國內(nèi)外廚余垃圾處理現(xiàn)狀及技術(shù)綜述

摘 要:隨著人口不斷增加，廚余垃圾的處理日益成為解決環(huán)境問題的關(guān)鍵部分。通過對廚余垃圾在世界主要幾個國家和城市的處理現(xiàn)狀進(jìn)行相關(guān)介紹；對目前處理廚余垃圾的基本方法進(jìn)行總結(jié)，為做好未來廚余垃圾處理提供相關(guān)參考。

關(guān)鍵詞: 廚余垃圾現(xiàn)狀處理技術(shù)

中圖分類號：X705 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2012）03（b）-0000-00

1引言

廚余垃圾是居民在生活消費過程中形成的生活廢物，居民區(qū)、飯店、各種企事業(yè)單位的食堂是其集中排放的場所[1]。廚余垃圾主要包括兩個方面，一方面是在廚房對食品進(jìn)行加工時產(chǎn)生的廢物，另一方面是人們吃剩的食品。廚余垃圾含水率較高。在日常生活中，容易腐爛變質(zhì)產(chǎn)生臭氣，產(chǎn)生病毒以及致病菌從而造成病菌的傳播以及環(huán)境的污染。廚余垃圾有機(jī)物含量高，同時氮、鉀、鈣、磷以及各種微量元素齊全，具有較高的利用價值。所以應(yīng)重視對廚余垃圾的回收再利用，變廢為寶。

2國內(nèi)外廚余垃圾的現(xiàn)狀及處理方式:

2.1中國

近年來，由于我國對國內(nèi)主要城市在垃圾處理方面投資力度加大，使得我國在垃圾處理方面取得一定的進(jìn)步。我國垃圾無害化處理率逐年提高。根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，我國城市生活垃圾無害化處理從1996年到2005年增加了10萬t/d，達(dá)到25.63萬t/d。垃圾無害化處理量從5568萬增加到8051萬[2]。但是，同其他發(fā)達(dá)國家相比較，我國生活垃圾無害化處理率仍較低，約為50％左右。目前我國廚余垃圾大部分是和其他生活垃圾混在一起進(jìn)行處理，給城市垃圾處理帶來巨大壓力。

2.2 美國

目前美國主要采用填埋法對廚余垃圾進(jìn)行處理。處理所花費的平均費用為每噸9-38美元。并且美國各州都會建立自己的廚余垃圾處理體系，例如在美國中西部厭氧堆肥、蚯蚓堆肥得到廣泛應(yīng)用，而在加利福尼亞廚余垃圾發(fā)電技術(shù)得到推廣和利用[3]。部分城市對于居民小區(qū)，住戶等廚余垃圾日生產(chǎn)量較小的單位采取安裝廚余垃圾粉碎機(jī)的方式，將廚余垃圾粉碎后排入下水管道，進(jìn)入污水處理場處理。對于食品加工廠等廚余垃圾日生產(chǎn)量較大的單位則采用油脂分離裝置，將廚余垃圾中的油脂分離并進(jìn)行加工和再利用。

2.3歐洲

目前歐洲廚余垃圾每年的產(chǎn)生量為5000 萬 t 左右。歐洲各國十分重視對廚余垃圾進(jìn)行回收利用并建立了完備的收集處理制度。如丹麥從1987年開始鼓勵對廚余垃圾回收利用。荷蘭在1996年禁止國內(nèi)垃圾處理廠對廚余垃圾進(jìn)行填埋處理， 而改用好氧發(fā)酵對廚余垃圾進(jìn)行處理。直到1999年，荷蘭總共建立了2個發(fā)酵廠和23個堆肥廠。德國采用特殊顏色的收集裝置對廚余垃圾進(jìn)行分類收集，從而將廚余垃圾在源頭與其他垃圾分離，這就為堆肥處理提供了有利條件。同樣在愛爾蘭等地則是將廚余垃圾和其他有機(jī)廢物統(tǒng)一進(jìn)行收集，并根據(jù)不同的特性，進(jìn)行分類堆肥等[4]。

