操乾 操家順 趙嘉楠 張怡蕾 張春雷 許喆

摘要：指出了食物垃圾在城市生活垃圾中占比達(dá)30%～60%，其在收集、中轉(zhuǎn)、運(yùn)輸和處理處置時(shí)會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生不利影響。食物垃圾處理器（FWDs）的應(yīng)用可以有效減少生活垃圾的產(chǎn)生量，促進(jìn)垃圾分類，同時(shí)提升污水處理廠的碳源水平。綜述了FWDs的性能及其應(yīng)用現(xiàn)狀，綜合評(píng)估了其使用產(chǎn)生的環(huán)境影響。

關(guān)鍵詞：垃圾處理器;食物垃圾;污水處理;碳源;環(huán)境影響

中圖分類號(hào)：X33

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1674-9944（2018）6-0081-06

1引言

隨著城鎮(zhèn)化的加速與居民生活質(zhì)量的不斷提升，城鎮(zhèn)生活垃圾的產(chǎn)生量也越來(lái)越大。2015年，中國(guó)生活垃圾清運(yùn)量達(dá)到了19141.9萬(wàn)t，已成為世界上最大的垃圾產(chǎn)出國(guó)，目前仍保持著8% -10%的年增長(zhǎng)率，全國(guó)2/3以上的城市深陷“垃圾圍城”困境。

填埋仍然是全球范圍內(nèi)最方便且經(jīng)濟(jì)的垃圾處理方法。但城市生活垃圾在進(jìn)行填埋處理時(shí)會(huì)產(chǎn)生惡臭和滲濾液，并對(duì)大氣環(huán)境及地下水、地表水環(huán)境產(chǎn)生不利影響。

在中國(guó)，大部分城市并未真正實(shí)現(xiàn)垃圾分類收集，雖然在公共場(chǎng)所及小區(qū)等區(qū)域設(shè)置了分類收集箱，并在媒體及公眾可見(jiàn)區(qū)域進(jìn)行長(zhǎng)期、持續(xù)的宣傳，但源頭分類效果甚微，即使在源頭進(jìn)行了分類，后續(xù)也未能實(shí)現(xiàn)分類處置。據(jù)調(diào)查，上海普通居民家庭產(chǎn)生的餐廚垃圾大部分都混入了生活垃圾中，占比為50%-70%，與其它無(wú)機(jī)垃圾一起作填埋或焚燒處置。從而導(dǎo)致上海生活垃圾含水率較高，達(dá)到了80% -90%，且低位熱值較低，不符合垃圾焚燒及填埋的要求。因此，如何將食物垃圾從城市生活垃圾中分離出來(lái)成為了一個(gè)亟待解決的難題。

為了減少垃圾填埋量，提高城市生活垃圾處理率，世界各國(guó)不斷出臺(tái)環(huán)保政策，并提出新的垃圾處理處置辦法。包括資源回收，使用食物垃圾處理器，集中焚燒，家庭或集中堆肥，或與污水處理廠的污泥一起進(jìn)行厭氧消化等。

國(guó)際固體廢物協(xié)會(huì)2015年的報(bào)告指出，全球城市生活垃圾產(chǎn)生量約為20億t，其中近13億t為食物垃圾，約占65%。食物垃圾主要由廚余垃圾（包括家庭、員工食堂、飯店等）及食物加工過(guò)程中產(chǎn)生的垃圾、過(guò)期食品等組成。食物垃圾的產(chǎn)生量與不同地區(qū)、營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)、居民生活方式和社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件等諸多因素有關(guān)。食物垃圾成分復(fù)雜，包括固形物、有機(jī)物、油脂、鹽分等。如能將其從生活垃圾中有效分離，則可大大簡(jiǎn)化垃圾處理流程.減少垃圾的處置量.且有利于源頭其余垃圾的分類資源化利用，同時(shí)減少垃圾中轉(zhuǎn)、填埋產(chǎn)生的滲濾液、填埋氣體的處理費(fèi)用等。此外，還可以有效避免因垃圾中轉(zhuǎn)站、填埋場(chǎng)、焚燒場(chǎng)等設(shè)置的“鄰避效應(yīng)”，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益、社會(huì)效益的有機(jī)統(tǒng)一。

