廚垃圾微生物處理方法及循環(huán)利用研究

曹雅麗

(臺州科技職業(yè)學院，浙江 臺州 318020)

一、引言

隨著經濟的迅速發(fā)展，人們的生活質量有了明顯地提高，隨之而來的則是大量廢棄物的產生。餐廚垃圾是城市垃圾的重要組成之一，在餐飲業(yè)迅速崛起的同時，它的數量也在持續(xù)增長。在我國，一些酒店、賓館、食堂、飯店等飲食單位每天的餐廚垃圾生產量十分驚人。根據調查，我國餐廚垃圾約占城市生活垃圾比重的37%～62%，主要城市每年產生的餐廚垃圾量不低于6000萬噸。大量的餐廚垃圾成為了阻礙城市發(fā)展和破壞環(huán)境的一大頑疾，為解決這一頑疾，提出了微生物處理餐廚垃圾技術，利用微生物代謝來對餐廚垃圾進行處理，從而實現對餐廚垃圾中有機物的降解和代謝產物的獲取。

二、餐廚垃圾的特點及危害

餐廚垃圾是一種多油脂、高脂肪、高蛋白的物質，又易發(fā)生腐爛變質，它的收集運輸成本高，所以處理起來難度很大。在處理的過程因監(jiān)管不力、處理方法不當等原因，導致大部分的餐廚垃圾被一些私人作坊取走利用。除了被郊區(qū)農民收去喂豬之外，還被一些不法分子拿來提煉食用油，重新流入食品市場，給衛(wèi)生防疫和食品安全造成了巨大的隱患。餐廚垃圾通常都是收集后再進行集中處理，需要用到大量的交通運輸工具，會導致城市交通堵塞。而且往往在運輸過程中餐廚垃圾會發(fā)生變質，等被運到垃圾處理廠時，餐廚垃圾已產生了大量的毒素，其中最常見的是一種致癌物質——黃曲霉素，這也使餐廚垃圾的處理難度大大加大。

三、餐廚垃圾目前處理的主要方式

（一）衛(wèi)生填埋處理餐廚垃圾技術

衛(wèi)生填埋處理餐廚垃圾是先將餐廚垃圾等直接埋入填埋場，再利用土壤里的各類微生物把餐廚垃圾中的有機物大分子分解成一個個小分子。利用衛(wèi)生填埋法處理餐廚垃圾會對環(huán)境造成嚴重的污染，例如餐廚垃圾發(fā)酵后形成的甲烷及其他有害氣體被直接排放到空氣中，這對大氣造成了嚴重的污染；衛(wèi)生填埋法雖然應用了許多高科技含量的技術和新的防滲濾材料，但仍然無法根治垃圾有害物質對水資源的污染和侵蝕，污染后的水會對人體健康造成威脅。

（二）焚燒法處理餐廚垃圾技術

垃圾焚燒是處理餐廚垃圾的主要方法之一，將焚燒處理與高溫(1650-1800℃)熱分解、融熔處理結合，餐廚垃圾的焚燒，也就是將餐廚垃圾投入特別制作的高溫焚燒爐中，再利用高溫把垃圾中的有機物質氧化成氣體與無機物等。利用焚燒法處理餐廚垃圾存在著許多缺點。根據調查了解，一噸餐廚垃圾被焚燒后會產生大量的廢氣，留下灰渣大約是原有體積的一半。焚燒法只是將一部分餐廚垃圾轉化為氣態(tài)，實際上它的總體積和重量并沒有縮小，相反還會增大。而且焚燒后所排放的尾氣中含有許多污染物，這些污染物的組成極其復雜，含有有毒物質，還會造成溫室效應。焚燒后的灰燼中也有許多有毒有害物質，且這些物質更難處理。

（三）干燥熱處理法處理餐廚垃圾技術

餐廚垃圾的干燥熱處理是指先將餐廚垃圾進行脫水處理，再利用干燥的方法去除餐廚垃圾中的水分，最后把干燥后的產物拿來做肥料。因是高溫干燥，所以在這過程中就能殺死病原微生物，達到滅菌的效果。利用干燥熱處理法處理餐廚垃圾，雖然有病菌滅殺效果顯著的優(yōu)點，但操作步驟復雜，控制要求高，相比其他方法所消耗的能量更大，而且油脂回收率不高，造成資源浪費。

