餐廚垃圾處理過程中的環境管控分析

文_閆秀娟 葛成蔭 門延濤 中國市政工程華北設計研究總院有限公司

1 項目背景

厭氧消化技術是目前國內的餐廚垃圾處理工藝中比較先進的技術，有較高的可靠性，并且與國家產業政策和發展方向相符合，相比于飼料化技術有較高的安全性。但是厭氧發酵系統對進料有一定的要求，因此，為了滿足其進料要求需要對餐廚垃圾進行預處理。

餐廚垃圾處理過程中的環境管控問題一直是此類項目的重難點問題。如果沒有進行良好的環境管控，不僅會給廠區工作人員的身體健康帶來危害，還會對周邊環境造成惡劣的影響。

2 餐廚垃圾成分分析

2.1 餐飲垃圾

餐飲垃圾主要指單位食堂、餐館等地點產生的食物殘渣、食品加工廢料，包括剩菜、剩飯等食物殘余，以及用餐過程中產生的紙巾、桌布、筷子等雜物。

餐飲垃圾特點：①含水率高，含水率高達80%～90%；②易腐性，富含有機物，混合測試樣有機干物質高達92%～94%（干基）；③油脂含量高。

餐飲垃圾成分復雜、雜質種類多，含有塑料、金屬、玻璃瓷器等多類雜物，甚至會出現較長的磁盤子、大的砧板、菜刀等。此外，餐飲垃圾中還會含有一些重質惰性物，如砂礫、碎石子、碎玻璃等，以及細碎纖維、辣椒籽等輕飄雜物。

2.2 廚余垃圾

廚余垃圾主要泛指家庭生活飲食中所需用的來源生料及成品（熟食）或殘留物，如剩菜、剩飯、菜葉、果皮、蛋殼、茶渣、骨、貝殼等，以及菜市場的果蔬類垃圾。

廚余垃圾分類處理在國內尚處于起步階段，由于各地生活習慣、分類收集及運輸方式各不相同，廚余垃圾成分差異性相對較大，因此廚余垃圾成分復雜，且垃圾組分波動性大的特點。

3 工藝介紹

本文以杭州市某餐廚項目為例進行環境管控分析說明。此項目餐飲垃圾預處理采用“大物質分選+漿料加熱+固液分離+除渣除砂+油脂回收與提純”工藝。廚余垃圾預處理采用“滾筒篩分+磁選+細破碎+擠壓脫水+調漿除砂”工藝。

3.1 餐飲垃圾預處理工藝介紹

餐飲垃圾經運輸車輛運至餐飲垃圾預處理車間內的進料口處，物料被倒進料斗等接收裝置內。本項目設置兩套物料接收單元，主要的設備是接收料斗，料斗底部設置螺旋給料機。料斗底板為多孔結構，瀝水通過自流進入到瀝水收集池。

接收料斗中的餐飲垃圾，經螺旋輸送機提升進入大物質分揀機進行粗分選，選出餐飲垃圾中的塑料、玻璃、織物、金屬等大件雜物通過固渣輸送設施輸送至廚余垃圾預處理系統篩上物出料皮帶機，分選后的有機粗漿料通過漿料輸送機輸送至漿料加熱機。漿料加熱機的主要作用有兩點：首先對有機粗漿料加熱后，有利于油脂回收工藝環節最大化回收油脂；其次，在高溫和攪拌作用下，粗漿料中的固態有機質能最大化的分離，進入液相，同時也減少后續固液分離環節的固相量。升溫后的物料進入固液分離機進行固液分離，部分固態有機質也會在固液分離時溶入液相。經過固液分離產生的有機漿液自流至除砂機進行初步除砂，除砂機中漿液通過溢流與瀝液合并進入自動除渣機去纖維類的浮渣，產生的沙礫和浮渣通過螺旋輸送機輸送至廚余垃圾預處理系統篩上物出料皮帶。

除浮渣和砂礫后的漿液通過渣漿泵泵送至漿料加熱罐進一步加熱，加熱后的漿料泵送入三相提油機，將漿液中的油脂、固渣以及有機漿液分離。分離出的有機漿液和有機固渣在三相出料混合罐中混合，而后泵送至厭氧消化處理系統；有機固渣也可以與固液分離機固渣、除砂機沉砂以及自動除渣機的固渣一同輸送至廚余預處理系統的篩上物皮帶，從而進入出渣間。粗油脂在粗油脂中間罐中緩存，通過粗油脂提升泵輸送至室外毛油儲罐進行存儲，作為工業原料外售。

