餐廚垃圾處理及資源化利用

呼斯冷+劉峻琿+賈挨兵+谷清宏

摘要：闡述了餐廚垃圾的特性、危害及餐廚垃圾處理的主要工藝技術路線，通過餐廚垃圾的預處理-厭氧消化-資源化利用等關鍵環(huán)節(jié)，最終達到餐廚垃圾的減量化、無害化、資源化目的。

關鍵詞：餐廚垃圾；厭氧處理；資源化利用

中圖分類號：X799.3 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2018）01-0067-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.01.038

Food waste treatment and resource utilization-Take Wushen Banner food waste treatment plant as an example

Husileng 1，2， Liu Junhui 1，2， Jia Aibing 1，2， Gu Qinghong 1，2

（1. Wushen banner Hengtai Solid Waste Treatment Institute， Ordos Inner Mongolia 017000，China；

2. Wushen banner Chen Yang Renewable Resources Limited Liability Company， Ordos Inner Mongolia 017000，China）

Abstract： The characteristics and hazards of food waste and the main process technology of food waste disposal are described. Through the key steps such as pretreatment of food waste - anaerobic digestion - utilization of resources， the reduction of food waste is finally achieved ， Harmless， resource-oriented purposes.

Key words： Food waste； Anaerobic treatment； Resource utilization

餐廚垃圾是指居民日常生活以外的食品加工、餐飲服務、單位供餐等活動中產(chǎn)生的剩菜剩飯等垃圾（泔水）和廢棄食用油脂，俗稱泔腳、泔水或潲水。餐廚垃圾因其自身特點，易造成環(huán)境污染，產(chǎn)生大量惡臭物質(zhì)。由于其油脂含量高，如收運處置不進行嚴格控制，易造成食品衛(wèi)生安全隱患等一系列問題。

1 餐廚垃圾的基本特性

1.1 基本理化特性

餐廚垃圾是城市固體垃圾中有機垃圾的重要組成部分。從其成分上看，餐廚垃圾主要由蛋白質(zhì)、脂類、淀粉、纖維素和無機鹽等組成，其理化特點可用“四高”來描述，即油脂含量高、有機質(zhì)含量高：含固約為 15 %～20 % ，易腐垃圾約為 60 %～80% 左右；鹽分含量高、含水率高：廚余垃圾含水率在 75%～85% ，餐飲含水率可達 93% 以上[1]。

1.2 危害性

由于餐廚垃圾中營養(yǎng)成分含量豐富，含水率較高，因此極易腐敗發(fā)酸發(fā)臭，且容易滋生有害生物，如果不及時處理或者處理不當不僅會造成空氣污染和水污源，還會嚴重干擾人們的正常生活。其危害性主要表現(xiàn)在以下兩個方面：1）影響居住環(huán)境：餐廚垃圾影響人們的嗅覺和視覺的舒適感以及生活衛(wèi)生，甚至滋生病菌，造成疾病傳播；餐廚垃圾能夠加劇填埋場的產(chǎn)氣和滲濾液的析出，而垃圾滲濾液可以通過地表徑流和滲漏作用，給地表水和地下水造成污染。2）影響人們身心健康：在我國大部分地區(qū)，人們習慣上將餐廚垃圾直接用來飼喂畜禽，但是餐廚垃圾含有大量病原微生物、寄生蟲及其蟲卵，飼喂畜禽后容易引起人畜共患疾病[2]。

1.3 餐廚垃圾的資源性

餐廚垃圾除含有大量的有機物外，還有豐富的氮、磷、鉀、鈣等大、中量營養(yǎng)元素和各種微量營養(yǎng)元素。經(jīng)過合理處理后的餐廚垃圾是制備動物飼料、有機肥料和生物能源的重要資源，是一種高價值的生物資源和能源。

2 餐廚垃圾的處理技術

目前國內(nèi)外餐廚垃圾處理技術，按照處理媒介可以分為非生物處理技術和生物處理技術兩大類。其中非生物處理技術是指傳統(tǒng)的垃圾處理方法，如焚燒和衛(wèi)生填埋，此外還有新興的機械粉碎直排、脫水飼料化、真空油炸飼料化等；而生物處理技術主要包括厭氧消化和好氧堆肥、蚯蚓堆肥。各處理技術均有優(yōu)缺點，在實際應用過程中應根據(jù)當?shù)氐幕厩闆r、經(jīng)濟條件、餐廚垃圾的特性等因素綜合考慮，多種處理技術綜合使用，以達到更好地處理效果和經(jīng)濟、環(huán)境效益[3]。

3 烏審旗餐廚垃圾處理項目為例

餐廚垃圾處理工藝圖

3.1 接料及預處理

餐廚垃圾水分含量大，有機質(zhì)含量高，油脂豐富，在進行厭氧消化之前需進行預處理，主要通過預處理選出大件物和玻璃，然后通過擠壓螺旋設備固液分離、油水分離，最終油回收利用，再磁選機設備選出廢金屬等再生物資，有機物部分通過破碎均漿工藝與設備進行厭氧消化。通過工藝優(yōu)化和設備完善，使項目的分選效率提高到95%，資源化利用率達到85%[4]。

