餐廚垃圾先強化水解后水選資源化處理利用技術
目前，國內餐廚垃圾的主流處理技術是“前分選+機械制漿+強化水解+厭氧生化”處理技術(清華大學首創)。前分選已經成為此技術推廣應用的最大瓶頸，原因是：中國餐廚垃圾的特點是含水率高、含油率高、成分復雜(含塑料、竹木、金屬、玻璃等雜質)，所以其分選需要先加入大量的水稀釋后，再經過繁雜的機械甚至人工才能完成，費用高、效果差，難以大規模推廣應用，嚴重影響了后續生化處理效果，導致整個處理工藝占地大、耗時長、成本高。
為了解決上述問題，本人整合了垃圾強化水解處理技術及污泥深度壓濾脫水技術提出了如下餐廚垃圾先強化水解后水選資源化處理利用技術方案。
本技術方案的特點是：采用創新的立式旋轉強化水解罐，使餐廚垃圾不經過分選即可進行強化水解處理，然后再進行水選;水選產生的泥漿先進行高溫水解酸化，然后經污泥深度壓濾脫水壓濾脫除SS(懸浮物)形成惰性泥餅，其壓濾液是澄清透明的中溫小分子酸化液，送入快速連續厭氧反應器進行產沼氣反應。
強化水解處理是現有垃圾處理技術，也稱為濕解、濕熱、消解、水解、水熱、濕化、蒸煮、steamautoclaving處理技術，即利用高溫高壓水蒸汽與垃圾直接接觸進行處理的技術，能得到如下效果：
1.均質化：
高溫高壓水蒸汽可以破壞餐廚垃圾中生物質的細胞及組織結構，起到粉碎的作用，進一
步還可以使大分子變成小分子，使生物質均質化，而非生物質無變化，很容易去除。
2.無害化：
餐廚垃圾中含有大量病毒、病菌，如果不做到無害化，制成的飼料必將危害整個食物鏈。
無害化的條件：
①《醫療廢物高溫蒸汽集中處理工程技術規范》(HJT276-2006)規定：醫療廢物蒸汽處理過程要求在殺菌室內處理溫度不低于134℃、壓力不小于220KPa(2.2公斤/平方厘米)的條件下進行，相應處理時間不應少于45分鐘。
②《病死動物無害化處理技術規范》(農醫發〔2013〕34號)規定：(濕化法)處理物中心溫度≥135℃，壓力≥0.3MPa(絕對壓力)，處理時間≥30min(具體處理時間隨需處理動物尸體及相關動物產品或破碎產物種類和體積大小而設定)。
而生物質的均質化、細化是其消毒徹底的必要條件。
3.資源化：
餐廚垃圾中的油脂及飼料成分是其潛在的最有價值的資源。經蒸煮后，餐廚垃圾中
的油脂成分全部液化并浮于表面而易于分離，強致癌物苯并芘及黃曲霉素由于是脂溶性的，所以都溶于油脂中一并分離出去，余下的飼料成分就更可能制成合格的飼料;如果不適合做飼料，經過厭氧生化處理，可以產生更多的生物質清潔能源——沼氣。
4.快速化：
餐廚垃圾由于含水率高，處理過程必然產生大量高濃度廢水，處理途徑一般是厭氧生化
處理產沼氣。經過強化水解的物料，由于大分子變成小分子，使厭氧生化反應速度加快、時間縮短，可從現有技術的20多天縮短為4天，大大節省了設備投資、運行費用和占地面積。
5.經濟化：
先強化水解可省去繁雜的前分選、機械制漿工序，也不用加水稀釋，節省了加熱熱能，
高溫、高壓蒸汽熱能可實現循環梯級利用，節省了后續厭氧生化處理所需的加熱熱能，厭氧生化處理時間大幅縮短，使整個處理工藝簡單、高效、節能、耐用、占地少，大大降低了建設投資及運行費用。
●關于餐廚垃圾強化水解處理的政策及文獻：
①《“十一五”863計劃資源環境技術領域“城市生物質垃圾厭氧消化關鍵技術研究”重點項目申請指南》中提到：要針對生物質垃圾固體有機物含量高、消化過程中水解限速的瓶頸問題，開發以物理、化學手段為主的強化水解改性技術，促進有機物從固相向液相轉移，改善物料的生物降解和固液分離特性。
②《餐廚垃圾濕熱處理的影響因素及對脫水脫油性能的影響》清華大學聶永豐等
③《濕熱法處理實現廚余垃圾飼料化的研究》清華大學聶永豐等
④《城市生物質廢物熱水解-ASBR厭氧消化研究》清華大學王偉等
摘要：通過熱水解預處理提高城市生物質廢物的固體有機物溶解率，熱水解的優化條件為175℃、60分鐘。
⑤《熱水解污泥的厭氧消化試驗研究》清華大學王偉等
摘要：先用熱水解對污泥進行預處理，然后進行厭氧消化試驗。結果表明，最適宜的熱水解溫度為170℃、反應時間為30分鐘;經熱水解污泥的厭氧消化性能和系統的處理效率都得到顯著提高，COD去除率最大時提高了20.18%,日均產氣量則增加了79.20%～99.55%。
●目前國內采用垃圾濕解處理技術的公司有：
1.煙臺潤達垃圾處理股份有限公司(先濕解后分選)
2.上海季明環保設備有限公司(先分選后濕解)