2.4日本

目前日本廚余垃圾每年的產(chǎn)生量為2000萬 t 左右。其中家庭排出1000萬t，飲食業(yè)排出600萬t，廚余加工業(yè)排出340萬t [5]。由于在日本傾倒廚余垃圾的運輸費用每噸高達(dá)250-600美元，因此在政府的鼓勵和資助下，廚余垃圾處理機(jī)在許多企業(yè)和社區(qū)內(nèi)得到推廣和應(yīng)用，而廚余垃圾處理機(jī)制造業(yè)也得到了發(fā)展。有數(shù)據(jù)表明，目前制造廚余加工業(yè)、飲食業(yè)和流通企業(yè)使用的廚余廢物處理機(jī)的企業(yè)已達(dá)270家，制造家庭使用的廚余垃圾處理機(jī)的企業(yè)已達(dá)250戶。

3廚余垃圾的處理技術(shù)綜述

3.1填埋法

填埋法是目前應(yīng)用相對廣泛的處理方法，由于廚余垃圾本身就是由有機(jī)物組成，在自然環(huán)境下容易分解，能夠在相對短的時間內(nèi)使填埋場地的恢復(fù)使用。并且其操作簡便，在世界各國得到普遍的應(yīng)用。但該方法仍然沒有從根本上解決廚余垃圾產(chǎn)生的諸多問題。在填埋過程中廚余垃圾和其他垃圾統(tǒng)一進(jìn)行填埋處理，導(dǎo)致垃圾整體的滲濾液增多。在厭氧分解過程中產(chǎn)生大量細(xì)菌和沼氣對環(huán)境造成二次污染。隨著對廚余垃圾研究的深入，世界各國對廚余垃圾的填埋率都出現(xiàn)下降趨勢，甚至有很多國家已禁止對廚余垃圾進(jìn)行填埋處理。

3.2堆肥法

堆肥法就是利用廚余垃圾中的有機(jī)物進(jìn)行堆肥處理，首先將廚余垃圾置于發(fā)酵裝置中，或直接堆積在地面，然后根據(jù)具體情況加入粉煤灰和糞便等作為膨松劑，最后利用微生物發(fā)酵使其降解，最終形成腐殖質(zhì)作為肥料使用。根據(jù)堆肥發(fā)酵方式的不同，主要分為厭氧堆肥和好氧堆肥兩種。由于厭氧堆肥條件嚴(yán)格，并且堆肥周期較長，因此好氧堆肥成為堆肥的主要方式。

3.3蚯蚓處理技術(shù)

蚯蚓處理技術(shù)是通過蚯蚓和微生物的協(xié)同作用使廚余垃圾中的有機(jī)物進(jìn)行分解和轉(zhuǎn)化，最終生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)肥料[6]。由于蚯蚓自身含有豐富的酶系統(tǒng)如淀粉酶、脂肪酶、纖維酶、蛋白酶等能夠加速對廚余垃圾的堆肥處理。同時蚯蚓糞也是優(yōu)質(zhì)的肥料，蚯蚓本身則是優(yōu)質(zhì)的飼料。據(jù)統(tǒng)計，666 m2土地每年可處理100 t有機(jī)垃圾，生產(chǎn)2～4 t蚯蚓和37 t高級蚯蚓糞。經(jīng)過試驗發(fā)現(xiàn)，蚯蚓Eisenia foetida在礦化作用上和降低碳氮比方面都優(yōu)于其他品種的蚯蚓。國內(nèi)崔美香等人通過對Eisenia foetida處理廚余垃圾的試驗。統(tǒng)計出含水量為70%的腐熟垃圾，每25 kg能夠產(chǎn)生1 kg的蚯蚓和8 kg的蚯蚓糞 [7]。

