李洋委员:
您提出的“关于我区餐厨垃圾处理的建议”的提案收悉,经研究,现将办理情况答复如下:
一、我区餐厨垃圾基本情况
自2018年我区全面推进生活垃圾分类,湿垃圾产生量明显上升,2020年全区湿垃圾日产生量约669吨/日,其中餐厨垃圾日产生量约245吨/日,主要通过区级湿垃圾处理设施和小型湿垃圾就地处理设施进行资源化利用。
二、目前采用的处理技术
嘉定湿垃圾资源化处理项目位于外冈镇,现有焚烧厂以北,占地面积62.95亩,设计处理规模530吨/天,其中餐厨垃圾300吨/天,厨余垃圾200吨/天,废弃油脂30吨/天。该项目于2017年启动,2018年12月底开工建设,2020年8月基本完成项目整体施工建设,现正处于带料调试阶段。
该项目对餐厨垃圾的处理工艺为厌氧消化技术。餐饮垃圾采用“分选+除砂+提油”的预处理工艺,油脂通过蒸汽加温的方式提纯,有机质进入厨余垃圾预处理系统的生物水解反应器中;厨余垃圾采用“人工监选+机械分选+生物水解制浆”的预处理工艺,处理后的浆液进入厌氧消化系统。
本项目的总体工艺流程图如下:
三、生物水解技术与亚临界水解技术比较
生物水解技术与亚临界水解技术(SCW)方案的主要差别为预处理系统采用的水解制浆工艺。
生物水解制浆系统,主要含生物水解反应器、水力制浆机、挤压脱水机。其技术原理是:在适宜温度和微生物状态下,垃圾中的有机组分通过生物水解反应器的水力、机械和生物水解共同作用下,经过2-3天的停留时间,易降解有机质部分发生生物水解,大部分的有机物转化至浆液中。剩余物质经螺旋输送至水力制浆机进行进一步制浆、有机物分离,最后再通过挤压脱水机的固液分离作用实现有机浆液和无机惰性物的彻底分离。
生物水解反应器是一个卧式的、中间带缓慢搅拌装置、底部有渗漏栅格的设备,采用厌氧消化后的沼液作为生物水解液。在生物水解反应器内部通过连续搅拌将微生物和厨余垃圾充分接触,厨余垃圾为微生物提供营养,在适宜温度下,沼液中酸化菌获得大量繁殖,酸化菌可以将厨余垃圾中的复杂有机物、碳水化合物、蛋白质、脂类等水解成简单溶解性有机物,简单溶解性有机物在酸化菌作用下进一步分解成脂肪酸、醇类、丙酸、丁酸、乙酸、乳酸等。在淋洗的作用下,厨余垃圾中小颗粒无机物,被酸化菌分解成的小颗粒有机物以及酸类醇类等被冲洗出生物水解反应器进入液相,从而实现有机物的制浆作用。
为充分回收有机物,从生物水解反应器出来的固相经水力制浆机进一步分选制浆,水力制浆机采用卧式转鼓制浆机,该设备集制浆、分选于一体,特别适宜于有机垃圾的制浆和无机惰性物分离。转鼓制浆机前部为制浆区,后部为筛选区。
生物水解技术是近10年来在欧洲新发展的有机垃圾处理技术,主工艺采用预处理+生物水解+湿法厌氧消化,示范项目处理规模10万吨/年,项目自2007年建成后一直可靠稳定运行。且该工艺已经在国内已进行了几年的相关小试、中试工作,验证了该工艺处理国内有机垃圾的有效性,并完成了技术消化和工程转化工作,目前与国外技术提供方开展广泛技术合作,在国内外有多项工程处于建设中。
生物水解制浆的优点有:对有机物的回收率高;主要利用生物水解作用,反应在常温常压下进行,能耗低,操作安全性好;处理皆在密闭的设备内进行,臭气易于控制,没有其他二次污染风险。其缺点有:工艺流程环节较长,设备占地较大。
亚临界水解技术(SCW)是在密闭反应罐内高温高压(360℃+3MPa)水解处理废物,是一种热水解制浆工艺——湿式氧化技术(反应温度和压力接近或略低于低于水的临界点(T=374.3℃,Pc=22.05MPa)),其特点是将待处理的物料和水共置于密闭反应器中,利用蒸汽加热,在高温高压条件下使有机质从固态垃圾中溶析出来,并使难降解有机质或固体有机质分解为小分子或氧化降解为CO2、H2O等无机质的化学过程。但该工艺存在以下缺点:
1、能耗高:处理一吨垃圾所需蒸汽0.3吨以上。热水解工艺需要大量蒸汽进行加温、加热。如:600吨/天厨余垃圾热水解制浆,每天的蒸汽耗量在150-200吨;(其为无回水蒸汽,每天的生产成本高)。
2、污染蒸汽恶臭难以控制,噪音特别大。水热预处理后,有大量垃圾渗滤液将转变为饱和蒸汽,由于其含有大量污染物,称之为“污染蒸汽”。垃圾加热后产生的臭气将比常温状态下呈数量级增长,而完成热水解后的垃圾一旦释放,必然是相对开放的环境(若密闭完成不了泄压),臭气四溢,难以控制。
3、出料垃圾的降温很难实现。本项目采用中温厌氧消化工艺,(这点是经过论证的对生物质垃圾处理最稳定的厌氧消化条件),也就是说,需要将进入厌氧系统的垃圾温度控制在40℃以下。但厨余垃圾经过加热后,出料温度将超过100℃。因此又需要大量的冷凝水和复杂的换热设备对该部分垃圾进行降温,增加了大量的投资。
4、厨余热水解设备非常复杂,而且一旦采用该工艺不仅反应釜数量众多,而且均为高温高压容器,难以管理和保障安全性。厨余的热水解要求加热温度160℃,压力最高将需要0.7MPa,也就是说需要“特制的压力容器”作为热水解的反应釜。而压力容器须由特定的制造商完成加工,不可能现场制作,又将产生运输限制的问题,因此该容器不能过大,根据压力容器制造商的信息,最大的容器体积约30m3。那么本项目要求在16小时内处理600吨(约900立方)厨余,每个罐体每批次处理时间为2-3小时,经计算后约需要8-10个罐体。操作麻烦,安全性较差。
5、目前该技术应用实例少,可借鉴的经验缺乏。目前该工艺在国内、外主要还处于研究发展阶段,实际应用项目较少。
6、餐厨垃圾转化为有机肥后存在最大的问题便是,有机肥产品的销路问题,特别是随着处理规模增加后,其大规模的连续生产和肥料市场季节性需求存在极大的供需矛盾。此外,肥料运输成本高昂也是制约其出路的极大障碍。
从上述可以看出:本项目采用的工艺具有对有机物的回收率高、能耗低、操作安全性好、臭气易于控制、没有其他二次污染风险等优点,从技术可行性、技术先进性和运营维护便利性方面亦优于其他工艺。
上海市嘉定区绿化和市容管理局
2021年4月16日
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