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        餐廚垃圾研究現(xiàn)狀及分析

        2017-07-24 14:06:37郭倩倩郭晴晴鄭玉國貴州省興義民族師范學(xué)院
        食品安全導(dǎo)刊 2017年18期
        關(guān)鍵詞:餐廚垃圾處理資源化

        □ 郭倩倩 郭晴晴 鄭玉國 盧 彪 貴州省興義民族師范學(xué)院

        餐廚垃圾研究現(xiàn)狀及分析

        □ 郭倩倩 郭晴晴 鄭玉國 盧 彪 貴州省興義民族師范學(xué)院

        餐廚垃圾填埋、焚燒、飼料化、厭氧消化、堆肥及綜合處理等方式的基礎(chǔ)上,對幾種主要的資源化處理方式的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行分析。并指出了我國餐廚垃圾資源化處理的主要問題,為餐廚垃圾的資源化進(jìn)程指明了方向。

        餐廚垃圾主要是指食物在制作過程中產(chǎn)生的廚余以及食用以后產(chǎn)生的泔水。作為一種富含有機(jī)物的廢棄物,餐廚垃圾長期以來都是直接用于禽畜的飼養(yǎng)或與其他生活垃圾一起用于填埋或焚燒處理。

        隨著經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展和人們生活水平的日益提高,餐廚垃圾的產(chǎn)出量也隨之逐年增加。有數(shù)據(jù)顯示,2014年我國餐廚垃圾產(chǎn)量就已經(jīng)達(dá)到了9 000萬t,產(chǎn)出量還在逐年增加,如此巨大的數(shù)量引起了人們的重視。同時(shí)餐廚垃圾內(nèi)含的豐富的有機(jī)物也逐漸被人們認(rèn)識到,并加以利用。

        但由于受到生產(chǎn)力水平的限制,各地對餐廚垃圾資源化利用的認(rèn)識程度不同,再加上不同地區(qū)餐廚垃圾的組成成分存在巨大的差異,最終導(dǎo)致了多種餐廚垃圾處理方式的產(chǎn)生。

        餐廚垃圾處理方式概述

        現(xiàn)如今,隨著餐廚垃圾被重視的程度逐漸提高,餐廚垃圾的處理方式也變得多種多樣,但每種處理方式都有其存在的優(yōu)勢,也在不斷的應(yīng)用中凸顯出其不足之處。

        衛(wèi)生填埋

        衛(wèi)生填埋主要是在填埋場通過深土填埋的方式處理生活垃圾。衛(wèi)生填埋在自然堆放的基礎(chǔ)上采取了較為嚴(yán)格的污染控制措施,使填埋處理的污染及危害降低到了最低限度。由于該方式投資小,操作簡單易行,適用范圍廣,一直被很多地方用作生活垃圾的主要處理方式。

        焚燒處理

        焚燒處理是將待處理垃圾放在封閉焚燒爐中,在1 200 ℃高溫下將垃圾中的有機(jī)物氧化分解,達(dá)到減量重80%左右、減容90%以上的目的。焚燒處理占地少、處理周期短、無害化程度高和資源化效果好,是我國大中城市生活垃圾處理的發(fā)展趨勢。

        飼料化處理

        餐廚垃圾中多包含淀粉類食物殘余、蔬菜、動(dòng)植物油和肉骨等營養(yǎng)豐富的物質(zhì),是良好的動(dòng)物飼料,將其飼料化有相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢?,F(xiàn)如今的飼料化處理方式有兩種:直接烘干制作干飼料、發(fā)酵生產(chǎn)蛋白飼料。

        目前,美國約有33個(gè)州允許利用加工后的餐飲垃圾喂豬,以美國明尼蘇達(dá)州為例,每年約有25萬噸的廢棄食物用作喂養(yǎng)動(dòng)物以及加工成飼料,而且數(shù)量逐年增加,這說明美國人們已經(jīng)認(rèn)識到餐飲垃圾是一種廉價(jià)的飼料資源。

        厭氧消化處理

        厭氧消化是指有機(jī)物在厭氧條件下通過微生物進(jìn)行自然降解的過程。在這個(gè)過程中,微生物分解餐廚垃圾中的有機(jī)物,最后產(chǎn)生甲烷和二氧化碳。

        厭氧產(chǎn)甲烷技術(shù)是近代有機(jī)固體廢棄物資源化的主流技術(shù),具有成本低廉,產(chǎn)品資源化效率高,易于實(shí)現(xiàn)工程應(yīng)用等特點(diǎn)。