3.2 餐廚垃圾厭氧消化

厭氧發(fā)酵系統(tǒng)是餐廚垃圾處理工藝的關鍵部分，通過對厭氧發(fā)酵各影響因素研究，完善餐廚垃圾厭氧發(fā)酵工藝，提高處理效率：研究各級反應器的pH值、溫度、堿度、進料方式、消化液（沼液）回流比等因素對有機酸濃度、氨氮濃度的影響，建立系統(tǒng)運行參數(shù)與控制指標之間的相應關系，在中小試驗研究的基礎上建成安全穩(wěn)定的厭氧消化裝置和設備，厭氧消化的有機物降解率達到58%以上，容積產(chǎn)氣率提高20%，發(fā)酵周期縮短至20天左右。

3.3 厭氧消化產(chǎn)物資源梯度利用

基于厭氧消化產(chǎn)物—沼渣的物理、化學和微生物特性以及北方地區(qū)不同的應用需求，制備有機顆粒肥，用于開展荒漠治理、園林綠化、基質(zhì)育苗等不同層次和水平的沼渣梯度利用技術研究。確定不同梯度的利用技術對沼渣特性和施用方式、水平的要求，以及對產(chǎn)品品質(zhì)和土壤環(huán)境的影響[5]?；趨捬跸a(chǎn)物—沼液回用脫氮處理，通過沼液循環(huán)回用，替換水以調(diào)節(jié)原料的發(fā)酵進料濃度，可以達到節(jié)水和減少沼液外排的目的，是較為經(jīng)濟有效地沼液減量處理方式。此外，沼液回用還能起到熱量回收、增加系統(tǒng)微生物總量、提高系統(tǒng)緩沖能力和產(chǎn)氣量的作用。但沼液循環(huán)回用過程中會遇到氨氮、揮發(fā)性脂肪酸濃度累積抑制厭氧微生物，難降解物質(zhì)無效循環(huán)等一系列問題。針對這些問題，對沼液回用技術進行系統(tǒng)研究。

基于厭氧消化產(chǎn)物—沼氣提純，沼氣進入沼氣凈化系統(tǒng)，通過傳統(tǒng)的濕法-干法脫硫設備脫硫、PSA去除沼氣中H2S和CO2，將沼氣中的甲烷提純至97%以上。提純后的沼氣制備CNG（車載燃料），為天然氣燃料動力車加氣或者制作清潔燃料用戶做飯[6]。

4 本項目的創(chuàng)新點

本項目通過餐廚垃圾預處理的關鍵設備研發(fā)，包括擠壓螺旋固液分離、油水分離、生物質(zhì)分離、磁選、破碎均漿工藝與設備。通過工藝優(yōu)化和設備完善，使本項目的分選效率提高到95%，實現(xiàn)了餐廚垃圾厭氧消化處理。

本項目厭氧消化處理后產(chǎn)出物的資源化利用，沼渣制作有機顆粒肥，用于荒漠化治理、園林綠化等。對產(chǎn)生的沼液進行脫氮處理后生產(chǎn)回用，沼氣提純凈化為高附加值的清潔燃料及CNG等，資源化利用率達到85%[7]。

5 結(jié)語

餐廚垃圾處理項目的實施有利于城市環(huán)境的改善，提高城市的環(huán)境質(zhì)量 ，可保 障餐廚垃圾無害化、資源化和減 量化處理處理，保證餐廚垃圾得到合理處置，避免再次進入人們的餐桌，保證了食品安全。減輕城市由餐廚垃圾帶來的環(huán)境污染，大大減輕了由于餐廚垃圾處理而帶來的大氣、土城、地下水等方面的環(huán)境污染 ， 值得推廣和應用。餐廚垃圾處理技術尚屬摸索嘗試階段，受前段餐廚垃圾收運體系影響大。建議完善餐廚收運系統(tǒng)、政府給予合理補償、加強資金監(jiān)管，以激勵企業(yè)進行技術創(chuàng)新[8]。

參考文獻

[1]劉紅霞，何亮，餐廚垃圾預處理工藝研究[J].綠色科技，2016，（10）：12-13.

[2]華云，王麗莉，張波.我國餐廚垃圾處理現(xiàn)狀及主要處理技術應用情況[J].城市管理技術，2009， （2）：60-63.

[3]季竹.天津市餐廚垃圾管理現(xiàn)狀及對策[J].環(huán)境衛(wèi)生工程，2011，19（1）：25-26.

[4]農(nóng)傳江，徐智，湯利，張發(fā)寶，餐廚垃圾特性及處理技術分析[J].環(huán)境工程，2014，（32）：15-16.

[5]王攀，任連海，甘筱.城市餐廚垃圾產(chǎn)生現(xiàn)狀調(diào)查及影響因素分析[J].環(huán)境科學與技術，2013，36（3）：181-185.

[6]胡新軍，張敏，余俊鋒等.中國餐廚垃圾處理的現(xiàn)狀、問題和對策[J].生態(tài)學報，2012，32（14）：4575-4584.

[7]李榮平，葛亞軍，王奎升等，餐廚垃圾特性及其厭氧消化性能研究[J].可再生能源，2010，28（1）：76-80.

[8]陳鍔，顧向陽，餐廚垃圾處理與資源化技術進展[J].環(huán)境研究與監(jiān)測，2012，25（3）：57-61.

收稿日期：2018-01-04

作者簡介 ：呼斯冷（1986-），男，研究方向為固體廢棄物的研究。