餐廚垃圾厭氧處理及資源化利用

摘要：近年來，隨著生活水平不斷提高，餐飲業(yè)發(fā)展迅猛，但餐廚垃圾的處理問題也日益凸顯。餐廚垃圾的大量產(chǎn)生給環(huán)境和城市管理帶來了嚴峻的挑戰(zhàn)，同時也影響了人們的生活質(zhì)量。實施餐廚垃圾厭氧處理，實現(xiàn)餐廚垃圾的資源化利用，能夠有效加強對自然生態(tài)環(huán)境的保護，改善人們的生活環(huán)境。采用厭氧消化、發(fā)酵以及堆肥處理技術(shù)，能夠更加高效、科學地處理餐廚垃圾?；诖耍紫确治霾蛷N垃圾的危害及餐廚垃圾厭氧處理的重要性，其次分析餐廚垃圾厭氧處理的主要技術(shù)，最后探討餐廚垃圾厭氧處理的

資源化應用。

關(guān)鍵詞：餐廚垃圾；厭氧處理；厭氧消化；資源化

中圖分類號：X799.3 文獻標識碼：A 文章編號：1008-9500（2024）10-0-03

39

Anaerobic Treatment and Resource Utilization of Kitchen Waste

SHI Lei

（Wuxi Huilian Resource Recycling Technology Co.， Ltd.， Wuxi 214100， China）

Abstract： In recent years， with the continuous improvement of living standards， the catering industry has developed rapidly， but the problem of handling kitchen waste has also become increasingly prominent. The massive generation of kitchen waste poses severe challenges to the environment and urban management， while also affecting people’s quality of life. The implementation of anaerobic treatment of kitchen waste and the realization of resource utilization of kitchen waste can effectively strengthen the protection of natural ecological environment and improve people's living environment. By adopting anaerobic digestion， fermentation， and composting technologies， kitchen waste can be treated more efficiently and scientifically. Based on this， this paper firstly analyzes the hazards of kitchen waste and the importance of anaerobic treatment of kitchen waste， secondly analyzes the main technologies of anaerobic treatment of kitchen waste， and finally explores the resource utilization application of anaerobic treatment of kitchen waste.

Keywords： kitchen waste; anaerobic treatment; anaerobic digestion; resource utilization

隨著城市化進程的加快，餐廚垃圾不斷增多，給城市衛(wèi)生環(huán)境與生態(tài)環(huán)境造成了負面影響，若不加以處理，會滋生大量的細菌、蚊蠅，不僅會產(chǎn)生酸臭氣味，還可能造成傳染病廣泛傳播。厭氧消化、厭氧發(fā)酵以及厭氧堆肥等厭氧處理技術(shù)，能夠充分發(fā)揮厭氧微生物的代謝作用，將餐廚垃圾中的有機物轉(zhuǎn)化為沼氣、沼液與沼渣等可再生資源，降低餐廚垃圾對環(huán)境造成的污染。餐廚垃圾厭氧處理不僅有利于保護生態(tài)環(huán)境，實現(xiàn)餐廚垃圾的資源化利用，增強餐廚垃圾的經(jīng)濟效益與環(huán)境效益，還可以進一步改善人們的生活環(huán)境。研究如何通過厭氧處理實現(xiàn)餐廚垃圾的資源化應用，為餐廚垃圾的減量化提供借鑒。

1 餐廚垃圾的危害

餐廚垃圾含有大量的油脂、食物殘渣和有機污染物，在長時間露天堆放或處理不當?shù)那闆r下，會滋生細菌、病毒、真菌等病原體，同時產(chǎn)生酸臭氣體和滲濾液，對周圍環(huán)境造成嚴重污染。餐廚垃圾中的有害物質(zhì)也會通過食物鏈進入人體，威脅人們的身體健康和生命安全。餐廚垃圾中還存在一定的病原體和寄生蟲卵等，影響人們的健康。當餐廚垃圾中的動物脂肪、肉類蛋白質(zhì)受到同源污染時，還會出現(xiàn)人畜疾病的交叉感染，引起公眾恐慌。部分不法分子還會通過餐廚垃圾提取地溝油，將其回收利用，而地溝油經(jīng)過反復多次的使用與加工后，將含有大量的黃曲霉毒素、鉛、汞等有害物質(zhì)，難以保障餐飲行業(yè)的飲食安全[1]。

