厨余垃圾课程设计.docx

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厨余垃圾课程设计
浙江农林大学
课程实习报告
学生姓名： 何杉杉
学号：
校内指导教师： 曹玉成
实习课程名称： 固体废弃物资源化
学院： 环境与资源学院
专业： 环境工程122 班
2015年6月23日
目录
前言
我国城市生活垃圾组成成份中相当大一部分属于动植物类有机垃圾，占45%以上，其中绝大部分是厨余垃圾。厨余垃圾是指食物残余和食品加工废料, 主要为餐厨垃圾中的固体残留物。厨余垃圾具有高含水率、高有机物含量以及易腐烂等特点。由于厨余垃圾容易发酵、变质、腐烂，不仅产生大量的毒素，散发恶臭气体，还污染水体和大气，所以厨余垃圾如果得不到及时的处理，不仅影响城市市容和环境卫生，而且会传播疾病，危害人们的日常生活和身体健康。
长期以来，厨余垃圾在我国一直作为生猪的饲料，并一直通过市场渠道自行寻找出路。但是，这种处理方式存在很多问题，比如：垃圾含水率较高，流动性较大，非常容易泄漏，造成二次污染，影响环境卫生；这些垃圾未经任何处理，有的在运输途中就已变质，喂出猪的卫生情况堪忧。为此，我国部分城市已经开始禁止使用这一传统方法，而是集中收集后采用好氧堆肥或厌氧消化制沼气。
从理论上看，厌氧消化处理技术具有更大的优越性。厌氧消化产生的沼气可以作为能源加以有效利用，同时也减少了CO2、CH4等温室气体的排放；因为反应过程要求保持厌氧状态，则反应设备均为密闭状态，不会有更多异味逸出；消化后产生的残渣数量较少，其后续处理及运输所需的成本也相对较低；对于含水率较高的厨余垃圾，尤其是餐馆饭店产生的浴水等，很难进行堆肥化的处理，最宜厌氧消化。发酵后产生的沼气中含有55%-75%（体积浓度）的甲烷，可用于发电，供热等，能够缓解能源供应紧张的局面。从投资和运行成本的角度来看，厌氧消化也更为经济。本文就厌氧消化技术处理厨余垃圾进行工艺设计计算。
1基础资料
厨余垃圾量
本次设计以浙江农林大学东湖校区为研究试验点。浙江农林大学东湖校区现有师生人数20000余人，校区内共有3个食堂。经调查发现，学校1个食堂1天的厨余垃圾产生量约为10桶，每桶重约60kg，即整个东湖校区每天会产生约1800kg厨余垃圾。工艺按照一周储存量来设计，即周处理厨余垃圾总量约为12600kg。
餐厨垃圾工业成分
本试验所用的厨余垃圾取自浙江农林大学东湖食堂。垃圾中主要包括米饭、蔬菜、肉、蛋、豆腐、鱼虾和盐等。对垃圾样品进行工业成分分析，包括水分、挥发分、灰分和固定碳。实验分析最终结果如下：
表格 1餐厨垃圾工业成分和基本元素
项目
水分
灰分
挥发分
C
H
O
N
S
热值
单位
％
％
％
％
％
％
％
％
MJ/mg
1
26
4
22
4
1
×10-6
2
平均值
本试验中厨余垃圾样品中水分含量为%，灰分为%，挥发分为%，查找文献发现，厨余垃圾中的含水量通常在80%～90%，本试验中的厨余垃圾水分含量明显较低。
2设计方案
厌氧发酵原理
有机垃圾等不溶性的有机物厌氧消化过程主要包括水解、产酸和产甲烷3个阶段。
水解阶段：发酵细菌利用胞外酶对有机物进行体外酶解，使固体物质变成可溶与水的物质，然后，细菌再吸收可溶于水的物质，并将其分解成为不同产物。
产酸阶段：上个阶段产生的简单的可溶性有机物在产氢和产酸细菌的作用下，进一步分解成挥发性脂肪酸、醇、酮、醛、CO2和H2等。
水解阶段和产酸阶段为一连续过程，在此过程中，不产甲烷的细菌种类繁多，其主要作用是为产甲烷菌提供营养和为产甲烷菌创造适宜的厌氧条件，消除部分毒物。
产甲烷阶段：将第二阶段产物进一步降解成CH4和CO2，同时利用产酸阶段所产生的H2将部分CO2再转变为CH4。
工艺流程
厨余垃圾厌氧发酵处理是指在特定的厌氧条件下，微生物将有机垃圾进行分解,其中的碳、氢、氧转化为甲烷和二氧化碳(甲烷占 55%，二氧化碳占 45%)，而氮、磷、钾等元素则存留于残留物中，并转化为易被动植物吸收利用的形式。
具体工艺流程如下图所示：
图 1工艺流程
3设计计算
厨余垃圾收集
指利用泔水桶收集各食堂厨余垃圾。
厨余垃圾储存
指将收集的厨余垃圾集中在一个池子中处理。
收运来的餐厨垃圾中通常会含有一定量的干扰物质，如纸张，金属，骨头等。此外，为增强处理过程中设备运行的稳定性以及提高厌氧发酵的