國(guó)內(nèi)廚余垃圾厭氧消化工藝的應(yīng)用

徐曉靜

（中國(guó)電子工程設(shè)計(jì)院有限公司 北京 100142）

引言

廚余垃圾是我國(guó)常用的分類方法四分法中的一種，全國(guó)各地對(duì)廚余垃圾的處理方法都是不同的，由于沒(méi)有固定的方法，所以一直處于一個(gè)不斷摸索的過(guò)程。廚余垃圾主要是指人們?nèi)粘Ｉ詈褪称芳庸ぁ⒉惋嬓袠I(yè)、單位學(xué)校食堂等產(chǎn)生的垃圾，其中包括剩飯剩菜、骨頭、油脂等，廚余垃圾中含有較高的水分和有機(jī)物，很容易就發(fā)生變質(zhì)和腐爛，在我國(guó)厭氧消化工藝是處理廚余垃圾的主要方式之一[1]。但是在使用厭氧消化工藝時(shí)，在處理廚余垃圾上也會(huì)有很多的不足，比如廚余垃圾在進(jìn)行單獨(dú)的處理消化時(shí)，會(huì)容易出現(xiàn)酸化的現(xiàn)象或者是處理效率較低，所以在使用厭氧消化工藝的同時(shí)，也要對(duì)厭氧消化工藝進(jìn)行不斷的改進(jìn)和創(chuàng)新。

1 廚余垃圾的危害和厭氧消化工藝的定義

廚余垃圾中含有大量的水分，所以在進(jìn)行垃圾處理和運(yùn)輸?shù)臅r(shí)候，會(huì)比較的費(fèi)事。而且由于廚余垃圾成分復(fù)雜，里面的有機(jī)物含量較高，所以很容易就會(huì)發(fā)生腐爛，散發(fā)臭味兒，這樣還容易引起細(xì)菌的傳播，造成一些疾病。大多數(shù)的廚余垃圾所含的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)會(huì)比較多，相對(duì)來(lái)說(shuō)廚余垃圾還是有一定的可回收性的。這也就對(duì)廚余垃圾的處理，提出了更高的要求[2]。處理不當(dāng)不僅會(huì)影響人們的生活環(huán)境，由于垃圾向地面的不斷滲透，也會(huì)給地面和地下飲用水帶來(lái)一定的污染。在有的地區(qū)，廚余垃圾沒(méi)有統(tǒng)一的處理方式，人們就會(huì)將廚余垃圾作為牲畜的喂養(yǎng)飼料，時(shí)間一長(zhǎng)，有毒的物質(zhì)就會(huì)停留在動(dòng)物的身體內(nèi)，后期如果人們對(duì)其食用，可能就會(huì)引起人們的免疫系統(tǒng)下降，引發(fā)疾病。

厭氧消化工藝又稱為沼氣發(fā)酵，就是在使用厭氧消化工藝的時(shí)候，將廚余垃圾進(jìn)行分解，將其中一部分的物質(zhì)轉(zhuǎn)換為沼氣和二氧化碳。厭氧發(fā)酵工藝在我國(guó)五十年代時(shí)，曾被廣泛的進(jìn)行應(yīng)用，但是現(xiàn)在的階段，我國(guó)的大部分地區(qū)都處在較為分散的一個(gè)階段，和國(guó)外的厭氧消化工藝相比較，我國(guó)的厭氧消化工藝還處于最初的起步階段[3]。

廚余垃圾的主要特點(diǎn)是有機(jī)物含量豐富、水分含量高、易腐爛，其性狀和氣味都會(huì)對(duì)環(huán)境衛(wèi)生造成惡劣影響，且容易滋長(zhǎng)病原微生物、霉菌毒素等有害物質(zhì)。所以廚余垃圾處理的不及時(shí)，不僅影響一個(gè)城市的市容和環(huán)境衛(wèi)生，而且還會(huì)傳播疾病，危害人類的日常生活和身心健康。

2 厭氧消化工藝處理廚余垃圾的優(yōu)勢(shì)和不足

2.1 厭氧消化工藝處理廚余垃圾的優(yōu)勢(shì)

