陶藝 歐陽峰

摘要：餐廚垃圾地域差距大，有機(jī)負(fù)荷高。單獨(dú)進(jìn)行處理效率不高，產(chǎn)生的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益不甚理想。基于此，餐廚垃圾與其他消化基底物的聯(lián)和處理應(yīng)運(yùn)而生。本文介紹幾種主流的餐廚垃圾及聯(lián)合處理物的基本特性以及其聯(lián)合處理方法，總結(jié)并提出了未來的研究方向。

關(guān)鍵詞：餐廚垃圾;生物處理;聯(lián)合處理

餐廚垃圾約占城市生活垃圾的60%，年產(chǎn)量超過6000萬噸。餐廚垃圾中含淀粉、動(dòng)物脂肪、食物纖維等物質(zhì)，具有高含水率、高油脂、易腐熟等特點(diǎn)，是一種較難資源化的廢棄物。傳統(tǒng)的方式是采用厭氧消化，使得餐廚垃圾處理后產(chǎn)生沼氣，但是，由于餐廚垃圾中可發(fā)酵成分含量高，單獨(dú)進(jìn)行厭氧消化時(shí)很容易發(fā)生酸化，且厭氧消化適宜的C/N為25～35，而餐廚垃圾的C/N不在此范圍。故研究者將餐廚垃圾與其他底物混合消化，本文將介紹三種常見的餐廚垃圾混合消化：餐廚垃圾與污泥、餐廚垃圾與秸稈以及餐廚垃圾與動(dòng)物糞便聯(lián)合消化。

1餐廚垃圾與污泥聯(lián)合處理

1.1市政污泥基本特性

隨著我國人民生活水平的提高，市政污泥的產(chǎn)量也日益增大[1]，市政污泥主要來源于污水處理廠，具有含水率高，微生物含量大的特點(diǎn)。統(tǒng)計(jì)分析表明，市政污泥中有機(jī)質(zhì)含量達(dá)到384g/kg，氮磷等養(yǎng)分含量達(dá)到48.3g/kg[2]?？梢?，市政污泥成分復(fù)雜，如果不及時(shí)妥善處理，很容易引發(fā)二次污染，對(duì)人居與社會(huì)環(huán)境造成十分惡劣的影響。

1.2餐廚垃圾與污泥聯(lián)合處理研究進(jìn)展

聯(lián)合市政污泥與餐廚垃圾進(jìn)行生物處理，可以平衡碳氮比，通過耦合實(shí)現(xiàn)二者資源化處理。目前，國內(nèi)外比較流行的聯(lián)合處理技術(shù)是聯(lián)合厭氧發(fā)酵、聯(lián)合生物干化和聯(lián)合生物蒸發(fā)[3]。三者均具有減少和穩(wěn)定餐廚垃圾和污泥的作用，運(yùn)行機(jī)制類似。聯(lián)合厭氧發(fā)酵可回收能源與材料，同時(shí)減少餐廚垃圾和城市污泥的體積，增強(qiáng)二者的耦合效應(yīng)，剩余沼渣也可以進(jìn)一步填埋[4]。聯(lián)合生物干化是對(duì)污泥和餐廚垃圾的預(yù)處理過程，主要降低物料的水分含量，同時(shí)保留大部分有機(jī)物化學(xué)氧化總熱值，以提高再生燃料的熱值，減容的同時(shí)，也利于儲(chǔ)存和轉(zhuǎn)運(yùn)[5]。聯(lián)合生物蒸發(fā)屬于水處理技術(shù)，其主要目的是去除廢液中的水分，同時(shí)減少混合物中的污染物。蒸發(fā)后的污泥可作為膨脹劑和微生物載體回收利用。

2餐廚垃圾與秸稈聯(lián)合處理

2.1秸稈基本性質(zhì)

秸稈指小麥、水稻等農(nóng)作物收獲種子后的剩余部分，秸稈富含氮、磷和多種有機(jī)質(zhì)。它是一種多用途的可再生生物資源，秸稈的粗纖維含量高（31%-41%），并含有木質(zhì)素。秸稈作為我國最主要的農(nóng)業(yè)廢棄物，年產(chǎn)生量達(dá)8萬噸以上，其回收利用逐漸引起人們的重視。利用厭氧消化技術(shù)聯(lián)合處理秸稈與餐廚垃圾，可實(shí)現(xiàn)二者的資源化利用，減少污染，并可以生產(chǎn)沼氣作為能源，已被證明是一種環(huán)境友好、經(jīng)濟(jì)效益高的處理方法。