2 餐廚垃圾厭氧處理的重要性

2.1 加強對自然生態(tài)環(huán)境的保護

餐廚垃圾厭氧處理有利于加強對自然生態(tài)環(huán)境的保護。厭氧處理過程中，有機物質(zhì)轉(zhuǎn)化為沼氣和有機肥料，能夠減少垃圾對環(huán)境的污染。與傳統(tǒng)的焚燒和填埋處理方式相比，厭氧發(fā)酵工藝能夠減少溫室氣體的排放量，對環(huán)境的影響更小。同時，厭氧處理可以將餐廚垃圾中的有機物轉(zhuǎn)化為沼氣和有機肥料等資源，實現(xiàn)資源循環(huán)利用。厭氧處理技術(shù)可以有效減少餐廚垃圾對自然生態(tài)環(huán)境的負面影響，保護生物多樣性，促進生態(tài)平衡。同時，產(chǎn)生的沼氣和有機肥料等資源也可以為人類提供可持續(xù)的能源和肥料，推動循環(huán)經(jīng)濟的發(fā)展。在傳統(tǒng)填埋處理模式下，餐廚垃圾的滲濾液會污染地下水，無法為人類生活與社會生產(chǎn)提供充足的水資源，而焚燒處理也會產(chǎn)生二噁英等化合物，對大氣環(huán)境造成嚴重污染。

2.2 實現(xiàn)餐廚垃圾的資源化利用

厭氧處理有助于實現(xiàn)餐廚垃圾的資源化利用。通過一定的厭氧處理，餐廚垃圾中的有機物能夠轉(zhuǎn)化為沼氣、沼液、沼渣及有機肥料等資源，而沼氣可以用于發(fā)電、供熱和燃料等方面，具有較高的經(jīng)濟價值和環(huán)保效益，有機肥料可以用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，促進植物生長和提高土壤質(zhì)量。厭氧處理可以充分利用餐廚垃圾中的有機物質(zhì)，將其轉(zhuǎn)化為有用的資源，減少對自然資源的依賴和環(huán)境的污染。這種處理方式符合可持續(xù)發(fā)展理念，有助于推動循環(huán)經(jīng)濟的發(fā)展[2]。填埋與焚燒處理雖然能夠有效減少餐廚垃圾量，但未實現(xiàn)對餐廚垃圾的綜合利用，降低了餐廚垃圾處理的經(jīng)濟效益。而厭氧處理利用了厭氧微生物的轉(zhuǎn)化特性，能夠推動餐廚垃圾的資源化利用。

3 餐廚垃圾厭氧處理的主要技術(shù)

餐廚垃圾厭氧處理的主要技術(shù)包括厭氧消化處理工藝、厭氧發(fā)酵處理工藝及厭氧堆肥處理技術(shù)。

3.1 厭氧消化處理工藝

3.1.1 厭氧消化處理工藝內(nèi)容

1630年，科學家經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)有機物腐爛過程中會產(chǎn)生一種可燃氣體，動物腸道中也存在這一氣體。1776年，研究發(fā)現(xiàn)可降解有機物數(shù)量與可燃氣體的產(chǎn)生具有直接關(guān)系。1808年，研究發(fā)現(xiàn)牛糞厭氧消化氣體中也存在甲烷氣體。這些都說明通過有機廢物進行厭氧消化處理，能夠產(chǎn)生沼氣，可作為燃料使用。

預處理是餐廚垃圾厭氧消化處理工藝的重要環(huán)節(jié)之一，主要目的是將餐廚垃圾進行適當?shù)钠扑楹头蛛x，以提高后續(xù)處理的效率。工作人員需要先對餐廚垃圾進行垃圾破碎、去渣以及除渣，將大塊垃圾破碎成較小的顆粒，以便于后續(xù)的厭氧消化處理，并去除垃圾中的不可降解物質(zhì)和其他雜物，避免影響厭氧消化過程[3]。

3.1.2 厭氧消化處理工藝的優(yōu)點

厭氧消化可以在常溫常壓下進行，具有能源回收率高、減少溫室氣體排放等優(yōu)點。工作人員通過厭氧罐輸入大量的厭氧微生物，對餐廚垃圾進行全方位的厭氧消化處理。

3.2 厭氧發(fā)酵處理工藝

3.2.1 厭氧發(fā)酵處理工藝的內(nèi)容

餐廚垃圾厭氧發(fā)酵前，仍需要進行預處理，去除無法發(fā)酵處理的雜質(zhì)。調(diào)節(jié)是餐廚垃圾厭氧發(fā)酵處理工藝的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，目的是創(chuàng)造適宜的厭氧發(fā)酵環(huán)境，促進微生物的生長和代謝。調(diào)節(jié)的具體內(nèi)容包括溫度、pH值、水分等。調(diào)節(jié)溫度的目的是保持適宜的發(fā)酵溫度，通常為中溫發(fā)酵或高溫發(fā)酵；調(diào)節(jié)pH值通過添加酸或堿來調(diào)節(jié)發(fā)酵液的pH值，使其保持在適宜的范圍；調(diào)節(jié)水分是根據(jù)發(fā)酵工藝的需要，調(diào)節(jié)發(fā)酵液的水分含量，以促進微生物的生長和