早在1927年，美國(guó)就發(fā)明了食物垃圾處理器，它是一種安裝在水池臺(tái)盆下，可以將食物垃圾磨碎后沖進(jìn)下水管道，進(jìn)入污水處理廠的廚房設(shè)備。在磨碎食物垃圾的過(guò)程中，少量的自來(lái)水可以讓研磨過(guò)程更有效率且均勻，同時(shí)也可降低固形物在排水管道的滯留，實(shí)現(xiàn)固形物的輸送。應(yīng)用實(shí)踐表明，食物垃圾處理器是一種實(shí)用且有效的廚余垃圾處理辦法。食物垃圾處理器的應(yīng)用，可大大減少源頭濕垃圾的產(chǎn)生量，有利于實(shí)現(xiàn)家庭垃圾的分類與資源利用。家庭濕垃圾的減少也可以為減少小區(qū)“四害”、提升人居環(huán)境質(zhì)量創(chuàng)造條件。同時(shí)，磨碎后的食物垃圾進(jìn)入城鎮(zhèn)污水處理系統(tǒng)可增加污水處理廠的進(jìn)水濃度，為污水處理廠生物脫氮除磷提供良好的碳源條件。

但是，食物垃圾處理器的使用會(huì)增加家庭的用水量、耗電量及噪聲，同時(shí)一定程度上也會(huì)改變生活污水理化特性，增加排水系統(tǒng)的負(fù)荷。

本文旨在通過(guò)調(diào)研分析世界上不同國(guó)家食物垃圾處理器的使用狀況、城市生活垃圾和食物垃圾產(chǎn)生量的變化情況，綜合評(píng)估食物垃圾處理器對(duì)城市生活垃圾的分類及對(duì)污水處理系統(tǒng)和環(huán)境造成的潛在影響。

2食物垃圾的產(chǎn)生

城市生活垃圾和食物垃圾的產(chǎn)生量與地域、居民生活方式、烹飪風(fēng)格和社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件等因素有關(guān)。但城市生活垃圾和食物垃圾產(chǎn)生量很大程度上取決于經(jīng)濟(jì)因素，城市生活垃圾和食物垃圾的產(chǎn)生量一定程度上可以作為一個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)狀況的指示指標(biāo)。

城市生活垃圾的產(chǎn)生量與居民的收入水平密切相關(guān)，如圖1。聯(lián)合國(guó)氣候變化專門委員會(huì)（IPCC）2006年出版的國(guó)家溫室氣體清單中，統(tǒng)計(jì)了各國(guó)城市生活垃圾和食物垃圾的產(chǎn)生量，從數(shù)據(jù)中可以得出：低收入、中低收入、中高收入和高收入經(jīng)濟(jì)體的城市生活垃圾產(chǎn)生量分別約為0.52、0.67、0.83和1.49 kg/（人·d），其中低收入國(guó)家與高收入國(guó)家的城市生活垃圾產(chǎn)生量相差很大，接近1 kg/（人·d）。食物垃圾的產(chǎn)生量基本與城市生活垃圾產(chǎn)生量的趨勢(shì)一致。低收入、中低收入、中高收入和高收入經(jīng)濟(jì)體的平均食物垃圾產(chǎn)生量分別約為0.26、0.31、0.34和0.43kg/（人·d），其中高收入國(guó)家和低收入國(guó)家食物垃圾產(chǎn)生量之差為0.17kg/（人·d），增加了40%。但是，食物垃圾的占比隨著各國(guó)人均國(guó)民總收入的升高而降低，這主要是由于低收入國(guó)家的城市生活垃圾產(chǎn)生量少，食物垃圾在垃圾總量中占到了相當(dāng)大的比例。

根據(jù)上海最近的一項(xiàng)研究，雖然食物垃圾占城市生活垃圾的比重在逐漸下降，且隨著生活水平、營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)的變化以及凈菜上市率的提高，生活垃圾中的食物垃圾所占比例不斷減少，但在未來(lái)十幾年內(nèi)，食物垃圾將仍然占主導(dǎo)地位（50%-60%）。同時(shí)，隨著城市生活垃圾產(chǎn)生量逐年增加，食物垃圾的產(chǎn)生總量仍然呈上升趨勢(shì)。

