洪劍文

（廈門百澎環(huán)保科技有限公司，福建 廈門 361000）

1 城市餐廚垃圾處理的重要性

餐廚垃圾在城市生活垃圾組成中占據(jù)較大比例，是最常見的垃圾種類，如果餐廚垃圾沒有得到科學地處理，會對城市環(huán)境以及人體健康產(chǎn)生很大負面影響。綜合來看，城市餐廚垃圾處理具有重要的作用，具體如下。

1.1 優(yōu)化環(huán)境質(zhì)量

如果餐廚垃圾直接傾倒，會導致城市環(huán)境受到很大破壞，油污、殘羹剩飯等變質(zhì)后會導致空氣出現(xiàn)惡臭等問題，且餐廚垃圾厭氧發(fā)酵后會產(chǎn)生可燃氣體，嚴重影響城市安全，餐廚垃圾堆放處易招引蠅蟲，引起二次污染。餐廚垃圾經(jīng)過一段時間的堆積后，還會產(chǎn)生有毒有害物質(zhì)。餐廚廢棄物集中規(guī)范化、專業(yè)的統(tǒng)一收集運輸處理，能夠有效提升城市環(huán)境質(zhì)量。

1.2 保障群眾身體健康

對餐廚廢棄物進行無害化處理，能夠全面減少“潲水豬”“潲水油”的問題，防止有毒有害物質(zhì)進入市場，從而保障食品安全[1]。

1.3 改善城市功能

餐廚垃圾是影響城市環(huán)境質(zhì)量的主要因素之一，做好餐廚垃圾處理工作，能夠提高城市環(huán)境質(zhì)量，滿足現(xiàn)代化城市建設需求，對于我國城鎮(zhèn)化建設具有重要的意義。

2 餐廚垃圾的定義及性質(zhì)

餐廚垃圾是家庭、學校、餐飲業(yè)等拋棄的剩飯剩菜及在食品加工、飲食服務等活動中產(chǎn)生的垃圾和廢棄食用油脂的統(tǒng)稱，主要產(chǎn)生在人們的日常生活中，具有總量大、類型較多以及成分復雜等特征[2]。

餐廚垃圾的成分較為復雜，相比于其它類型的垃圾而言，餐廚垃圾的含水量高，水分占垃圾總量的80～90%，處理難度較高。餐廚垃圾成分與當?shù)氐纳钏胶惋嬍沉晳T密切相關(guān)，我國餐廚垃圾的典型組成成分如表1所示。

3 城市餐廚垃圾處理工藝

在當前縣級城市的餐廚垃圾處理中，餐廚垃圾采用的處理工藝形式多樣，且處理工藝在不斷創(chuàng)新，所采用的處理工藝包括如下幾項。

3.1 填埋處理技術(shù)

關(guān)于餐廚垃圾的處理，最為簡單的辦法是將其進行填埋，使其在土層中自然分解，這種處理方式較為傳統(tǒng)，在我國具有較長的應用歷史，整體處理流程較為簡單，是一種成本較低的處理方法。但是這種方式也存在著一定的缺陷，如產(chǎn)生的氣體、液體等會對空氣、地下水等產(chǎn)生污染，同時，填埋處理場會占用大量的土地資源，還會滋生蟲蚊，造成嚴重的環(huán)境問題。在餐廚廢棄物處理技術(shù)不斷創(chuàng)新的過程中，填埋技術(shù)的局限性逐漸暴露，填埋處理逐漸減少，填埋處理將逐漸退出歷史舞臺，被其它處理技術(shù)代替。

3.2 高溫好氧堆肥處理技術(shù)

堆肥技術(shù)是一種新型處理方式，符合餐廚垃圾資源化處理的需求，在堆肥處理過程中，高溫環(huán)境能將病菌、蟲卵、植物種子等殺滅，利用微生物的作用使其轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的腐殖質(zhì)。一般情況下該過程為：

采用該方式對餐廚垃圾進行處理，能夠使得其轉(zhuǎn)化為資源，從而提升餐廚垃圾利用價值，是一種較為科學的處理技術(shù)，且技術(shù)應用流程較為簡單，不需要復雜的處理工藝流程，通過低成本的處理方式就能將廢棄物轉(zhuǎn)化為肥料，是一種高效的處理技術(shù)。

式中:ΔT表示當前綜合信任與上一周期綜合信任CTi,j(t-1)的差,α表示權(quán)值λ的值域范圍,β表示權(quán)值λ的對信任差ΔT的敏感程度,γ表示權(quán)值λ的最小值。α,β和γ是3個可調(diào)節(jié)的參數(shù)。α決定了時間衰減因子的值域范圍,β決定了時間衰減因子。本文選取{α=0.95,β=3,γ=0.05}[15]。

