小型餐廚垃圾處理設(shè)備的應(yīng)用研究

彭芬

（1.航天凱天環(huán)?？萍脊煞萦邢薰?，湖南長(zhǎng)沙410100；2.工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境技術(shù)湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南長(zhǎng)沙410100）

小型餐廚垃圾處理設(shè)備的應(yīng)用研究

彭芬1，2

（1.航天凱天環(huán)?？萍脊煞萦邢薰荆祥L(zhǎng)沙410100；2.工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境技術(shù)湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南長(zhǎng)沙410100）

簡(jiǎn)要概述了餐廚垃圾的定義及其常規(guī)處理方法，介紹了小型餐廚垃圾處理設(shè)備的工藝流程和工作原理。此設(shè)備基于高溫好氧發(fā)酵作用，主要利用微生物將餐廚垃圾中的有機(jī)物等分解，對(duì)過程中產(chǎn)生的廢氣利用生物＋吸附聯(lián)合凈化，從而達(dá)標(biāo)排放。通過對(duì)小型餐廚垃圾設(shè)備進(jìn)行試驗(yàn)研究，結(jié)果表明，此設(shè)備的垃圾降解率約為80%，針對(duì)餐廚垃圾產(chǎn)生量小的場(chǎng)合較為適用。

餐廚垃圾；處理；應(yīng)用研究

1 餐廚垃圾定義及常規(guī)處理方法

1.1 餐廚垃圾

餐廚垃圾，俗稱泔水，是指除居民日常生活以外的飲食服務(wù)、單位供餐等活動(dòng)中產(chǎn)生的食物殘余和廢棄食用油脂。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，餐廚垃圾在生活垃圾中占有的比重高達(dá)70%～80%[1]。餐廚垃圾來源分為4部分：餐飲企業(yè)、學(xué)校食堂、企事業(yè)單位/政府機(jī)關(guān)食堂及超市[2]。餐廚垃圾是一種可利用的資源，合理處理餐廚垃圾對(duì)于減少垃圾處理成本、避免環(huán)境污染、增加社會(huì)資源、保障食品安全和人民身心健康具有十分重要的意義。

1.2 餐廚垃圾處理方式

常見的餐廚垃圾處理技術(shù)有焚燒、衛(wèi)生填埋、好氧堆肥及厭氧發(fā)酵等[3]。

1.2.1 焚燒法

焚燒法是將經(jīng)過預(yù)處理后的餐廚垃圾與燃料混合進(jìn)行燃燒，使餐廚垃圾中的可燃成分徹底氧化分解[4]。由于焚燒過程中會(huì)產(chǎn)生二惡英等二次污染物，且餐廚垃圾含水率較高、熱值較低，因此目前餐廚垃圾很少采用焚燒法進(jìn)行處理。

1.2.2 衛(wèi)生填埋法

衛(wèi)生填埋法是將經(jīng)過預(yù)處理的餐廚垃圾埋入地下，通?？梢院蜕罾黄鹛盥?。衛(wèi)生填埋技術(shù)成熟、運(yùn)行成本低、處理量大，但占地面積大，且產(chǎn)生的滲濾液如果處理不當(dāng)會(huì)造成環(huán)境的二次污染，同時(shí)衛(wèi)生填埋會(huì)伴隨產(chǎn)生惡臭氣體，廣泛引起周圍民眾的投訴，所以此法應(yīng)用較少。

1.2.3 好氧堆肥法

好氧堆肥是在有氧條件下，利用好氧微生物將經(jīng)過預(yù)處理的餐廚垃圾中的有機(jī)物進(jìn)行降解，最終形成穩(wěn)定的高肥力腐殖質(zhì)。好氧堆肥法成本較低、操作安全性高、可產(chǎn)生肥料。但由于餐廚垃圾含有油脂、鹽分等難降解物質(zhì)，微生物不能對(duì)其進(jìn)行徹底分解，容易造成二次污染，且堆肥時(shí)間較長(zhǎng)，這些都制約了其應(yīng)用。

1.2.4 厭氧發(fā)酵

厭氧發(fā)酵是指在缺氧的情況下，利用厭氧微生物將經(jīng)過預(yù)處理的餐廚垃圾中的有機(jī)物進(jìn)行降解，最終形成有機(jī)肥和沼氣，實(shí)現(xiàn)了餐廚垃圾的資源化利用。厭氧發(fā)酵是在全密封的系統(tǒng)中進(jìn)行，衛(wèi)生條件相對(duì)較好，操作控制較為簡(jiǎn)單。但是產(chǎn)生的沼渣、沼液需進(jìn)一步處理，且厭氧消化過程中存在水解速度慢、酸抑制、氨氮抑制以及產(chǎn)生H2S等惡臭氣體的問題。

2 小型餐廚垃圾處理設(shè)備工作原理

小型餐廚垃圾處理設(shè)備是利用生物降解法好氧發(fā)酵工藝分解餐廚垃圾的一種機(jī)械設(shè)備，能夠快速、及時(shí)、高效地將餐廚垃圾降解成有機(jī)肥，通常采用高溫好氧發(fā)酵，將設(shè)備腔體內(nèi)的溫度控制在55～60℃，利用特殊菌種，使一部分餐廚垃圾有機(jī)物在微生物作用下分解為CO2和水蒸氣，剩余的有機(jī)物烘干后制成肉松狀的有機(jī)肥料，發(fā)酵過程中結(jié)合加熱、機(jī)械攪拌和強(qiáng)制通風(fēng)等手段，為此，設(shè)備內(nèi)設(shè)有加熱、攪拌以及抽氣裝置。將對(duì)過程中因加熱而揮發(fā)產(chǎn)生的惡臭氣體等利用生物法和吸附法進(jìn)行聯(lián)合凈化。整個(gè)工藝過程詳見圖1。

