餐厨垃圾厌氧沼气发电工艺设计本科论文.docx

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餐厨垃圾厌氧沼气发电工艺设计本科论文

设计配置图纸ATUOCAD下载地址：

餐厨垃圾厌氧沼气发电工艺设计

设计总说明

随着国民经济的增长和餐饮行业的持续发展，我国每年的餐厨垃圾产量也在不断增加。

目前，广州市日产生活垃圾超过17000t，其中餐厨垃圾达4000～5000t，占生活垃圾的23.5～29.4。

按此计算，广州市餐厨垃圾的年产量不低于1.5×106t。

如果将餐厨垃圾直接收集后运至养猪场喂猪，餐厨垃圾中的各种病菌会经过生物链传播，从而影响人体健康。

将餐厨垃圾经简单处理后排至下水管道，则易造成较大的污染，导致细菌和病毒的滋生。

将餐厨垃圾直接填埋的成本低，但会占用大量土地，且伴随而来的大量潲水威胁着水资源安全，而排放出来的沼气也会加重大气污染。

而目前较为有效的餐厨垃圾处理方法是以发酵制沼气和用于发电工艺的综合处理法。

本设计的餐厨垃圾采用厌氧发酵沼气发电的工艺。

餐厨垃圾经过预处理后经厌氧发酵产生沼气和沼渣，沼气利用于发电使用，沼渣和沼液便用于生产肥料出售，解决了处理后副产品对于环境的污染，且有回收效益。

其中部分沼液可回流用于厌氧发酵前的接种处理，已达到回收利用的效果。

主要设备有厌氧发酵罐、沼气净化系统、沼气储气罐和沼气发电设备等。

关键词：

餐厨垃圾，厌氧发酵，沼气净化，沼气发电，工艺设计

GeneralSpecificationofDesign

Withthenationaleconomicgrowthandsustainabledevelopmentofthecateringindustry,China'sannualfoodwasteproductionisalsoincreasing.Atpresent,Nissan’sdomesticwasteinGuangzhouover17000t,wherefoodwasteupto4000~5000t,accountingfor23.5~29.4garbage.Onthisbasis,theannualproductionofGuangzhouCity,foodwasteisnotlessthan1.5×106t.

Ifthefoodwastecollectedandtransporteddirectlytothepigfarmpigs,foodwasteinavarietyofbacteriacanspreadthroughthefoodchain,thusaffectinghumanhealth.Willsimplypreparedfoodwastedischargedtosewer,couldeasilyleadtogreaterpollution,leadingtothebreedingofbacteriaandviruses.Thelowcostoffoodwastedirectlytothelandfill,butitwilltakeupalotofland,andisaccompaniedbyalargenumberofShaoshuithreatenwatersecurity,andwillincreasemethaneemissionsfromairpollution.Atpresent,moreeffectivemethodisbasedonthefermentationoffoodwastetreatmentbiogasforpowergenerationtechnologyandintegratedapproach.

Thedesignofthekitchenwastebiogasusinganaerobicfermentationprocess.Afterpretreatmentoffoodwastebyanaerobicfermentationtoproducebiogasandbiogas,biogasutilizationinelectricitygeneration,biogasandbiogaswillbesoldfortheproductionoffertilizers,tosolvetheprocessingbyproductsforpollutionoftheenvironment,andthereisrecoveryefficiency.Someofthemmayreturnforanaerobicfermentationslurrypriortoinoculation,theeffectofrecyclinghasbeenreached.Majorequipmentanaerobicfermentationtank,gaspurificationsystem,gastankandbiogaspowergenerationequipment.

Keywords:

Foodwaste,anaerobicfermentation,biogaspurification,biogaspowergeneration,processdesign

1文献综述

1.1餐厨垃圾的概述

1.1.1餐厨垃圾的定义

餐厨垃圾（restaurantgarbage），俗称泔脚，即残羹剩饭，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，同时还存在废餐具、塑料、包装物等多种其他垃圾。

其定义是指居民日常生活以及除居民日常生活以外的食品加工、饮食服务、单位供餐等活动中产生的厨余垃圾和废弃食用油脂。

其中厨余垃圾是指食物残余和食品加工废料；废弃食用油脂是指不可再食用的动植物油脂和各类油水混合物。

在这个定义中，主要以餐厨垃圾的产生源来进行诠释的。

根据这个定义，餐厨垃圾主要来自居民家庭的日常生活和非居民家庭日常生活两种。

在非居民日常生活中，餐厨垃圾主要来自食品加工、饮食服务和单位供餐三大来源[1]。

1.1.2餐厨垃圾的特性

餐厨垃圾具有一定的物理、化学及生物特性：

1、含水率高，可达80%-95%，脱水性能较差。

2、盐分含量高，部分地区含辣椒、醋酸高。

3、具有高的挥发分，化学元素组成中氮元素含量较高。

从化学组成上，有淀粉、纤维素、蛋白质、脂类和无机盐等。

其中以有机组分为主，含有大量的淀粉和纤维素等，无机盐中NaCl的含量较高，同时含有钙、镁、钾、铁等微量元素。

4、存在有病原菌、病原微生物。

5、易腐烂、变质、发臭、滋生蚊蝇，同时油腻腻、湿淋淋的外观对任何周围环境造成不良影响。

餐厨垃圾作为城市有机生活垃圾的主要成分，因其高水分、高油脂、高盐分以及易腐发臭、易生物降解等特点，不宜直接填埋和焚烧。

而且它的产量大、分散，极易腐败、变臭，污染了城市路面、空气及周边水系，导致虫、鼠害的孳生。

餐厨垃圾的组成、性质和产生量受社会经济条件、地区差异、居民生活习惯、饮食结构、季节变化等不同因素影响而有所差别。

社会经济条件好的时代、地区、餐厨垃圾的组成和生产量相比于社会经济条件较差的时代和地区，有机物含量更高，量也更大；旅游资源丰富的城市在旅游季节，餐厨垃圾的发生量比其他地区相对要大。