3.2 廚余垃圾預處理工藝介紹

廚余垃圾進廠后卸料至接收料斗，廚余垃圾經上料鏈帶輸送機提升至破袋滾筒篩，破袋滾筒篩具有破袋功能，袋裝垃圾由于摔打、撕扯作用很容易被破袋。篩上物主要是塑料、紙張、織物等物料，外運處置。篩下物以有機物為主，含有少量紙類、塑料和無機惰性物等雜物。篩下物經磁選后進入細破碎設備。

預處理后的篩下物料保留了大部分可生物降解有機質，經過細破碎設備分離制漿，能夠最大化地將廚余垃圾中的有機物轉化至漿液中，最大限度地降低了有機垃圾的損失率。分離出的固渣外運處置，分離出的有機漿料進入擠壓脫水機。

有機漿液經擠壓脫水產生固渣和高濃度有機漿液。擠壓脫水固渣同其他篩分固渣、篩上物等一并外運處置。擠壓脫水得到的有機漿液經自動除渣機和沉砂池后，分離出的殘渣、沉砂等惰性物外運處置，漿液泵送至厭氧消化系統。

4 污染源分析

餐廚垃圾處理系統在實際運行生產過程中產生的污染源主要有以下3 種。

①餐廚垃圾處理過中產生的瀝液、漿料、生產污廢水。餐廚垃圾含水量高，卸出物料瀝水量多，需要對其進行單獨收集。除此之外，餐廚垃圾處理系統產生的漿料、廢水等具有污染物濃度高、含油濃度較高等特點，如不能進行合理的收集、排放及處理會造成環境污染。

②處理過程中散發的臭氣。餐廚垃圾有機質含量高，易腐敗，臭氣濃度高，如未管控得當，嚴重影響周邊環境及人員健康，因此在餐廚垃圾處理過程中應針對其產生的大量惡臭氣體進行設計。

③生產過程中產生的固體雜物、殘渣。餐廚垃圾處理過程中會連續分選出輕物質、砂質等雜物，因此在餐廚垃圾處理過程應針對雜物進行合理收集，有效進行環境管控。

5 環境管控措施

針對餐廚垃圾處理過程中的環境污染源分析，建議需要對該類污染源的產生進行整體控制，主要體現在以下幾個方面：

①餐廚垃圾處理過程中各環節做到污水有組織的集中收集，避免跑冒滴漏泄現象發生。

②餐廚垃圾處理系統設備選型做到密閉，使臭氣得到有組織收集，同時在重點臭氣產生區域設計局部抽風設施安裝空間，以便與后續除臭系統有效銜接。

③餐廚垃圾處理過程中產生的固體雜物及殘渣統一匯至于出渣間。

④餐廚垃圾處理系統設備選擇符合國家相關噪聲標準的設備，以便滿足相關標準和要求。

5.1 污廢水管控

餐廚垃圾處理過程中的污廢水主要集中在垃圾車洗車階段、處理工藝段產生的瀝液、制漿階段、設備沖洗和車間沖洗階段。針對不同階段、不同設備產生的污廢水應采取有針對性的措施，具體措施如下。

（1）餐廚垃圾車泄水的收集

首先，將車輛限位擋與卸料槽間合適的間隔尺寸，保證收集車后門從開啟到完全打開整個過程中，排出口都在卸料斗接料范圍內，污水能夠全部流入卸料斗內。其次，在料槽車輛限位檔與料槽之間位置，設置一道300×300mm 排水明溝，并在每個卸料工位中央位置設置一個寬度300mm 的泄水清掃口與排水明溝連接，便于通過高壓沖洗水槍將排水溝內的污水和垃圾沖至料槽內；溝內采用噴涂速凝防腐防滲涂料作為防水層，防止污水滲透到地面內，對地面造成腐蝕。排水溝向卸料口找0.5%坡，并在卸料槽車檔處設置泄水孔，使污水快速排放。

（2）餐廚垃圾收集車的清洗

每個卸料位附近各設置一套沖洗設施，每套沖洗設施均配備不銹鋼水箱和高壓沖洗水槍，不銹鋼水箱容積滿足沖洗用水要求，水箱內設置浮球液位開關，自動控制補水。高壓沖洗水槍操作簡便，清洗壓力大，并且節水。

餐飲及廚余垃圾車卸料后，利用卸料泊位附近的沖洗水箱和高壓沖洗水槍，對收集車車輪、尾部以及車身進行全方位沖洗，確保垃圾車干凈返回市區。車輛沖洗區域設置有排水溝，有組織收集沖洗廢水。餐飲及廚余垃圾含油量較大，其垃圾車上殘余油污比較多，其洗車污水具有瞬時排水量大、SS 含量高、油脂含量高的特點，因此本區域的高壓洗車機采用熱水洗車，便于車輛上油污的去除，也避免沖洗水中的油類在排水溝中淤堵。洗車污水采用排水溝收集，避免瞬時排水不暢，收集后的污水首先進入室外的洗車隔油池和沉泥井，經過除油除砂預處理后再進入室外污水管網，最終匯入地下污水池。