3.3 飼料化處理技術(shù)

餐廚垃圾飼料化處理是將其中含有的病毒、細菌殺滅，使其達到飼料衛(wèi)生標準，最大程度保留餐廚垃圾中的有益物質(zhì)，使得餐廚垃圾轉(zhuǎn)化為相應的飼料資源。但是受到技術(shù)水平的限制，將餐廚廢棄物轉(zhuǎn)化為飼料的方式，需要投入的機械設備、添加劑等整體成本較高，且高溫烘干并不能使傳染病菌徹底消滅，產(chǎn)品質(zhì)量不能保障。從安全角度看，在使用過程中可能會導致牲畜出現(xiàn)疫病且無法避免蛋白同源性問題。因此餐廚垃圾飼料化不作為主要的處理方向[3]。

3.4 厭氧發(fā)酵處理技術(shù)

該技術(shù)的應用主要利用厭氧原理，通過自然環(huán)境中的代謝活動而被穩(wěn)定化，同時產(chǎn)生CH4和CO2。在發(fā)酵過程中，需要充分考慮到各項影響因素，通過工藝控制等方式，對各項因素進行調(diào)控，確保能夠得到有效處理。厭氧發(fā)酵技術(shù)在處理餐廚垃圾過程中，能夠降低有機質(zhì)成分，將沼氣回收作為資源，降低廢棄物總量，是一種具有良好資源化和無害化的處理技術(shù)，在餐廚垃圾處理中得以廣泛應用[4]。

3.5 焚燒處理技術(shù)

焚燒也是一種較為傳統(tǒng)的處理技術(shù)，技術(shù)應用較為簡單，將餐廚廢棄物投放到高溫燃燒爐中，利用高溫對其進行分解處理。但是這種處理技術(shù)也存在一定缺陷，由于餐廚垃圾含水量高，熱值較低，很難進行焚燒處理，另外焚燒處理投資過高，因此并不適合推廣。

3.6 微生物生化處理技術(shù)

微生物生化處理是利用自然環(huán)境中的高溫復合微生物菌種，對餐廚垃圾進行高溫高速發(fā)酵，使各種有機物得到完全地降解和轉(zhuǎn)化，產(chǎn)出高活菌、高能量、高蛋白的活性微生物菌群，這些菌群按照不同的配方和特殊的工藝，經(jīng)過深加工制成高品質(zhì)的微生物肥料菌劑和生物蛋白飼料。微生物處理技術(shù)具有無害化的特點，通過對不同微生物的配置，能夠提升餐廚垃圾的處理效果，是當前較為科學的一種處理方式。

3.7 縣級城市餐廚垃圾處理技術(shù)對比分析

結(jié)合上述分析可以發(fā)現(xiàn)，當前餐廚垃圾可以采用的處理技術(shù)較多，不同技術(shù)具有相應的優(yōu)勢，也存在一定的不足，需要做好技術(shù)選擇工作，在考慮到餐廚垃圾廢棄物特點的情況下，填埋處理、飼料化處理及焚燒處理的適應性不足，所以將厭氧處理、微生物生化處理及高溫好氧堆肥處理進行對比，對比結(jié)果如下。

（1）厭 氧技術(shù)的處理效率較高，是一種先進的處理技術(shù)，能夠提升餐廚垃圾處理效率，工程占地面積較小，產(chǎn)品運用廣泛，但是能耗比較高。

（2）微生物生化處理技術(shù)具有占地面積小，處理時間短，無需繁雜分揀，產(chǎn)品運用廣泛，減量化程度較高，但是單體設備處理能力低，一次性設備投資較高，設備能耗大。

當前我國縣級城市城區(qū)餐廚垃圾量一般在10～50 t/d左右，餐廚垃圾量較少。高溫好氧堆肥處理技術(shù)可靠性高，符合國家產(chǎn)業(yè)政策和方向，通過該技術(shù)處理餐廚垃圾，產(chǎn)品為有機肥，市場銷量較好，且能夠?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)，二次環(huán)境污染小，選址比較容易，投資少，可保證餐廚垃圾的持續(xù)穩(wěn)定處理。因此，縣級餐廚垃圾處理項目在建設用地不受限的情況下，采用高溫好氧堆肥處理技術(shù)比較合適。

