南宁餐厨垃圾资源化处理扩建增容工程项目实施方案文档格式.docx
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同时通过厨余垃圾分类,降低了进炉垃圾的含水率和有机物含量,可大大降低垃圾焚烧产生的二次污染物问题。
3、资源回收率高:
项目扩容后,预计每年可回收塑料纸张等约6300吨,金属约500吨,产生沼气约1168万m3,年垃圾减量达近12万吨。
4、本项目采用综合处理的工艺和模式来建设,还具有更先进的循环经济理念和资源综合利用的效益。
无论是垃圾焚烧处理厂,还是填埋场,传统的处理方法都是孤立的、分散的。
而综合处理工艺和模式则是将不同种类的废物集中到一个区域内进行综合处理。
与传统的处理方式相比较,综合处理工艺和模式具有许多优点。
1.4编制依据及标准
1.4.1编写依据
《关于进一步加强城市生活垃圾处理工作意见》,2011年4月26日;
为贯彻《国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》,落实节约资源和保护环境基本国策,深入推进“十二五”时期的资源综合利用工作,促进循环经济发展,2011年12月10日,国家发展和改革委员会发布了发改环资〔2011〕2919号印发《“十二五”资源综合利用指导意见》;
国家经济贸易委员会、财政部、科学技术部、国家税务总局,国经贸技术〔2002〕444号文件,关于印发《国家产业技术政策》的通知,2002年6月21日;
《城市生活垃圾管理办法》,中华人民共和国建设部令第157号2007年7月;
《国家计委办公厅关于加快项目前期工作,积极推进城市污水和垃圾处理产业化有关问题的通知》计办投资(2002)1451号;
《关于推进城市污水、垃圾处理产业化发展的意见》计投资(2002)1591号;
《国家发展改革委关于做好2012年中央预算内投资计划草案编报工作的通知》(发改投资[2011]701号);
《城市生活垃圾处理及污染防治技术政策》,国家建设部、环境保护总局、科技部,2000年6月;
《市政公用事业特许经营管理办法》中华人民共和国建设部令第126号2004年2月;
《第一批生活垃圾试点城市通知》2015年;
《南宁市城市生活垃圾分类试点工作方案》,南府办函〔2015〕239号;
主管单位提供的其它有关资料。
1.4.2适用的主要标准和规范
《城市环境卫生设施规划规范》GB50337-2003;
《城市生活垃圾分类及其评价标准》CJJ~T102—2004;
《城市生活垃圾堆肥处理工程项目建设标准》建设部2001年7月1日;
《城市生活垃圾好氧静态堆肥处理技术规程》CJJ/T52-1993;
《恶臭污染物排放标准》GB14554-93;
《污水综合排放标准》GB8978-1996;
《地表水环境质量标准》GB3838-2002;
《大气污染物综合排放标准》GB16297-1996。
1.4.3厂区公用设施适用的主要规程规范和标准
《给水排水构筑物结构设计规范》GB50069-2002;
《电厂用水处理设备质量验收标准》DL543-94;
《水处理设备制造技术条件》JB2932-86;
《钢制压力容器》GB150-89;
《水处理设备油漆、包装技术条件》ZBJ98003-87;
《采暖通风与空气调节设计规范》GBJ19-87;
《声环境质量标准》GB3096-2008Ⅰ类标准;
《工业企业厂界环境噪音排放标准》GB12348-2008Ⅰ类标准;
《建筑抗震设计规范》GB50011;
《构筑物抗震设计规范》GB50191;
《供配电系统设计规范》GB50052-95;
《建筑照明设计标准》GB50034-2004;
《室内空气质量标准》GB/T18883-2002;
《继电保护和安全自动装置技术规程》GB14285-1993;
《交流电装置的接地》DL/T621-1997;
《建筑设计防火规范》GB50016-2006;
《工业企业设计卫生标准》GB21-2002;
《室外排水设计规范》GB50014-2006;