3.4甲烷發(fā)酵

甲烷發(fā)酵技術(shù)是廚余垃圾能源化的一種，利用微生物對廚余垃圾進(jìn)行厭氧發(fā)酵產(chǎn)生大量甲烷。甲烷是一種清潔能源具有良好的市場前景。發(fā)酵后所剩余的固體殘留物經(jīng)過再加工可以生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的肥料。由于甲烷發(fā)酵中CO2的排放量小，有利于緩解溫室效應(yīng)。同時甲烷發(fā)酵成本比好氧發(fā)酵技術(shù)成本低。因此厭氧甲烷發(fā)酵日益得到人們重視，是公認(rèn)的一種能夠?qū)崿F(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的技術(shù)[8]。

3.5生物制氫

1966年Lewis提出利用光合細(xì)菌通過光合作用制氫和通過厭氧發(fā)酵制氫是目前生物制氫最主要的兩種方法。其中光合制氫反應(yīng)條件條件苛刻，產(chǎn)氫率也比厭氧發(fā)酵制氫低，因此厭氧發(fā)酵是生物制氫的主要研究方向[9]。如今，主要采用改進(jìn)發(fā)酵制氫反應(yīng)器、選育高效產(chǎn)氫菌種和控制優(yōu)勢菌種的生態(tài)因子如增加產(chǎn)氫促進(jìn)劑，減少抑制劑濃度等技術(shù)手段來提高產(chǎn)氫速率、產(chǎn)氫量以及氫氣濃度來改善廚余垃圾發(fā)酵制氫的工藝。但是由于廚余垃圾中成分復(fù)雜并且厭氧發(fā)酵制氫影響因素較多，導(dǎo)致生物制氫技術(shù)并未成熟，目前仍需進(jìn)行大量研究工作才能夠具體應(yīng)用到生活生產(chǎn)中去。

3.6提取生物降解塑料技術(shù)

提取生物降解塑料技術(shù)最早由日本九州工業(yè)大學(xué)的Shirai等在1999年提出，主要是利用微生物對廚余垃圾進(jìn)行發(fā)酵生產(chǎn)乳酸，從而合成聚乳酸這種可降解塑料。主要方法是首先通過粉碎機(jī)對廚余垃圾進(jìn)行粉碎，再進(jìn)入固液分離裝置，進(jìn)行固液分離，分離出的液體同污水一起進(jìn)入污水處理廠進(jìn)行處理。而固體物質(zhì)則進(jìn)入乳酸發(fā)酵裝置進(jìn)行發(fā)酵，發(fā)酵后對發(fā)酵液進(jìn)行分離、純化、提取、聚合產(chǎn)生聚乳酸，發(fā)酵廢棄物通過處理后可當(dāng)做飼料和肥料出售。

提取生物降解塑料技術(shù)為廚余垃圾資源化提供了一條新的道路，并得到了各國學(xué)者的關(guān)注。但是由于其相關(guān)研究開展時間較短，使得高效乳酸菌的選育、發(fā)酵方式選擇以及對乳酸提取與純化等方面的研究還需要進(jìn)行大量的研究工作來豐富和充實。

4結(jié)語

廚余垃圾的特點是含水率較高、容易腐爛、有機(jī)質(zhì)含量較高、營養(yǎng)豐富，因其導(dǎo)致的環(huán)境問題以及自身蘊含的資源化、能源化的潛力引起了各國學(xué)者與企業(yè)的重視，如何處理廚余垃圾成為了關(guān)鍵，填埋處理由于對環(huán)境的污染以及土地的占用，正在逐步的被各國所取締，目前堆肥處理以及制飼料等傳統(tǒng)措施正在被新興的處理措施所代替。以廚余垃圾發(fā)酵制乳酸，發(fā)酵制氫成為代表的處理措施成為了未來的發(fā)展趨勢。在政府的鼓勵與法律的引導(dǎo)下，結(jié)合廚余垃圾自身的特點，研制出能源化或資源化的工藝流程，解決環(huán)境問題及能源問題是未來的重點。

參考文獻(xiàn)：

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