3食物垃圾處理器的應(yīng)用現(xiàn)狀

目前，食物垃圾處理器（FWD）主要分3種類型：一種是機(jī)械研磨型，即將餐廚垃圾粉碎后，直接排入下水道;一種以減量化為主，也稱消化型，采用加熱器使水分蒸發(fā)，減小垃圾體積;另一類是生化處理型，近幾年在國(guó)外蓬勃興起.是先利用細(xì)菌將有機(jī)物分解之后，再將剩下的殘?jiān)鳛榉柿鲜褂谩?/p>

所謂機(jī)械研磨型其原理是通過(guò)高速運(yùn)轉(zhuǎn)的刀片將裝在內(nèi)膽里的各種食物垃圾切碎后再將攪拌物沖入下水道，這既解決了水道堵塞帶來(lái)的麻煩，又解決了因垃圾腐爛變質(zhì)而帶來(lái)的環(huán)境污染。

松下電子工業(yè)公司于1993年研制出MS-N40和MS- N31兩種廚房垃圾處理機(jī)，3--4h可以處理0.7kg垃圾，機(jī)器內(nèi)置臭氧除臭器，用以除去垃圾的多種氣味。而日本精工公司2000年5月成功地開(kāi)發(fā)出 使用磁控管的食物垃圾處理裝置。這種裝置最大的特點(diǎn)是能將食物垃圾的水分蒸發(fā)掉，經(jīng)干燥后磨碎。這種裝置由于采用微波處理，可同時(shí)殺滅垃圾中的細(xì)菌并防止產(chǎn)生有害氣體，體積如同復(fù)印機(jī)大小，可放置在室內(nèi)，底面有可隨意移動(dòng)，因此對(duì)市區(qū)飲食店和小型超市尤為適用，具有廣闊的市場(chǎng)。

早在1927年，美國(guó)開(kāi)始應(yīng)用食物垃圾處理器，從此以后在全世界范圍內(nèi)廣泛使用。在20世紀(jì)70年代初.由于食物垃圾處理器的使用會(huì)增加污水處理廠的處理量，并對(duì)排水系統(tǒng)產(chǎn)生影響，食物垃圾處理器在紐約被禁止使用。1997年，紐約環(huán)保部門在進(jìn)行了長(zhǎng)達(dá)21個(gè)月的調(diào)研后廢除了該禁令。

美國(guó)也是全世界使用食物垃圾處理器比例最高的國(guó)家，超過(guò)95%的美國(guó)城市允許使用食物垃圾處理器，50%的美國(guó)家庭安裝了食物垃圾處理器。加拿大的安裝率為10%，澳大利亞和新西蘭分別為12%和30 % 。雖然這些國(guó)家并未禁止使用食物垃圾處理器，但是市政當(dāng)局有權(quán)限制其的使用，限制與否則取決于當(dāng)?shù)氐奈鬯幚韽S是否有足夠的富余處理能力。

在歐洲，由成員國(guó)白行制定最適宜的無(wú)害廢物處理的相關(guān)法律法規(guī)。在這種情況下，歐盟各國(guó)有關(guān)食物垃圾處理器的立法和政策都有所不同，主要受到環(huán)保意識(shí)、污水處理廠的容量、污泥和沼氣的市場(chǎng)，對(duì)于科技發(fā)展的態(tài)度等因素的影響。

日本垃圾的處理器包括直接排放的處理器和帶處理箱的處理器。由當(dāng)?shù)卣刂苾煞N食物垃圾處理器的使用，限制直接排放型食物垃圾處理器的安裝。

4食物垃圾處理器的使用環(huán)境績(jī)效分析

目前，各國(guó)對(duì)食物垃圾處理器的性能及其應(yīng)用開(kāi)展了大量的基礎(chǔ)理論和應(yīng)用研究以確定食物垃圾處理器的性能和潛在影響，部分的研究由當(dāng)?shù)卣块T或食物垃圾處理器制造商委托相關(guān)機(jī)構(gòu)開(kāi)展，其余的則是獨(dú)立的。