《污水污物潜水电泵》JB/T5118-2001;
《工业产品使用说明书总则》GB9969.1-1998;
《建筑电气安装工程质量验收规范》GB50303-2002。
1.5编制原则
本处理工程结合广西南宁市的环卫现状,遵循国家垃圾处理的有关政策,使工程的各项指标均符合国家的有关法规、规范和标准。
根据本项目的实际情况优先考虑采用国内外技术成熟、效率高、能耗低、运行可靠的设备,坚持技术的先进性、工艺的可行性和经济性相结合的原则。
本项目文件的编制主要遵循以下原则:
1、坚持“统一规划、突出重点、因地制宜、分期实施”的原则。
餐厨垃圾处理扩建项目的建设应采用近期与远期结合的方针,充分考虑工程分期实施的可行性、经济性和合理性,尽量做到既经济实用、又合理可行。
2、坚持“无害化、减量化、资源化”的原则。
厨余垃圾有机物含量高,极具回收利用价值,在满足无害化处理的基本要求上,尽可能实现资源化目标。
3、坚持“先进、可靠、高效”的要求。
项目设计应有一定的前瞻性和可延续性,留有一定的发展空间,有利于推行垃圾从末端治理向全过程控制转变,提倡从源头削减、减少废物产生量。
4、厨余垃圾处理线的规划、设计、建设和管理应符合国家环保方面的法律、规范、标准的要求,符合国家循环经济产业投资政策,符合行业和地区规划,满足卫生环境和城市景观环境的要求,为市民创造一个清洁舒适、优美和谐的生活工作环境。
5、总体布置合理,与周围环境协调,“三废”治理方案有效、合理;
6、综合考虑厂址、环境、地质水文等情况,坚持因地制宜、从地区的实际出发的原则,做到工程项目的环境效益、社会效益和经济效益相统一;
7、在本项目中,符合工程建设的“三同时”原则,采用合理的建设实施方案,充分考虑工程实施的可行性、经济性和合理性。
1.6编制范围
按照《南宁市城市总体规划》(2007-2020)、《南宁市环境卫生专项规划》(2006-2020)等的要求,以南宁市经济社会发展的需要,根据南宁市生活垃圾、厨余垃圾固体废弃物的产生量及预测量,在调查研究的基础上,确定项目的规模。
按照《城市生活垃圾处理及污染防治技术政策》(建成[2000]124号)、《生活垃圾焚烧污染控制标准》(GB18485-2001)、《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889-2008)、《城市生活垃圾堆肥处理工程项目建设标准》(建设部2001年7月1日)等标准规范的厂址选择原则,根据项目筹办单位的意见,对拟选厂址进行踏勘调查,并按照南宁市规划局和市环保局等主管部门意见,进行厂址比选,推荐项目的厂址。
按照本项目的规模、拟建厂址、建设条件等,提出南宁市餐厨垃圾资源化处理扩建工程项目主体工程、配套工程等。
具体包括预处理系统、厌氧系统、沼气处理及利用系统、沼液处理系统、沼渣处理系统及除臭系统。
产品包括CNG气体、营养土。
2扩建增容工程设计方案
2.1设计条件
2.1.1设计量
新增餐厨垃圾处理量为150t/d,年新增处理量为5.2万吨;
新增厨余垃圾处理量为100t/d,年新增处理量为3.5万吨;
项目每年总计新增8.7万吨餐厨/厨余垃圾。
2.1.2进料性质
根据对广西南宁市餐厨垃圾、厨余垃圾的调查,参考类似工程经验,餐厨垃圾组分见表2-1、表2-2;
厨余垃圾进料组分、性质见下表2-3。
表2-1餐厨垃圾组分
食物垃圾%
纸张%
金属%
骨头%
木头%
织物%
塑料%
油%
合计%
88.97
0.92
0.10
6.20
0.81
0.70
2.20
100.00
表2-2餐厨垃圾成分
含水率%
平均水分%
干物质%
粗蛋白%
粗纤维%
粗脂肪%
含油量mg/L
饲料氨基酸%
钙%
钠%
79~91
85
14
16.73
2.52
7~30
170~6200
23
0.73
0.76
表2-3厨余垃圾组分表
成分项目
有机物%
纸类%
橡塑
类%
纺织类%
木竹类%
灰土%
砖瓦陶瓷类%
玻璃类%
金属类%
厨余垃圾
71.24
11.32
14.90
0.66
——
0.30
0.50
0.38
