河南鑫铄环保设备有限公司主要生产搪瓷拼装罐、厌氧反应器、一体化污水处理设备、沼气净化设备、沼气火炬、沼气储气柜等设备，并承接工业废水处理工程、大型沼气工程、沼气预处理工程，欢迎您的来电咨询，欢迎参观考察本公司所做的工程、设备业绩。www.henanxinshuo.com，17337179611、18680746773（同微信）
1．前言
餐厨垃圾是城市日常生活中产生的最为普遍的废弃物，其主要成分包括淀粉类食物、植物纤维、动物蛋白和脂肪类等有机物，根据其物理及化学性质，具有如下特点：
1）含水率高，可达80% - 95%
2）盐分含量高，部分地区含辣椒，醋酸高
3）有机物含量高，主要为蛋白质、纤维素、淀粉、脂肪等
4）富含氮、磷、钾、钙及各种微量元素
5）存在有病原菌，病原微生物
6）易腐烂、变质、发臭、滋生蚊蝇
餐厨垃圾主要来源于餐饮服务业、家庭和企事业单位食堂等产生的食物加工下脚料（厨余）和食用残余 （泔脚）。随着我们国家经济的飞速发展，城市化进程的逐渐加快，餐厨垃圾的产量呈现出逐年上升的趋势。以北京市为例，全市日产餐厨垃圾已达约 2000 吨/天，如何处理数量巨大的餐厨垃圾，成为摆在城市管理者面前的巨大难题。
目前城市餐饮企业产生的餐厨垃圾多被养殖户收集，作为养殖饲料直接使用，未经过任何消毒处理的餐厨垃圾通过饲养的牲畜重新进入食物链；同时地沟油也被非法收集起来重新炼制成为廉价食用油，在市场上再次流通。以上状况已经严重危害到了人民群众的身体健康。
虽然餐厨垃圾对社会和人民生活已经产生了较大额危害，但因其富含有机物也可作为潜在的能源供应体。通过恰当的处理方法，可以释放出蕴藏在餐厨垃圾中的能量，转化为电能、热能，作为常规能源的有效补充。在当前我国能源供应日趋紧张的时期，寻求新能源迫在眉睫，利用餐厨垃圾通过成熟工艺技术获取能源不失为合理的解决方式。
2．餐厨垃圾处理技术概述
餐厨垃圾的处理包含有三方面内容：餐厨垃圾的收集运输；餐厨垃圾的减量化、资源化处理；处理后产物的利用。
2.1 餐厨垃圾的收运
目前国内已有部分城市颁布实施了餐厨废弃物管理条例，对餐厨垃圾的收运做出了具体的规定。餐厨垃圾收运系统由垃圾收集装置、垃圾运输装置及其维修车间等设施组成，主要负责宾馆、食堂及餐饮企业餐厨垃圾的收集和运输。
餐厨垃圾产生后，由宾馆、食堂等产生单位将其收入标准收集桶内，在环卫部门规定的时间内放置于指定的转运点，再由环卫部门或政府指定的垃圾清运企业定时收运。
运输车辆采用密闭式运输车，车上设有挂桶机构，将垃圾标准桶提升至车厢顶部，再通过翻料机构将垃圾倒入车厢内，运输过程中车厢密闭。
垃圾被运至处理厂卸料平台之后，密封后盖打开，推料机构将餐厨垃圾推出，进入接料系统进行后续处理。车上所有操作为液压自动控制，可分别在驾驶室和车旁操作。
为了对运输车辆及设备进行日常维护和修理，可在垃圾处理厂内设置了小型维修车间，车间内配置有相应的车辆维护设备，可在车间内对车辆进行一般维护、轮胎加气和修理，大修则在厂外协作。
收运流程为：宾馆、食堂、餐厅标准桶——收集点——运输车——处理厂计量——卸料平台卸料——车辆清洗——再次收运。
餐厨垃圾的收运清理过程须保证运输器具的密封性，清洁性，收运的及时性，以及收运单位的经济性。
2.2 餐厨垃圾处理技术
目前餐厨垃圾的处理技术主要包括有：
1）填埋
2）焚烧
3）好氧堆肥
4）饲料化处理
5）厌氧发酵
2.2.1餐厨垃圾的填埋