食物垃圾處理器的使用所帶來(lái)的直接效果是減少垃圾填埋量。瑞士是最早研究食物垃圾處理器使用影響的國(guó)家之一。該研究的周期長(zhǎng)達(dá)兩年，涉及100間公寓和211人。盡管不是每家每戶都使用食物垃圾處理器，但填埋的食物垃圾減少了8%。研究顯示，在食物垃圾處理器安裝率為25%-75%的情況下，食物垃圾減少量為7%-43 %。以上海為例.當(dāng)食物垃圾處理器的普及率為1%、5%、10%、100%時(shí)，生活垃圾減少量分別為130、650、1300、13000t/d。同時(shí)，有效降低垃圾填埋所帶來(lái)的負(fù)面環(huán)境影響;減少能源使用;垃圾運(yùn)輸過(guò)程中產(chǎn)生的溫室氣體排放及減少與食物垃圾有關(guān)的疾病傳播媒介，如蚊蠅，老鼠，蟑螂等。

研究表明，使用食物垃圾處理器可以經(jīng)濟(jì)、方便、衛(wèi)生的將食物垃圾從源頭分離。另外，食物垃圾處理器的應(yīng)用對(duì)于垃圾收集復(fù)雜且成本高昂的地區(qū)，如小而分散的城鎮(zhèn)、山區(qū)來(lái)說(shuō)，意義尤為重大。

除了以上的優(yōu)勢(shì)之外，食物垃圾處理器的使用還會(huì)改變污水特性如增加生物脫氮除磷所需的碳源，污泥產(chǎn)量和處理過(guò)程中溫室氣體的排放量等。在下文中將對(duì)產(chǎn)生的具體影響進(jìn)行分析。

4.1食物垃圾處理器的使用對(duì)污水水質(zhì)的影響

大量研究表明，食物垃圾處理器的使用會(huì)使污水水質(zhì)濃度增加，如總懸浮固體（TSS），生化需氧量（BOD），化學(xué)需氧量（COD），總氮（TN），總磷（TP）等指標(biāo)。如表1所示。

由表1可見(jiàn)，食物垃圾處理器使用后，污水中TSS、BOD、COD、TN、TP的增量分別為7～91g/（人·d），6--77g/（人·d），18，-165 g/（人·d）、0.6～10g/（人·d）、0.1～3g/（人·d）。研究中的TSS、BOD、COD、TN、TP的具體增量百分?jǐn)?shù)分別為224-60%，7.5%-62%，15%-44%，1.4% -19%和1.2%-14%。從以上的水質(zhì)變化分析，BOD、COD的增量大于TN、TP的增量，因此，食物垃圾處理器的使用為中國(guó)大部分生物脫氮除磷碳源不足的南方城市污水處理廠帶來(lái)了“福音”。

盡管食物垃圾處理器的使用會(huì)使TSS、BOD、COD濃度的增加，會(huì)在一定程度上增加污水處理廠的負(fù)荷，但無(wú)需改變污水處理廠的污水處理工藝。盡管額外的曝氣會(huì)增加污水處理廠的運(yùn)行費(fèi)用，但污水中有機(jī)質(zhì)含量.即碳源的增加有利于提高對(duì)氮、磷的生物去除率，從而減少處理過(guò)程中碳源的投加，進(jìn)而提升污水處理廠的績(jī)效。

對(duì)于中國(guó)大多數(shù)污水處理廠來(lái)說(shuō)，由于污水處理廠的進(jìn)水中碳源低，增加的食物垃圾可以提高污水的C/N、C/P的比值，改善污水的營(yíng)養(yǎng)比例，更有利于污水的生物脫氮除磷。在上海進(jìn)行的研究顯示，上海市污水處理廠C/N、C/P分別僅為3.65、28.84，生物脫氮除磷需外加碳源。當(dāng)食品垃圾處理器普及率為0%、1%、5%、10%、100%時(shí)，進(jìn)水C/N分別為3.65，3.67，3.75，3.85，5.48; C/P分別為28.84 ，28.96 ，29.42 ，30.06 ，38.57。

操乾、趙嘉楠等在對(duì)南京使用食物垃圾處理器與不使用食物垃圾處理器的小區(qū)對(duì)照調(diào)研分析時(shí)發(fā)現(xiàn)，使用食物垃圾處理器的小區(qū)其碳源的增加量約為10～30%，可滿足污水生物脫氮除磷要求。

除了這些優(yōu)勢(shì)，一些研究表明，小范圍的使用食物垃圾處理器對(duì)于污水處理廠不會(huì)帶來(lái)太大的影響，但是長(zhǎng)期大量的使用食物垃圾處理器會(huì)增加成本和運(yùn)行費(fèi)用。例如，紐約的一項(xiàng)研究顯示.長(zhǎng)期，大規(guī)模的使用食物垃圾處理器所產(chǎn)生的額外負(fù)荷需要污水處理廠提供更大的容量和更有效的處理工藝，以去除額外的有機(jī)物和氮。同時(shí)，增加的污水流速需要用更多的泵和更大量的氯化消毒，會(huì)增加處理費(fèi)用。