圖1 小型餐廚垃圾處理設(shè)備工藝流程圖

2.1 高溫好氧發(fā)酵

好氧發(fā)酵根據(jù)溫度一般分為常溫、中溫和高溫。常溫好氧發(fā)酵受氣候影響，不易控制，同時(shí)作用時(shí)間較長(zhǎng)，需要投入的設(shè)備和設(shè)施較多；中溫好氧的溫度控制在30～40℃，轉(zhuǎn)化效率較高；高溫好氧的溫度控制在50～60℃，分解速度快，處理時(shí)間短[5]。本設(shè)備采用高溫好氧發(fā)酵。

2.2 廢氣凈化

針對(duì)小型餐廚垃圾處理設(shè)備在好氧發(fā)酵過程中因加熱而揮發(fā)的廢氣成分，利用生物法和吸附法聯(lián)合凈化。生物凈化法利用特殊微生物將惡臭氣體成分進(jìn)行分解，生成二氧化碳和水等無(wú)毒無(wú)害物質(zhì)，而后再經(jīng)吸附凈化進(jìn)一步提高廢氣凈化效率，達(dá)到無(wú)毒無(wú)異味排放[6]。吸附凈化法是利用吸附劑等對(duì)廢氣成分進(jìn)行吸附。廢氣經(jīng)兩級(jí)凈化后最終達(dá)標(biāo)排放。

3 應(yīng)用研究

為研究小型餐廚垃圾處理設(shè)備的降解效率，進(jìn)行多次試驗(yàn)，試驗(yàn)設(shè)備見圖2。試驗(yàn)時(shí)，將餐廚垃圾和生物菌種按一定比例從入口倒入設(shè)備里，打開攪拌和加熱開關(guān)，持續(xù)攪拌，并維持腔體內(nèi)溫度在55～60℃。第二次再倒入同質(zhì)量的餐廚垃圾，但是菌種用量大為減少，到第三次就不用再添加菌種，如此利用生物菌種對(duì)餐廚垃圾中的有機(jī)物進(jìn)行分解。

圖2 小型餐廚垃圾處理設(shè)備

4 結(jié)果與討論

本試驗(yàn)以5 d為一個(gè)周期，每天往設(shè)備里添加100 kg餐廚垃圾，第一天按1∶1比例添加菌種100 kg，第二天添加量比第一天少很多，后面3天可以不添加菌種。經(jīng)多次試驗(yàn)后，得到的數(shù)據(jù)詳見表1。

表1 小型餐廚垃圾處理設(shè)備試驗(yàn)數(shù)據(jù)

從表1試驗(yàn)數(shù)據(jù)中不難看出，小型餐廚垃圾處理設(shè)備的降解率約為80%，且菌種用量不大。

5 結(jié)語(yǔ)

餐廚垃圾經(jīng)微生物菌種生化降解后，生成有機(jī)肥，達(dá)到資源化回收利用的目的。同時(shí)，餐廚垃圾發(fā)酵過程中產(chǎn)生的廢氣經(jīng)生物和吸附兩級(jí)凈化后，達(dá)到直接排放的標(biāo)準(zhǔn)，減少了對(duì)環(huán)境的污染。小型餐廚垃圾處理設(shè)備針對(duì)垃圾產(chǎn)生量不大的場(chǎng)合，如較為分散的居民區(qū)較為適用，方便快捷，操作簡(jiǎn)單，具有較大市場(chǎng)應(yīng)用價(jià)值。

[1]王桂才，李洋洋.餐廚垃圾堆肥化處置方式探討[J].再生資源與循環(huán)經(jīng)濟(jì)，2013，6(10)：38-41．

[2]王星，王德漢，李俊飛.餐廚垃圾的厭氧消化技術(shù)現(xiàn)狀分析[J].中國(guó)沼氣，2006，24(2)：35-39．

[3]張慶芳，楊林梅，周丹丹.餐廚垃圾廢棄物處理技術(shù)概述[J].中國(guó)沼氣，2012，30(1)：22-26．

[4]徐曉軍，管錫君，羊依金.固體廢棄物污染控制原理與資源化技術(shù)[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2007．

[5]Song Y C，Kw on S J，W oo J H.Mesophilic and therm ophilic tem perature cophase anaerobic digestion com pared w ith single stage m esophilic and therm ophilic digestion of sew age sludge[J].W at Res，2004，38(7):1653-1662.

[6]許曉杰，馮向鵬，李冀閩.餐廚垃圾堆肥項(xiàng)目除臭技術(shù)選擇與設(shè)計(jì)[J].環(huán)境衛(wèi)生工程，2014，22(6)：39-41．

Application research on m ini-type treatment facility of food waste

PENG Fen1，2
（1.Aerospace Kaitian Environmental Technology Co.,Ltd,Changsha 410100,China; 2.Hunan Key Laboratory of Industrial Production Environmental Technology Cooperation,Changsha 410100,China）

This paper briefly dem onstrated the definition and conventional treatm ent m ethods of food w aste,then introduced the technological process and w orking principle of m ini-type treatm ent facility.Based on high-tem perature aerobic ferm entation,the facility degraded the organics in food w aste into carbon dioxide and w ater through m icrobe. Then biological and adsorption purification w ere used to treat the w aste gas.The experim ent indicated the w aste degradation rate of equipm entw as about 80%.The equipm ent ism ore applicable to sm allgarbage output.

food w aste,treatm ent,application research

X799.3

A

1674－0912（2017）02－0039－03

2016－12－22）

彭芬（1989－），女，湖南株洲人，環(huán)境科學(xué)與工程碩士，工程師，專業(yè)方向：廢氣治理。