环保新质生产力丨餐厨/厨余/果蔬垃圾精细预处理＋定向厌氧制酸技术

生态环保产业作为支撑生态文明建设和高质量发展的关键力量，正面临着转型升级的迫切需求。环保新质生产力，正成为推动产业向前发展的核心力量。本栏目将聚焦生态环保产业的新技术、新装备、新材料、新模式，深入宣传推广科技创新成果，及时发布环境技术进步奖项，全面介绍行业内的实用技术装备和示范工程，引导行业持续创新，加快数字、智慧、科技的融合赋能，为经济社会全面绿色转型贡献力量。

生态环境保护实用技术

2023-J-33

申报单位

深圳市盘龙环境技术有限公司

推荐单位

广东省环境保护产业协会

一、技术简介

适用范围

适用于湿垃圾(家庭厨余垃圾、餐厨垃圾、果蔬垃圾等)处理，以及与之性质类似的易腐烂、含有机质的垃圾处理，且要求低碳化、减量化、无害化、资源化、稳定化的项目。

技术原理

湿垃圾“精细预处理+定向厌氧制酸(VFAs)”工艺，由精细预处理、厌氧水解、厌氧酸化、酸分离技术以及有机酸替代碳源使用技术组成。精细预处理由破袋、粗破分选、重力分选、精制浆、除砂除油等处理单元组成；定向厌氧制酸(VFAs)控制在水解、酸化两个阶段，水解阶段由兼性厌氧微生物产生胞外酶，将不溶性有机物、大分子有机物水解为小分子可溶性有机物，提高C/N、B/C、NH3-N/TN、PO43-/TP比值；酸化阶段由酸化菌把可溶性有机物转化为挥发性脂肪酸(VFAs)；进一步提高制酸的稳定性。酸分离由“浮渣挤压+卧式离心+膜滤装置”等处理单元组成，完成除油、有机酸提取并分离SS提纯为有机酸水溶液。有机酸液替代补充碳源使用按照COD当量值、投加点、投加量等参数控制达到反硝化脱氮的目的，当原水不需要投加碳源时，投加在污水处理厌氧段改善营养平衡提高污水处理系统出水水质的稳定性。

此技术应用在华南地区全程不加热(其它地区维持温度不低于12℃即可)，厨余垃圾处理系统全程不添加化学药剂；集约化布局占地小，臭气量小，电耗仅25~30kw·h/t原生垃圾，有机酸液(产品固碳)产率88%~90%，作为活性生物碳源供市政污水厂替代补充碳源；杂质率8%~15%(比现有技术降低50%产渣率)，杂质含水率62%~68%(比现有技术含水率降低15%)；油脂提取率1.5%~4.5%；减量与资源化率可达90%(比现有技术提高50%)。

工艺路线

餐厨/厨余/果蔬垃圾密闭卸料至接料槽，经破袋后定量进入粗破碎机，把包裹的有机可降解垃圾释放出来再破碎成粒径<100 mm的物料，不能破碎的大杂质分离后由螺旋输送外运；能破碎的排入重力分选槽，通过风选和浆洗分离出重杂质、贝壳、玻璃、瓷片、骨渣，避免对后续设备的损坏。

经破碎后的物料在重力分选槽上部通过筛网过滤隔渣自流入浆料暂存槽，由螺旋输送至制浆机，得到的浆料粒径≤5 mm；制浆过程中的塑料、木质素、纤维素、半纤维素等不易降解的轻物质被分离出来。

通过除油除砂系统去除浆液中的砂石等小、重物质。通过油水分离和油脂提取系统分离浮油(一次除油)进行暂存。

除杂后的浆料在水解、酸化池中停留7-10 d，调控相应的运行控制参数，使水解和酸化相对独立并达到水解和酸化微生物的最佳生长条件，实现完整的水解酸化过程；利用酸对于微生物生物活性的影响，抑制产甲烷微生物生长，使仅有酸化菌维持活性连续产挥发性有机酸(VFAs)，达到定向制备挥发性有机酸的目的。