        目前固體廢物的厭氧消化在歐洲應(yīng)用較為普遍。根據(jù)De BL的資料顯示,歐洲在1990-2000年10年間固體垃圾的總厭氧處理量增長了近750%。2001年英國利用厭氧消化處理城市垃圾及廢物生產(chǎn)甲烷的自動(dòng)化工廠處理能力即已達(dá)到180×104t/a。丹麥、俄羅斯等國有機(jī)廢棄物的厭氧發(fā)酵已工廠化生產(chǎn)。由于受到技術(shù)制約,我國餐廚垃圾的厭氧消化處理則主要是沼氣發(fā)酵技術(shù)。

        堆肥發(fā)酵法處理

        堆肥發(fā)酵按照降解生物不同可分為蚯蚓堆肥、微生物堆肥兩種。

        1.蚯蚓堆肥

        根據(jù)蚯蚓可利用自身的酶系統(tǒng)分解轉(zhuǎn)化餐廚垃圾等有機(jī)廢棄物,生成易于利用的營養(yǎng)物質(zhì)的功能,在垃圾發(fā)酵處理基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一項(xiàng)生物處理技術(shù)。

        2.微生物高溫堆肥

        將垃圾堆積在地面或某種發(fā)酵裝置中,根據(jù)情況加入適量蓬松劑,利用微生物將垃圾中易降解有機(jī)物逐步降解,最終形成穩(wěn)定的腐殖質(zhì)。堆肥根據(jù)堆體對氧氣的需求量,可分為厭氧堆肥和好氧堆肥兩種。目前主流的堆肥技術(shù)為好氧堆肥。

        餐廚垃圾堆肥處理方法簡單,能實(shí)現(xiàn)40%以上的減量,同時(shí)還能將餐廚垃圾中豐富的氮、磷和鉀營養(yǎng)元素回用于農(nóng)業(yè),實(shí)現(xiàn)餐廚垃圾的資源化。

        綜合處理

        餐廚垃圾的綜合利處理多是指采用多種資源化處理方式共同處理餐廚垃圾,使餐廚垃圾實(shí)現(xiàn)其最大減量化,使其中的資源得到充分利用。

        2008年楊鎖林自行研制出了一套可將生產(chǎn)沼氣與生產(chǎn)蛋白飼料相結(jié)合,處理生成顆粒狀高蛋白滅菌飼料的餐廚垃圾綜合處理系統(tǒng)。有益資源達(dá)到垃圾總量的20%。2011年,太原市市容環(huán)衛(wèi)局的餐廚垃圾處理項(xiàng)目先采用高溫、高壓對餐廚垃圾進(jìn)行滅菌處理;后進(jìn)行固液分離,固體部分直接粉碎制作飼料,液體部分提取的油脂制作工業(yè)原料,廢水經(jīng)處理后排放,實(shí)現(xiàn)了餐廚垃圾的減量化及資源化利用。除此之外,如今多地區(qū)進(jìn)行餐廚垃圾處理都是采用了綜合處理方式對餐廚垃圾進(jìn)行全面的資源化處理。

        其他資源化處理方式

        除以上的處理方式之外,餐廚垃圾由于其含有的大量油脂類物質(zhì),可進(jìn)行酯交換制成脂肪酸甲酯等低碳酯類物質(zhì),即生物柴油。

        1999年日本學(xué)者Shirai提出了利用廚房垃圾發(fā)酵乳酸,進(jìn)而合成聚乳酸生物降解塑料的技術(shù)。近年來隨著可降解塑料的研究成為熱點(diǎn),餐廚垃圾發(fā)酵生產(chǎn)乳酸也成為了餐廚垃圾資源化研究的熱點(diǎn)方向之一。

        厭氧發(fā)酵制氫是指產(chǎn)氫發(fā)酵細(xì)菌對有機(jī)物進(jìn)行脫氫,平衡氧化還原過程中的剩余電子,保證生理代謝過程順利進(jìn)行的發(fā)酵過程。餐廚垃圾厭氧發(fā)酵產(chǎn)氫工藝無論從環(huán)境保護(hù)角度,還是從清潔能源開發(fā)的角度來看,都屬于一種比較徹底的解決餐廚垃圾環(huán)境污染問題的新技術(shù)。

