尾菜资源化利用技术研究与工程实践_杨学志.pdf
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1、摘要:尾菜的资源化利用能力和程度受制因素较多,目前仍存在大量尾菜随意扔弃现象,给环境带来污染。目前大型工程应用项目不多,且大多项目受制于工艺或者设备选型问题,难以稳定达到设计生产量稳定运行。为探寻尾菜处理工艺技术路线和设备选型,以嵩明尾菜和兰州尾菜项目技术研究与工程实践为例,总结项目调试、技改和运行中出现的问题及成功的经验,针对尾菜项目工艺提出了以“步进式料仓磁选双轴破碎制浆筛分水解两级固液分离”的预处理工艺,以“半干式IC”为主的厌氧发酵工艺,以“原位脱硫干法脱硫”为主的沼气净化工艺,并对部分核心设备选型参数和结构给予建议,旨在为目前尾菜技改、运行和新建项目提供借鉴,促进尾菜处理项目技术发展
2、。关键词:尾菜;工程实践;制浆筛分;半干式厌氧Abstract:There are many factors restrict the degree of resource utilization of vegetables waste.At present,a largenumber of vegetable waste are still discarded at will,which impact on environment.However,there are few large-scaleengineering application projects and most projec
3、ts are subject to the problems of process or equipment selection,whichare difficult to achieve the stable operation of the designed production capacity.In order to explore the technical routeand equipment selection of vegetable waste processing,this paper takes the technical research and engineering
4、 practiceof Songming vegetable waste and Lanzhou vegetable waste projects as examples,summarizes the problems andrelatively successful experience in commissioning,technical transformation and operation,and proposes apretreatment process of“step silo+magnetic separation+biaxial crushing+pulping scree
5、ning+hydrolysis+two-stagesolid-liquid separation”for vegetable waste project process;Anaerobic fermentation process dominated by“semi dry+IC”,biogas purification process dominated by“in-situ desulfurization+dry desulfurization”,and suggestions on theselection parameters and structure of some core eq
6、uipment are given,aiming to provide reference for the currenttechnical transformation,operation and new projects of tail vegetables,and promote the technical development ofvegetable waste treatment projects.Key words:vegetable waste;engineering practice;pulping screening;semi dry anaerobic中图分类号:X799
7、.3文献标识码:A文章编号:16741021(2023)050007-041引言蔬菜产量随着人民生活水平的提升而不断提高,人们对蔬菜品质有了更高的追求,导致蔬菜从采收到最终消费阶段会产生大量的不具有直接商业价值的蔬菜废弃物(以下简称“尾菜”)1。相关数据显示,从 2011 年到 2021 年,我国蔬菜种植面积和蔬菜总产量呈现逐年递增的状态,其中,2021 年我国蔬菜种植面积和蔬菜总产量分别为 21 4855 khm2、77 54878 万 t2。据统计,在生产流通环节产生的尾菜约占蔬菜总产量的 3633,据此估算,2021 年我国尾菜产生量约 282 亿 t。然而通过直接还田、堆肥、青贮饲料、
8、能源化处理等4-6方式进行处理的尾菜量不足 507-8,仍有大量尾菜被随意丢弃,对环境造成污染。收稿日期:2023-02-10;修订日期:2023-05-12。作者简介:杨学志,男,1986 年生,工程师,硕士,主要从事有机垃圾资源化利用与废水处理工作。尾菜资源化利用技术研究与工程实践杨学志(上海环境工程设计研究院有限公司,上海 200085)732厌氧工艺设计嵩明尾菜项目厌氧采用 4 座容积为 3 300 m3方形混凝土池体,每个池体设计 2 个卧式搅拌器,采用推流式搅拌,设计停留时间 30 d,设计温度 35,出水经过螺旋挤压和叠螺脱水后,进入后续污水处理系统。兰州尾菜项目采用 1 座 8
9、 000 m3混凝土罐,配有 4 根卧式搅拌轴,单罐设计经预处理后 20固渣250300 t/d;1 座 8 000 m3湿式厌氧发酵罐,搅拌方式为“泵循环沼气搅拌”的方式,进料含固率为 15物料 365 t/d,半干式和湿式厌氧出料经过螺旋挤压与叠螺脱水后进入后续污水处理系统。33污水处理系统嵩明尾菜和兰州尾菜均采用“调节池格栅两级 A/O内置 MBR化学沉淀”处理后达到污水综合排放标准后外排。34沼气净化系统嵩明尾菜项目厌氧产生沼气中甲烷含量在 4555之间,硫化氢含量小于 3 035 mg/m3;采用干化脱硫,脱硫后沼气一部分用于热水锅炉给厌氧保温,一厌氧发酵可产生一定的沼气,发酵后沼渣
10、和沼液的利用可以减少化肥的使用9-10,同时对我国的环境保护及农业可持续发展具有重要意义。尾菜中不仅含有大量有机质,而且具有丰富的氮、磷、钾等营养元素11,但因尾菜尤其是叶菜类含固率仅为510,处理成本偏高限制了其资源化利用。因此,本文结合已建设的 2 个大型尾菜建设项目,探讨尾菜以厌氧发酵为主要技术的资源化利用方式中工程运行过程中的一些经验,旨在为尾菜的高效处置利用工程建设和技术改造提供参考。2项目概况嵩明尾菜处理项目设计处理尾菜 1 200 t/d,产生沼气 20 000 m3/d3,沼渣脱水到含水率 75后送至堆肥厂进行堆肥处理,该项目于 2017 年 9 月正式投产。兰州尾菜项目设计处
11、理尾菜 2 000 t/d,产生沼气 33 000 m3/d12,沼渣脱水后外运堆肥厂进行堆肥处理,项目运行期集中于每年 511 月,该项目于2021 年 5 月进入带负荷调试生产期。3工艺设计及运行中存在的问题31预处理工艺设计嵩明尾菜主要为叶菜类,技术改造前预处理工艺流程如图 1 所示。采用“料斗磁选粗破碎挤压”为主的预处理工艺,其中料仓为 15 m3,结构形式与餐厨垃圾料仓类似,进料采用小铲车往料斗间歇式送料,控制料斗中料量,粗破碎机采用双轴破碎机,破碎后 80尾菜粒径小于 60 mm,由螺旋送入压榨机进行挤压,挤压干渣进入干式厌氧,液相去除 SS后进入内循环(IC)厌氧反应器和污水处理
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