某高速公路服务区餐厨垃圾就地资源化技术研究与示范_徐峥勇.pdf

某高速公路服务区餐厨垃圾就地资源化技术研究与示范*徐峥勇1，刘艳1，李慧1，冯伟2，王恺1（1.湖南现代环境科技股份有限公司，湖南长沙410000；2.中南林业科技大学，湖南长沙410004）【摘要】针对高速公路服务区地域分散、餐厨垃圾产生量小的特点，采用就地资源化技术开发出一套高效环保、绿色节能、产出优质的餐厨垃圾智能一体化处理设备并进行示范。该技术采用绿色循环理念，融合微生物一体化设备及云平台管理，产出有机肥基质及毛油，减量率达 85%以上，运行成本约为 130 元/t，成规模后单位产品经济附加值约为 40 元/t。该技术的成功示范每年可有效处理该高速服务区餐厨垃圾 182.5 t，实现了餐厨垃圾就地无害化处理和资源化利用，可在我国具有分散性、不便集中处理的餐厨垃圾处理市场进行复制推广。【关键词】高速公路服务区；餐厨垃圾；就地资源化技术；智能一体化设备中图分类号：X799.3文献标识码：A文章编号：1005-8206（2023）01-0043-06DOI：10.19841/ki.hjwsgc.2023.01.007Research and Demonstration on On-site Recycling Technology of Food Waste in An Expressway Service AreaXU Zhengyong1，LIU Yan1，LI Hui1，FENG Wei2，WANG Kai1（1.Modern Environmental Technology Co.Ltd.，ChangshaHunan410000；2.Central South University of Forestry andTechnology，ChangshaHunan410004）【Abstract】In view of the characteristics of regional dispersion and the small amount of food waste of expresswayservice area，a set of intelligent integrated treatment equipment for food waste with high efficiency，environmentalprotection，green energy saving and high quality output was developed and demonstrated in an expressway service area in thisstudy.The technology adopted the concept of green circulation，integrated microbial equipment and cloud platformmanagement，and organic fertilizer substrate and crude oil were produced，the reduction rate was more than 85%，therunning cost was about 130 RMB/t.The economic added value of the scale product was about 40 RMB/t.The successfuldemonstration of this technology could effectively dispose of 182.5 t of food waste in service zones of expressways annually，the harmless treatment and resource utilization of on-site food waste were realized，and could also replicated and madepopular in the domestic food waste treatment market，which was dispersed and difficult to treat centrally.【Key words】expressway service area；food waste；on-site recycling technology；intelligent integrated equipment1工程背景概述1.1研究背景随着人民生活水平的提高，出门旅游已成为大多数人一种重要的散心方式，特别是自驾游越来越受到大家的欢迎1。我国的高速公路日趋完善，高速公路服务区接待人数不断攀升，美味可口的饭菜已成为大家旅途中不可缺少的需求2-6。高速公路服务区远离市区，餐厨垃圾大都与其他垃圾混合压缩后送至附近填埋场进行处置，不仅对生活垃圾处理设施产生巨大压力，还会造成资源与能源的浪费。随着国家垃圾分类处理政策的出台，如何对高速公路餐厨垃圾进行减量化、资源化处理成为一个环保难题7-9。高速公路服务区人力成本高、人流量大，这就要求餐厨垃圾处理设备能够实现智能化和一体化。当前的餐厨垃圾处理设备存在减量化、资源化效果不理想，夏季易生虫、气味大，冬季排污管道易堵塞，未实现数据上传等缺点10-19。本研究主要针对某高速公路服务区开发出一种占地面积小、效率高、能耗*基金项目：湖南省科技创新计划重点研发项目（2022SK2087）收稿日期：2022-04-07；录用日期：2022-08-24第 31 卷第 1 期2023年2月环境卫生工程Environmental Sanitation EngineeringVol.31 No.1Feb.2023环境卫生工程2023 年 2 月第 31 卷第 1 期低、可操作性强的餐厨垃圾智能一体化处理设备，并对其“三废”控制及示范效果进行总结，从而大幅提高服务区环境卫生质量，初步实现餐厨垃圾就地处理变废为宝，为服务区的食品安全和发展绿色循环经济提供保障，同时也为餐厨垃圾就地资源化技术在我国具有分散性、不便集中处理的餐厨垃圾处理市场进行复制推广奠定理论与实践基础。