        表1 餐廚垃圾不同處理方式的對比表

        餐廚垃圾處理方式分析

        2.1 餐廚垃圾不同處理方式的對比

        目前主要的餐廚垃圾處理方式的優(yōu)缺點(diǎn)對比匯總,見表1。

        由表1可知,雖然餐廚垃圾的處理方式眾多,但每種方式都有其優(yōu)缺點(diǎn)。優(yōu)點(diǎn)成就了該處理方式存在的必然,而不斷暴露出來的缺點(diǎn)則推動(dòng)了處理方式的改革和其他資源化處理方式的誕生。

        餐廚垃圾資源化利用存在的主要問題

        1.原材料收集難

        資源化產(chǎn)業(yè)能否順利開展,關(guān)鍵是要有充足的原材料。雖然我國每年有上千萬噸的餐廚垃圾產(chǎn)生,數(shù)量巨大,但分布較為分散,導(dǎo)致其回收和運(yùn)輸成為了制約資源化發(fā)展的關(guān)鍵。在收集這一點(diǎn)上國外很多國家在餐廚垃圾的收集上做的相對較好。例如日本和英國都有專門回收地溝油的公司;而美國邁阿密州、意大利等則是在住宅區(qū)或公共場所設(shè)立了專門回收廢油的容器。

        我國2007年實(shí)施的《城市生活垃圾管理辦法》規(guī)定:市政固體廢物收集運(yùn)輸公司負(fù)責(zé)將賓館、飯店和機(jī)關(guān)等單位收集的食物垃圾運(yùn)到規(guī)定處理場所處置。2010年5月印發(fā)的《關(guān)于組織開展城市餐廚廢棄物資源化利用和無害化處理試點(diǎn)工作的通知》,要求部分城市試點(diǎn)集中處理餐廚垃圾,避免將餐廚廢棄物直接作為飼料進(jìn)入食物鏈。但是迄今為止,除北京、上海和蘭州等個(gè)別城市實(shí)施情況較好之外,多數(shù)中小城市病沒有進(jìn)行垃圾分類。產(chǎn)生的餐廚垃圾一部分被混入生活垃圾進(jìn)行填埋或焚燒處理;其余部分則被周圍的養(yǎng)殖戶收走直接作為飼料飼喂牲畜或者提煉地溝油。餐廚垃圾合理資源化利用之路任重而道遠(yuǎn)。

        2.技術(shù)難關(guān)

        在技術(shù)上,除了表1中所列出的各種處理方式所存在的技術(shù)問題之外,如何將收集到的原材料順利運(yùn)抵工廠貯存或生產(chǎn)也是亟需解決的問題之一。

        中小城市的餐廚垃圾多由私人收運(yùn),專業(yè)的處理和收運(yùn)單位不能發(fā)揮科學(xué)處理的作用;餐廚垃圾產(chǎn)生點(diǎn)較為分散,運(yùn)輸距離長、工作量大,且餐廚垃圾中含有的大量水分、油脂極易溢出,易對環(huán)境造成污染。因此如何實(shí)現(xiàn)分散原材料的快速收集,如何存貯才能避免對環(huán)境造成二次污染,也是餐廚垃圾資源化處理過程中的一個(gè)亟需解決的關(guān)鍵問題。

        結(jié)語

        餐廚垃圾的資源化利用越來越受到人們的重視,眾多資源化的利用技術(shù)例如:堆肥、厭氧消化等技術(shù)雖然有各自的優(yōu)缺點(diǎn),但作為研究熱點(diǎn),其中存在的不足之處受到眾多學(xué)者的關(guān)注,正在逐漸被解決,工藝技術(shù)日益成熟。餐廚垃圾的資源化利用前景一片光明。

        但由于我國大多數(shù)城市的垃圾分類仍不明確,餐廚垃圾管理混亂等問題的存在,導(dǎo)致我國餐廚垃圾整體資源化利用程度偏低,因此若想實(shí)現(xiàn)資源化利用程度的大幅度提高,還需要政府部門的大力支持。

        貴州省2016年本科教學(xué)工程項(xiàng)目《以培養(yǎng)創(chuàng)新和研究能力為目標(biāo)的植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)課程改革》;2016年貴州省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目(編號:201610666004)。

        郭倩倩(1985—),女,山東萊蕪人,碩士研究生,實(shí)驗(yàn)師。研究方向:有機(jī)廢棄物資源化及發(fā)酵食品研究。

        盧彪。

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