目前我国的餐厨垃圾集中处理大部分采用的仍然是直接填埋的处理方式，收运来的餐厨垃圾与其他生活垃圾混杂在一起，直接进入填埋场进行填埋。这种工艺的优点是方法简单，运行的费用低廉，而且处理量巨大。缺点是占用大量土地资源，耗费大量的土地征用费用。餐厨垃圾填埋后因其含水率高，有机物含量高等特点，会形成垃圾渗滤液、臭气等直接影响到地下水和大气等自然资源，形成二次污染，危害环境和人类的健康。另外，餐厨垃圾直接填埋也白白浪费掉了垃圾中蕴含的能量，资源没有得到有效利用。
在当前土地资源紧缺、人们对环境问题的关注度越来越高，餐厨垃圾产量日趋增高的前提下，填埋处理技术已明显不适合我国餐厨垃圾处理的实际情况。
2.2.2 餐厨垃圾的焚烧
将垃圾中的可燃物燃烧后产生热量进行发电，从而达到垃圾资源化利用的一种垃圾处理工艺。该工艺的优点是处理量大，垃圾的减量效果明显。焚烧后产生的热量可以发电，实现垃圾资源化利用。但是焚烧工艺对垃圾的热值有较高的要求，餐厨垃圾中的含水量通常在 80%‐90%间，过高的含水率使得餐厨垃圾的热值也很低，如果使用焚烧技术进行处理，将会极大地增加处理成本。同时不完全燃烧产生的气体、固体产物排放后也会危害人类的健康。
近年来我国垃圾焚烧项目在实施过程中引起的争议较大，人民群众对焚烧技术的信任程度与接受认可程度均不高，因此无论从技术上看，还是从社会影响上看，焚烧技术应用在餐厨垃圾处理项目上的可行性很低。
2.2.3 餐厨垃圾的好氧堆肥
好氧堆肥技术是指有机物在有氧条件下，在好氧微生物（主要是菌类）的作用下，将高分子有机物降解成为无机物的过程。好氧堆肥的技术比较成熟，在国外的应用比较广泛。该工艺的优点是技术比较简单，好氧处理后的产物可作为农产品使用，实现了垃圾的再利用。 但是好氧堆肥技术主要应用于绿色植物垃圾（市政维护产生的树枝，树叶等）及秸秆等富含纤维组织结构的垃圾处理，对于餐厨垃圾这样不含有纤维组织结构的垃圾处理没有技术上的优势。此外，好氧堆肥占地面积较大，处理周期加长，增大运行成本。好氧过程在非密闭环境内进行，产生的臭气会形成二次污染，影响周围环境。
由于餐厨垃圾的含水量较大，在好氧堆肥技术上液体的处理也是技术上的难点。因此餐厨垃圾的好氧堆肥在垃圾资源化和经济性上也存在着问题。
2.2.4 餐厨垃圾的饲料化处理
餐厨垃圾的饲料化处理是指餐厨垃圾经过固液分离后，含固率较高的部分经过高温杀菌消毒烘干后，加入适当的菌类将有机物降解成为生物饲料的过程。其他的液体垃圾部分经过厌氧发酵产沼气，含有的油脂经过油水分离后可制成工业原料或生物柴油。
饲料化处理的优点是机械化程度高，占地面积较小，垃圾的资源化利用程度高。缺点是制得的有机饲料重新进入食物链，最终回到人体之中，可能会引起同源性污染，其中的风险无法预测。
针对餐厨垃圾饲料化处理后制得的生物饲料，政府方面由农业部主持进行风险评估工作，目前已经暂停了利用餐厨垃圾生产饲料的销售许可证的发放，同时也将收回以往发放的销售许可证。因此在餐厨垃圾饲料化这条道路上，中国目前从政策上已经停止。
2.2.5 餐厨垃圾厌氧发酵处理
餐厨垃圾的厌氧发酵处理是指垃圾中的有机物质在厌氧菌的作用下，由高分子物质降解成为小分子物质，最终转化为沼气的过程。
餐厨垃圾经厌氧发酵降解后产生的沼气可通过热电联产发电机组转化为电能和热能，电能可接入电网供生产生活实用，热能在供应垃圾处理设备自身使用后可补充市政供热设施部份热能需求，实现经济利益与社会效益共赢的局面。
发酵后产生的沼液经过脱氮，脱盐，脱硫处理后可作为液态有机肥料在农业灌溉园林种植等领域广泛使用。沼渣也可作为肥料使用，从而实现垃圾的减量化，资源化处理。
厌氧发酵技术的优点是垃圾的无害化，资源化处理效果好，产生的沼气发电可作为新能源补充现有常规能源。厌氧发酵过程中无臭气逸出，发酵后不会产生二次污染，社会大众的接受程度较高。该技术成熟，在国外已有较为广泛的应用，工程案例很多。
