餐廚垃圾處理技術(shù)研究進(jìn)展

張貞浴

摘 要：目前，我國常用的餐廚垃圾處理技術(shù)主要是焚燒、衛(wèi)生填埋、厭氧消化、好氧堆肥等，本文介紹了這些處理技術(shù)的現(xiàn)狀和存在問題，并分析了餐廚垃圾聯(lián)合厭氧消化技術(shù)的研究進(jìn)展。

關(guān)鍵詞：餐廚垃圾；資源化技術(shù)；厭氧消化

餐廚垃圾俗稱泔水，是日常食物加工、消費(fèi)、食用過程中產(chǎn)生的邊角余料、過期食品、剩菜剩飯、腐爛果蔬等[ 1 ]，據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國城市餐廚垃圾現(xiàn)在每年的產(chǎn)量已超過6000萬噸，并呈快速增長(zhǎng)趨勢(shì)[ 2 ]。

餐廚垃圾的主要特點(diǎn)是含水率高、有機(jī)物含量高、高油脂、高鹽度，還容易發(fā)酵、變質(zhì)、腐爛。這些特點(diǎn)不僅使其容易滋生病原微生物，產(chǎn)生大量病毒，而且還會(huì)散發(fā)惡臭和大量溫室氣體，如處理不當(dāng)，會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的環(huán)境問題。因此，科學(xué)、合理地處理餐廚垃圾成為目前亟需解決的問題。

1 餐廚垃圾處理技術(shù)現(xiàn)狀及存在的問題

1.1 焚燒法

焚燒法處理餐廚垃圾是將經(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的氧化分解。餐廚垃圾經(jīng)焚燒后，可以減少餐廚垃圾中病原微生物的含量，餐廚垃圾的體積和質(zhì)量也會(huì)被大大減少，為后續(xù)處理提供方便。餐廚垃圾焚燒處理過程中會(huì)產(chǎn)生二噁英、重金屬等大氣污染物，如果不經(jīng)處理會(huì)對(duì)環(huán)境造成一定的危害。此外，餐廚垃圾含水率較高，一般在80%以上，需要進(jìn)行預(yù)處理。而且熱值較低，燃燒過程中添加的燃料較多。

1.2 衛(wèi)生填埋法

餐廚垃圾衛(wèi)生填埋法是將經(jīng)過預(yù)處理和消毒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、操作管理簡(jiǎn)單、運(yùn)行成本低、處理量大、適用范圍廣。但這種方法占用大量土地資源、易產(chǎn)生填埋氣體和垃圾飄塵、填埋過程中產(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，容易導(dǎo)致土壤污染和地下水污染等問題。

1.3 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)。好氧堆肥法的優(yōu)點(diǎn)是成本較低、操作安全性高、降低污染和衛(wèi)生危險(xiǎn)、可將垃圾中的有機(jī)質(zhì)變?yōu)榉€(wěn)定的腐殖質(zhì)。由于餐廚垃圾含有油脂、鹽分及重金屬等難降解物質(zhì)，好氧微生物不能對(duì)其進(jìn)行徹底氧化，無害化不徹底，容易造成二次污染問題。好氧堆肥時(shí)間較長(zhǎng)，因此需要占用一定量的土地，而且衛(wèi)生條件相對(duì)較差。這些缺點(diǎn)都制約了好氧堆肥技術(shù)的應(yīng)用。

1.4 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，最終形成穩(wěn)定的高肥力腐殖質(zhì)和沼氣。厭氧發(fā)酵過程中會(huì)產(chǎn)生一定量的沼氣，這部分沼氣可以收集后作為餐廚垃圾處理廠日常使用，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，不需要通風(fēng)，運(yùn)行成本低于好氧堆肥法。缺點(diǎn)是產(chǎn)生的沼渣、沼液需進(jìn)一步處理。

2 餐廚垃圾處理技術(shù)研究進(jìn)展—餐廚垃圾聯(lián)合厭氧消化

餐廚垃圾有機(jī)物含量高、營養(yǎng)成分豐富，存在很高的資源化利用價(jià)值。然而，焚燒、衛(wèi)生填埋、堆肥等傳統(tǒng)的處理方式存在二次污染難以處置及能源回收受限等問題[ 3 ]。通過大量研究表明，餐廚垃圾和一些有機(jī)固體廢物共同處理時(shí)可以提高厭氧消化效率，改善系統(tǒng)的穩(wěn)定性及甲烷產(chǎn)量。