第一，傳統(tǒng)的處理廚余垃圾的主要方式主要是通過(guò)焚燒、填埋等，這樣的方式不僅會(huì)污染大氣也會(huì)污染土地，而且垃圾的分解年限不同，造成的污染程度也會(huì)不同[4]。而厭氧消化工藝是采用厭氧微生物把廚余垃圾中的有機(jī)物質(zhì)轉(zhuǎn)換成為沼氣，不僅不會(huì)造成環(huán)境的污染，還會(huì)為工業(yè)、農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)提供新的能源，在進(jìn)行厭氧消化工藝處理垃圾時(shí)，也會(huì)減少燃料資金的投入，減少因?yàn)榉贌鸬亩趸嫉呐欧拧捬跸に囍兴a(chǎn)生的殘?jiān)退€可以作為肥料的使用，這也大大的降低了農(nóng)業(yè)成本的支出，合理有效的利用廚余垃圾中的有機(jī)物質(zhì)，進(jìn)行了資源的循環(huán)使用。廚余垃圾在完全密封的厭氧消化池中完成整個(gè)發(fā)酵的過(guò)程，可以有效的防止氣體的泄露。厭氧消化技術(shù)處理廚余垃圾可以有效的對(duì)一些有毒或者難降解的污染材料進(jìn)行有效的降解，所以厭氧消化工藝還可以對(duì)持久性的有機(jī)物進(jìn)行分解和降解。厭氧消化工藝在進(jìn)行發(fā)酵的時(shí)候，相對(duì)來(lái)說(shuō)占地面積會(huì)比較小，處理的周期也會(huì)比較快，而且相對(duì)來(lái)說(shuō)比較環(huán)保，不會(huì)造成環(huán)境的污染，厭氧消化工藝相對(duì)來(lái)說(shuō)比較適合環(huán)境污染相對(duì)嚴(yán)重的城市和想要保護(hù)環(huán)境的城市[5]。

第二，對(duì)廚余垃圾進(jìn)行厭氧消化還可以降低其對(duì)周圍環(huán)境的影響，對(duì)周圍環(huán)境以及人們居住的環(huán)境起到保護(hù)的作用，同時(shí)使用厭氧消化工藝也可以在一定程度上減少?gòu)N余垃圾跑味，滲漏的現(xiàn)象，這樣不僅可以降低對(duì)環(huán)境的污染，同時(shí)也可以減少因氣溫過(guò)高而使廚余垃圾產(chǎn)生臭味的問(wèn)題。其次，為了提高處理廚余垃圾的環(huán)保性，也可以對(duì)廚余垃圾進(jìn)行分類處理，這樣將廚余垃圾與其他垃圾分開(kāi)處理，也可以有針對(duì)性的對(duì)其進(jìn)行處理，這樣不僅實(shí)現(xiàn)了定點(diǎn)分類處理，同時(shí)為厭氧消化工藝的實(shí)施提供了便利。當(dāng)然，為了減少?gòu)N余垃圾對(duì)環(huán)境的影響，也可以對(duì)其進(jìn)行二次利用，將蔬菜果皮等制作成環(huán)保酵素，將動(dòng)物的內(nèi)臟用來(lái)培育花草，像是在飯店這種廚余垃圾數(shù)量很多的地方，便可以使用厭氧消化工藝或者購(gòu)買專門的處理設(shè)備，這樣不僅可以減少對(duì)環(huán)境的污染，同時(shí)在二次利用中，也可以實(shí)現(xiàn)部分廚余垃圾的價(jià)值。

第三，厭氧處理工藝是由法國(guó)某公司研發(fā)的，其主要是采取一個(gè)垂直的圓柱形消化器，其可以針對(duì)城市中的垃圾進(jìn)行厭氧消化處理，但是在處理的過(guò)程中，存在著攪拌難的問(wèn)題，而且其的固體含量高，會(huì)抑制反應(yīng)的活性，隨著社會(huì)的發(fā)展，技術(shù)逐漸在優(yōu)化中，其開(kāi)始面向全部的垃圾進(jìn)行有效的處理，通過(guò)部分滲透液回流與沼氣壓縮攪拌技術(shù)，從而提高了該項(xiàng)技術(shù)的環(huán)保性，不僅可以對(duì)環(huán)境形成一定的保護(hù)，同時(shí)也可以促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。因此對(duì)廚余垃圾使用厭氧消化工藝，不僅可以對(duì)這些進(jìn)行有效的處理，同時(shí)也可以使得技術(shù)在不斷的更新中，為保護(hù)環(huán)境作出更大的貢獻(xiàn)。

2.2 厭氧消化工藝在進(jìn)行廚余垃圾時(shí)，所存在的不足

現(xiàn)在國(guó)內(nèi)很多家庭為了方便和節(jié)省垃圾分類的時(shí)間，就會(huì)在廚房里面安裝一臺(tái)破碎機(jī)，將生活和廚房里所產(chǎn)生的垃圾，進(jìn)行破碎，并進(jìn)行沖刷，這在一定的時(shí)間內(nèi)減少了垃圾分類的時(shí)間，為人們的生活帶來(lái)了一定的便利性，但是這種行為不僅增加了水資源的浪費(fèi)也增加了城市對(duì)于污水的處理量[6]。