3 鑫铄环保餐厨垃圾厌氧处理工艺
河南鑫铄环保设备有限公司作为环保技术与环保专有设备提供商，专注于包括餐厨垃圾在内的城市生活垃圾的无害化、资源化处理业务。与国外专业公司进行战略合作，引进世界领先的餐厨垃圾处理工艺及设备，采用成熟工艺及高效设备完成餐厨垃圾的厌氧处理，真正实现餐厨垃圾的无害化、资源化、减量化处理。
3.1 其他厌氧技术的比较
厌氧降解过程主要是在密闭的反应器（发酵罐）中进行的，因此反应器的运行参数会直接影响到厌氧发酵的过程。按照反应器运行的技术参数，厌氧工艺可分为：
1）中温工艺与高温工艺（按照反应器内温度划分）
2）湿法工艺与干法工艺（按照垃圾中干物质含量划分）
3）单相工艺与两相工艺（按照厌氧降解阶段划分）
4）序批次工艺与连续式工艺（按照进料方式划分）中温工艺与高温工艺
参与厌氧降解过程的菌类对温度的适应范围不同，不同的厌氧菌在不同的温度范围内放可达到最佳活性。为使得厌氧菌能够达到最佳活性，反应器内的温度被控制在一定的范围内。
下表列出了中温工艺与高温工艺的相互比较。
比较内容 中温工艺 高温工艺
温度范围 35℃-38℃ 55℃-60℃
工艺优点 1． 降解过程稳定
2． 菌类的生物物种多样
3． 氨氮物质对厌氧降解的抑制作用小
4． 能耗较小 1． 降解速度较快
2． 产气率较高
工艺缺点 1． 降解速度相对较慢 1．能耗较高
2． 降解过程不稳定
3． 氨氮物质对厌氧降解有抑制作用
湿法工艺与干法工艺
2． 反应器内搅拌技术简单
根据进入反应器中的垃圾中干物质含量的高低，可将厌氧工艺划分为湿法工艺与干法工艺。进料垃圾中的干物质含量高于40%时，厌氧降解会因为含水率过低而受到抑制，因此干法工艺中进料的TS在20%-40%之间。
采用湿法工艺时，进料 TS＜20%。如果进料的干物质含量大于 20%，可使用清水或沼液处理过后的循环回流水进行稀释，在降低进料的干物质含量的同时，在使用循环水时也可起到初步接种的作用。下表给出了这两种工艺的对比。
比较内容 湿法工艺 干法工艺
干物质含量 ＜20% 20%-40%
工艺优点 1． 进料的传送混合技术简单
3． 反应器内的热交换及物质交换好
4． 产生的气体较易释放出来 1． 预处理较为简单
工艺缺点 1． 反应器体积较大
2． 相关设备体积较大
3． 机械预处理较为复杂 1． 工艺极为复杂
2． 设备较昂贵
3． 物料输送技术复杂
干法工艺由于技术难度较高，工艺控制极为复杂，目前在欧洲发达国家应用也不甚广泛，实际的工程上多使用湿法技术。
单相工艺与两相工艺
有机物厌氧降解的详细过程至今仍未被科学家们所破解，但是大体上厌氧降解的过程可划分为四个阶段，即水解阶段，酸化阶段，乙酸化阶段和产甲烷阶段。从参与各阶段的厌氧菌的最适宜环境条件看，这四个阶段又可进一步简化为水解酸化阶段和产甲烷阶段。下表给出了不同厌氧菌的特性比较。
比较内容 水解酸化菌 产甲烷菌
种类 较多 较少
生长速率 快 较慢
最适应pH值 5.2-6.3 6.8-7.5
最适宜温度范围30℃-35℃ （中温） 35℃-38℃ （中温）
55℃-60℃ （高温）
对氢气的敏感度敏感 不敏感
由表中可知，相比较而言，水解酸化菌的种类较多，对 pH 值的变化不很敏感，最适宜水解酸化菌发挥活性的周围环境显酸性。而产甲烷菌则恰恰相反，产甲烷菌种类较少，生长周期较长，需要经过长时间的驯化。产甲烷菌对pH值较为敏感，最适宜产甲烷菌发挥活性的环境为中性，且pH值浮动范围不大。
