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        餐廚垃圾處理技術(shù)研究進(jìn)展*

        2015-03-22 21:40:26竇法楷汪慧蓮覃亞宏
        環(huán)境衛(wèi)生工程 2015年5期
        關(guān)鍵詞:餐廚消化垃圾

        梅 冰,竇法楷,汪慧蓮,陸 翔,覃亞宏,謝 影

        (1.云南農(nóng)業(yè)大學(xué)節(jié)能減排檢測工程中心,云南 昆明 650000;2.重慶大學(xué),重慶 400045)

        1 餐廚垃圾定義及特點(diǎn)

        餐廚垃圾是人們?nèi)粘I罨蚴称芳庸み^程中所產(chǎn)生的廚余垃圾和廢棄食用油脂。其中,廚余垃圾是指食品加工廢料和食物殘余;廢棄食用油脂是指不可再食用的動植物油脂等各類油、水、固混合物[1]。餐廚垃圾主要來源于飲食服務(wù)、食品加工、單位供餐等活動,主要成分為米飯、肉類、蔬菜、骨頭以及不可再食用的動植物油脂等。

        餐廚垃圾的組成、性質(zhì)和產(chǎn)生量因地區(qū)差異、社會經(jīng)濟(jì)條件、飲食結(jié)構(gòu)、居民生活習(xí)慣、季節(jié)變化的不同而有所差別,但總體具備如下特征[2-3]:①高含水率,對垃圾的收集、運(yùn)輸和處理均帶來難度,且垃圾滲瀝液會污染地表水和地下水;②感官性狀上油膩、濕淋淋、影響居民的視覺、嗅覺等舒適感,對周圍居民及生態(tài)環(huán)境造成不良影響;③有機(jī)物含量高,其中廚余垃圾的碳水化合物含量高,泔腳則以淀粉、蛋白質(zhì)、脂肪等為主要成分;④具有易腐性,溫度較高的條件下能夠迅速腐爛發(fā)臭并引發(fā)二次污染,易孳生蚊蠅、細(xì)菌,是潛在的污染源;⑤重金屬等有毒有害物質(zhì)含量少,但存有病毒、致病菌和病原微生物,可能成為人畜共患疾病潛在的傳播途徑;⑥油脂、鹽分含量高,還含有鈉、氮、磷、鉀、鈣以及各種微量元素,營養(yǎng)元素豐富,重新利用價值高。

        2 餐廚垃圾處理技術(shù)現(xiàn)狀及存在的問題

        2.1 破碎處理

        破碎處理是指餐廚垃圾在產(chǎn)生點(diǎn)就地破碎處理后,排入城市污水管網(wǎng)至污水處理廠集中處理[4]。該技術(shù)具有技術(shù)簡單、價格低廉等優(yōu)勢,然而在我國推廣應(yīng)用受到一定限制,其主要原因是:①該技術(shù)僅適用于處理少量分散的餐廚垃圾,不適用于餐廚垃圾的規(guī)模化處理;②該技術(shù)會增大城市污水處理廠的處理負(fù)荷,而我國污水廠管網(wǎng)建設(shè)尚處于發(fā)展完善階段,污水收集率仍有待提高,因而,限制了該技術(shù)的應(yīng)用;③將餐廚垃圾排入下水道,會造成巨大的資源浪費(fèi)。

        2.2 飼料化處理

        我國對飼料的需求量較大,用餐廚垃圾制作飼料是一種頗具潛力的餐廚垃圾處理方法。用餐廚垃圾作原料供應(yīng)量大、營養(yǎng)齊全、價格低廉、利潤大、有較強(qiáng)的市場競爭力。但是隨著全球范圍內(nèi)口蹄疫、SARS、瘋牛病、禽流感等人畜共患疾病的蔓延,大部分發(fā)達(dá)國家已經(jīng)出臺更加嚴(yán)厲的法規(guī)措施,禁止將餐廚垃圾作為動物飼料。

        2.3 餐廚垃圾焚燒處理

        餐廚垃圾有機(jī)物含量極其豐富,可作為焚燒發(fā)電的燃料。但是由于其含水率極高,會導(dǎo)致焚燒爐內(nèi)燃燒不充分、不均勻。且煙氣中存在很多未燃盡物質(zhì),在300~500℃遇到適量的金屬便會重新生成二惡英,可見將餐廚垃圾直接焚燒處理,會存在產(chǎn)生二惡英的潛在風(fēng)險。

        2.4 衛(wèi)生填埋

        餐廚垃圾衛(wèi)生填埋處理不僅浪費(fèi)大量可回收資源,也存在許多安全隱患。因此,世界各國尤其是發(fā)達(dá)國家,正在逐漸降低和禁止餐廚垃圾進(jìn)入填埋場的比例。1999年,歐盟批準(zhǔn)的新填埋標(biāo)準(zhǔn)要求其成員國在未來5 a內(nèi)將進(jìn)入到填埋場的可生物降解垃圾量降低到1995年的75%,而且最終進(jìn)入填埋場的垃圾的有機(jī)物含量控制在5%以內(nèi)[5]??梢?,隨著餐廚垃圾處理技術(shù)的進(jìn)步,餐廚垃圾衛(wèi)生填埋技術(shù)處理將逐步退出歷史舞臺。