厭氧消化工藝在處理廚余垃圾上存在著很多的優(yōu)點(diǎn)，但是在實(shí)際的生活中，卻也存在著一些弊端和不足，在進(jìn)行廚余垃圾厭氧消化工藝處理時(shí)，在進(jìn)行出水排放時(shí)，可能要進(jìn)行達(dá)標(biāo)的檢測(cè)，這樣會(huì)增加工藝的成本支出。

廚余垃圾的混合收集也會(huì)對(duì)厭氧消化工藝帶來(lái)一定的限制。在進(jìn)行廚余垃圾處理時(shí)，由于垃圾分類的不準(zhǔn)確，導(dǎo)致垃圾中含有很多不可分解的物質(zhì)，這也會(huì)影響垃圾的處理和發(fā)酵，所以也要對(duì)厭氧消化處理系統(tǒng)進(jìn)行不斷的完善，可以在預(yù)處理階段，將這些雜質(zhì)進(jìn)行分離?，F(xiàn)在我國(guó)的垃圾分類制度在不斷的完善和推廣，厭氧消化工藝技術(shù)也會(huì)不斷的獲得提高。

3 廚余垃圾厭氧消化工藝的流程

廚余垃圾的成分是比較雜亂的，在廚余垃圾中含有大量的油水、有機(jī)物。廚余垃圾的產(chǎn)量多少，受到不同地域、飲食習(xí)慣和垃圾分類推廣實(shí)行等多方面的影響。我國(guó)的廚余垃圾具有以上的特征所以在處理起來(lái)會(huì)比較的麻煩和復(fù)雜。

廚余垃圾中含有大量的雜質(zhì)，在進(jìn)行輸送時(shí)，就會(huì)對(duì)輸送設(shè)備進(jìn)行纏繞或者堵塞，在加上廚余垃圾中，含有大量的水和油脂，如果對(duì)廚余垃圾進(jìn)行分離回收，相對(duì)來(lái)說(shuō)也是比較困難的，廚余垃圾的產(chǎn)量在日益增多，需要進(jìn)行分解處理的也越來(lái)越多，這也就需要處理廚余垃圾的系統(tǒng)設(shè)備，具有較強(qiáng)的耐沖擊的性能，在運(yùn)用厭氧消化工藝時(shí)，也需要厭氧消化工藝具有較強(qiáng)的耐沖擊性，具有防沉渣和仿浮渣的性能。廚余垃圾由于垃圾的性質(zhì)，比較容易腐爛和變質(zhì)，在進(jìn)行垃圾收集時(shí)，可能就出現(xiàn)了變質(zhì)的現(xiàn)象，散發(fā)出不好聞的氣味，所以就要求處理廚余垃圾的機(jī)器設(shè)備，具有一定的密封性，防止氣味的泄露。

我們就根據(jù)以上容易出現(xiàn)的問(wèn)題，進(jìn)行了設(shè)計(jì)和研發(fā)，將厭氧消化工藝和機(jī)械預(yù)處理進(jìn)行了融合，在經(jīng)過(guò)了多次的實(shí)驗(yàn)和數(shù)據(jù)的分析后進(jìn)行了使用。厭氧消化機(jī)械預(yù)處理工藝主要包括六大系統(tǒng)，機(jī)械預(yù)處理系統(tǒng)、厭氧消化工藝系統(tǒng)、沼氣系統(tǒng)、提油系統(tǒng)、污水處理和除臭系統(tǒng)。通過(guò)多個(gè)系統(tǒng)的共同應(yīng)用，能夠有效提高其使用效果，在減少氣味泄露情況的同時(shí)，也能夠踐行環(huán)保理念。

4 廚余垃圾預(yù)處理系統(tǒng)

4.1 廚余垃圾接收設(shè)備

廚余垃圾的接收設(shè)備由三部分組成，其中包括接收料斗、瀝水收集和其他的輸送設(shè)備組成。廚余垃圾在被進(jìn)行稱重之后，就可以放進(jìn)接收料斗中，在接收料斗中進(jìn)行瀝水并進(jìn)行雜質(zhì)的分離，然后再將其他的物質(zhì)送往不同的接收設(shè)備，進(jìn)行廚余垃圾的分解處理。并且這些設(shè)備都需要專員操作，保障設(shè)備的正常運(yùn)行。相較于傳統(tǒng)的垃圾處理方式而言，此技術(shù)更具有環(huán)保性能，避免了廚余垃圾在造成環(huán)境污染的情況，從而為人們提供更加優(yōu)質(zhì)的生存環(huán)境。

4.2 將廚余垃圾進(jìn)行自動(dòng)分選

由于人們的分類不認(rèn)真或者是直接沒(méi)有進(jìn)行明確的分類，導(dǎo)致廚余垃圾中含有大量的塑料、硬物等，這些物質(zhì)不容易被粉碎和分解，就需要自動(dòng)分選機(jī)將廚余垃圾中，不容易被分解的物質(zhì)進(jìn)行分離。將所需要分離的垃圾放進(jìn)分選機(jī)內(nèi)，不要人工的看守，不僅節(jié)省了人力，也避免了工人接觸垃圾而造成的細(xì)菌疾病。

