餐廚垃圾處理技術(shù)研究進(jìn)展*

梅 冰，竇法楷，汪慧蓮，陸 翔，覃亞宏，謝 影

（1.云南農(nóng)業(yè)大學(xué)節(jié)能減排檢測工程中心，云南 昆明 650000；2.重慶大學(xué)，重慶 400045）

1 餐廚垃圾定義及特點(diǎn)

餐廚垃圾是人們?nèi)粘Ｉ罨蚴称芳庸み^程中所產(chǎn)生的廚余垃圾和廢棄食用油脂。其中，廚余垃圾是指食品加工廢料和食物殘余；廢棄食用油脂是指不可再食用的動(dòng)植物油脂等各類油、水、固混合物［1］。餐廚垃圾主要來源于飲食服務(wù)、食品加工、單位供餐等活動(dòng)，主要成分為米飯、肉類、蔬菜、骨頭以及不可再食用的動(dòng)植物油脂等。

餐廚垃圾的組成、性質(zhì)和產(chǎn)生量因地區(qū)差異、社會經(jīng)濟(jì)條件、飲食結(jié)構(gòu)、居民生活習(xí)慣、季節(jié)變化的不同而有所差別，但總體具備如下特征［2-3］：①高含水率，對垃圾的收集、運(yùn)輸和處理均帶來難度，且垃圾滲瀝液會污染地表水和地下水；②感官性狀上油膩、濕淋淋、影響居民的視覺、嗅覺等舒適感，對周圍居民及生態(tài)環(huán)境造成不良影響；③有機(jī)物含量高，其中廚余垃圾的碳水化合物含量高，泔腳則以淀粉、蛋白質(zhì)、脂肪等為主要成分；④具有易腐性，溫度較高的條件下能夠迅速腐爛發(fā)臭并引發(fā)二次污染，易孳生蚊蠅、細(xì)菌，是潛在的污染源；⑤重金屬等有毒有害物質(zhì)含量少，但存有病毒、致病菌和病原微生物，可能成為人畜共患疾病潛在的傳播途徑；⑥油脂、鹽分含量高，還含有鈉、氮、磷、鉀、鈣以及各種微量元素，營養(yǎng)元素豐富，重新利用價(jià)值高。

2 餐廚垃圾處理技術(shù)現(xiàn)狀及存在的問題

2.1 破碎處理

破碎處理是指餐廚垃圾在產(chǎn)生點(diǎn)就地破碎處理后，排入城市污水管網(wǎng)至污水處理廠集中處理［4］。該技術(shù)具有技術(shù)簡單、價(jià)格低廉等優(yōu)勢，然而在我國推廣應(yīng)用受到一定限制，其主要原因是：①該技術(shù)僅適用于處理少量分散的餐廚垃圾，不適用于餐廚垃圾的規(guī)?；幚?；②該技術(shù)會增大城市污水處理廠的處理負(fù)荷，而我國污水廠管網(wǎng)建設(shè)尚處于發(fā)展完善階段，污水收集率仍有待提高，因而，限制了該技術(shù)的應(yīng)用；③將餐廚垃圾排入下水道，會造成巨大的資源浪費(fèi)。

2.2 飼料化處理

我國對飼料的需求量較大，用餐廚垃圾制作飼料是一種頗具潛力的餐廚垃圾處理方法。用餐廚垃圾作原料供應(yīng)量大、營養(yǎng)齊全、價(jià)格低廉、利潤大、有較強(qiáng)的市場競爭力。但是隨著全球范圍內(nèi)口蹄疫、SARS、瘋牛病、禽流感等人畜共患疾病的蔓延，大部分發(fā)達(dá)國家已經(jīng)出臺更加嚴(yán)厲的法規(guī)措施，禁止將餐廚垃圾作為動(dòng)物飼料。

2.3 餐廚垃圾焚燒處理

餐廚垃圾有機(jī)物含量極其豐富，可作為焚燒發(fā)電的燃料。但是由于其含水率極高，會導(dǎo)致焚燒爐內(nèi)燃燒不充分、不均勻。且煙氣中存在很多未燃盡物質(zhì)，在300～500℃遇到適量的金屬便會重新生成二惡英，可見將餐廚垃圾直接焚燒處理，會存在產(chǎn)生二惡英的潛在風(fēng)險(xiǎn)。

2.4 衛(wèi)生填埋

餐廚垃圾衛(wèi)生填埋處理不僅浪費(fèi)大量可回收資源，也存在許多安全隱患。因此，世界各國尤其是發(fā)達(dá)國家，正在逐漸降低和禁止餐廚垃圾進(jìn)入填埋場的比例。1999年，歐盟批準(zhǔn)的新填埋標(biāo)準(zhǔn)要求其成員國在未來5 a內(nèi)將進(jìn)入到填埋場的可生物降解垃圾量降低到1995年的75%，而且最終進(jìn)入填埋場的垃圾的有機(jī)物含量控制在5%以內(nèi)［5］?？梢?，隨著餐廚垃圾處理技術(shù)的進(jìn)步，餐廚垃圾衛(wèi)生填埋技術(shù)處理將逐步退出歷史舞臺。