2.1 餐廚垃圾與動(dòng)物糞便聯(lián)合厭氧消化

餐廚垃圾由于有機(jī)物含量高，在厭氧發(fā)酵過程中容易導(dǎo)致?lián)]發(fā)酸含量過高，發(fā)酵過程酸化的現(xiàn)象。而動(dòng)物糞便營養(yǎng)物含量及C/N值低，單獨(dú)消化時(shí)容易產(chǎn)生NH3-N抑制的問題。兩者一起處理正好可以解決酸化的現(xiàn)象和NH3-N抑制的問題，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

Zhang等發(fā)現(xiàn)，維持餐廚垃圾與牛糞比例為2∶1時(shí)，比單獨(dú)的餐廚垃圾產(chǎn)甲烷量提高41.1%，這歸因于牛糞中蛋白質(zhì)含量高，產(chǎn)氣性能提升[ 4 ]。

2.2 餐廚垃圾與果蔬垃圾聯(lián)合厭氧消化

餐廚垃圾中含有鹽與油脂，這些物質(zhì)對(duì)厭氧發(fā)酵有抑制作用。果蔬垃圾中含有大量的纖維素，對(duì)餐廚垃圾來說可以起到濃度稀釋作用，減輕鹽與油脂對(duì)反應(yīng)體系的抑制作用，提高有機(jī)物去除率和產(chǎn)氣量，更好的實(shí)現(xiàn)垃圾的資源化處理。

呂琛等人通過研究發(fā)現(xiàn)果蔬與餐廚的比例為5∶8、進(jìn)料負(fù)荷2%時(shí)產(chǎn)氣性能最佳，比2%～6%的單一餐廚和單一果蔬原料分別高4.5%～18%和7.1%～510%。

2.3 餐廚垃圾與農(nóng)作物秸稈聯(lián)合厭氧消化

農(nóng)作物秸稈主要成分是木質(zhì)素、纖維素、半纖維等，生物降解較為困難，但農(nóng)作物秸稈中C/N高，具有較高的發(fā)酵潛力。周祺等人研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)調(diào)節(jié)餐廚垃圾與玉米秸稈的混合比例，使原料C/N為20，并高于相同負(fù)荷下餐廚垃圾或玉米秸稈單獨(dú)厭氧消化的產(chǎn)甲烷量。

2.4 餐廚垃圾與活性污泥聯(lián)合厭氧消化

活性污泥與動(dòng)物糞便的性質(zhì)類似，營養(yǎng)物含量及C/N值低，單獨(dú)消化時(shí)容易產(chǎn)生NH3-N抑制的問題。因此，活性污泥與餐廚垃圾聯(lián)合處理是可行的。

3 結(jié)論

隨著人們生活水平的不斷提高，餐廚垃圾產(chǎn)生量也在不斷增加。選擇適宜的餐廚垃圾處理方式，是實(shí)現(xiàn)餐廚垃圾處理資源化、減量化、無害化的關(guān)鍵。與此同時(shí)，也加快餐廚垃圾處理工藝的研發(fā)與改進(jìn)，爭(zhēng)取早日開發(fā)出處理效率高、操作方便、運(yùn)行投資成本低的工藝。

參考文獻(xiàn)：

[1] 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(duì)策[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2012，14（7）：4575-4584.

[2] 劉楊，黃劍宗，何迪等.餐廚垃圾厭氧發(fā)酵產(chǎn)甲烷性能的研究[J].輕工科技，2012，10（10）：75-76.

[3] 張麗穎，姜永海，鄧舟等.城市生物質(zhì)廢物厭氧消化處理可行性分析[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2010，33（5）：143-147.

[4] 呂琛，袁海榮，王奎升等.果蔬垃圾與餐廚垃圾混合厭氧消化產(chǎn)氣性能[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2011，27（增刊1）：91-95.