4 縣級城市餐廚垃圾處理工藝及案例分析

瑞金市在2019年5月5日被國務院作為“無廢城市”建設特例市試驗區(qū)，對垃圾的資源化利用和處理提出了更新更高的要求。當?shù)貫榱舜龠M城市基礎(chǔ)設施完善，需要建設高質(zhì)量的餐廚垃圾處理工程，主要建設內(nèi)容包括預處理系統(tǒng)、污水處理系統(tǒng)、除臭系統(tǒng)以及生活配套設施等；處理采用脫水、高溫好氧堆肥與油質(zhì)利用結(jié)合的工藝方式。該餐廚垃圾處理工藝設計包括：餐廚垃圾的預處理、高溫好氧堆肥處理模塊、油水分離處理模塊、污水處理模塊等；該系統(tǒng)不僅能夠?qū)Σ蛷N垃圾進行有效處理，同時也可將廠區(qū)產(chǎn)生的污水進行聯(lián)合處理，是一個綜合性處理系統(tǒng)，能夠提升整體處理效果。

4.1 主要工藝路線

餐廚垃圾→接料斗→濾水提升→磁選→分選破碎→螺旋擠壓→三相分離→拌和→高溫好氧發(fā)酵→陳化→有機肥料分裝。

4.2 工藝說明

4.2.1 預處理系統(tǒng)

（1）濾液與分揀破碎系統(tǒng)。其接料裝置接收含固率為10%左右的餐廚垃圾原料，在提升過程中將餐廚垃圾中的游離液體瀝出，減少雜物中的液態(tài)有機物含量。同時安裝于提升機上的磁選機將輸送的物料中所含有的金屬分離，再將其輸送到分揀破碎機進行分選破碎，分揀破碎機分離出餐廚垃圾中的瓷片、玻璃瓶、塑料袋等雜物，并破碎大塊的固廢垃圾，得到物料粒徑≤10cm的以有機質(zhì)為主的均質(zhì)物料。分離出的游離液體泵送至緩沖罐中。分揀出金屬進行回收再利用，其它無機固分用于焚燒發(fā)電處理。

（2）螺旋擠壓系統(tǒng)。粗分除雜破碎后的均質(zhì)物料經(jīng)輸送設備輸送至壓榨機進行壓榨，螺旋擠壓分離機通過螺旋擠壓作用，使物料中水分離出來，通過篩網(wǎng)濾出，再由集液槽收集，最后通過管路進入緩沖罐；經(jīng)過螺旋擠壓后的固體物料含水率在70%左右，由主軸輸送到達排渣口，由出渣提升機提升到料倉儲罐。

（3）三相分離系統(tǒng)。在緩沖罐中均質(zhì)后的液相再利用蒸汽對液相進行濕熱處理，使其溫度達到80～90 ℃，并保溫45 min。

經(jīng)過濕熱處理后的物料進入三相分離機中進行三相分離。分離出的固相進行高溫好氧堆肥發(fā)酵，水相進入污水處理系統(tǒng)進行處理，油相轉(zhuǎn)存到油脂儲存罐中儲存。在該工藝流程中，主要經(jīng)過如下處理過程：a緩沖罐：把餐廚垃圾滲濾液送進入緩沖罐中進行緩存預熱，緩沖罐有效容積12 m3。b濕熱罐：打開濕熱罐進料開關(guān)，把緩存罐中的物料泵進濕熱罐中，然后打開蒸汽閥門，使物料加熱到80～90 ℃，整個進料、加熱、保溫及排料時間約3 h，濕熱罐有效容積4 m3，設3個濕熱罐。c三相分離系統(tǒng)：濕熱完成后的物料輸送到三相分離機中進行分離，其主要功能是回收油脂，并分離物料中含有的固料及水分。分離出的油脂轉(zhuǎn)存到油脂儲存罐中儲存，分離出的污水進入污水處理系統(tǒng)，固體渣料進入拌和系統(tǒng)進行高溫堆肥發(fā)酵。每次停機后，應對三相分離器進行清洗，防止設備分離系統(tǒng)堵塞。

4.2.2 高溫好氧堆肥發(fā)酵系統(tǒng)

（1）拌和調(diào)質(zhì)。三相分離機分離出的固分和壓榨機分離的固渣在拌和機的作用下，與添加的輔料（干燥的鋸末、菌菇渣等）充分混合，最終調(diào)整物料的含水率為60～65%。然后在拌和好的物料中投加發(fā)酵菌種，使發(fā)酵菌種與物料混合均勻。拌和均勻的物料經(jīng)過輸送機輸送至高溫好氧堆肥槽，進行高溫好氧發(fā)酵。