4.2食物垃圾處理器的使用對(duì)污泥和生物氣產(chǎn)量的影響

食物垃圾處理器的使用增加了TSS、BOD/COD比例，有利于增加污水處理廠污泥中的有機(jī)質(zhì)含量，提高污泥厭氧發(fā)酵生物氣的產(chǎn)生量與產(chǎn)生速率。Galil和Yaacov研究了三種污水處理流程，包括僅生物處理T藝流程、一級(jí)沉淀加生物處理工藝、一級(jí)物化沉淀加生物處理工藝，發(fā)現(xiàn)：采用生物處理工藝時(shí)，產(chǎn)生的污泥量增加了24 --38g/（人·d）;在一級(jí)沉淀池的情況下，污泥產(chǎn)量增加50～80g/（人·d）;采用一級(jí)物化沉淀加生物處理工藝時(shí)，污泥產(chǎn)量增加50%-73%。

Bolzonella等也發(fā)現(xiàn)了在有一級(jí)沉淀池的污泥處理流程中，污泥和生物氣產(chǎn)量顯著增加。額外的污泥和生物氣產(chǎn)生率列在表2中。

如表2所示，污泥產(chǎn)量的增加在4%到70%之間變化，生物氣的產(chǎn)量則在22%到100%之間。

產(chǎn)生的CH4是一種新型能源，可以替代化石燃料產(chǎn)生的電能，從而抵消增加的需氧量和處理污泥時(shí)消耗的能源。但是，一些研究表明，增加的污泥產(chǎn)量需要額外的污泥消化、脫水、處置量，而增加運(yùn)行費(fèi)用。

對(duì)上海食物垃圾處理器使用污水處理效能的研究表明，食物垃圾處理器使用后提高了污水的C：N和C：P，進(jìn)而改善了污泥的營(yíng)養(yǎng)比例，更有利于污泥的厭氧消化過(guò)程.并且，對(duì)一級(jí)沉淀的生污泥進(jìn)行厭氧產(chǎn)沼處理可增加沼氣量，若這部分沼氣全部用來(lái)發(fā)電，則可新增發(fā)電量13613kW·h/d，折合電費(fèi)收益0.84萬(wàn)元/d。

除了前述的污泥量的變化，污泥泥質(zhì)也發(fā)生了改變，泥質(zhì)也決定了其對(duì)有機(jī)物和病原體的去除效率。Diggelman和Ham的研究表明，使用食物垃圾處理器之后，能夠獲得成分更加優(yōu)良的污泥，并將其作為土壤調(diào)理劑，進(jìn)而擴(kuò)大了污泥的處置應(yīng)用范圍。

4.3食物垃圾處理器的使用對(duì)溫室氣體排放的影響

很多研究都忽視了食物垃圾處理器的使用對(duì)溫室氣體排放帶來(lái)的影響。BOD、SS和TKN的增加必然會(huì)增加污水處理過(guò)程中排放的溫室氣體。同時(shí)，額外的能源消耗和污泥的運(yùn)輸、處理和處置過(guò)程都會(huì)增加溫室氣體的排放。

Evans指出，使用食物垃圾處理器的凈全球變暖潛勢(shì)要優(yōu)于固體廢物收集、集中堆肥、填埋的處理方式。 其中，使用食物垃圾處理器處理100 kg食物垃圾會(huì)排放出-16.8kg CO₂eq.，而集中堆肥或填埋處理l00 kg食物垃圾分別會(huì)產(chǎn)生-1.4 kg和+74.4 kgCO₂eq.。需要指出的是，這個(gè)研究中估算的凈全球變暖潛勢(shì)不僅包含了能量消耗過(guò)程中產(chǎn)生的溫室氣體，還有生物氣的能源回收、碳回收和肥料補(bǔ)償。在Wain berg等進(jìn)行的生命周期研究中，與家庭堆肥、集中堆肥和與市政垃圾一起處置等方法相比，使用食物垃圾處理器溫室氣體排放量?jī)H略高于家庭填埋（每100kg產(chǎn)生42.2kg CO₂eq.）。同樣，Diggelman和Ham的生命周期研究表明，與食物垃圾處理器與郊區(qū)現(xiàn)場(chǎng)處理系統(tǒng)的組合，城市生活垃圾收集后填埋、城市生活垃圾集中收集后堆肥和城市生活垃圾收集后焚燒供能相比.食物垃圾處理器與公有處理廠的組合排放的溫室氣體最少，為每100kg食物垃圾產(chǎn)生44kgCO₂eq.，環(huán)境效益顯著。