挤压去除VFAs中部分粗大浮渣后再采用离心分离油及浮渣，离心出水膜过滤装置提取VFAs，提取出来的VFAs采用碱液接收再负压抽滤浓缩制备VFAs替代碳源。

应用效果

该技术的应用项目国内案例共3例。项目连续稳定运行至今，全年无休，各项指标均优于主管部门要求。湿垃圾减量化、无害化、资源化率85%以上，有机物的厌氧降解效率高(COD降解88%—92%)，脱水固渣含水率低(含水率≤60%)。

2021年8月，深圳大鹏新区厨余垃圾处理项目商业运行，全厂占地面积1606m2，设计规模9t/h，最大处理能力可达100 t/d；

2021年9月，深圳宝安区餐厨垃圾处理项目商业运行，全厂占地面积约3163m2，设计规模18t/h，最大处理能力可达200 t/d；

2022年1月，深圳光明区厨余垃圾处理项目商业运行，全厂占地面积约1499m2，设计规模18t/h，最大处理能力可达200 t/d。

典型应用案例“大鹏新区厨余垃圾厌氧制酸低碳利用示范项目”污染排放执行标准如下：项目不产生废水，餐厨厨余果蔬垃圾浆液通过水解酸化制备有机酸作为碳源供市政污水厂替代补充碳源。废气经除臭系统处理，除臭系统处理工艺为水洗+二级生物滤池+化学吸收(应急)；处理后的污染物符合《恶臭污染物排放标准》(GB 14554-93)表2排气筒高度15m的标准限值，及《恶臭污染物排放标准》(GB 14554-93)厂界标准值。产生的固渣主要为分选出来的生活垃圾杂质，生活垃圾杂质最终运至东部电厂进行焚烧发电无害化处理。项目对污染源依据环评报告及主管部门的要求，在废气排放口设置自动监测仪，每季度进行一次环境监测，监测结果均符合环评及主管单位要求执行的标准。

研发背景

目前，国内外湿垃圾(含厨余垃圾、餐厨垃圾、果蔬垃圾等)处理工艺主要有厌氧制沼(湿式)、好氧堆肥、直接烘干作饲料、微生物处理技术、昆虫源蛋白饲料生物转化技术和焚烧发电协同资源化处置技术等几种，都需要配备污水处理设施。我国尝试的湿垃圾处理技术路线有干式厌氧、厌氧制酸等。基本发展趋势为生物技术与循环协同方向，根据当地实际情况的不同，这些工程实践取得了不同的生产运行效果。国内外未见湿垃圾厌氧制酸用作碳源的相关资料与信息。

为解决传统工艺技术的不足之处，盘龙环境技术有限公司提出“餐厨/厨余/果蔬垃圾精细预处理+定向厌氧制酸(VFAs)”技术，是国内工程化应用的首创，为生活垃圾分类治理提供案例支撑与决策参考。该技术与现有常规处理技术相比具有：不排水、不加药、有机物损失率低、占地小、投资省、周期短、效率高、出路广的特点；技术生态、节水节电、过程低碳、产物循环的创新优势；技术先进前瞻性、资源利用拓展性、持续发展稳定性等亮点。

技术特点

过程低碳：运行成本低(电耗约25-30 kW·h/t，现有主流同类技术的电耗约60-130 kW·h/t)，不加药、不加热；

分选协同：餐厨厨余果蔬垃圾三合一采用同一技术处理，对垃圾容错能力强；

系统稳定：流程缩短、故障点少稳定性提高；产物出路广；

规划集约：占地小，15-30 m2/t(厌氧产沼约在50-130m2/t)；

费效可持续：投资低(25万-35万元/t、厌氧产沼约在50万-70万元/t)；建设周期短(6个月、厌氧产沼12—18个月)；资源化程度高，产物种类少。

简化了分类，优化了收集，减少了投资与运营成本，提高了管理效率，解决了垃圾分类渐进阶段质量差难处理的问题，短时间内快速解决了各分类垃圾的出路问题；解决了垃圾分类→收集→运输→处置全链条稳定衔接问题；制酸与提取挥发性有机酸(VFAs)制成产品，提供了垃圾资源化的一种可靠途径，湿垃圾过程治理“不加药、不加热”运营成本显著降低，提高了治理的经济性与低碳性。

