陳必鳴

（廣州市城市管理技術(shù)研究中心，廣東 廣州 510170）

餐廚垃圾是餐飲垃圾和廚余垃圾的總稱。餐飲垃圾指餐館、飯店、單位食堂等的飲食剩余物以及后廚的果蔬、肉食、油脂、面點(diǎn)等的加工過程廢棄物；廚余垃圾指家庭日常生活中丟棄的果蔬及食物下腳料、剩菜剩飯、瓜果皮等易腐有機(jī)垃圾［1］。

1 餐廚垃圾理化性質(zhì)

1.1 餐飲垃圾特性

餐飲業(yè)和機(jī)團(tuán)單位飯?zhí)檬钱a(chǎn)生餐飲垃圾的主要場所，其主要特性是：①含水率、油脂和鹽分含量較其他垃圾高；②氮、磷、鉀等營養(yǎng)元素豐富；③富含蛋白質(zhì)、淀粉、纖維素、脂肪等有機(jī)質(zhì)，具有較高生物能，但易腐敗發(fā)臭；④有毒有害物質(zhì)(如重金屬)含量少［2］。

1.2 廚余垃圾特性

廚余垃圾的組成和性質(zhì)受社會經(jīng)濟(jì)條件、地區(qū)差異、居民生活習(xí)慣的不同而有所差別，但具備如下總體特征［3］：①易腐爛，廚余垃圾中有機(jī)物含量高，易腐敗發(fā)臭，孳生病菌，造成疾病傳播；②含水率高，給其收集、運(yùn)輸和處理都帶來一定的難度；③含雜質(zhì)多，由于垃圾分類的不充分，廚余垃圾中混有約20%的其他生活垃圾。

2 餐廚垃圾預(yù)處理技術(shù)

目前，國內(nèi)餐廚垃圾主要以生物技術(shù)處理為主，在生物技術(shù)厭氧消化過程中，發(fā)酵底物的理化性質(zhì)對發(fā)酵效率、發(fā)酵時(shí)間、產(chǎn)沼氣質(zhì)量等有較大的影響。而餐廚垃圾含有一定量的雜質(zhì)，為了滿足后續(xù)生物技術(shù)處理工藝的生產(chǎn)要求，應(yīng)根據(jù)餐廚垃圾成分對其進(jìn)行預(yù)處理去除雜質(zhì)?，F(xiàn)有預(yù)處理技術(shù)主要有預(yù)分選和生化預(yù)處理等措施。

2.1 預(yù)分選處理

垃圾的分選是指根據(jù)物質(zhì)的密度、粒度、磁性、彈性、光電性、摩擦性以及表面潤濕性的差異，采用相應(yīng)的手段將其分離的過程［4］。針對餐飲垃圾和廚余垃圾進(jìn)行預(yù)分選，其目的是將餐廚垃圾中的塑料袋、木塊、玻璃和金屬等不可降解物或?qū)罄m(xù)處理工藝產(chǎn)生不良影響的物質(zhì)預(yù)先分離出來。

2.1.1 破袋

破袋的主要作用是將袋裝的廚余垃圾破碎，使垃圾散落出來，便于后續(xù)的分選處理，同時(shí)對尺寸較大的餐廚垃圾進(jìn)行破碎。其具體工作過程是：垃圾由帶式輸送機(jī)輸送進(jìn)入破袋篩分機(jī)內(nèi)，在旋轉(zhuǎn)篩筒刮板和螺旋刮板差動轉(zhuǎn)動下對物料進(jìn)行剪切，同樣在刮板作用下對塑料、編織袋等軟性物料進(jìn)行撕裂。

2.1.2 人工分選

人工分選是利用人力把尺寸較大的皮革、織物和無機(jī)廢物從垃圾中挑選出來，以防止進(jìn)入后續(xù)分選設(shè)備，造成堵塞、纏繞現(xiàn)象的發(fā)生。人工分選的位置一般集中在垃圾輸送帶兩旁，可對一些無需進(jìn)一步加工即可回用的物品進(jìn)行直接回收，同時(shí)還可消除可能對后續(xù)處理系統(tǒng)產(chǎn)生事故的固體廢物。對于餐廚垃圾來說，需要人工分選出來的物品主要是塑料瓶、酒瓶、易拉罐、抹布等易與塑料袋分離的物品。

