張　斌，趙立杰

（北京市環(huán)境衛(wèi)生設(shè)計科學(xué)研究所，北京100028）

國外家用餐廚垃圾處理機對周邊環(huán)境影響分析

張斌，趙立杰

（北京市環(huán)境衛(wèi)生設(shè)計科學(xué)研究所，北京100028）

簡要分析了國外家用餐廚垃圾處理機的應(yīng)用概況，從環(huán)境、能耗、水資源消耗、下水道系統(tǒng)、污水特性、溫室氣體排放等方面對餐廚垃圾處理機使用所產(chǎn)生的各類影響進行全面梳理分析?？偨Y(jié)得出餐廚垃圾處理機是一種實用且相對廉價的餐廚垃圾處理方法，但其作為一種持久的垃圾處理方式使用前需要考慮水資源消耗等重要問題。

餐廚垃圾；餐廚垃圾處理機；環(huán)境影響

1　國外家用餐廚垃圾處理機應(yīng)用概況

餐廚垃圾處理機于1927年首先出現(xiàn)在美國，目前超過95%的美國城市允許使用餐廚垃圾處理機，且超過50%的美國家庭安裝了餐廚垃圾處理機，美國也是全球范圍內(nèi)至今為止安裝率最高的國家。加拿大、澳大利亞、新西蘭的安裝率分別是10%、12%、30%。英國的安裝率約為5%，是歐盟成員國中比率最高的國家。1997年意大利禁止使用餐廚垃圾處理機，但由于禁令沒有客觀證據(jù)支持，且該國垃圾收集十分困難，需要有餐廚垃圾管理的替代方法，禁令于2002年取消。在丹麥、法國、挪威、芬蘭和荷蘭，需要經(jīng)過地方政府的同意，且愿意承擔(dān)餐廚垃圾處理機帶來的任何環(huán)境影響或損失，才可以安裝餐廚垃圾處理機。在德國、奧地利、比利時、盧森堡和瑞典，家用餐廚垃圾處理機既沒有被禁止也不被鼓勵使用，其中最突出的原因是餐廚垃圾處理機給地方廢水處理廠和下水道系統(tǒng)帶來潛在不良影響［1］。

2　使用家用餐廚垃圾處理機產(chǎn)生的影響

2.1對餐廚垃圾的影響

餐廚垃圾的填埋量減少。瑞典的1份案例研究發(fā)現(xiàn)部分家庭使用餐廚垃圾處理機后，餐廚垃圾的填埋量減少了8%［2］。其他報告顯示，與餐廚垃圾處理機安裝率為25%～75%相對應(yīng)，餐廚垃圾減少率為7%～43%［3-4］。

2.2對能耗的影響

家用餐廚垃圾處理機的功率在370～560 W，而商用餐廚垃圾處理機的功率約為746 W。根據(jù)克岑博格的研究［5］，每臺餐廚垃圾處理機平均每天被使用2.2次，每次時長11.5～16.8 s。而在其他研究［2，6］中平均每天使用次數(shù)在2～3次，累積時長36～38 s。伊凡斯研究指出［7］，每天使用2.4次，每次16 s，意味著每年需消耗電量2～3 kWh。而卡爾博格和諾姆［8］估算的年均耗電量則為3～4 kWh。

2.3對水資源的消耗

如表1所示，使用餐廚垃圾處理機需要水資源1～6.6 L/（人·d），占日生活消耗水量的0.3%～3.5%［9］。

表1　餐廚垃圾處理機水消耗數(shù)據(jù)

2.4對下水道系統(tǒng)的影響

在英國，餐廚垃圾被認為是脂肪油和油脂堵塞下水道的最主要原因。一份紐約的研究報告提出［17］，大量使用餐廚垃圾處理機會增大脂肪油和油脂堵塞的概率，帶來對下水道的持續(xù)性傷害。美國國家陶土管研究所1995年報告聲稱［18］，餐廚垃圾處理機可能會產(chǎn)生硫化氫，而硫化氫可以腐蝕陶土管、水泥和金屬，使下水道系統(tǒng)老化，帶來泄漏的問題。即使在低濃度下，它也可能會帶來惡臭，并對人體產(chǎn)生毒性作用。瓦貝格研究指出［11］，將餐廚垃圾傾倒入下水管會大幅度提高硫化氫濃度，特別是在經(jīng)過餐廚垃圾處理機的處理之后。而在其他大部分文獻中，硫化氫的產(chǎn)生和餐廚垃圾處理機的使用并無關(guān)系。在一些研究中［19］，人們采取錄像或者攝像的辦法，直接進入下水管道調(diào)查，并沒有在家用餐廚垃圾處理機使用前、使用中、使用后發(fā)現(xiàn)有明顯的固體懸浮物。