从环保治理的角度出发，把臭气、废水、废渣三类环保问题通过技术与模式的创新，以低碳、生态为基础，与现有环卫基础设施(污水厂+焚烧厂)跨专业有机协同为手段，实现“大环保”的生态循环；具有可持续发展以及拓展接纳新技术延伸的开放平台，是未来经济健康可持续发展的绿色保障。

二、典型应用案例

案例名称

大鹏新区50吨/日厨余垃圾厌氧制酸低碳利用示范项目

案例简介

大鹏新区城管局以“城市管家”名义将此项目委托区属国企大鹏新区坝光开发建设运营管理有限公司，坝光公司通过公开招标确定深圳市盘龙环境技术有限公司为建设、运营单位；盘龙公司依据招标要求利用自有资金、技术设计、建设、运营。项目运营期5年，采取BOO模式开展收、运、处服务，服务区域为大鹏全域。

项目运营管理实行厂长负责制，收运部分由车队队长负责；生产部分由车间主管负责；收运与生产协调由调度负责；技术与实验分析由工程师负责；财务与后勤由公司统一安排；出料、应急处置由厂长负责；收运处理生产及其配套措施由厂长统筹。

大鹏新区厨余垃圾小型化协同处理应用示范项目，位于广东省深圳市大鹏新区葵涌办事处坝光澳子吓，建设用地面积1606m2，总建筑面积742m2，建筑占地面积687.11m2，容积率0.6252，停车位6个。设计处理能力9 t/h，运营规模50 t/d。

采用“餐厨厨余果蔬垃圾精细预处理+定向厌氧制酸(VFAs)”工艺创新技术、有机酸作为生物活性碳源替代污水厂现有化工碳源的集约化协同模式，该项目主要处理设备包括精细预系统、水解酸化系统和除臭系统等。

项目主要建设进程：

2021年4月：正式开工。

2021年6月：完成竣工验收。

2021年7月：完成环境保护验收，正式试运行。

2021年8月：正式投入。

达到的标准或性能要求

精细预处理技术主要技术性能指标：

有机物损失率≤3%；

整体出渣率≤15%；

杂质含水率≤65%。

厨余垃圾制备有机酸液替代碳源的主要技术性能指标：

pH值：4.5~6.0；

SS≤100 mg/L；

B/C≥0.7；

C/N≥30；

NH3-N/TN≥0.75；

PO43-/TP≥0.90。

污染物排放指标：

污水：不排放污水(生活污水经化粪池后和生产用水回浆料池利用)；

固渣：因预处理分选与制酸过程不添加药剂与不加热，不产生新固渣，仅仅是预处理分选出来的生活垃圾杂质以及不可降解有机物；

臭气：车间臭气经除臭系统(水洗+二级生物滤池+酸碱化学洗涤(仅应急)+排气筒)净化后排放，优于《恶臭排放标准》(GB 14554-93)二级新建的要求(其中臭气浓度<1000，体感无臭味)。

业主单位

大鹏新区城市管理和综合执法局

投运时间

2021年8月正式投入，至今稳定运行中

工艺流程

餐厨/厨余/果蔬垃圾密闭卸料至接料槽，经破袋后定量进入粗破碎机，把包裹的有机可降解垃圾释放出来再破碎成粒径<100 mm的物料，不能破碎的大杂质分离后由螺旋输送外运；能破碎的排入重力分选槽，通过风选和浆洗分离出重杂质、贝壳、玻璃、瓷片、骨渣，避免对后续设备的损坏。

