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1、餐廚垃圾油脂分離技術(shù)
餐廚垃圾油脂分離技術(shù)
2014/08/09
《環(huán)境衛(wèi)生工程雜志》2014年第三期
1各地餐廚垃圾不同點(diǎn)
不同區(qū)域餐廚垃圾的理化特性見圖1。從圖1看出:液態(tài)含油率、含水率重慶市的最高,蘭州市的最低。其主要原因是重慶市飲食以火鍋為主,吃火鍋剩余大量火鍋底油,且其中有大量液態(tài)油;而蘭州市飲食以面食和羊肉為主,餐廚垃圾中水分和含油量均較小。清華大學(xué)紫荊食堂由于取樣單一,液態(tài)含油率也較高,但沒有普遍意義。餐廚垃圾中粗脂肪的含量為17.02%~27.61%,
2、最低的是重慶市,最高的是福州市和蘭州市。
2餐廚垃圾油脂分離原理及處理技術(shù)
2.1餐廚垃圾油脂分離原理餐廚垃圾屬于水相和固相的混合物,含水率高,其中的油脂以可浮油、分散油、乳化油、溶解油、固相內(nèi)部油脂等5種形式存在[10]。其中:①可浮油滴徑較大,靜置后能較快上浮,以連續(xù)相油膜的形式飄浮于液相表面。②分散油以滴徑大于lμm的微小油珠懸浮分散在水相中。③乳化油粒徑大小為0.5~15μm;溶解油以分子狀態(tài)分散于水中,與水形成均相體系,分離較難。④固相內(nèi)部油脂多以固態(tài)與垃圾固相結(jié)合,幾乎不能直接分離。對(duì)于餐廚垃圾油脂分離方法按原理可分為物理法(沉降、機(jī)械、離心、粗粒化、隔油池等)、物理化學(xué)法(濕
3、熱、浮選等)。
2.2餐廚垃圾油脂分離處理技術(shù)
2.2.1濾液加熱-隔油池濾液是指餐廚垃圾在有孔接料斗、輸送螺旋內(nèi)通過擠壓瀝水產(chǎn)生的液體。濾液通過管道進(jìn)入隔油池,隔油池中有加熱措施。為增加油脂分離效率,隔油池常為多級(jí)。也可以在隔油池中增加氣浮功能,通過微泡把油滴帶到液面。此種方式可分離餐廚垃圾中的可浮油。對(duì)于餐廚垃圾中的溶解油、固相內(nèi)部油脂則不能分離。此種方法對(duì)濾液的含渣量有要求,浮渣對(duì)油脂分離影響較大。相比其他分離方式,此種方式能耗最低。
2.2.2濾液加熱-離心濾液被收集到沉淀池中,通過加熱器把濾液加熱,然后定量均勻流入臥式離心機(jī),進(jìn)行固液分離;把分離出的高含油脂液體再次加熱,然后進(jìn)
4、入立式離心機(jī)進(jìn)行油水分離。最后得到純度較高的油脂。此種方式可分離餐廚垃圾中的可浮油、分散油。對(duì)于餐廚垃圾中的溶解油、固相內(nèi)部油脂則不能分離。由于離心機(jī)的高速旋轉(zhuǎn),高流速對(duì)含油廢水會(huì)造成嚴(yán)重的二次乳化[11]。
2.2.3漿料-平流沉淀池漿料是指將餐廚垃圾粉碎制成含固率為10%左右的物料。制成漿的漿料進(jìn)入平流沉淀池,漿料在流動(dòng)過程中,油滴會(huì)上浮到液面。由于漿料含固率較高,油滴和漿料難以分離,此種方式效果較差。
2.2.4漿料濕熱-離心濕熱法是近年來開發(fā)的一種新型有效的餐廚垃圾處理技術(shù),該法在含水環(huán)境中對(duì)餐廚垃圾進(jìn)行加熱,可以改變垃圾的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)及物理性能,有利于餐廚垃圾的資源化。將餐廚垃圾進(jìn)行
5、粉碎制漿,將含固率為10%左右的漿料泵入蒸煮釜進(jìn)行濕熱處理。寧娜[12]通過對(duì)濕熱-離心法進(jìn)行研究指出:隨著溫度升高和加熱時(shí)間延長,餐廚垃圾脫油性能呈上升趨勢;120℃下濕熱處理80min,餐廚垃圾固相內(nèi)部油脂液化浸出效果最佳,最佳離心轉(zhuǎn)速為2500r/min時(shí),餐廚垃圾廢油脂分離回收率最高。此種方法,不僅可以分離可浮油,還可以分離餐廚垃圾內(nèi)部固態(tài)油脂,大大提高了油脂提取效率。存在問題是,濕熱分離油脂消耗大量的熱量。如果加熱時(shí)間控制不好,使部分可浮油轉(zhuǎn)變?yōu)槿榛?,增加了油脂的分離回收難度[13]。
2.3提高餐廚垃圾油脂分離效率的措施
2.3.1提高液相油脂分離回收效率的途徑對(duì)于上浮油、分
6、散油、乳化油、溶解油等液相油脂,可通過研究油水分離原理,探討提高油脂分離回收效率的途徑。在油水分離裝置內(nèi),一般流速都比較低,油滴流態(tài)處于Re2.3.2提高垃圾固相內(nèi)部油脂分離回收效率的途徑垃圾固相內(nèi)部油脂含于垃圾固相細(xì)胞內(nèi)或其他微觀結(jié)構(gòu)中,傳統(tǒng)方法難以分離。為了提高這部分油脂的回收效率,可行的方法為先將這部分油脂從固相內(nèi)部浸出,進(jìn)入液相,然后利用油水分離的方法分離出來。
3餐廚垃圾油脂分離技術(shù)的比較
餐廚垃圾成分復(fù)雜,是由固形物、水和油脂等組成的多元多相體系,傳統(tǒng)的油水分離方式難以奏效。表1對(duì)以上幾種技術(shù)措施進(jìn)行比較。
4結(jié)論
1)通過對(duì)國內(nèi)不同地區(qū)餐廚垃圾理化性質(zhì)進(jìn)行分析,提出4種典
7、型的餐廚垃圾油脂分離技術(shù):濾液加熱-隔油池、濾液加熱-離心、漿料-平流沉淀池、漿料濕熱-離心。2)國內(nèi)不同地區(qū)餐廚垃圾性質(zhì)差異較大,在選擇油脂分離工藝時(shí),需要針對(duì)具體餐廚垃圾的理化性質(zhì),進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比選。通過對(duì)4種油脂分離技術(shù)進(jìn)行比較,建議重慶等西南地區(qū)采取濾液提油或者隔油池提油,而福州和蘭州地區(qū)采取濕熱提油。3)餐廚垃圾油脂分離技術(shù)尚未完全成熟,需要進(jìn)行更加深入的研究,以指導(dǎo)規(guī)模化生產(chǎn)。
作者:靳俊平宋玉山張瑞清劉淑玲王琦高波單位:中國市政工程華北設(shè)計(jì)研究總院有限公司
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