5食物垃圾處理器使用的其他影響分析

5.1食物垃圾處理器的使用對(duì)能源消耗的影響

使用食物垃圾處理器的耗電量取決于它的型號(hào)，種類，使用頻率和使用時(shí)長(zhǎng)。市面上，家用食物垃圾處理器的能耗在370--560W之間，而商用食物垃圾處理器的功率達(dá)到了750W。因?yàn)槭褂谜哂兄煌氖褂梅椒ê蜕盍?xí)慣，食物垃圾處理器的使用頻率和時(shí)長(zhǎng)難以確定。在Ketzenberger的研究中，平均每天使用食物垃圾處理器2.2次，每次使用時(shí)長(zhǎng)為11.5～16.8s。然而，其他的研究統(tǒng)計(jì)結(jié)果有：每日平均使用次數(shù)2～3次，使用時(shí)長(zhǎng)36-38s。在Evans的研究中：每個(gè)家庭平均每天使用2.4次，每次16s，每年增加2--3 kW的能耗。然而在Karlberg和Norm的研究中，每個(gè)家庭每年增加的耗電量達(dá)到3--4kW。李江華等人的研究顯示，食物垃圾處理器的耗電量為0.119kW·h/（人·d），折合電費(fèi)約為0.073元/（人·d）。在其他的研究中：對(duì)于368W的食物垃圾處理器，每日使用時(shí)長(zhǎng)在36s到75s之間時(shí).耗電量在3.9到7.7 W/（人·d）之間;每天使用用24s則為2W/（人·d）。另外，Lundie和Peters的研究表明，每千克的垃圾會(huì)消耗0.02 kW的能源。而Diggelman和Ham的生命周期研究表明，使用食物垃圾處理器100kg的垃圾產(chǎn)生的能耗最低。 盡管所有的研究都表明，食物垃圾處理器的能耗是可以忽略的，CECED的報(bào)告仍然認(rèn)為能耗是食物垃圾處理器使用的劣勢(shì)之一。

5.2食物垃圾處理器的使用對(duì)用水量的影響

使用FWD時(shí)需要打開(kāi)水龍頭，以便將粉碎后的固形物沖入下水管。表3為使用FWD可能產(chǎn)生的額外用水量及其在人均用水量中的占比。如表所示，不同的研究得出了不同的估算結(jié)果。用水量的增量從1～6.6L每人每天，占比則在0.3%到3.5%之間浮動(dòng)。

在所有研究中，F(xiàn)WD的使用所產(chǎn)生的額外用水量在總的人均用水量中的占比幾乎可以忽略。但對(duì)于缺水嚴(yán)重的地區(qū)，即使是微小的增量也會(huì)帶來(lái)較大的影響。盡管大部分的研究表明用水量的增量極小，但是由于用水量取決于不同家庭用水方式，每人每天產(chǎn)生的廚余垃圾量，以及FWD的使用頻率和使用時(shí)長(zhǎng)等因素，很難精確估算出食物垃圾處理器所產(chǎn)生的實(shí)際額外用水量。

研究表示，F(xiàn)WD的使用不僅會(huì)增加用水量，而且也會(huì)增加污水中污染物的負(fù)荷量嘲。但對(duì)于中國(guó)低碳高氮磷的市政污水而言，可以有效減少碳源的投加。

5.3食物垃圾處理器的使用對(duì)排水系統(tǒng)產(chǎn)生的影響

使用FWD后，粉碎的固形物進(jìn)入排水系統(tǒng)，在管道系統(tǒng)中可能會(huì)產(chǎn)生SS沉淀、油脂沉積，硫化氫等氣體，增加污染超負(fù)荷等不良影響。目前，有四項(xiàng)研究都在下水管道中安裝了攝像頭進(jìn)行長(zhǎng)期觀察，發(fā)現(xiàn)：在FWD使用前，使用時(shí)和使用后都沒(méi)有出現(xiàn)明顯的SS沉積。但是，還是有一些研究者認(rèn)為，下水管道中仍可能產(chǎn)生SS沉積。Bolzonella等在下水道中發(fā)現(xiàn)了不同的有機(jī)物碎片;根據(jù)顆粒物的大小和沉降速率，可以預(yù)測(cè)下水道中是否會(huì)產(chǎn)生沉積。