        2.5 好氧堆肥

        堆肥化處理是指依靠自然界的放線菌、細(xì)菌、真菌等微生物,促進(jìn)可生物降解的有機(jī)物向穩(wěn)定的腐殖質(zhì)生化轉(zhuǎn)化的生物化學(xué)過程[6],通常將堆肥化產(chǎn)品用作肥料以滿足農(nóng)林業(yè)方面的需要。呂凡等[7]研究了餐廚垃圾在好氧生物堆肥工藝下的條件優(yōu)化,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,高溫條件下(55~65℃)可以達(dá)到最大減量率,得到了高溫運(yùn)行的最佳參數(shù),工藝最大處理負(fù)荷為0.10 kg/(kg·d)。楊延梅等[8]研究了廚余垃圾和泔腳對堆肥化處理的影響,結(jié)果表明在相同控制條件下,泔腳堆肥系統(tǒng)初始水溶性高,高溫持續(xù)時間長,氮素?fù)p失低,CO2釋放率高,堆肥pH較低,但所需時間偏長;餐廚垃圾含水率高、黏度大、分散性差而不利于好氧通風(fēng),因此需要加入大量的蓬松調(diào)理劑。而且餐廚垃圾中油脂和鹽分不利于微生物的生長,影響好氧堆肥產(chǎn)品的質(zhì)量。此外,餐廚垃圾含較多蛋白質(zhì)容易產(chǎn)生惡臭,由此產(chǎn)生的臭氣處理費(fèi)用較高。因此,采用好氧堆肥技術(shù)將餐廚垃圾制成有機(jī)肥還需要進(jìn)一步的改進(jìn)和完善。

        2.6 厭氧消化制取沼氣及高質(zhì)量有機(jī)肥

        利用厭氧消化處理餐廚垃圾有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn):①當(dāng)有機(jī)物C/N為20~30時,最適合進(jìn)行厭氧消化,而餐廚垃圾C/N為10~25,因此,餐廚垃圾非常適合厭氧消化;②厭氧消化系統(tǒng)一般可以處理含固率為10%~25%的有機(jī)廢物,而餐廚垃圾含固率為15%~20%,因此,消化前不需加水或脫水,前處理得到了簡化,節(jié)約能耗;③在厭氧消化過程中,無須供氧,且能產(chǎn)生大量沼氣以及可制成高質(zhì)量有機(jī)肥沼渣;④厭氧消化周期短、占地少;⑤厭氧消化采用密封系統(tǒng),對環(huán)境造成的二次污染相對較小。因此,在當(dāng)前及今后一段時間內(nèi),餐廚垃圾厭氧消化處理技術(shù)是主要的發(fā)展趨勢。但不管從技術(shù)還是管理層面分析,該技術(shù)在我國還處于起步階段,亟待進(jìn)一步的深入研究。

        2.7 其他餐廚垃圾資源化處理技術(shù)

        利用餐廚垃圾生物發(fā)酵制氫,能耗低,反應(yīng)條件溫和,受到廣泛的關(guān)注。餐廚垃圾乳酸發(fā)酵制成的生物降解塑料可望成為通用塑料的替代品。利用蚯蚓分泌多種酶來分解有機(jī)物并轉(zhuǎn)化為自身或其他生物可以利用的營養(yǎng)物質(zhì)的特點(diǎn)可處理餐廚垃圾,但目前國內(nèi)尚未有成熟的蚯蚓處理技術(shù)應(yīng)用于工程實(shí)際。

        3 結(jié)束語

        綜上所述,在能源、環(huán)境問題日益突出的背景下,開發(fā)餐廚垃圾高效厭氧消化技術(shù)是減少環(huán)境污染、回收其清潔能源的最佳技術(shù)途徑;也是促進(jìn)我國發(fā)展低碳循環(huán)經(jīng)濟(jì),建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會,實(shí)施節(jié)能減排戰(zhàn)略的迫切需要。

        [1] 任連海,田媛.城市典型固體廢棄物資源化工程[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2009.

        [2] 曾憲興,宮本水,王富生.高壓蒸汽滅菌工藝處理餐廚垃圾[J].環(huán)境衛(wèi)生工程,2007,15(1):55-56.

        [3] 李玉春,潘琦,王艷,等.北京市生活垃圾厭氧消化技術(shù)應(yīng)用潛力分析[J].環(huán)境衛(wèi)生工程,2010,18(1):37-39.

        [4] 錢小青,童桂鳳,何成達(dá),等.泔腳廢物資源化處置技術(shù)現(xiàn)狀及研究進(jìn)展[J].環(huán)境衛(wèi)生工程,2005,13(6):12-15.

        [5] 蔣建國,吳時要,隋繼超,等.易腐有機(jī)垃圾單級高固體厭氧消化試驗(yàn)研究[J].環(huán)境科學(xué),2008,29(4):1104-1108.

        [6] 聶永豐.三廢處理工程技術(shù)手冊:固體廢物卷[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2000.

        [7] 呂凡,何品晶,邵立明,等.易腐性有機(jī)垃圾的產(chǎn)生與處理技術(shù)途徑比較[J].環(huán)境污染治理技術(shù)與設(shè)備,2003,4(8):46-50.

        [8] 楊延梅,席北斗,劉鴻亮,等.餐廚垃圾堆肥理化特性變化規(guī)律研究[J].環(huán)境科學(xué)研究,2007,20(2):72-77.

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