传统的单相工艺中，水解酸化阶段和产甲烷阶段在同一反应器内进行，不同的厌氧菌无法达到发挥各自最佳活性的最适宜环境条件，整个降解过程的时间较长，产气率较低。此外由于水解酸化菌的种类较多，生长速率较高，反应器内容易出现酸化现象，导致后续的产气阶段受到抑制。使用两相工艺时，水解酸化阶段与产甲烷阶段在独立的反应器内进行，独立的反应器可以同时满足不同菌类的最适宜生长环境条件，增强了厌氧降解过程的稳定性，同时提高了沼气的产气量。下表列举了单相工艺和两相工艺的特点。
工艺参数 单相工艺 两相工艺
进料TS（%） 5-8 15-20
沼气产量（m3/t oTS） 290-510 280-580
甲烷浓度（Vol。-%） 57-65 62-74
沼气热值（kWh/Nm3） 5.7-6.5 6.2-7.4
有机干物质降解率（%） 52-55 67-88
废水产量（l/t） 200-540 200-560
序批次工艺与连续式工艺
序批次工艺是指垃圾周期性进入反应器内，并在反应器内停留至降解完全后，将反应器内厌氧降解后产物清出的整个过程。该工艺中还包括了反应器的清洁与消毒。连续式工艺是指垃圾连续进入反应器内进行厌氧降解的过程，厌氧降解后产物连续的排出反应器，不需要对反应器清洁消毒。下表中可见此两种工艺的相互比较。
序批次工艺 连续式工艺
进料方式 周期性 连续性
工艺优点 1．控制较为简单 1． 反应器数量较少
2． 占地面积较小
3． 运行成本较低
4． 自动化程度较高
工艺缺点 1． 反应器数量较多
2． 投资较大
3． 占地较多
4． 运行成本较高 1．控制较为复杂
两种工艺相比较而言，连续式工艺在经济可行性上具有明显优势，在实际工程中较多采用连续式工艺。
厌氧发酵的主要产物是沼气。沼气中含有可燃烧的甲烷气、二氧化碳、硫化氢、水气等气体，经过脱硫、脱水、除尘等处理过程后进入到沼气发电机发电。产生的电能除自身需求外，还可上网发电，产生经济效益。发电机余热也获得利用，满足机械预处理及厌氧发酵过程的热量需求。
鑫铄环保采用的工艺为连续式、中温、湿法、两相厌氧发酵工艺，与其他厌氧发酵工艺相比，该工艺有如下特点：
工艺名称 与其他厌氧工艺相比的特点
中温 1． 降解过程稳定
2． 菌类的生物物种多样
3． 氨氮物质对厌氧降解的抑制作用小
4．能耗较小
湿法 1． 进料的传送、混合技术简单
2． 反应器内搅拌技术简单
3． 反应器内的热交换及物质交换好，产生的气体较易释放出来
两相 1． 工艺稳定性好
2． 产气量较高，吨产气量可达 120m3
连续式 1． 反应器数量较少
2． 占地面积较小
3． 运行成本较低
4．自动化程度较高
3.2 工艺概述
以日处理200t餐厨垃圾的厌氧处理厂为例，具体工艺如下描述。
表3.2 工艺指标如下：
工艺参数 指标 工艺参数 指标
处理能力 200 t/d 杂质含量 Max.7.2% TS
干物质含量（TS） 18.9% 发酵温度 37-42 ℃
有机干物质含量
（oTS） 93% TS 有机降解率 88%
沼气产量 1018 m3/h 需水量 4.6 t/d
单位产气能力 874 L/kg oTS 电耗 1540 MWh/a
甲烷浓度 ≥58% 热耗 4150 MWh/a
有机负荷 3.5 kg oTS/m3.d占地面积 约11亩
发电装机容量 2.5 MW 停留时间 水解：3d；发酵：50d
下页为工艺流程及物料平衡图。
3.3 预处理工艺
餐厨垃圾经收运车辆运输后到达处理场，处理过程的开端是物料接收池。垃圾被直接倾倒入接收池内，经过螺旋输送器运送至粉碎分拣装置，餐厨垃圾中带有的包装袋在输送过程可以被撕裂，实现破袋。同时，颗粒很大，材质较软的垃圾也可被碾碎，实现初步粉碎。