69
新增150t/d餐厨垃圾进入厂区新建预处理系统,经预处理分离后的油脂进入新建油脂利用系统,预处理分选出的有机质进入新建厌氧系统。
本项目新建一条100t/d厨余垃圾预处理线,分选出的有机质与餐厨垃圾一起进入厌氧发酵系统,工艺采用干式、中温、单相厌氧消化技术处理有机垃圾,厌氧发酵产生的沼气进入新建沼气利用系统,经过提纯制成CNG,经厂区CNG加气站出售;
沼渣进入厂区新建堆肥处理系统,制成营养土出售;
沼液进入污水处理系统,处理后达标排放。
2.1.3主体工艺流程图
主体工艺流程如图2-1所示。
图2-1工艺流程图
2.2预处理系统
2.2.1餐厨预处理
本项目新增一条餐厨预处理线,工艺流程与原有生产线相同。
专用的餐厨垃圾收运车辆进厂后,首先通过电子汽车衡称重并记录,然后直接驶入预处理车间,在指定位置将餐厨垃圾进到接料系统,通过螺旋输送装置输送到后续的处理系统,螺旋输送装置设置一定的倾角,垃圾中的水分在输送过程中靠重力自流,实现固液分离,分离出来的油水进入油水分离系统,分离出的油脂与经过预处理的地沟油一起进入油脂提纯系统,其余的物料通过生物质分离系统,分选后的有机物质到返混料系统后,通过进料泵输送到厌氧系统进行处理。
图2-2餐厨预处理工艺流程图
2.2.2厨余预处理
厨余垃圾经过接料斗、鳞板给料机均匀进料,进入垃圾破碎机,实现垃圾的强力破碎,可将全部垃圾破碎至100-150mm,经过破碎后的垃圾进行磁选,将垃圾中的金属物质去除,其余物料进入滚筒筛,可将垃圾中粒径较大的物质去除,筛下物进入风选机,可将垃圾中的聚氨酯物质(由于聚氨酯不能被厌氧罐的污泥包住,容易上浮形成浮渣)以及一部分塑料去除,打包外运。
破碎后的有机浆液进入后续处理系统。
图2-3预处理工艺流程图
2.2.2.1接料仓
本项目设一条接料料斗及输送系统。
顶部空间密封,空气由引风机引出进行除臭处理。
2.2.2.2单轴破碎机
本项目选用的单轴垃圾破碎机,拥有更大的刀辊,扭矩与功率和相应破碎结构也更大,可以用于破碎大捆的塑料瓶、罐、桶、箱、边角料、玻璃钢、废橡胶、废纸、旧地毯、木托板,生活垃圾,废旧金属,大口径铁皮箱等的环保破碎回收。
单轴破碎机适合废旧木材破碎、工业废纸破碎、胶头料破碎、RDF破碎、办公废纸破碎、电子垃圾破碎、医疗垃圾破碎、工业垃圾破碎、废油步破碎、玻璃钢破碎等。
单轴垃圾破碎机的特点:
1、可拆卸式安装刀粒,维护方便;
2、推料器强制喂料,提高生产效率;
3、设备通过CE认证,符合欧盟安全标准;
4、筛网可拆卸更换,可改变出料颗粒度;
5、电机与减速器均装有减震装置,运行稳定;
6、整体式加工刀辊,保证精度与可靠性;
7、多种轴承密封防护设计,防水防尘;
8、西门子PLC监控,智能喂料,过载自动反转;
9、针对熔点较低的物料陪伴刀轴冷却系统,防止物料过热而变质。
图2-4单轴破碎机
2.2.2.3磁选机
本设备通过内部永久磁性物质,吸附其下的黑色金属,随皮带机运动,到非磁性区抛出机外。
一般适用于垃圾分选处理线中分选表面的黑色金属材料。
磁选是利用废弃物中各种物质磁性差异在不均匀的磁场中进行分选的一种处理方法。
本工艺磁选过程是将固体废物输入磁选机后,磁性物料在不均匀磁场作用下被磁化,从而受磁场吸引力的作用,使磁性颗粒吸附在圆筒上,并随圆筒进入排料端排出;
非磁性颗粒由于所受的磁场作用力很小,仍留在废弃物中被排出。
磁选机的类型较多,在充分考虑餐厨垃圾的特点后选择悬吸型磁选机,该磁选机的工作原理是在垃圾输送带上方,距离被分选的物料的一定高度上(通常小于500mm)悬挂一个电磁铁。
当垃圾通过垃圾固定磁铁下方时,磁性物质就被吸附在此传送带上,并随同传送带一起运动,磁性物质被送到小磁性区时,自动脱落,从而实现铁磁物质的回收。
图2-5磁选机实物图
2.2.2.4滚筒筛
生活垃圾处理必不可少的专用设备,尤其是破袋式生活垃圾滚筒筛集破袋,筛分为一体的功能,适用于城市袋装化收集垃圾方式的处理。
当物料进入滚筒装置后,由于滚筒装置的倾斜与转动,使筛面上的物料翻转与滚动,使大物料经滚筒外圆的筛网排出,小于孔径的物料经滚筒末端排出。