2.5對污水水質(zhì)的影響

餐廚垃圾處理機的使用會使污水水質(zhì)中的相關(guān)參數(shù)上升，包括懸浮固體量、生化需氧量、化學(xué)需氧量、氮和磷等。表2中歸納了不同研究報告所提到的參數(shù)的增長量和增長率?？倯腋」腆w量、生化需氧量、化學(xué)需氧量濃度分別為7～91、6～77、18～165 g/（人·d）。而氮和磷則分別為0.6～10、0.1～3 g/（人·d）?？倯腋」腆w量、生化需氧量、化學(xué)需氧量、氮和磷的增長率則分別在2%～60%、7.5%～62%、15%～44%、1.4%～19%、1.2%～14%。

表2　餐廚垃圾處理機的使用對污水特性的影響

2.6對溫室氣體排放的影響

伊凡斯指出［7］，餐廚垃圾處理機的溫室效應(yīng)潛能值比固體垃圾的收集過程和隨后的集中堆肥、填埋過程要好得多。使用餐廚垃圾處理機，每100 kg餐廚垃圾將產(chǎn)生16.8 kg二氧化碳當(dāng)量，而用集中堆肥和填埋處理，每100 kg餐廚垃圾將分別產(chǎn)生-1.4、74.3 kg的二氧化碳當(dāng)量。

2.7對污泥和沼氣的影響

餐廚垃圾處理機帶來的總懸浮固體量、生化需氧量、化學(xué)需氧量含量的提高會引起污泥和沼氣產(chǎn)生率的提高［9］。格里和雅科夫調(diào)查了3種廢水處理過程［3］，包括純生物處理、先沉淀后生物處理、先化學(xué)強化沉淀后生物處理，處理過程中未加工的污泥產(chǎn)量分別增長了24～38 g/（人·d），而當(dāng)最初的沉淀和先化學(xué)強化的沉淀過后，污泥產(chǎn)量增長了50～80、67～100 g/（人·d）。博左那拉支持這一研究成果［14］，認為污泥和沼氣在經(jīng)過沉淀后會比不沉淀時的產(chǎn)量大幅上升。污泥產(chǎn)量的增長率為4%～70%，沼氣產(chǎn)量增長率為22%～100%，如表3所示。

表3　餐廚垃圾處理機的使用對污泥、沼氣產(chǎn)量的影響

3　結(jié)論

餐廚垃圾處理機可以將餐廚垃圾從填埋處理中分流出來，實用并相對廉價，是一種較為方便的餐廚垃圾處理方法。但是，作為一種持久的垃圾處理方式投入使用前，需要考慮一些重要的問題，比如：水資源消耗、對下水道系統(tǒng)和污水處理系統(tǒng)的影響、污水成分改變和污泥質(zhì)量增加的影響。

研究報告和實驗數(shù)據(jù)顯示，家用餐廚垃圾處理機的使用不會給水資源消耗、下水道系統(tǒng)和污水處理廠帶來嚴重影響，同時強調(diào)餐廚垃圾處理機長時間和大規(guī)模的使用或許會使前面各參數(shù)發(fā)生變化，從而帶來經(jīng)濟影響。

［1］Carmel C，Warren P，Conall B.Examining the use of food waste disposers［R］.Strive Report Series（11），U.S.Environmental Protection Agency，2008.

［2］Nilsson P，Hallin P，Petersson B A，et al.Waste management at the source utilizing food waste disposers in the home：A case study in the town of Staffanstorp［M］.Department of Environmental Engineering，Lund Institute of Technology，1990.

［3］Galil N I，Yaacov L.Analysis of sludge management parameters resulting from the use of domestic garbage disposers［J］.Water Sci Technol，2001，44（10）：27-34.