垃圾经过运输设备传送至粉碎分拣阶段。粉碎分拣阶段主要是实现餐厨垃圾中轻物质的分离、杂质的去除、垃圾颗粒的减小。鑫铄环保公司引进德国先进设备组合：锤形粉碎机与高压风机，可在同一工序过程中同时实现以上这三个目的，能够极大地提高处理效率，优化处理结果，降低运行成本。
粉碎设备采用卧式锤式粉碎机，锤状粉碎装置固定在转轴上，随着转轴高速转动，将颗粒较大的物质打碎。可粉碎餐厨垃圾中含有的木制，金属制杂质，最大可粉碎颗粒大小为50厘米的物质，粉碎后物料颗粒小于12mm。粉碎机内壁带有筛网，筛网上网眼的大小根据需要可随时调节更换，粉碎后的垃圾颗粒经过筛网筛选，颗粒较大的筛上物主要是包装制品，为轻物质，经过清洗及高压风机干燥吹出，形成品质较好的可循环利用物质；颗粒较小的筛下物加水稀释制成浆状物。浆状物中干物质含量最高不能够超过15%，以确保物料能够在管道内泵送。
该粉碎设备的处理能力最大可达 16t/h ，间歇式运行。粉碎后，颗粒大于 12mm 的包装袋等轻物质经筛网过滤出来，经过风力传送被分拣出来，干燥后可进行循环利用或卫生填埋。
经过粉碎分拣的物料进入缓冲罐，由于粉碎分拣装置间歇式运行，缓冲罐起到物料临时存储器的功能，缓冲罐内安装有搅拌装置，不会形成罐内沉淀。
缓冲罐后物料进行重物质分离，浆状物中含有的颗粒小于12mm的金属颗粒、沙石等在重物质分离器沉降分离，通过高效的原浆处理水力旋流器将重物质进行分离，分离效率可达99%。
经过粉碎分拣后的垃圾物料再次进行杀菌消毒处理，这是影响到垃圾处理后沼液、沼渣作为有机肥料使用能否达标的重要过程。我公司严格按照欧洲标准（EG
1774/2002）对餐厨垃圾进行杀菌消毒处理，餐厨垃圾在70℃高温下经过1个小时的下毒，避免因将沼液沼渣直接用于有机肥而对人类健康产生的危害，完全做到餐厨垃圾的无害化，无毒化处理。
3.4 水解酸化工艺
经过一系列机械化预处理过程后，餐厨垃圾被制成均质浆液，浆液通过专用的输送泵进入水解罐内进行水解酸化处理。水解酸化是整个厌氧降解的开始，有机物在水解罐内被从大分子水解开，逐渐转变为中小分子的有机酸。餐厨垃圾的水解酸化有厌氧菌类参与，由于水解酸化菌类发挥最佳活性的环境条件与产甲烷菌类发挥最佳活性的环境条件有较大差别，因此为实现最佳的降解效果，本工艺设计为水解酸化过程与产甲烷过程分别独立进行的两相发酵过程，避免出现单相工艺容易出现的反应器内酸化，导致整个厌氧降解过程受到抑制的不利情况，最大限度的保证厌氧发酵过程的稳定性。
反应罐内酸化是厌氧发酵工艺中比较常见的问题，多发生在单相工艺中。由于有机物水解酸化的速度远大于产甲烷气的速度，水解后产生的大量有机酸不能够及时地进一步转化为甲烷及二氧化碳，单相发酵罐内pH值会快速的下降，呈现整体酸化。负责产生甲烷的厌氧菌需要的是中性偏弱碱性的生活环境，酸化的环境不利于甲烷菌的繁殖与生存，导致甲烷菌活性下降，整个厌氧发酵系统的产气量下降，严重时甚至可使厌氧发酵系统停滞，无法继续进行下去，不得不停罐、清罐、重新培养甲烷菌类，整个餐厨垃圾处理厂需要花费数月时间才能够使厌氧发酵系统恢复正常运行。
采用两相工艺就从根本上解决了这一问题。水解与产气阶段分别独立的进行，相互不会直接影响，甲烷菌的理想生活环境条件能够得到最大程度上的保证，从而保证了厌氧发酵系统的稳定运行。水解罐中与发酵罐体积相差较大，可以通过过程控制，解决有机酸进入发酵罐后，发酵后内pH值短期下降的问题。作为相当成熟的工艺技术，两相厌氧发酵工艺在欧洲众多有机垃圾厌氧降解工程中得到应用。由于实现了不同降解过程的独立进行，厌氧过程的稳定性得到了保证，大大提高的整体的厌氧降解效果，同时也提高了餐厨垃圾处理厂的处理效率。