由于物料在滚筒内的翻转、滚动,使卡在筛孔中的物料可被弹出,防止筛孔堵塞。
物料在滚筒筛中的三种运动状态:
沉落状态,物料颗粒由于筛子的圆周运动而被带起,然后滚落到向上运动的颗粒层表面。
抛落状态,当筛筒转速足够高时,颗粒克服重力作用沿筛筒壁上升,然后沿抛物线轨迹落回筛底。
离心状态,滚筒筛转速进一步提高,颗粒附着在筒壁上不再落下,这是的转速为临界转速。
无疑,物料处于抛落状态时,筛分效率最高,因此,滚筒筛操作运行时,应尽可能控制好转速,使物料处于抛落状态。
本设备用在将混合物料(不怕碎)根据其个体大小进行分类的场合。
通过改变其筛孔的直径和范围,还可以实现物料的多级筛分。
配上破袋刀组后,还可实现边破袋边筛分的效果。
滚筒筛主要有、、滚筒装置、机架、密封盖、进出料口、破袋刀组组成。
滚筒装置倾斜安装于机架上。
电动机经减速机与滚筒装置通过联轴器连接在一起,驱动滚筒装置绕其轴线转动。
滚筒筛常见的筛网是冲击筛板。
滚筒筛在传动装置带动下,以一定的转速缓慢旋转,为使废弃物在筒内沿轴线方向前进,筛筒的轴线应倾斜3~5°
安装。
图2-6滚筒筛
2.2.2.5生物质分离器
从水解罐出来的生活垃圾中含有塑料、纸、玻璃、竹木、贝壳、陶瓷等杂物。
如果这些物质不从有机质中去除,将会对后续的厌氧系统产生不可挽回的影响。
物料进入生物质分离器分离杂物,并破碎、粉碎等措施后将料液制成浆液,并保证制浆后的浆料颗粒直径在10mm以下。
在本设计中,利用生物质分离器将生活垃圾中的无机物质分离去除,生物质分离器的工作原理如下:
生物质分离器内部设有螺旋主轴结构,在顶部电机的高速旋转作用下会产生强的离心力,分离器内部物料在强离心力的作用下做高速离心运动。
围绕螺旋主轴设有圆柱形箱体,箱体表面均匀分布直径为10mm的圆孔。
生活垃圾中的有机物被主轴刀片粉碎至粒径小于10mm,则能通过圆柱箱体,被甩至分离器内壁,并沿着分离器内壁下降,落入底部的有机物收集箱体。
而塑料、纸张等不易粉碎的无机物料无法通过圆柱箱体,则在强离心力作用下螺旋上升,通过设置在分离器侧面的出料孔出料,从而实现里有机质与无机质的有效分离。
塑料、纸张等无机质的去除率达到95%。
图2-7生物质分离器
图2-8生物质分离器分离出的塑料屑等碎片
图2-9分离后的有机质浆液放大图
2.3厌氧发酵系统
经过预分选后的有机垃圾进入厌氧发反应器,实现厌氧发酵。
通过对现有厌氧发酵工艺、物料性质的分析比较,本工艺拟采用干式-单相-中温-厌氧反应工艺,物料通过进料泵进入厌氧罐,在经过充分的酸化水解后再完成甲烷化过程。
因此本方案中厌氧发酵工艺采用的DRANCO处理工艺。
如图2-11所示:
图2-11厌氧罐实景图
图2-12厌氧罐锥形底部
分选后的垃圾在返混箱内与发酵沼液及蒸汽混合均匀并加热到厌氧消化需要的温度后,再通过进料泵提升至厌氧反应器进行厌氧消化。
厌氧消化产生的沼气进入后续的处理及利用单元,厌氧产生的沼液一部分进入返混料箱,另一部分进入后续处理单元。
优化Dranco工艺优点
1、采用顶部进料方式,与常规底部进料相比,可以有效避免常见的厌氧罐顶部浮渣问题。
2、底部采用锥斗形式,物料通过降流式的方式从顶部运行至底部,厨余垃圾中的细砂等杂质等可以从底部顺利排出,不存在砂石的累积导致反应器无法正常运行的现象。
3、采用泵返混的方式,与机械搅拌及气体搅拌相比较,不存在机械设备故障及检修的问题,该搅拌设计避免了干发酵反应罐内有机物固含量浓度很高导致搅拌十分困难的发生,可确保反应器稳定运行。
4、系统抗冲击负荷能力强,进料含固率适应范围10-40%。
5、污水产生量少,降低后续污水处理费用。
6、对进料的要求低,适合于多种物料的处理。
2.4污水处理系统
2.4.1污水来源及设计规模
污水处理系统的污水主要来源是餐厨垃圾厌氧发酵沼液和厨余垃圾厌氧发酵沼液以及生活污水、生产废水。
本工程污水设计处理规模取500m3/d。
2.4.2设计进水水质
设计进水水质如下:
表2-4进水水质
项目
SS(mg/L)