（3）瀝液和漿液的處理

首先，物料接收輸送環節，在輸送過程中瀝水由收集罐進行統一收集，并通過管道輸送至后端處理系統，密閉性好；其次，餐廚垃圾處理環節，處理設備均采用密閉設備，漿料輸送環節均采用密閉性好的螺旋輸送，因此，餐廚垃圾處理環節不論是產生的瀝液，還是產生的漿料都能夠得到有組織密閉收集。

（4）設備和車間的沖洗

考慮到處理設備使用完畢后，會對其進行適量清洗，因此，在相關設備內均設有清洗裝置，為了有效進行環境管控，清洗后產生的污廢水均設有密閉收集管道，確保無跑冒滴漏泄現象產生；同時，車間清潔過程中產生的清洗廢水也會通過車間內地溝收集形式得到有組織的收集從而進入系統內，不會存在無組織排放現象，確保餐廚垃圾處理現場環境可控。

5.2 臭氣收集管控

餐飲及廚余垃圾中含有較多的有機物，一般以蛋白質、脂肪與多糖類（淀粉、纖維素等）有機物形式存在，這些有機物在好氧、厭氧細菌的作用下發酵、腐爛、分解的過程中，會逐漸產生多種惡臭氣體污染物。垃圾放置的初期，在好氧菌作用下發生好氧生化反應，使大分子有機物分解，將有機物中的氮和硫轉化成硝酸鹽（NO3-）、硫酸鹽（SO42-），并有CO2放出。然后，由于放置過程中垃圾壓實，孔隙減小，含氧量降低，在第一階段生成的NO3-和SO42-在厭氧菌的作用下，發生第二階段的厭氧生化反應，最終生成硫化氫、氨、硫醇、有機胺等惡臭污染物。

針對不同臭源產生臭氣的特殊性，采用相應的防治措施。

①在餐廚垃圾處理車間進出車通道及卸料區設置快速卷簾門及空氣幕。快速卷簾門可以縮短門的開啟和關閉時間，進而縮短空氣的流通時間，減少擴散到室外或車間內其它區域的臭氣含量。空氣幕在門開啟時會形成一道空氣屏障，在門開啟到完全關閉的期間內，有效阻隔臭氣擴散到其它區域。

②餐廚垃圾處理間車間通過墻體、密閉窗等手段將車間辦公區域與生產區分隔，減少竄風互相干擾。

③在不影響設備操作檢修使用的前提下盡量密封，降低對周邊的影響。餐廚垃圾在處理過程中，設備是也在密閉的狀態下運行，輸送設備為螺旋、密封皮帶或管道，保證垃圾不外露，改善了工人的操作環境。餐廚垃圾處理分選出的雜物直接卸入密閉的車廂內，實現密閉化。

④車間內生產區域的全面排風通過吸風口將空間內廢氣匯入管道，風管沿梁下皮敷設，設置向下的風口，在臭氣較易聚集的區域和臭氣死角重點考慮風口。下部風口在不影響工作人員操作及通行的前提下，盡量布置在低位。利用合理的氣流組織（送排風）減少重點區域的廢氣外溢，改善車間內工作環境。對于工藝設備局部排風要求工藝設備盡量密閉，風管接至設備密閉罩上，抽取密閉空間內的廢氣，保證廢氣抽取較為徹底。不能密閉的部位設置局部排風罩，在不影響工藝設備運行及保證工作人員操作的前提下，排風罩盡量靠近上料口，盡量避免廢氣逃逸，減少廢氣擴散到空間的可能性，降低對環境的影響。

5.3 固體雜物、殘渣管控

為避免固體雜物及殘渣對周邊環境的影響，因此建議餐廚垃圾處理系統單獨設立出渣間，同時出渣間進行整體密閉設計，且預留有與除臭系統的管口，確保出渣間環境可控，臭味無外逸現象。

固體雜物、殘渣車間輸送管控，考慮到餐廚垃圾處理過程中產生的雜物和殘渣易對環境產生影響，因此建議餐廚垃圾處理系統在輸送雜物和殘渣過程中采用密封皮帶和密閉性好的螺旋輸送，整個輸送過程中做到密閉可控。

6 結語

通過對上述污染源的分析，設計過程中針對餐廚垃圾處理系統產生的臭氣、廢水、雜物殘渣采取有效的環境管控措施，能夠保證餐廚垃圾處理車間有良好的生產環境，并保證其不會對周邊環境造成危害。