中国北方城市的面粉类食品残余物高于南方城市；南方城市的餐厨垃圾中，米品类食品残余物量要高于北方[2]。

1.1.3餐厨垃圾的现状

随着我们国家经济的飞速发展，城市化进程的逐渐加快，迅猛发展的餐饮业导致餐厨垃圾的产量的迅速增长。

由于饮食文化和聚餐习惯．在中国餐厨垃圾的总量非常巨大。

据统计，全国城市餐厨垃圾每天产生量不低于30万吨，每年产生餐厨垃圾不低于6000万吨。

随着餐饮业零售额以每年近21％的速度增长，餐厨垃圾总量还在不断的增长。

特别是在节假日期间，会有大幅增长。

而且目前我国饮食浪费现象十分普遍，特别在一些重大场合，例如婚宴，铺张浪费的风气十分严重。

据统计，目前我国有酒店、餐馆近400万家，每天产生的餐厨垃圾数量十分惊人。

以北京市为例，全市日产餐厨垃圾已达约2000吨/天。

1.2餐厨垃圾的危害

1.2.1危害人体健康

据研究分析，由于饭店大量使用洗涤剂、消毒剂和杀虫剂以及食品霉烂产生毒素等原因，使泔水中含有大量的铅、汞等有毒有害物质，猪长期食用泔水后，这些物质会在猪的体内逐渐蓄积，并通过食物链进入人体，会损伤人的神经、肝脏、肾脏和免疫系统等。

泔水油中含有大量的致癌物质，长期食用可导致肠癌、胃癌、肝癌等恶性疾病。

而裸露存放的泔水引来并孳生了大量的蚊蝇、鼠虫，因此，不可避免地成了传播疾病的媒介。

餐厨垃圾的泔水中含有大量的病原微生物，被卫生专家称为引起传染性疾病爆发的“隐形炸弹’’，极易引起流行病的发生。

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，不但容易引起牲畜感染病毒，还可能会造成肝炎等疾病在人群中的传播。

同时餐厨垃圾中含有大量的重金属物质以及苯类化合物等，会大量的积累在牲畜的肾脏等部位无法排出，并经过食物链最终停留在人体内，造成免疫力下降，提高癌症的发病率。

由于中国饮食文化丰富，在餐厨垃圾中还有大量的未食用油脂。

近些年来，各地均出现不法分子非法收购地沟油经再提炼后销往市场的事件。

地沟油最为中国餐厨垃圾重要的成分之一，含有黄曲霉素、笨等有毒物质，长期食用会提高肿瘤和癌症的发病率。

1.2.2影响城市市容和环境卫生

餐厨垃圾在运输、储存过程一般不采取任何密闭、无害化措施，极易造成餐厨垃圾渗漏，使泔水的恶臭气体、污水直接排放到周围环境中，造成环境污染，扰乱了环境卫生管理秩序，破坏了环境卫生和城市面貌[1]。

餐厨垃圾有机物含量高，如处置不当，能很快腐烂发臭，释放恶臭气体和温室气体，污染大气环境，引起公众强烈反感。

腐烂变质的餐厨垃圾会产生使人难以接受的不良感官性质。

1.2.3浪费资源

餐厨垃圾与其它垃圾相比有机物和油脂含量高，因此，具有很高的回收利用价值。

餐厨垃圾产生量大、分散、难以收集和处理，传统作为生猪饲料或者与其他垃圾一起处理，利用率非常低，造成了资源的浪费[1]。

并且腐烂变质的餐厨中的营养物质严重分解，不但蛋白质、脂肪和碳水化合物发生降解破坏，维生素、无机盐和微量元素也严重流失，不再具有回收利用价值。

1.3餐厨垃圾单独处理的必要性

以前，餐厨垃圾主要作为城市近郊养猪的饲料，由于其来源比较复杂，极有可能引起疾病传播，现已经被政府明令禁止。

而在日常生活中，居民通常将餐厨垃圾混入生活垃圾中，通过塑料袋送到垃圾收集点，使城市生活垃圾的成分和特性发生了变化。

餐厨垃圾在存放、收集、转运及垃圾填埋过程中，由于其含水率和有机物含量较高，极易在较短时间内腐烂发臭和滋生蚊蝇等，极大地污染了周围环境。

另外，城市垃圾的处置方法通常有焚烧和填埋，如果将城市生活垃圾进行焚烧，由于餐厨垃圾的水分含量常常高达90％左右，发热量为2100～3100H／kg，和其它垃圾一起进行焚烧，不但不能满足垃圾焚烧发电的发热量要求（即5000kJ／kg以上），反而会致使焚烧炉燃烧不充分而产生二噁英；如果将生活垃圾进行填埋，同样会因为混入的餐厨垃圾水分含量高而不宜处理。

而且焚烧、填埋都会导致大量有机物的浪费，因此餐厨垃圾有必要进行单独处理[3]。

1.4国内外餐厨