(yīng)用與研究工作已成為固廢處置行業(yè)環(huán)?？萍脊ぷ髡哐芯康臒狳c(diǎn)。

1 厭氧發(fā)酵技術(shù)協(xié)同處理餐廚垃圾與城市污泥工藝

厭氧發(fā)酵是通過厭氧微生物的代謝作用，將餐廚垃圾消化、分解，主要產(chǎn)生甲烷和氫氣等能源物質(zhì)[5-10]。在目前較成熟的固廢減量技術(shù)中，厭氧發(fā)酵技術(shù)因其能夠?qū)⒂袡C(jī)廢棄物穩(wěn)定化的同時(shí)回收沼氣作為能源，緩解日益緊張的能源供需矛盾而在世界各地得到普遍應(yīng)用[11-12]。以深圳市利賽環(huán)?？萍加邢薰疽淹瓿山ㄔO(shè)并成功投入運(yùn)行的深圳市城市生物質(zhì)廢物(垃圾)處置工程項(xiàng)目為例，該項(xiàng)目所采用的核心處理工藝為兩相中溫濕式厭氧處理工藝。項(xiàng)目總處理規(guī)模為500噸/天，其中包含：深圳市龍華新區(qū)產(chǎn)生的餐飲垃圾 200噸/天，深圳市布吉污水處理廠和布吉河水質(zhì)凈化廠脫水污泥300噸/天。厭氧發(fā)酵技術(shù)協(xié)同處置餐廚垃圾與城市污泥的工藝流程見圖1。

圖1 厭氧發(fā)酵技術(shù)協(xié)同處置餐廚垃圾與城市污泥工藝流程圖

2 處理效果

該項(xiàng)目沼氣年產(chǎn)生量為876萬m3，年減排二氧化碳6.5萬T，節(jié)能效果明顯。項(xiàng)目生產(chǎn)運(yùn)行過程中產(chǎn)生的臭氣，采用水洗+生物濾池進(jìn)行凈化除臭，臭氣經(jīng)管道、風(fēng)機(jī)進(jìn)入除臭設(shè)備凈化處理達(dá)標(biāo)后排放，排放指標(biāo)優(yōu)于《廣東省地方標(biāo)準(zhǔn)大氣污染物排放限值》(DB44/27-2001)第二時(shí)段二級(jí)和《中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB14554-93)。項(xiàng)目生產(chǎn)運(yùn)行過程中產(chǎn)生的污水與糞便處理廠、衛(wèi)生處理廠產(chǎn)生的污水混合排至衛(wèi)生處理廠污水處理站處理，能夠有效地調(diào)節(jié)污水處理站進(jìn)水水質(zhì)，提高污水處理站的處理效率，最終均接入深圳衛(wèi)生處理廠處理，然后排入布吉污水處理廠。餐廚垃圾與城市污泥厭氧發(fā)酵產(chǎn)生的沼渣等固體廢棄物送至糞便堆肥廠進(jìn)行堆肥處置。這與熊亭[13]的部分建議和結(jié)論一致。本項(xiàng)目在實(shí)現(xiàn)社會(huì)效益、生態(tài)效益、環(huán)境效益、節(jié)能效益的同時(shí)，還可以帶來一定的經(jīng)濟(jì)效益，是餐廚垃圾與城市污泥資源化處理、生物質(zhì)能源開發(fā)和節(jié)能減排的綜合性示范工程。

3 主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)

本項(xiàng)目總投資29942.59萬元。達(dá)到日處理龍華新區(qū)餐廚垃圾200t、深圳市布吉污水處理廠和布吉河水質(zhì)凈化廠脫水污泥300t的規(guī)模；項(xiàng)目沼氣年產(chǎn)生量為876萬m3，年減排二氧化碳6.5萬t。

4 結(jié) 論

(1)采用厭氧發(fā)酵技術(shù)協(xié)同處置餐廚垃圾與城市污泥，厭氧消化系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，沼氣產(chǎn)生量提升顯著，經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益良好。

(2)厭氧發(fā)酵技術(shù)協(xié)同處置餐廚垃圾與城市污泥的成功實(shí)施與應(yīng)用可以避免因分別建設(shè)單獨(dú)的處理設(shè)施而造成重復(fù)建設(shè)和浪費(fèi)問題，把具有相似特征的這部分生物質(zhì)進(jìn)行綜合的協(xié)同處理，是一種有效節(jié)省土地資源，又能充分利用各自特點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)勢互補(bǔ)的工藝。

