廚余垃圾與焚燒廠協(xié)同處理工程應用實例

摘要：隨著垃圾分類政策的推進，廚余垃圾的終端處理問題急需解決。以一處工程應用實例為例，闡述了廚余垃圾與生活垃圾焚燒廠協(xié)同處理的優(yōu)勢。本工程充分利用現(xiàn)有焚燒廠的已有車間和處理設施，實現(xiàn)設施共享和優(yōu)化配置。通過協(xié)同管理、資源共享的運營方式，實現(xiàn)了廚余垃圾與焚燒廠的協(xié)同處置，期望為其他地區(qū)廚余垃圾處理廠的建設提供參考。

關鍵詞：廚余垃圾；焚燒廠；協(xié)同

中圖分類號：X799 文獻標識碼：A 文章編號：1008-9500（2025）02-0-03

Application Example of Collaborative Treatment Project between Kitchen Waste and Incineration Plant

CHU Zhen， CHEN Kang， CHEN Wen， ZHANG Siyuan

（WELLE Environmental Group Co.， Ltd.， Changzhou 213000， China）

Abstract： With the promotion of garbage classification policies， there is an urgent need to solve the problem of terminal disposal of kitchen waste. Taking an engineering application example， the advantages of collaborative treatment between kitchen waste and household waste incineration plants are explained. This project fully utilizes the existing workshops and treatment facilities of the incineration plant to achieve facility sharing and optimized configuration. Through collaborative management and resource sharing， the collaborative disposal of kitchen waste and incineration plants has been achieved. Expected to provide reference for the construction of kitchen waste treatment plants in other regions.

Keywords： kitchen waste; incineration plant; synergy

隨著垃圾分類政策的推進，廚余垃圾的分類收集量顯著增加，但配套的終端處理能力難以落實[1]。垃圾分類未完善地區(qū)廚余垃圾中雜物含量占比近40%，主要為塑料、紙張、織物、金屬等，含少量油脂。針對廚余垃圾，需配套全流程的處理系統(tǒng)，但經(jīng)濟效益較差。采用廚余垃圾處理系統(tǒng)與焚燒廠共建，通過協(xié)同管理、資源共享的運營方式，降低項目建設投資及運營成本。

1 工程概況

本工程的建設完善了當?shù)貜N余垃圾的末端處置設施，輔助前端進行垃圾分類。廚余垃圾處理線與焚燒協(xié)同處置，預處理系統(tǒng)分出的雜質(zhì)送至焚燒爐焚燒，厭氧產(chǎn)生的沼氣供焚燒爐燃燒，沼液進入焚燒廠原有滲濾液站處理。工程與焚燒廠實現(xiàn)資源和設施的共享，將廚余垃圾綠色無害循環(huán)處理，實現(xiàn)資源的再利用。

2 設計規(guī)模及進出料指標

2.1 設計規(guī)模

本工程預處理設計2條線路，廚余垃圾處理規(guī)模為600 t/d。

2.2 進料組分

進料組分占比如表1所示。

2.3 出料指標

根據(jù)廚余垃圾預處理系統(tǒng)設計出料指標，無機雜質(zhì)去除率不低于95%，雜質(zhì)出料含水率不超過70%，油脂提取率不低于90%。

3 項目設計構(gòu)思

廚余垃圾預處理過程中的工藝目標包括兩個方面。一方面去除無機雜質(zhì)，完成垃圾分選。進廠廚余垃圾中雜質(zhì)含量較高，主要為紙張、塑料袋、金屬、木竹等。另一方面，將垃圾制漿，盡可能保留有機質(zhì)。厭氧發(fā)酵后進入反應器內(nèi)的物料呈液態(tài)以便于攪拌和傳質(zhì)，因此廚余垃圾預處理須將原生垃圾制作為漿料態(tài)。

3.1 分選工藝比選

目前，廚余垃圾分類收集工作的不完善，廚余垃圾中雜物含量較高，因此提出破袋滾筒篩、風選設備作為分選工藝備選。

3.1.1 破袋滾筒篩

滾筒篩分利用不同孔徑的篩網(wǎng)分離不同粒徑的垃圾。就廚余垃圾而言，若篩分孔徑為100 mm，則篩上物主要是塑料、織物等輕質(zhì)雜物和少量大尺寸的惰性物，篩下物為剩菜、剩飯、果皮以及菜葉等有機組分，篩分效率較好。考慮現(xiàn)有廚余垃圾多為袋裝收集，在滾筒篩內(nèi)設置多層級不同形式的破袋刀，袋裝廚余垃圾隨著滾筒篩的轉(zhuǎn)動被拋到較高位置，落下后極易被掛破撕裂，破袋效果好。