1.2高速服务区概况示范项目所在服务区位于京港澳高速，至今已使用 20 a。由于建成时间早，设计理念相对落后，加油站直接布置在服务区入口处，因此对其进行全封闭改造。服务区原有 205 个停车位，改造后将增加停车位 244 个，达到 449 个停车位。据统计，非节假日期间，服务区每天人流量约为5 500 人次。高速服务区垃圾主要来自于 3 方面：随车垃圾，如食品袋、果皮等；服务区餐饮产生的垃圾，如食物残渣、厨余垃圾；绿化修剪产生的废料，此部分垃圾较少20-25。其中餐厨垃圾产生量约为 200300 kg/d，处置方式为餐厨垃圾经过过滤后，残渣倒入垃圾箱与生活垃圾混合收集转运至服务区垃圾中转站进行压缩，最后转运至附近的垃圾填埋场进行最终处置。过滤出来的潲水排入服务区污水处理设备进行处理，因其量较小，故未进行油脂回收。2工艺流程与设计参数2.1餐厨垃圾就地资源化工艺流程及技术原理该高速公路服务区餐厨垃圾就地资源化示范项目处理量为 0.5 t/d，采用的餐厨垃圾智能一体化设备尺寸为 4 250 mm3 250 mm1 745 mm，具备动态自动计量、自动上料、自动破碎、自动脱油脱水、自动挤压输送、生化处理、温湿度自动控制、臭气处理、废水排放收集、手动和自动控制等功能。餐厨垃圾通过自动提升系统进行自动称量，并提升至分选平台，进料口的餐厨垃圾经过破碎和挤压脱水后实现固液分离，固渣进入发酵仓进行好氧发酵降解，设备采用搅动仓式处理，可有效对物料进行通风和混合，加快生物反应进程，餐厨垃圾经过 24 h 降解成为有机基肥，可用于园林种植；液体经过油水分离后进入污水处理系统；废气采用成熟的喷淋塔处理工艺+天然植物液除臭工艺。全过程无害、无味、无二次污染且低噪声，经过处理后的餐厨垃圾无害化率达到100%，减量率达到 85%90%。工艺流程见图 1。破碎系统通过双轴回转式运行方式可将餐厨垃圾破碎至工艺需要的大小。为防止臭气泄漏，破碎机与输送装置采用密封设计，设置臭气抽吸接口，工作过程中无臭气向外扩散。固液分离系统通过变螺距、变轴径、变空间的原理，降低物料含水率。油水分离系统采用重力法与机械缝隙过滤相结合，将污水中的油、渣自动分离。生化发酵系统是整个系统的核心部分，生化仓采用高温好氧发酵技术，通过加入高温复合优势菌种，利用菌群自身的发酵热再配以辅助加温，使仓体内温度保持在 65 75，通过间隙搅拌通风使仓内始终保持高温好氧复合菌所需的新鲜空气气氛，利用餐厨垃圾中的高蛋白等细菌需要的营养成分，使细菌始终保持旺盛的繁殖力，同时产生蛋白酶、淀粉酶、甲壳素酶、纤维素酶、氧化酶、水解酶等，最终使大分子物质分解成能被微生物利用的小分子物质26-29，将餐厨垃圾转化成富含大量有益菌和有机质的有机基肥。该有机基肥可用于改性土壤，提高化肥利用率，起到沃土、增产、改善农产品品质、带动农业减排作用，实现资源化及其二次污染协同控制30-34。2.2餐厨垃圾性质及排放标准高速公路服务区的餐厨垃圾通过智能一体化处理设备进行就地资源化利用，在实现减量化和无害化处理的同时，回收餐厨垃圾中的有机质，产出有机基肥，创造经济效益，实现了餐厨垃圾的资源化。2.2.1服务区餐厨垃圾的基本性质根据现场采样检测，服务区的餐厨垃圾挤压脱水后的含水率为 65%，pH 为 6.3，电导率为 7mS/cm、C/N 为 12，有机质的质量分数为 75.1%。2.2.2餐厨垃圾处理后的排放要求1）餐厨垃圾减量率90%。2）产出物指标：有机基肥的有机质质量分餐厨垃圾提升系统称量系统分拣系统粉碎系统脱水系统残渣颗粒生化处理系统土壤改良剂或有机肥料除臭系统达标排放含油废水油水分离器废水油脂达标排放生物柴油原油图 1高速公路服务区餐厨垃圾就地资源化处理工艺流程Figure 1The on-site recycling process flow of food wasteat highway service area 44数（干基）30%；水分（鲜样）的质量分数30%；种子发芽指数（GI）70%；总砷15mg/kg，总镉3 mg/kg，总铅50 mg/kg，总铬150 mg/kg，总汞2 mg/kg。3）废水废气排放标准：臭气浓度符合 GB145541993 恶臭污染物排放标准中的限值；废水排放达到 GB 189182002 城镇污水处理厂污染物排放标准一级 A 标准。2.3二次污染及其控制餐厨垃圾就地资源化技术的二次污染主要是废气和废水。餐厨垃圾在储存及处理过程中会产生大量废气，约为 1 400 m3/h。发酵仓采取负压抽风系统，且每个设备对接处全部密封处理，阻止臭气外漏。该示范项目废气采用成熟的喷淋塔+天然植物液除臭+烟囱高空排放的整体处理工艺。酸碱废气由风管引出后，进入废气净化塔进行净化处理。净化塔内添加一定的填料，增加气液接触面积，这样可以使废气和吸收液充分接触，从塔顶流下的吸收液再通过水泵提升至塔顶，不断循环使用，在吸收液中的污染物质达到一定浓度后再排向污水处理系统，净化处理后的气体通过排风筒高空排放。天然植物萃取液除臭系统的雾化喷洒系统由控制系统、专用喷嘴、气液输送管、配液槽、输送泵、电磁阀、气液过滤器、空气压缩机、气液分配系统等组成。通过除臭系统治理后，臭气浓度达到 GB 145541993 中恶臭污染厂界标准值一级标准。该示范项目废水产生量约为0.5 t/d，通过油水分离系统及三级沉淀预处理后排入服务区 EMBR 一体化污水处理系统处理达到 GB189182002 一级 A 标准。根据现场采样调查，废气、废水的排放数据如下：废气中 NH3为 0.8 mg/m3，H2S 为 0.02 mg/m3，臭气浓度为 7；废水中COD 为 34.5 mg/L，BOD5为 7.8 mg/L，悬浮物为5.3 mg/L，NH