CODcr(mg/L)
BOD5(mg/L)
NH3-N(mg/L)
pH
浓度
2000
8000
4000
1000
6~8
2.4.3设计出水水质
设计出水水质指标达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)三级排放标准,处理出水排放至市政污水管网。
表2-5出水指标
出水指标
COD(mg/l)
BOD5(mg/l)
NH3-N(mg/l)
SS(mg/l)
设计值
500
300
35
400
6~9
2.4.4废水处理工艺流程
针对厂污水水质情况,本项目污水处理系统主工艺采用“预处理+MBR系统+化学处理”处理工艺,确保水质的达标排放。
具体工艺流程见图2-14。
图2-13工艺流程图
主要单元处理效果一览表
表2-6主要单元处理一览表
序号
处理单元
CODcr
BOD5
NH3-N
SS
1
原水
6.5-8.5
2
MBR系统
≤1000
≤300
≤45
≤600
6~9
3
化学处理系统
≤500
≤35
≤400
(单位:
mg/L,pH除外)
2.5污泥处理系统
污水处理系统产生的生化污泥及厌氧系统产生的沼渣,进入污泥处理系统。
污泥经过螺压脱水机及离心脱水机脱水,产生的沼渣进入堆肥系统,液相的污水重新进入污水处理系统进行处理。
2.5.1螺压脱水机
螺压脱水机是一种低转速,全封闭,可连续运行的新型脱水机械。
来自沉淀池,浓缩池或浓缩机的稀泥浆与絮凝剂混合后被送入絮凝反应器中,经絮凝反应后的稀浆形成絮团,流入预脱水区进行重力分离,随着机械的运行,泥浆被逐渐提升并压榨后送出机械。
在机械的工作过程中,为了不使滤网堵塞和提高脱水效果,在机械中安装了自动旋转的冲洗装置,定时给滤网进行冲洗。
螺压脱水机(全不锈钢制造),与其它脱水设备相比较具有全封闭无臭味,运行耗能低,脱水效果好,外形美观的优越性。
图2-14螺压脱水机
2.5.2离心脱水机
本方案固液分离设备选用离心脱水机,该设备广泛应用于污水厂污泥脱水及工业废水污泥的处理。
采用离心机的主要原因是其脱水后含固率高,可达30%以上,离心脱水机具有如下优点:
①卧螺离心机利用离心沉降原理,使固液分离,由于役有滤网,不会引起堵塞,而带机利用滤带使固液分离,为防止滤带堵塞,需高压水不断冲刷;
②离心机适用各类污泥的浓缩和脱水,带机也适用各类污泥,但对剩余活性污泥需投药量大且脱水困难;
③离心机在脱水过程中当进料浓度变化时,转鼓和螺旋的转差和扭矩会自动跟踪调整,所以可不设专人操作,而带滤机在脱水过程中当进料浓度变化时,带速、带的张紧度、加药量、冲洗水压力均需调整,操作要求较高;
④在离心机内,细小的污泥也能与水分离,所以絮凝剂的投加量较少;
⑤离心机每立方米污泥脱水耗电为1.2kw/m3,运行时噪音为76-80db,全天24h连续运行滁停机外,运行中不需清洗水;
⑥离心机占用空间小,安装调试简单,配套设备仅有加药和进出料输送机,整机全密封操作,车间环境好;
⑦离心机易损件为轴承和密封件,卸料螺旋的维修周期一般在3a以上。
图2-15离心脱水机
2.6堆肥系统
污泥处理系统中产生的固相的沼渣进入堆肥系统。
本项目拟选用无发酵仓式好氧堆肥系统(条垛式翻堆供氧堆肥法)。
具体堆肥工艺流程如下图:
图2-16堆肥工艺流程图
2.7油脂提纯系统
餐厨垃圾预处理系统分离出的油水及收集来的地沟油经过油脂粗加工后,进入油脂提纯系统进行提纯。
2.7.1油脂预处理
餐饮垃圾里的油水混合物含有约2%左右的油脂,需要进行提油。
收集到的废弃食用油脂中含有水分及杂质等,本项目通过油脂预处理系统将其分离出去,实现油脂的净化,以利于后续油脂的进一步利用,以实现垃圾最大资源化处理。
废弃食用油脂净化系统流程如下图所示:
图2-17油脂预处理工艺流程图
含油渗沥液先进行湿热处理,湿热处理工艺的最大优点是改变油脂在餐饮垃圾中的物理化学形态及与其它成分的结合方式,优化油脂界面特性,促进
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