4.3 廚余垃圾的固體液體分離

廚余垃圾中固體液體的分離是由系統(tǒng)加熱進(jìn)行分離，在機(jī)器運(yùn)行的過(guò)程中，將需要分離的垃圾進(jìn)行升溫，升溫到75 度左右，通過(guò)機(jī)械的攪拌，就可以減少垃圾中的固渣量，從而提高垃圾中的油脂回收，這樣油脂就避免出現(xiàn)污染環(huán)境的情況。

4.4 水力除渣

水力除渣系統(tǒng)是利用水力和機(jī)械的力量進(jìn)行垃圾除渣的粉碎，使部分有機(jī)物可以變成液體。在經(jīng)過(guò)機(jī)器將不能分解的雜質(zhì)進(jìn)行分離，通過(guò)不斷的過(guò)濾分解將垃圾中的雜質(zhì)進(jìn)行有效的分解和分離。通過(guò)此項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用有效避免由于分離不完全的情況，使得有機(jī)物能夠充分分解，降低環(huán)境污染，其他雜質(zhì)也不會(huì)在影響自然環(huán)境及生活環(huán)境，從而進(jìn)一步踐行環(huán)保理念。

5 厭氧消化工藝

廚余垃圾經(jīng)過(guò)厭氧消化工藝進(jìn)行處理，所產(chǎn)生沼氣。一部分少量的沼氣，可以作為鍋爐用氣，節(jié)省焚燒費(fèi)用的支出，其他的沼氣可以進(jìn)行發(fā)電，不僅環(huán)保還可以節(jié)省能源。厭氧消化工藝處理廚余垃圾所產(chǎn)生的沼氣渣子，還可以經(jīng)過(guò)脫水處理后變成農(nóng)業(yè)用肥，減少農(nóng)業(yè)肥料的開(kāi)支。

沼氣的使用既可以提供能源，也可以降低城市建設(shè)的成本支出，完全符合我國(guó)可持續(xù)發(fā)展理念，也能夠推動(dòng)我國(guó)環(huán)保事業(yè)的進(jìn)行，使得環(huán)保工作取得不錯(cuò)成績(jī)。厭氧消化工藝處理廚余垃圾所產(chǎn)生的沼氣液體可以排進(jìn)廢水處理廠，進(jìn)行污水的處理[7]。通過(guò)不同方式的分開(kāi)處理，不僅可以方便人們的生活，也可以給人們的生活帶來(lái)新的能源。厭氧消化工藝在進(jìn)行運(yùn)行時(shí)，所產(chǎn)生的效果，和溫度有著密切的聯(lián)系。在進(jìn)行垃圾處理時(shí)，溫度越高，所產(chǎn)生的速率就會(huì)越高。在溫度達(dá)到35 度或者55 度的時(shí)候，是厭氧消化工藝產(chǎn)期的高峰期。當(dāng)所處的溫度越高，就可以獲得更多的沼氣。

在使用厭氧消化工藝進(jìn)行廚余垃圾處理的時(shí)候，也要保證所進(jìn)行的處理方式一定要遵循生態(tài)學(xué)和能源循環(huán)使用的選擇。對(duì)處理廚余垃圾中，所產(chǎn)生的油脂、塑料袋、金屬等硬物進(jìn)行合理的分離和循環(huán)的使用，將廚余垃圾中可以被厭氧消化工藝所處理的有機(jī)物質(zhì)進(jìn)行轉(zhuǎn)化。

結(jié)語(yǔ)

我國(guó)的廚余垃圾，受數(shù)量和分類效果的影響，所以對(duì)厭氧消化工藝的要求也會(huì)比較的高。厭氧消化技術(shù)在進(jìn)行廚余垃圾處理時(shí)，操作的過(guò)程比較簡(jiǎn)單且容易控制，在進(jìn)行處理時(shí)，整個(gè)的過(guò)程也處于全封閉的狀態(tài)，所產(chǎn)生的新能源還可以進(jìn)行回收在利用。隨著時(shí)代的不斷進(jìn)步，厭氧消化工藝技術(shù)也在不斷的發(fā)生改變和創(chuàng)新，厭氧消化技術(shù)，從最開(kāi)始的占地較大，處理時(shí)間慢，密封性不好等缺點(diǎn)也已經(jīng)被改進(jìn)和處理?，F(xiàn)在厭氧消化工藝在全國(guó)各地都得到了廣泛的應(yīng)用，我們也需要不斷的提升厭氧消化工藝的技術(shù)。