同时为避免水解罐中 pH 值过低而对水解酸化菌的活性产生影响，可在工艺设计中安排过程水回流使用。发酵后产物经过脱水后产生了大量的沼液，沼液经过进一步沉淀后，上清液可作为过程水循环使用，降低了运行成本，减少了污水处理量。为避免盐分、氨氮物质累积，经过检测后应添加清水稀释。
水解罐体积为 590m3，底部配有侧式搅拌器，避免底部沉积。罐体采用搪瓷拼装罐材料，具有极强的耐酸腐蚀性。在国外已有的工程项目中，罐体已经正常使用超过十年。
水解罐容积约为发酵罐日进料量的3倍，以确保足够的停留时间对原料进行充分的水解。
3.5 厌氧工艺
经过水解酸化过程后产生的有机酸类物质通过管道输送进入发酵罐中，在适当的温度，pH 值等条件下，在产甲烷菌类的作用下进一步降低分子数最终转化成为甲烷。这一过程是整个餐厨垃圾厌氧发酵的核心过程，从技术角度讲，是否能够控制好产气过程，将会决定一个餐厨垃圾处理项目的成败。
本工艺采用带有中央搅拌器的完全混合式发酵罐，采用2个发酵罐，单罐体积为4800m3，采用搪瓷拼装罐材料，具有极强的耐酸腐蚀性。具有效率高、稳定性强、产气效果好、使用寿命长等特点。发酵罐有机负荷可达3.5 kgoTS/m3.d，垃圾中有机物的降解率可达88%，而通常厌氧发酵中有机物的降解率只有 65% - 75% 。发酵罐体积为有机物降解率的提高意味着单位重量垃圾经过过发酵后沼气产量的提高，本工艺中每吨餐厨垃圾可产沼气 122.16m3,目前年国内投入运行的餐厨垃圾厌氧处理厂每吨垃圾的沼气产量仅为86.4m3。本工艺在产气能力是该项目的1.5倍。
与传统的倾斜式搅拌器相比，中央搅拌器具有系列优点：
1)物料在发酵罐内的分布更加均匀
2)发酵罐内温度、pH值的分布更加均匀
3)避免发酵罐内出现沉淀
4)搅拌死角更小
5)维修更换方便快捷
6)能耗较低
此外，本工艺独创性地采用了再发酵技术。即在发酵罐后单独设立再发酵罐。经过发酵后的物质进入再发酵罐中再次降解，最大限度的提高垃圾原料中有机物质的降解率，从而提高沼气的产量，增加发电量，获取更多的经济利益。
位于再发酵罐顶部还安装有双层膜沼气储柜，该气柜具有重量轻，容量大，耐腐蚀，寿命长等特点。并且在气柜中配有测量控制设备，可以时时监控沼气的生产情况及沼气品质，通过相应的控制阀门对进入沼气发电机的气量进行控制调节，保证发电机组能够连续稳定运行。
3.6 沼气发电利用工艺
沼气发电业务是鑫铄环保固有业务，经验丰富。特别是在沼气净化上拥有较强的技术实力，能够根据沼气品质采用不同工艺对气体进行净化处理。
本方案下所产生的沼气大致参数如下：
名称 单位 数值
沼气流量 m3/h 1000
沼气压力 Kpa 1~3
沼气温度 ℃ 35~40
沼气湿度 %RH 100
CH4 % 60~70
CO2 % 29~39
H2S ppm <2000
为了确保沼气能够被发电机组使用，同时对环境不会产生危害，应对沼气进行净化处理。具体工艺如下：
本工艺设计厌氧装置产气量约为1000m3/h，装机容量为2.5MW，按照沼气中甲烷浓度60%计算，经过发电机组后每年可发电18930 MWh，按照北京市普通三口之家每年用电2400度电计算，厌氧产沼气发出的电量可以满足约8300个普通三口之家一年的用电需求。同时产生热量约为23660 MWh。
同时为了在发电机组检修及故障期间将产生的沼气处理掉，应设置一封闭式安全火炬，处理能力为1000m3/h。
沼气的发电利用和封闭式火炬的焚烧都可以达到减少温室气体排放的作用。因此餐厨垃圾厌氧处理厂可以申请为CDM项目，从而通过以上两种手段获得额外的减排收益。按本工艺计算，每年可减排CO2 74,600吨。