2.5 好氧堆肥

堆肥化處理是指依靠自然界的放線菌、細(xì)菌、真菌等微生物，促進(jìn)可生物降解的有機(jī)物向穩(wěn)定的腐殖質(zhì)生化轉(zhuǎn)化的生物化學(xué)過程［6］，通常將堆肥化產(chǎn)品用作肥料以滿足農(nóng)林業(yè)方面的需要。呂凡等［7］研究了餐廚垃圾在好氧生物堆肥工藝下的條件優(yōu)化，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，高溫條件下（55～65℃）可以達(dá)到最大減量率，得到了高溫運(yùn)行的最佳參數(shù)，工藝最大處理負(fù)荷為0.10 kg/（kg·d）。楊延梅等［8］研究了廚余垃圾和泔腳對堆肥化處理的影響，結(jié)果表明在相同控制條件下，泔腳堆肥系統(tǒng)初始水溶性高，高溫持續(xù)時(shí)間長，氮素?fù)p失低，CO2釋放率高，堆肥pH較低，但所需時(shí)間偏長；餐廚垃圾含水率高、黏度大、分散性差而不利于好氧通風(fēng)，因此需要加入大量的蓬松調(diào)理劑。而且餐廚垃圾中油脂和鹽分不利于微生物的生長，影響好氧堆肥產(chǎn)品的質(zhì)量。此外，餐廚垃圾含較多蛋白質(zhì)容易產(chǎn)生惡臭，由此產(chǎn)生的臭氣處理費(fèi)用較高。因此，采用好氧堆肥技術(shù)將餐廚垃圾制成有機(jī)肥還需要進(jìn)一步的改進(jìn)和完善。

2.6 厭氧消化制取沼氣及高質(zhì)量有機(jī)肥

利用厭氧消化處理餐廚垃圾有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)：①當(dāng)有機(jī)物C/N為20～30時(shí)，最適合進(jìn)行厭氧消化，而餐廚垃圾C/N為10～25，因此，餐廚垃圾非常適合厭氧消化；②厭氧消化系統(tǒng)一般可以處理含固率為10%～25%的有機(jī)廢物，而餐廚垃圾含固率為15%～20%，因此，消化前不需加水或脫水，前處理得到了簡化，節(jié)約能耗；③在厭氧消化過程中，無須供氧，且能產(chǎn)生大量沼氣以及可制成高質(zhì)量有機(jī)肥沼渣；④厭氧消化周期短、占地少；⑤厭氧消化采用密封系統(tǒng)，對環(huán)境造成的二次污染相對較小。因此，在當(dāng)前及今后一段時(shí)間內(nèi)，餐廚垃圾厭氧消化處理技術(shù)是主要的發(fā)展趨勢。但不管從技術(shù)還是管理層面分析，該技術(shù)在我國還處于起步階段，亟待進(jìn)一步的深入研究。

2.7 其他餐廚垃圾資源化處理技術(shù)

利用餐廚垃圾生物發(fā)酵制氫，能耗低，反應(yīng)條件溫和，受到廣泛的關(guān)注。餐廚垃圾乳酸發(fā)酵制成的生物降解塑料可望成為通用塑料的替代品。利用蚯蚓分泌多種酶來分解有機(jī)物并轉(zhuǎn)化為自身或其他生物可以利用的營養(yǎng)物質(zhì)的特點(diǎn)可處理餐廚垃圾，但目前國內(nèi)尚未有成熟的蚯蚓處理技術(shù)應(yīng)用于工程實(shí)際。

3 結(jié)束語

綜上所述，在能源、環(huán)境問題日益突出的背景下，開發(fā)餐廚垃圾高效厭氧消化技術(shù)是減少環(huán)境污染、回收其清潔能源的最佳技術(shù)途徑；也是促進(jìn)我國發(fā)展低碳循環(huán)經(jīng)濟(jì)，建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會，實(shí)施節(jié)能減排戰(zhàn)略的迫切需要。

［1］ 任連海，田媛.城市典型固體廢棄物資源化工程［M］.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2009.

［2］ 曾憲興，宮本水，王富生.高壓蒸汽滅菌工藝處理餐廚垃圾［J］.環(huán)境衛(wèi)生工程，2007，15（1）：55-56.

［3］ 李玉春，潘琦，王艷，等.北京市生活垃圾厭氧消化技術(shù)應(yīng)用潛力分析［J］.環(huán)境衛(wèi)生工程，2010，18（1）：37-39.

［4］ 錢小青，童桂鳳，何成達(dá)，等.泔腳廢物資源化處置技術(shù)現(xiàn)狀及研究進(jìn)展［J］.環(huán)境衛(wèi)生工程，2005，13（6）：12-15.

［5］ 蔣建國，吳時(shí)要，隋繼超，等.易腐有機(jī)垃圾單級高固體厭氧消化試驗(yàn)研究［J］.環(huán)境科學(xué)，2008，29（4）：1104-1108.

［6］ 聶永豐.三廢處理工程技術(shù)手冊：固體廢物卷［M］.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2000.

［7］ 呂凡，何品晶，邵立明，等.易腐性有機(jī)垃圾的產(chǎn)生與處理技術(shù)途徑比較［J］.環(huán)境污染治理技術(shù)與設(shè)備，2003，4（8）：46-50.

［8］ 楊延梅，席北斗，劉鴻亮，等.餐廚垃圾堆肥理化特性變化規(guī)律研究［J］.環(huán)境科學(xué)研究，2007，20（2）：72-77.