［4］Marashlian N，El-Fadel M.The effect of food waste disposers on municipalwasteandwastewatermanagement［J］.WasteManageRes，2005，23（1）：20-31.

［5］Ketzenberger B A.Effect of food wastes on scum and sludge accumulation［C］.University of Wisconsin-Madison，1995.

［6］The impact of food waste disposers in combined areas of New York City［R］.New York City Department of Environmental Protection，1997.

［7］Evans T.Environmental impact study of food waste disposers［R］. For the County Surveyors'Society and Herefordshire Council and Worcestershire County Council，2007.

［8］Karlberg T，Norn E.Food waste disposers：Effects on wastewater treatment plants.A study from the town of Surahammar［M］.VAFORSK Report，1999.

［9］Eleni I，Dieudonne-Guy O，Jan G，et al.The household use of food waste disposal units as a waste management option：A review［J］. Crit Rev Environ Sci Technol，2012，42（14）：1485-1508.

［10］De Koning J，van der Graaf J H J M.Kitchen food waste disposers：Effects on sewer system and wastewater treatment［C］. Delft Technical University，1996.

［11］Wainberg R，Nielssen J，Lundies，et al.Assessment of food disposal options in multiunits dwellings in Sydney［C］.Cooperative Research Centre（CRC）for Waste Management and Pollution Control Ltd，2000.

［12］Rosenwinkel K H，Wendler D.Influences of food waste disposers on sewerage system，waste water treatment and sludge digestion［C］.Institute for Water Quality and Waste Management，University of Hannover，2001.

［13］Galil N I，Shpiner R.Additional pollutants and deposition potential from garbage disposers［J］.Water Environ Manage，2001，15（1）：34-39.

［14］Bolzonella D，Pavan P，Battistoni P，et al.The under sink garbage grinder：Afriendlytechnologyfortheenvironment［J］.EnvironTechnol，2003，24（3）：349-359.

［15］Diggelman C，Ham R K.Household food waste to wastewater or to solid waste？That is the question［J］.Waste Manage Res，2003，21（16）：501-514.

［16］Sinclair Knight M.Pretreatment/stabilisation study［R］.Nolan-ITU，jobno，4016-10，1999.

［17］Brooksbank A M，Latchford J W，Mudge S M.Degradation and modification of fats，oils and grease by commercial microbial supplements［J］.World J Microb Biot，2007，23（7）：977-985.

［18］Corrosion in sanitary sewers.The clay pipe engineering manual［M］.National Clay Pipe Institute，1995.

［19］Battistoni P，F(xiàn)atone F，Passacantando D，et al.Application of food waste disposers and alternate cycles process in small-decentralized towns：A case study［J］.Water Res，2007，41（4）：893-903.

［20］Gatto O.Use of the sink grinder for removal through the sewerage network of the organic kitchen waste and subsequent treatment in a sewage treatment plant：Results of the experiment in the city of Camposampiero［R］.SEP Pollution Conference，Italy，2000.

［21］Magagni A，Trapanotto G S.Disposal of the wet fraction of municipal solid waste（MSW）using under the sink grinders（project FUS 20）［R］.Explanatory Memorandum for the City of Camposampiero，Padova，1996.

［22］Jones P H，Kampschoer V，Latten J，et al.Economic and environmental impacts of disposal of kitchen organic wastes using traditional landfill-food waste disposer：home composting［C］.Waste Management Research Unit，School of Environmnet Engineering，Griffith University，Australia，1994.

Impacts of Foreign Household Food Waste Disposal Units on Surrounding Environment

Zhang Bin，Zhao Lijie
（Beijing Environmental Sanitation Engineering Research Institute，Beijing100028）

The applicationsoffood waste disposal units（FWDs）in foreign householdswere briefly analyzed.From the aspectsofenvironment，energy consumption，water consumption，sewerage system，wastewater characteristicsand GHG emissions，etc.，all kindsof impactsfrom using FWDswere comprehensively summarized and analyzed.The conclusionswere drawn that FWDs could be a practical and relatively inexpensive method for food waste treatment，however，some important factors like water consumption，etc.，should be considered before durable application.

food waste；food waste disposal unit；emironment impact

X799.3；X705

A

1005-8206（2016）05-0086-03

2015-11-17

張斌（1980—），工程師，主要從事歐美、新加坡、韓國等國家城市固體垃圾管理政策研究。