(3)通過將污泥脫水后濾液與預(yù)處理后的餐飲垃圾聯(lián)合厭氧，調(diào)節(jié)污泥和餐飲垃圾混合的比例，能夠使污泥和餐飲垃圾混合液中C：N比處于厭氧的最佳比值，利于產(chǎn)沼；另外聯(lián)合厭氧后沼渣具有脫水難度小、泥餅含固率高的特點(diǎn)。

[1] 鄧國平，任玉森，李杰偉，等.餐廚垃圾市政污泥聯(lián)合厭氧消化處理技術(shù)[J].環(huán)境工程技術(shù)學(xué)報(bào)，2013，3(2)：179-182.

[2]王永會(huì)，趙明星，阮文權(quán).餐廚垃圾與剩余污泥混合消化產(chǎn)沼氣協(xié)同效應(yīng)[J].環(huán)境工程學(xué)報(bào)，2014，8(6)：2536-2542.

[3]段妮娜，董濱，李江華，等.污泥和餐廚垃圾聯(lián)合干法中溫厭氧消化性能研究[J].環(huán)境科學(xué)，2013，34(1)：321-327.

[4]李曉帥，張棟，戴翎翎，等.污泥與餐廚垃圾聯(lián)合厭氧消化產(chǎn)甲烷研究進(jìn)展[J].環(huán)境工程，2015，33(9)：100-104.

[5]Zhang R，El-Mashad H M，Hartman K，et al.Characterization of food waste as feedstock for anaerobic digestion[J].Bioresource Technology，2007，98(4)：929-935.

[6]Ji H J，Lee D S，Park D，et al.Biological hydrogen production by immobilized cells of Clostridium tyrobutyricum JM1 isolated from a food waste treatment process[J].Bioresource Technology，2008，99(14)：6666-72.

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[8]Han S K，Shin H S.Performance of an innovative two-stage process converting food waste to hydrogen and methane.[J].Journal of the Air & Waste Management Association，2004，54(2)：242-9.

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[10]Chu C F，Ebie Y，Xu K Q，et al.Characterization of microbial community in the two-stage process for hydrogen and methane production from food waste[J].International Journal of Hydrogen Energy，2010，35(15)：8253-8261.

[11]陳廣銀，鄭正，常志州，等.NaOH處理對(duì)互花米草高溫干式厭氧發(fā)酵的影響[J].環(huán)境科學(xué)，2011，32(7)：2158-2163.

[12]趙云飛，劉曉玲，李十中，等.餐廚垃圾與污泥高固體聯(lián)合厭氧產(chǎn)沼氣的特性[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2011，27(10)：255-260.

[13]熊亭.餐廚垃圾處理現(xiàn)狀及主要處理技術(shù)分析[J].綠色科技，2016(16)：32-34.

Research and Application on Anaerobic Fermentation Technology in the Coordination Disposal of Food Waster and City Sludge Together

LIU Jinlun1ZENG Ting2XIONG Ting3
(1.Shenzhen Lisai Environmental Protection and Technology Co.，Ltd.，Guangdong Shenzhen 518000； 2.IER Enviromental Protection Engineering Technology Co.，Ltd.，Guangdong Shenzhen 518000； 3.Shenzhen Recycle environmental protection Co.，Ltd.，Guangdong Shenzhen 518000)

The completed construction of biomass waste and successfully put into operation disposal project of Shenzhen Lisai Environmental Protection and Technology Co.，Ltd. has as a typical case of anaerobic fermentation technology in food waste and sludge disposal in city collaborative application in the treatment process，the treatment effect，economic and technical aspects of the evaluation and summary.

anaerobic fermentation；food waste；city sludge；coordination disposal

劉錦倫，環(huán)境工程本科，助理工程師，從事餐廚垃圾資源化利用與處理工作

熊亭，環(huán)境工程本科，助理工程師，從事餐廚垃圾資源化利用與處理工作

X21

A

1673-288X(2017)01-0096-02

項(xiàng)目資助：科技應(yīng)用示范項(xiàng)目(KJYY20140829092048271)

引用文獻(xiàn)格式：劉錦倫 等.厭氧發(fā)酵技術(shù)在餐廚垃圾與城市污泥協(xié)同處置中的應(yīng)用與研究[J].環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展，2017，42(1)：96-97.