除发电利用外，产生的沼气在经过提纯净化处理符合国家有关标准后，还可以进入城市市政天然气管道作为家用燃气使用，或是作为清洁汽车原料使用。在德国，瑞典等国已经有数量众多的此类车用燃气站投入使用，可实现温室气体的减排，延缓温室效应，改善环境。
3.7 发酵后沼液，沼渣处理利用过程
除沼气外再发酵罐中还有大量固液混合的发酵后产物排放出来，这部分发酵后产物经过离心脱水机脱水后分离成为沼液与沼渣。
为使发酵后产物中含有的悬浮物能够凝聚成较大的物质，在脱水过程中需加入絮凝剂，脱水后形成沼液与沼渣。沼液的含水量约为98%-99%，沼渣的含水量约为70%。采用国际先进的脱水机，进料中干物质的最大含量可至6.5%，脱水后沼渣TS含量可达到30%以上。
根据不同的工艺设计要求，可对沼液沼渣进行不同的处理。沼液进入到发酵后沼液储池，经过沉淀后的上清液可作为过程水循环使用，用来稀释垃圾原料或调节水解过程的酸碱值。
如果沼液不作回流循环使用，可排入市政污水处理厂处理或单独设污水处理设施按照相关法规要求对沼液进行处理，达标后排放。 此外，沼液与沼渣中含有的大量氮，磷，钾以及微量元素。这些元素是植物生长所必需的优质营养成分，经过专用车辆运输后，作为优质肥料施加在餐厨处理厂附近的农田里。
因为在之前已经对垃圾原料进行了巴氏杀菌，因此沼渣经过固化处理后还可作为固态有机肥料使用。根据其组成成分，达到农用肥料使用标准的直接制成肥料出售，可广泛应用于农业、林业、水果蔬菜种植业、市政园林、沙化土壤改良、重金属污染土壤治理后恢复等多个领域。
3.8 废弃油脂处理再利用过程
废弃油脂主要是指餐饮企业，食堂废弃物中的油脂部分，使用过的食用油以及餐厨垃圾中含有的油脂部分。这其中前面两种就是人们常说的“地沟油”的主要来源。不法商贩通过各种手段将这些废弃的油脂回收，加工炼制成为廉价食用油，重新流入市场回到人们的餐桌上，进入人体危害人们的身体健康。
在处理餐厨垃圾的同时应考虑到“地沟油”的危害性，设计废弃油脂的处理再利用工艺，将分离出来的餐厨垃圾中的油脂与“地沟油”共同处理。
油脂类物质是高级脂肪酸甘油酯，通过化学酯交换反应或生物酶合成反应可将油脂转化为生物柴油。生物柴油是清洁可再生能源，具有硫含量低，燃烧后含硫废气排放少，燃烧性好，安全性好等优点，可作为锅炉，涡轮机，柴油机等的燃料使用。这也是餐厨垃圾处理厂的收益来源之一。
油脂在餐厨垃圾中主要存在于液相与固相之中。液相中含有的油脂经过油水分离后即可得到品质较好的油脂，进而作为原料生产生物柴油或其他化工产品。
固相中的油脂必须先在高温下转化为液态，然后再通过油水分离得到油脂。
鑫铄环保采用经济可靠的技术，可以在餐厨垃圾进入厌氧发酵阶段之前将油脂分离提取出来。经过酯交换工艺分离提取后，可以稳定的生产满足工业是用的生物柴油。最大提取率可以达到80%，具有很好的经济效益。
4 鑫铄环保的方案优点
4.1 满足垃圾处理“三化”的需求
减容化：
有机物的降解率最高可达到 88%，减容率至少达到 50%以上。通过利用过程水回流工艺，可以实现 20%以上的渗滤液减容。 无害化：
产物无害化：通过厌氧消化、巴士杀菌等无害化的处理工艺，完全满足处理后的产物无害化的需要。
过程无害化：采用生物除臭技术对全厂进行除臭，满足对异味控制的需求，实现处理过程的无害化。 资源化：
油脂回收：通过专业的油脂回收和生物柴油制取技术，可以达到 95%以上的油脂回收率；
沼气产生：采用先进的湿法两相厌氧技术，可以最大程度提高沼气的产生率，相比较国内目前项目将提高 30%的沼气产生量；