2.1.3 滾筒篩分

滾筒篩是利用作回轉(zhuǎn)運(yùn)動的筒形篩體將固體廢物按粒度進(jìn)行分級，其篩面一般為編織網(wǎng)或打孔薄板，工作時(shí)筒形篩體傾斜安裝。進(jìn)入滾筒篩內(nèi)的固體廢物隨篩體的轉(zhuǎn)動作螺旋狀的翻動，且向出料口方向移動，在重力作用下，粒度小于篩孔的固體廢物透過篩孔而被篩下，大于篩孔的固體廢物則在篩體底端排出。滾筒篩能將砂石等粘附在瓜果皮殼、塑料和包裝物中的細(xì)小雜質(zhì)去除。

2.1.4 彈跳分選

彈跳分選是根據(jù)垃圾中各組分摩擦和碰撞系數(shù)的差異，在斜面上運(yùn)動或與斜面碰撞彈跳時(shí)產(chǎn)生不同的運(yùn)動速度和彈跳軌跡而實(shí)現(xiàn)組分分離的一種處理方法［5］。彈跳分選機(jī)主要是利用垃圾的粒徑大小與密度差別對垃圾進(jìn)行分選處理，通過調(diào)整篩板傾斜角度、孔徑以及主軸的轉(zhuǎn)速以適應(yīng)不同成分的物料分選。可將生活垃圾分為篩上輕質(zhì)物、篩上重質(zhì)物和篩下物3個部分，具體篩分程度見表1。

表1 彈跳分選的篩分程度

2.1.5 風(fēng)力分選

風(fēng)力分選是以空氣為分選介質(zhì)的一種垃圾分選方式，其作用是將輕物料從較重物料中分離出來。風(fēng)選的原理是氣流將較輕的物料向上帶走或從水平方向帶向較遠(yuǎn)的地方，而重物料則由于上升氣流不能支承而沉降，或由于慣性在水平方向拋出較近的距離。由于氣流的作用，風(fēng)力分選容易帶走物料表面的水分，有利于物料烘干。

2.1.6 紅外分選

在餐廚垃圾分離出的硬質(zhì)無機(jī)物中含有一定數(shù)量的碎玻璃，可通過紅外鑒別分選的工藝回收。該工藝技術(shù)是一種利用物質(zhì)表面光反射特性的不同而分離物料的方法。在紅外分選機(jī)內(nèi)，掃描系統(tǒng)對每塊進(jìn)入的物料進(jìn)行鑒別，并通過分配器將玻璃分出。

2.1.7 破碎

物理破碎作為預(yù)處理步驟，目的是減小餐廚垃圾的粒徑，方便后續(xù)處理。餐廚垃圾破碎的粒徑可根據(jù)后續(xù)處理工藝的不同有所不同，如采用濕法厭氧消化，則需將餐廚垃圾破碎至較小粒徑，以利于提高物料的流動性。如采用干式厭氧工藝或者好氧生物處理工藝，則無需將餐廚垃圾破碎至太小粒徑，以節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用。

2.2 生化預(yù)處理

2.2.1 濕熱處理

濕熱處理主要以濕熱水解為主，是指基于熱水解反應(yīng)，在適當(dāng)?shù)暮h(huán)境中，利用熱能對餐飲垃圾進(jìn)行處理，并改變垃圾后續(xù)加工性能的餐飲垃圾預(yù)處理過程。濕熱水解處理一般是利用高溫蒸汽對餐飲垃圾進(jìn)行加熱蒸煮，主要目的是將以固體形式存在的油脂，通過加熱“溶析”出來，以提高整體工藝的“提油率”。濕熱水解可將其中的大分子難降解有機(jī)物水解為易于被動植物吸收的小分子易溶物質(zhì)，便于后續(xù)厭氧消化降解，也可徹底殺滅垃圾中的病原體和細(xì)菌。根據(jù)CJJ184—2012餐廚垃圾處理技術(shù)規(guī)范，濕熱水解處理溫度宜為120～160℃，處理時(shí)間不應(yīng)小于20 min。

2.2.2 干熱處理

干熱處理主要是對餐廚垃圾進(jìn)行干燥脫水、加熱滅菌，由于干熱處理為間接加熱，物料溫度的上升需要一定時(shí)間，干熱設(shè)備在設(shè)計(jì)和運(yùn)行中應(yīng)滿足物料的溫度和停留時(shí)間。根據(jù)CJJ184—2012，干熱處理溫度宜為95～120℃，處理時(shí)間不應(yīng)小于25 min。