食物垃圾中的油脂會(huì)凝固并黏附在管壁上，從而導(dǎo)致下水管道的堵塞。然而，一些研究表明，并未發(fā)現(xiàn)由油脂引起的堵塞，這是因?yàn)槔鬯楹笥椭瑫?huì)附著在其它顆粒物表面，被冷水沖入下水道。李江華等人的研究在實(shí)驗(yàn)室中模擬了彎管試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)：使用FWD后，管道內(nèi)壁粘附的油垢、油脂會(huì)受到較大沖擊力下而剝落。因此，使用FWD不但不會(huì)對(duì)家庭排水系統(tǒng)造成堵塞，反而有利于彎管內(nèi)沉積物和油脂的去除。 但是，紐約的一項(xiàng)研究表明，大規(guī)模的使用FWD會(huì)加重油脂堵塞的風(fēng)險(xiǎn)，增加管道維護(hù)成本。

美國(guó)國(guó)家陶土管研究所發(fā)現(xiàn)，由于FWD使用使得食物垃圾進(jìn)入排水系統(tǒng)，會(huì)在一定程度上增加硫化氫的產(chǎn)生量，硫化氫酸性氣體會(huì)對(duì)陶土管、水泥和金屬表面產(chǎn)生一定的腐蝕作用，導(dǎo)致排水系統(tǒng)的損壞甚至管道泄漏，同時(shí)，也會(huì)增加惡臭氣體的產(chǎn)生量。

Wainberg等表示，在FWD應(yīng)用率不斷增加的情況下，增加的食物垃圾可能會(huì)增加排水管道中硫化氫的濃度。

此外，隨著城市化速度的加快，部分地區(qū)出現(xiàn)排水系統(tǒng)超負(fù)荷運(yùn)行，F(xiàn)WD的使用會(huì)帶來(lái)額外的負(fù)荷。因此，在排水系統(tǒng)老化并且容量有限的地區(qū)，為避免由于極端天氣引起的排水系統(tǒng)超負(fù)荷的溢流事件的發(fā)生，F(xiàn)WD的推廣應(yīng)慎重。

6結(jié)論

食物垃圾處理器既實(shí)用又相對(duì)便宜，能夠有效地將食物垃圾從城市生活垃圾垃圾中分離出來(lái)，在便利垃圾收集的同時(shí)也可以減少垃圾填埋量，減少垃圾運(yùn)輸過(guò)程中的能源消耗，降低溫室氣體排放量，還可以減少收集和處理垃圾時(shí)使用的分類垃圾桶，美化社區(qū)環(huán)境，是一種處理食物垃圾的便捷方法。但是，食物垃圾處理器也會(huì)帶來(lái)一些潛在的負(fù)面影響。需要考慮如用水量，對(duì)排水系統(tǒng)的潛在危害和由污水水質(zhì)變化引起的污水處理流程上的改變和增加的污泥產(chǎn)量等問(wèn)題。

到目前為止進(jìn)行的試驗(yàn)和理論研究表明：食物垃圾處理器的使用對(duì)于用水量，排水系統(tǒng)，污水處理廠并沒(méi)有很大的影響，但是它們同時(shí)也強(qiáng)調(diào)了長(zhǎng)期且大規(guī)模的使用食物垃圾處理器會(huì)改變上述參數(shù)，同時(shí)也會(huì)帶來(lái)經(jīng)濟(jì)上的影響。所以，在應(yīng)用食物垃圾處理器之前，必須充分考慮到該地區(qū)的具體情況，如水資源，排水系統(tǒng)的情況和污水處理廠采用的處理流程和與此相關(guān)的溫室氣體排放和其他環(huán)境影響。我們還需要更進(jìn)一步的研究以完善食物垃圾處理器，從而更好地控制這些潛在影響，使其成為可替代填埋的、可持續(xù)的垃圾處理方法。