（2）高溫好氧堆肥發(fā)酵。高溫好氧堆肥發(fā)酵使用靜態(tài)高溫好氧堆肥發(fā)酵技術(shù)。將建堆完成的餐廚物料用半透膜進行覆蓋，該膜具有具備透氣、透濕和保溫的功能，能確保堆體的水汽正常揮發(fā)，同時又能維持堆體一定的濕度和溫度。對堆體進行鼓風供氧。在發(fā)酵初期，應調(diào)整為全功率鼓風持續(xù)鼓風，使堆體溫度持續(xù)上升；在發(fā)酵中期，應根據(jù)堆體溫度情況，調(diào)整鼓風機的電機頻率，調(diào)整堆體鼓風量，從而滿足堆體中發(fā)酵菌種的需氧量要求，并保證堆體發(fā)酵溫度維持在60～70 ℃；在發(fā)酵后期，停止鼓風，物料中有機質(zhì)發(fā)酵完成，堆體物溫度下降至常溫。此時將發(fā)酵完成的物料輸送至陳化車間進行陳化。

（3）污水處理系統(tǒng)。餐廚垃圾在經(jīng)過預處理后，會分離出大量的廢水，所以需要做好污水處理系統(tǒng)設計，確保餐廚垃圾處理系統(tǒng)整體性與完善性。三相分離后的廢水經(jīng)過隔油池隔油后，進入調(diào)節(jié)池中調(diào)節(jié)水質(zhì)和溫度，再泵送至混凝裝置進行污水預處理。在混凝裝置內(nèi)加入堿液調(diào)整pH值后，再分別加入FeCl2、絮凝劑和助凝劑使廢水中的懸浮物、部分有機污染物、含磷沉淀物形成較大的礬花后，自流進入氣浮機內(nèi)，去除含磷沉淀物、浮油和不易沉降的懸浮物，之后進入中間水池。污水經(jīng)過泵提升進入UASB反應器底部，按照設計速度從上到下流動，處理過程中產(chǎn)生沼氣，通過沼氣的作用進行攪拌處理，從而使得污水充分混合，其中含有的有機物質(zhì)灰分充分吸附；沼氣經(jīng)過相應的設施排出后，污泥進入沉降區(qū)域，實現(xiàn)分離。厭氧過程產(chǎn)生的沼氣起到攪拌作用，使污水與污泥充分混合，有機質(zhì)被吸附分解；本工程采用外置式MBR反應器，包括生化系統(tǒng)和超濾系統(tǒng)。出水會進入到生化處理系統(tǒng)內(nèi)部，污水中含有的有害物質(zhì)等能夠被分解去除；通過內(nèi)回流，到反硝化池中進行反硝化反應，使硝酸鹽和亞硝酸鹽還原成氮氣排出，達到脫氮的目的。經(jīng)過生化系統(tǒng)處理后的出水，進入外置管式超濾系統(tǒng)，進行固液分離，混合液回流到反硝化罐中，超濾產(chǎn)水進入納濾系統(tǒng)進一步處理，達標排放。該污水處理系統(tǒng)設計較為科學，能夠有效處理餐廚廢棄物產(chǎn)生的廢水，避免廢水對環(huán)境產(chǎn)生污染，是餐廚廢棄物處理系統(tǒng)中的重要組成部分。其采用的污水處理工藝較為先進，不僅處理效果較好，還能夠降低污水處理成本。

4.3 產(chǎn)品質(zhì)量與項目效益分析

4.3.1 產(chǎn)品質(zhì)量

經(jīng)過陳化后處理后的有機肥滿足《有機肥料》NY/T525-2021標準要求。

4.3.2 項目效益分析

采用該處理工藝具有良好的效果，在發(fā)酵過程中利用微生物發(fā)酵產(chǎn)生的熱量提高堆體溫度，不需要對堆體進行加熱，減少運營能耗；采用高溫好氧堆肥發(fā)酵工藝，前期不需要大規(guī)模的投資，符合縣級城市處理餐廚垃圾的實際情況；在處理過程中，對餐廚垃圾中的油脂、金屬、無機固分都進行回收利用，將資源的利用率最大化，還能夠避免餐廚垃圾處理對環(huán)境產(chǎn)生二次污染。

5 結(jié)語

通過對當前縣級城市采用的餐廚垃圾處理工藝進行分析，希望對其它城市的垃圾處理項目起到一定借鑒作用，不斷提升餐廚垃圾處理技術(shù)水平，促進縣級城市建設與環(huán)境保護。