3.江蘇潔凈環境科技有限公司(先分選后濕解)
●目前國外采用垃圾濕解處理技術的公司有(先濕解后分選)：
1.英國Graphite公司
2.南非Prestigethermal公司
本技術方案是在總結國內外同類技術經驗教訓的基礎上研發的，有如下創新點：
1.采用立式旋轉強化水解罐：使餐廚垃圾強化水解反應均勻、時間短、壓力低，裝排料快捷、安全、節能，裝罐前不需分選，可采用抓斗直接裝罐，大大提高了裝罐速度。
2.先強化水解后水選：餐廚垃圾強化水解后排入池中，由于含水率高(都變成了游離水)，其中各種組分依比重不同而分層：浮于水面的是熱值較高的輕垃圾，如塑料、竹木、油脂等;沉于水底的是重垃圾，如玻璃、金屬等;中間是生物質成分變成的泥漿，這樣就很容易將各組分分離。
3.采用現有成熟的“污泥深度壓濾脫水技術”對泥漿進行壓濾脫水：形成含水率低于40%的泥餅(可節省烘干費用)，可用于生產飼料。
4.利用強化水解后泥漿的高溫進行快速兩段式厭氧生化處理(在不適合制飼料時)：泥漿在60-70℃間進行高溫水解酸化3天，使強化水解產生的小分子盡可能水解酸化而溶出，形成小分子脂肪酸，然后進行壓濾脫水，這樣的泥漿既容易壓濾脫水，又可以減少泥餅的量和臭味，使泥餅成為穩定的惰性物質，其壓濾液顏色澄清透明，SS(懸浮物)含量極低，是良好的酸化液，溫度還保持在35℃左右，連續送入現代快速厭氧反應器(如EGSB)中(停留時間最多只需1天)進行中溫快速厭氧消化產沼氣反應。
本技術方案實施方法：
餐廚垃圾首先被傾倒進儲池中，不經分選，直接用行車抓斗(經漏斗)送入若干個大型立式旋轉強化水解罐中，然后通入水蒸汽，保持壓力在8公斤/平方厘米左右1小時，使生物質成分變成泥漿、大分子變成小分子，塑料等其它成分無變化，然后泄壓至常壓，打開罐蓋，旋轉罐口朝下，將垃圾傾倒進水選池中，垃圾的各種組分依比重不同而分層：浮于水面的是熱值較高的輕垃圾，如塑料、竹木、油脂等;沉于水底的是重垃圾，如玻璃、金屬等;中間是泥漿。然后用行車抓斗將輕垃圾和重垃圾分別抓出：輕垃圾既可回收利用(如生產再生塑料粒)，也可就近送焚燒廠焚燒發電;油脂用潷油器潷出用于生產生物柴油;重垃圾提取金屬后填埋處理。泥漿送入高溫水解酸化池停留3天，然后泵送至現有成熟的污泥深度壓濾脫水機進行壓濾脫水，形成含水率低于40%的泥餅，可用做燃料、肥料;其壓濾液連續泵送至現代快速厭氧反應器(如AF)中進行中溫快速厭氧消化產沼氣反應，產完沼氣的污水濃度大大降低，可達到三級排放標準;蒸煮所用水蒸汽來自蒸汽鍋爐，其燃料為自產沼氣，煙氣排放可滿足最嚴格環保標準;全部廠房負壓密閉操作，臭氣全部抽入鍋爐中作為助燃空氣。整個處理過程只需4小時。
上述方案的優點是：資源循環利用率高、能耗低、利用可再生能源、環境風險低、無二次污染、處理時間短、操作容易、占地少、投資少、運行費用低。
最受關注的問題：此技術方案能耗是經濟的嗎?
答：本技術充分利用了所消耗的熱能，通過梯級利用這些熱能，達到了最佳的經濟效益，物有所值，論述如下：
1.據測試，在相同時間內，生物質經過強化水解處理后，后續產沼氣量比未經強化水解處理高一倍多，所以能產生更多的清潔能源;產沼氣時間由20多天縮短為4天;
2.由于采用旋轉強化水解罐，內部攪拌均勻，所以需要的蒸汽壓力低、蒸煮時間短，節能;
3.強化水解為放熱反應，可節省大量外加熱能;蒸煮完畢，泄壓的高溫蒸汽被引入新裝滿垃圾的強化水解罐中做為預熱蒸汽，不浪費熱能;
4.強化水解罐內壓力泄至常壓后，垃圾仍有100℃的溫度，經過水選、篩分后，泥漿溫度降至60℃-70℃，正好是進行高溫水解酸化的溫度，比常溫水解酸化時間縮短幾倍，水解酸化池的體積可大大縮小，大大節省了建筑費用和運行費用;
5.釋放到空氣中的熱量都隨臭氣被抽入蒸汽鍋爐中燃燒，既消除了臭氣(臭氣也有熱值)，又提高了爐溫，充分利用了熱能;
6.泥漿經過高溫水解酸化后，容易進行超深度壓濾脫水，脫水泥餅量可減少2/3，無機化程度高，臭氣很少，減少了后續處理費用;壓濾液溫度仍有35℃左右，而且SS(懸浮物)含量極低，正好適合進行中溫快速厭氧發酵產沼氣反應，比常溫厭氧反應速度快幾倍，大大降低了快速厭氧反應器的體積、設備造價和運行費用。
本技術方案所用蒸汽的熱源來自自產沼氣，屬清潔能源。
總投資：設備+土建工程=1913+800=2713萬元
總體運行費用：低于60元/噸垃圾
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