塑料回收：采用先进的轻物质分离技术，可以获得洁净干燥的塑料用于回收或进行焚烧发电。
4.2 先进工艺确保项目成功可靠
1）采用德国成熟、先进的技术和进口的设备。德方可提供设计、建设、调试等全过程的支持。
2）采用湿法两相厌氧发酵，降低了来料物性变化的风险，能够确保项目的成功。
3）借鉴国内外大量成功的经验，吸取国内外的不足，提供的工艺方案切实可行。
4）采用全自动在线监测、在线监控。并可以实现远程控制、联网控制。
4.3 运行费用相对较低，投入产出比高
1）发酵过程的 TS 含量为 18.9%，和其他湿式工艺相比，本方案的用水量很少
2）过程用水可以采用渗滤液池的中水或者发酵后的沼液，成本低廉
3）发酵工艺的耗电功率不超过 200kW，运行费用低
4）产气率比其他工艺高出 15~30%
5）有机物的降解率比其他工艺高出 30%~50%
餐厨垃圾厌氧处理工艺作为一个新生事物在中国还并不成熟，虽然厌氧发酵技术在国内科研较多，但针对餐厨垃圾的厌氧发酵处理在实际的工程应用上几乎是一片空白。而对于餐厨垃圾的厌氧处理在欧洲已经有20余年的历史 ，无论是技术还是工程经验都非常成熟。从欧洲成功的工程案例以及中国以往失败的案例来看，餐厨垃圾的厌氧处理工艺关键是要将垃圾的原料进行有效的前处理，以制成满足厌氧使用的原浆。只有这样才能将餐厨垃圾处理厂有效地运转。但是要想起到良好的减量化和资源化，同时也能更有效的产生经济效益，则应更多的在厌氧工艺上做文章。一个良好的厌氧工艺不仅仅是能够产生更多的沼气，也能够极大的提高餐厨垃圾处理厂运行的可靠性。从以往经验来看，前处理的效果不好往往仅会造成系统反复的临时停机，但是厌氧系统的故障则很有可能让整个处理厂瘫痪一个星期甚至几个月。
因此采用先进可靠的餐厨垃圾处理技术应从全方位进行考虑。
5 主要设备清单
序号 名称 单位 数量
1 前处理系统
1.1 接料池 1 个
1.2 粉碎分拣机 2 台
1.3 破袋机 2 台
1.4 螺旋输送机 6 台
1.5 输送泵 2 台
1.6 重物质分离器 1 台
1.7 轻物质分离机 1 台
1.8 油水分离器 1 台
2 生物柴油系统 1 套
3 厌氧系统 1 套
3.1 缓冲罐 1 个
3.2 水解罐 2 个
3.3 厌氧罐 2 个
3.4 中央搅拌器 2 台
3.5 水解进料泵 2 台
3.6 厌氧进料泵 2 台
3.7 排污泵 2 台
3.8 热交换器 2 台
3.9 热量回收装置 1 套
3.10 再发酵罐 1 个
4 沼液沼渣处理系统
4.1 离心脱水机 1 台
4.2 污水缓冲罐 1 个
4.3 污泥输送泵 1 台
4.4 污水输送泵 1 台
4.5 污水处理系统 1 套
5 沼气利用系统
5.1 生物脱硫装置 1 套
5.2 沼气预处理装置 1 套
5.3 沼气封闭火炬 1 台
5.4 CDM 计量装置 1 套
5.5 沼气发电机组 2 台
5.6 余热锅炉 2 台
6 其它
6.1 监测仪表 1 套
6.2 阀门及管道 1 套
6.3 中央监控系统 1 套
6 系统参数
序号 参数名称 指标
1 处理量 200T/d
2 处理 TS 含量 18.9%
3 沼气产量 1000Nm3/h
4 发电装机容量 2500KW
5 生物柴油产量（无单独收运系统）1460 吨/年
6 产热量 9000MJ
7 耗水量 5T/d
8 耗电量 5200kwh/d
9 沼液产量 150T/d
10 沼渣肥料产量 18.6T/d
11 占地面积 5000m3
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