2.2餐廚垃圾與秸稈聯(lián)合處理研究進(jìn)展

目前的研究表明，餐廚垃圾單獨(dú)厭氧消化容易導(dǎo)致?lián)]發(fā)性脂肪酸和氨氮的積累，且存在產(chǎn)甲烷菌的活性受抑制的問題，消化系統(tǒng)較難穩(wěn)定運(yùn)行;秸稈直接進(jìn)行厭氧消化，不易被酶和微生物降解[6]，效果并不理想。如果餐廚垃圾和秸稈按一定比例混合進(jìn)行混合厭氧消化，將物料的碳氮比調(diào)整到20～30[7]，或者在將餐廚垃圾與秸稈在35℃下進(jìn)入序批式混合厭氧消化試驗(yàn)[16]，加強(qiáng)了反應(yīng)體系的營養(yǎng)平衡，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，取得了較高的甲烷生產(chǎn)率和物質(zhì)降解率。研究表明，餐廚垃圾聯(lián)合秸稈消化具有較好的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

3餐廚垃圾與動(dòng)物糞便聯(lián)合處理

3.1動(dòng)物糞便基本性質(zhì)

畜禽養(yǎng)殖業(yè)是農(nóng)業(yè)污染源的重要組成部分，畜禽糞便的不當(dāng)排放將造成生態(tài)環(huán)境中COD、TN、TP超標(biāo)，因此，許多研究將動(dòng)物糞作為厭氧消化最常用的原料之一。動(dòng)物糞便緩沖能力強(qiáng)，營養(yǎng)豐富，但多為難降解成份，單獨(dú)進(jìn)行厭氧消化時(shí)，系統(tǒng)啟動(dòng)慢，處理周期長，沼氣產(chǎn)率低[8]。

3.2餐廚垃圾與動(dòng)物糞便聯(lián)合處理研究進(jìn)展

餐廚垃圾和動(dòng)物糞便混合厭氧消化可以充分利用其厭氧消化特性和產(chǎn)氣潛力，提高發(fā)酵效率，動(dòng)物糞便作為發(fā)酵底物，氮含量高，在厭氧發(fā)酵過程中容易產(chǎn)生氨氮積累和甲烷產(chǎn)生抑制。如果采用餐廚垃圾與動(dòng)物糞便共發(fā)酵來調(diào)整發(fā)酵底物的養(yǎng)分比例，會(huì)提高發(fā)酵效率，在底物濃度不變時(shí)，不同比例的動(dòng)物糞便和廚余垃圾混合，混合發(fā)酵產(chǎn)氣量明顯高于單獨(dú)厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣量，也有研究指出二者來源和性質(zhì)的不同會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)氣效果的不同[9]，這表明，餐廚垃圾中含有大量可直接利用有機(jī)成分的微生物，與動(dòng)物糞便混合發(fā)酵的協(xié)同效應(yīng)明顯[10]。

4 結(jié)論

餐廚垃圾具有高水分、高有機(jī)質(zhì)含量、時(shí)空差異明顯、風(fēng)險(xiǎn)與資源并存等特點(diǎn)。目前常用的餐廚垃圾處理技術(shù)通常存在資源利用率低、經(jīng)濟(jì)效益不理想的缺陷。利用餐廚垃圾聯(lián)合其他污染物消化處理，可以實(shí)現(xiàn)廢物資源化處置，提高公共資源利用率，是一種合理的處置方式。但目前，餐廚垃圾聯(lián)合處理處于起步階段，部分工藝尚處于理論與實(shí)驗(yàn)階段，系統(tǒng)裝置和設(shè)備還在研發(fā)和優(yōu)化中，無法滿足市場化要求。未來需要加強(qiáng)污染物協(xié)同機(jī)制的深入研究，早日推廣使用聯(lián)合處理技術(shù)。

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*作者簡介：陶藝（1997-），男，在讀碩士研究生，從事固廢資源化研究，電郵ty8957622@163.com。歐陽峰（1965-），通訊作者，男，博士（教授），從事固廢管理研究，