四、餐廚垃圾微生物資源化處理方式

（一）利用餐廚垃圾生產生物柴油

生物柴油是指主要以植物油（如大豆油、玉米油、花生油等）、動物油（如豬油、牛油、羊油、魚油等）、廢棄油脂或微生物油脂為原材料與甲醇或乙醇等經過酯化反應轉化而成的可代替石化柴油的清潔燃料，是一種清潔的可再生能源。生物柴油具有環(huán)保、原料來源廣、可再生等優(yōu)點。所以大力發(fā)展生產生物柴油不僅可促進我國的經濟發(fā)展，對環(huán)保也有著重大意義。就目前而言，以餐廚垃圾作為原材料生產生物柴油的方法主要是運用生物酶法。生物酶法是指將高活性的生物酶加入餐廚垃圾中，利用其催化反應的發(fā)生，這種方法比較清潔衛(wèi)生，且產物也能達標。

（二）利用餐廚垃圾進行好氧堆肥

好氧堆肥技術是指在有氧的條件下，利用好氧微生物對餐廚垃圾進行吸收，再進行氧化和分解的過程。這些好氧微生物會利用自身的生命活動，把一部分餐廚垃圾中的有機物氧化成簡單的無機物，在氧化的過程中它們還會釋放出可提供微生物生長活動所需的能量。而另一部分有機物則被合成新的細胞質，使微生物不斷生長繁殖，產生出更多生物體。在有機物生化降解的過程中會產生熱能，這些熱能不會全部散發(fā)到環(huán)境中，所以導致了堆肥物料的溫度升高。溫度的升高會使一部分不耐高溫的微生物死亡，而耐高溫的細菌則快速繁殖。

1.好氧微生物

好氧微生物也被稱作好氧菌，它們只有在有氧環(huán)境中才能夠生長繁殖，進行有氧呼吸。好氧微生物包括了大多數細菌、放線菌和真菌，可細分成專性好氧微生物和微好氧微生物兩大類。專性好氧微生物是指沒有氧就根本不能生長的細菌，例如大多數化能自養(yǎng)細菌、醋酸菌、枯草芽孢桿菌、結核菌就是專性好氧細菌。而只能在較低的養(yǎng)分壓下才能正常生長的微生物，我們稱它為微好氧微生物。

2.好氧堆肥的優(yōu)點

在有氧的情況下堆肥，可使餐廚垃圾中的有機物發(fā)酵腐爛成有效肥分和腐殖質的時間變短，可加快有機物的降解速度，并能降解得更徹底，在這過程中沒有中間產物和臭味產生。且好氧堆肥法能提供殺滅病原體所需的能量，相比較其他方法較無害、環(huán)保且堆肥產品的肥效高。

圖4-1 好氧堆肥過程

（三）利用餐廚垃圾進行厭氧消化

厭氧消化是指在缺氧甚至是無氧的條件下，利用厭氧微生物或兼性厭氧微生物將有機大分子分解為有機小分子或無機物。餐廚垃圾的厭氧消化通常是加入厭氧菌或利用餐廚垃圾自身所產生的微生物來進行發(fā)酵，主要會產生氫氣和甲烷等能源物質。餐廚垃圾厭氧消化的自動程度較高，不容易發(fā)出惡臭氣味，產品種類多樣，但是微生物處理技術復雜，且對環(huán)境的酸堿度要求較高，所需的時間也較漫長，餐廚垃圾的高鹽分和高油脂可能會導致反應器過度的酸化，抑制住菌體生長繁殖，不利于對餐廚垃圾的持續(xù)穩(wěn)定地降解。

圖4-2 厭氧消化流程

總結

通過以上六種方法的對比，我們可發(fā)現餐廚垃圾微生物資源化處理技術比目前的處理餐廚垃圾的主要方式更具優(yōu)勢。相對而言，利用微生物處理餐廚垃圾具有處理徹底環(huán)保、無臭味異味等優(yōu)點，且殘留物可制成有機肥料，實現資源化的廢物利用。因此在接下來的餐廚垃圾處理問題上，我們可多利用微生物處理餐廚垃圾技術，更高效快捷地處置餐廚垃圾。