3.1.2 風選

風選是一種高效的垃圾分選方法，主要基于物料與雜質(zhì)之間相對密度的差異，在氣流的作用下，通過不同的沉降速度和下落位置實現(xiàn)垃圾的分離。風選分選廚余垃圾時，由于垃圾含水率較高，垃圾中的織物、紙張、輕質(zhì)塑料易被水分浸濕，導致分選效率較低。

破袋滾筒篩具有分選效果好、工藝成熟可靠、綜合能耗低、自動化程度高、現(xiàn)場操作條件較好、臭氣易于控制等優(yōu)點，在技術(shù)可行性、先進性和運營維護便利性方面均優(yōu)于風選工藝。因此，廚余垃圾分選環(huán)節(jié)推薦采用破袋滾筒式設備。

3.2 制漿工藝比選

廚余垃圾經(jīng)初步分選后，去除大部分的無機雜物，篩下物主要以有機組分為主和小部分的小尺寸雜物，需要在后續(xù)制漿環(huán)節(jié)一并考慮去除小尺寸雜物。對常用的廚余垃圾制漿工藝作比選闡述。

3.2.1 自動分選破碎制漿

自動分選破碎制漿機的原理是在高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動破碎刀具或轉(zhuǎn)臂的作用下，破碎食物殘余中的有機質(zhì)，并在離心力的作用下，從周圍的圓筒孔板分離出來。而破碎不掉的塑料、纖維、金屬等從進料端的反方向分離出來。

3.2.2 擠壓制漿

擠壓制漿其工作原理是利用機械軸壓力在機器內(nèi)部的“垃圾腔”內(nèi)擠壓垃圾原料，同時在腔體外部配置有高強度篩網(wǎng)。通過機械壓力將垃圾中的水分和細小顆粒壓榨出來，成為漿料。

3.2.3 生物水解制漿

生物水解制漿是在適宜溫度和微生物狀態(tài)下，通過水力、機械、生物水解協(xié)同作用，處理垃圾中的有機組分。該過程中，經(jīng)過2～3 d的停留時間，易降解有機質(zhì)會發(fā)生生物水解反應，大部分的有機物轉(zhuǎn)化為漿液。剩余物質(zhì)通過擠壓脫水機的固液分離作用實現(xiàn)有機漿液和無機惰性物的徹底分離。

由于廚余垃圾中雜物較多，自動分選破碎制漿設備磨損嚴重，需經(jīng)常更換刀具或轉(zhuǎn)臂，影響系統(tǒng)穩(wěn)定運行。本工程廚余垃圾預處理車間位于焚燒廠卸料大廳下方，占地面積有限，無法滿足生物水解設備的安裝要求。擠壓制漿設備制漿效果穩(wěn)定、自動化程度高，從技術(shù)可行性和運營維護便利性方面較優(yōu)，因此廚余垃圾制漿環(huán)節(jié)推薦采用擠壓制漿設備。

4 預處理系統(tǒng)主要工藝路線

本工程廚余垃圾預處理系統(tǒng)經(jīng)過深化設計后，采用“破袋滾筒篩分+磁選+制漿脫水+除砂除雜+三相提油（可超越）”工藝，具體工藝流程如圖1所示，主要分為接收破碎分選單元、制漿脫水單元、除雜提油單元。

4.1 接收破碎分選單元

廚余垃圾接收料斗容積滿足一定的垃圾暫存需求，以應對設備的臨時檢修。料斗底部設有瀝水池，可收集廚余垃圾滲瀝液，然后泵送至除砂除雜處理單元。

料斗中的廚余垃圾由螺旋提升至破袋滾筒篩。設備設置100 mm單級篩分，可盡可能減少篩上有機物量，避免有機物損失。采用特殊設計的破袋刀結(jié)構(gòu)，袋裝垃圾經(jīng)摔打、撕扯作用被破開。篩上物主要是塑料、紙張、織物等物料，這些物料熱值較高，通過雙螺旋輸送至焚燒廠卸料坑焚燒處置。篩下物以有機物為主，經(jīng)過磁選，進一步分揀出金屬等干擾物后進入后續(xù)工藝。