经破碎后的物料在重力分选槽上部通过筛网过滤隔渣自流入浆料暂存槽，由螺旋输送至制浆机，得到的浆料粒径≤5mm；制浆过程中的塑料、木质素、纤维素、半纤维素等不易降解的轻物质被分离出来。

通过除油除砂系统去除浆液中的砂石等小、重物质。通过油水分离和油脂提取系统分离浮油(一次除油)进行暂存。

除杂后的浆料在水解、酸化池中停留7—10天，调控相应的运行控制参数，使水解和酸化相对独立并达到水解和酸化微生物的最佳生长条件，实现完整的水解酸化过程；利用酸对于微生物生物活性的影响，抑制产甲烷微生物生长，使仅有酸化菌维持活性连续产挥发性有机酸(VFAs)，达到定向制备挥发性有机酸的目的。

挤压去除VFAs中部分粗大浮渣后再采用离心分离油及浮渣，离心出水膜过滤装置提取VFAs，提取出来的VFAs采用碱液接收再负压抽滤浓缩制备VFAs替代碳源。

运行情况

项目自2021年7月17日试运行以来，保质保量地稳定运行。厨余垃圾资源化率近90%，截至2022年底，实际处理量1050吨/月，未发生过任何事故。项目严格执行城市管理和综合执法局、生态环境局等相关主管部门的规定，生产数据及视频在线实时直输政府监管平台。不定期接受监督和检查。项目对污染源依据环评报告及主管部门的要求，在废气排放口设置自动监测仪，每季度进行一次环境监测，监测结果均符合环评中要求执行的标准。

根据2023年第二季度的监测数据显示，有组织废气(排气筒)主要污染物NH3排放速率为0.014 kg/h，排放浓度为0.95 mg/m3、H2S排放速率未检出、排放浓度为<0.01 mg/m3、臭气浓度排放浓度为479，厂界无组织废气监测结果：上风向NH3排放浓度为0.07 mg/m3、H2S排放浓度<0.001 mg/m3、臭气浓度排放浓度<10，下风向NH3排放浓度为0.12 mg/m3、H2S排放浓度为0.001 mg/m3、臭气浓度排放浓度为<10。均符合《恶臭污染物排放标准》(GB 14554-93)排放标准限值。

根据2023年第四季度的监测数据显示，有组织废气(排气筒)主要污染物NH3排放速率为0.065 kg/h，排放浓度为4.65 mg/m3、H2S排放速率为1.4×10⁻⁴kg/h，排放浓度<0.01 mg/m3、臭气浓度排放浓度为549，厂界无组织废气监测结果：上风向NH3排放浓度为0.030 mg/m3、H2S排放浓度<0.001 mg/m3、臭气浓度排放浓度<10，下风向NH3排放浓度为0.075mg/m3、H2S排放浓度为<0.001mg/m3、臭气浓度排放浓度<10。均符合《恶臭污染物排放标准》(GB 14554-93)排放标准限值。

技术应用产生的碳减排效果

本项目全处置过程无加热设施(传统工艺为加热除油，本工艺利用微生物降低粘度油水分层无需加热)，不消耗任何化石能源与新能源；利用高差减少物料提升输送，电耗仅为 25-30 kW·h/t原生垃圾，主生产全链条不消耗化学药剂(应急化学除臭需备用)；有机酸产品(产品固碳)占原生垃圾量的88%，作为活性生物碳源供市政污水厂替代补充碳源；分选出来的生活垃圾杂质占原生垃圾量的10%，降低含水率提高热值给垃圾发电厂发电；油脂占原生垃圾量的2%，全量提取回收可以资源化利用；减量与资源回收率达到90%。本技术不产生沼气，有机质转化率高，不存在沼液和沼渣的处理问题，处理流程短，耗电、耗水量低，具有明显的节能减碳效益。

原标题：环保新质生产力 | 餐厨/厨余/果蔬垃圾精细预处理+定向厌氧制酸技术