2.2.3 生物干化

生物干化預(yù)處理技術(shù)是采取過程控制手段，利用微生物高溫好氧發(fā)酵過程中有機(jī)物降解所產(chǎn)生的熱能，配合強(qiáng)制通風(fēng)促進(jìn)水分的蒸發(fā)去除，從而實(shí)現(xiàn)垃圾快速干化的預(yù)處理工藝。其特點(diǎn)在于無需外加熱源，干化所需能量來源于微生物的好氧發(fā)酵活動，屬于物料本身的生物能［6］。國外研究成果表明，在7～15 d的生物干化后，水和CO2（有機(jī)物降解過程中產(chǎn)生的CO2）降低了25%～30%，導(dǎo)致垃圾的含水率小于20%，垃圾低位熱值升高30%～40%［7］。干化處理后的垃圾具有比較好的可分選性，經(jīng)分選后，有機(jī)廢物部分可被壓縮成垃圾衍生燃料（RDF）。

2.2.4 生物淋濾

生物淋濾是指利用特定微生物或其代謝產(chǎn)物的氧化、還原、絡(luò)合、吸附或溶解作用，將固相中某些難溶性或不溶性物質(zhì)（如重金屬）分離浸提的一種技術(shù)。生物淋濾技術(shù)原來主要應(yīng)用于難浸提礦石或貧礦中金屬的溶出與回收，如20世紀(jì)50年代美國就開始利用生物淋濾法浸出銅礦［8］。20世紀(jì)80年代，環(huán)境技術(shù)專家將生物淋濾技術(shù)的研究和應(yīng)用擴(kuò)展到環(huán)境污染治理領(lǐng)域，例如，污水污泥中重金屬去除，重金屬污染土壤、河流底泥的生物修復(fù)等。

近年來，生物淋濾技術(shù)也被引入到餐廚垃圾處理領(lǐng)域，主要是把固體垃圾中的有機(jī)物經(jīng)水解酸化轉(zhuǎn)化入液相中，再對液相進(jìn)行厭氧消化處理。液相的厭氧反應(yīng)相對于固相厭氧反應(yīng)具有技術(shù)成熟穩(wěn)定、停留時(shí)間短、效率高、占地面積小等優(yōu)勢。

3 結(jié)束語

預(yù)分選主要以物理分離為主，分選的物料只有在形狀、大小、質(zhì)量等方面的改變，沒有組分、成分等方面的改變，其作用重點(diǎn)在于將后續(xù)處理工序需要處理的物料有效分離出來，并將此物料的大小粒徑等進(jìn)行預(yù)處理，從而達(dá)到后續(xù)運(yùn)輸和處理的要求。在進(jìn)行預(yù)分選的基礎(chǔ)上，可采用濕熱處理、干熱處理等生化預(yù)處理技術(shù)，將無機(jī)質(zhì)和有機(jī)質(zhì)進(jìn)行有效分離，以利于后續(xù)生物技術(shù)處理。

［1］ 中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.餐廚垃圾處理技術(shù)規(guī)范：CJJ 184—2012［S］.2013.

［2］ 陳美珠，陳偉鋒.廣州市餐飲垃圾處理技術(shù)研究與探索［J］.廣東科技，2013（6）：134-137.

［3］ 汪群慧，馬鴻志，王旭明，等.廚余垃圾的資源化技術(shù)［J］.現(xiàn)代化工，2004，24（7）：56-59.

［4］ 高艷玲.固體廢物處理處置與工程實(shí)例［M］.北京：中國建材工業(yè)出版社，2004:31.

［5］ 李兵.生活垃圾深度分選及設(shè)備優(yōu)化組合技術(shù)研究［D］.上海：同濟(jì)大學(xué)，2006.

［6］ 吳文偉，馬婧一，李榮平.垃圾處理前沿技術(shù)的比較分析［J］.城市管理與科技，2010（1）：18-21.

［7］ 荀方飛，葛亞軍，馬婧一.生活垃圾生物好氧預(yù)處理技術(shù)研究［J］.工業(yè)安全與環(huán)保，2013，39（6）：63-66.

［8］ 周順桂，周立祥，黃煥忠.生物淋濾技術(shù)在去除污泥中重金屬的應(yīng)用［J］.生態(tài)學(xué)報(bào)，2002，22（1）：125-133.