4.2 制漿脫水單元

篩下物通過螺旋送至制漿脫水單元。擠壓制漿機是一種集制漿和脫水功能為一體的連續(xù)式制漿脫液設備，采用錐頭和氣囊保持工作壓力。通過空壓機系統(tǒng)，可以保持氣囊內(nèi)壓力穩(wěn)定，而且氣囊保壓相對傳統(tǒng)的彈簧等具有明顯的受力均勻的優(yōu)勢，從而保證分離出的雜物含水率穩(wěn)定在60%～70%，有機漿液的含固率穩(wěn)定在5%～13%。螺旋軸和葉片設計充分考慮廚余垃圾中可能存在的纏繞雜物的影響，采用較大的尺寸防止纏繞。同時，氣囊和錐頭的均勻受力，可以防止物料在脫水機內(nèi)因纏繞或出料受力不均而出現(xiàn)的堵塞和架橋。擠壓制漿機擠出的有機漿液進入除雜提油單元，固渣通過螺旋輸送至焚燒廠卸料坑處置。

4.3 除雜提油單元

瀝水和有機漿液中含有較多的沉砂和少量的浮渣，因此設計除砂除雜系統(tǒng)有效去除有機漿液中的重物質(zhì)、雜質(zhì)砂粒以及細碎纖維等輕飄物，防止其對后續(xù)工藝設備、泵、管道等設備造成損害，去除的砂礫和浮渣通過螺旋輸送至卸料坑處置。

除砂除雜后的有機漿液通過加熱罐直噴蒸汽加熱至80 ℃，并由泵輸送至三相提油機。在該溫度下，三相提油機能很好地實現(xiàn)固渣、漿液及油脂的分離[2]，產(chǎn)生純度為95%的粗油脂，輸送至粗油脂儲罐暫存；有機漿液輸送至厭氧消化系統(tǒng)與焚燒廠滲濾液混合厭氧發(fā)酵；三相固渣通過螺旋輸送至焚燒廠卸料坑處置。

5 協(xié)同處理優(yōu)勢

首先，本工程廚余垃圾預處理工藝流程簡單，占地面積小，車間布置于焚燒廠卸料大廳下方，無須再新建廠房。相較于單獨建設的廚余垃圾處理廠，可節(jié)約項目投資及占地。

其次，本工程與焚燒電廠項目共建，廚余垃圾進行機械預處理后，渣相物料協(xié)同焚燒；液相有機漿料除油后進入?yún)捬跸到y(tǒng)，產(chǎn)生的沼氣用于焚燒爐燃燒；焚燒廠蒸汽用于有機漿液加熱提油。

最后，垃圾分類后，焚燒廠滲濾液產(chǎn)生量下降，原有滲濾液處理系統(tǒng)配套的處理設備能力富余。廚余垃圾預處理提油后的有機漿液可與焚燒廠滲濾液混合處置，無須再單獨新建厭氧和污水處理系統(tǒng)。

6 結(jié)論

隨著垃圾分類的推行，單獨的廚余垃圾處理項目經(jīng)濟效益較差，政府需承擔高額的建設費用和處置費用。廚余垃圾與生活垃圾焚燒廠協(xié)同處理，可以充分利用現(xiàn)有焚燒廠的已有車間和處理設施，實現(xiàn)設施共享和優(yōu)化配置。新模式的引入為我國城市垃圾處理帶來了新的可能和機遇，可以更好地利用資源、降低成本、減少環(huán)境污染，具有一定的應用價值和推廣意義。

參考文獻

1 王洪超，都興川.限制餐廚垃圾收運與處理效率的因素分析[J].遼寧化工，2017（10）：1010-1012.

2 金文濤，安曉霞.象山縣餐廚廚余糞便協(xié)同處理工程建設方案研究[J].環(huán)境與發(fā)展，2019（8）：107-110.

收稿日期：2024-12-05

作者簡介：褚禛（1990—），男，安徽合肥人，碩士，工程師。研究方向：固廢資源化處理技術(shù)。