代謝。

3.2.2 厭氧發(fā)酵處理與消化處理的區(qū)別

餐廚垃圾厭氧消化處理與厭氧發(fā)酵處理具有一定的相似性，但在處理方式、產(chǎn)物等方面也存在很大的差異。厭氧消化處理將餐廚垃圾的有機物質(zhì)轉(zhuǎn)化為沼氣，而厭氧發(fā)酵處理則是將有機物轉(zhuǎn)化為有機酸、二氧化碳與醇等物質(zhì)，以此獲得可再生能源。厭氧消化處理包括水解、酸化、甲烷化3個環(huán)節(jié)，但厭氧發(fā)酵處理只有水解與酸化階段，沒有將有機酸與醇轉(zhuǎn)化為甲烷。

3.3 厭氧堆肥處理技術(shù)

餐廚垃圾進行預處理后，需要將破碎后的餐廚垃圾與適量的堆肥材料進行混合，以調(diào)節(jié)垃圾的成分和pH值，為厭氧發(fā)酵創(chuàng)造適宜的條件?；旌线€可以增加垃圾中的微生物種類和數(shù)量，促進垃圾的分解和轉(zhuǎn)化。由于餐廚垃圾中含有較多的蛋白質(zhì)和脂肪等易腐敗物質(zhì)，堆肥過程中會產(chǎn)生一定的臭味。除臭處理是必不可少的環(huán)節(jié)，目的是通過物理或化學方法去除臭味，減少對環(huán)境和操作人員的危害。常見的除臭方法包括噴灑除臭劑、增加通風量等。

4 餐廚垃圾厭氧處理的資源化應用

4.1 制取生物柴油

餐廚垃圾厭氧處理可以用來制取生物柴油，其基本原理是將餐廚垃圾中的脂肪和蛋白質(zhì)等有機物通過酯交換反應轉(zhuǎn)化為生物柴油。餐廚垃圾經(jīng)過預處理后，得到可利用的油脂和有機殘渣，其中油脂部分通過酯交換反應，在氫氧化鈉、硫酸等催化劑的作用下與甲醇等低碳醇發(fā)生反應，生成脂肪酸甲酯，即生物柴油。生物柴油具有可再生、環(huán)保、可持續(xù)等優(yōu)點，擁有廣闊的應用前景。與傳統(tǒng)化石燃料相比，生物柴油的含硫量低，燃燒后產(chǎn)生的二氧化硫和顆粒物等污染物較少，對環(huán)境的影響較小，具有較強的環(huán)境效益[4]。同時，生物柴油的制取可以減少對傳統(tǒng)化石燃料的過度消耗，降低能源的消耗成本，因此通過餐廚垃圾厭氧處理來制取生物柴油具有顯著的經(jīng)濟效益。

4.2 制取有機顆粒肥

在進行餐廚垃圾預處理、發(fā)酵、除臭脫水等工序后，再實施造粒與干燥環(huán)節(jié)，脫水后的物料需要進行造粒處理，制成有機顆粒肥。造粒可以使用專門的造粒設(shè)備，將物料加工成適宜的粒徑和形狀。造粒過程中可以添加適量的添加劑，如黏合劑、填充劑等，以提高顆粒的穩(wěn)定性和養(yǎng)分含量。造粒后，還需要對顆粒肥進行干燥處理，去除多余的水分，使其達到規(guī)定的含水量要求。干燥后的有機顆粒肥可以進行包裝儲存。包裝材料應具有良好的密封性、阻濕性和耐腐蝕性，以確保肥料的質(zhì)量和儲存時間。儲存環(huán)境應保持干燥、通風良好，避免肥料受潮、霉變和污染。此類制取出來的有機顆粒肥富含有機質(zhì)和植物所需的營養(yǎng)元素，具有改善土壤結(jié)構(gòu)、提高土壤肥力、促進植物生長等優(yōu)點，可為農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供有力

支持。

4.3 制取清潔燃料

通過對餐廚垃圾厭氧發(fā)酵后的剩余物進行再處理，能夠得到沼氣，而沼氣的主要成分為甲烷與二氧化碳，能夠作為清潔能源來代替化石燃料，具有較高的應用價值?？蓪⒉蛷N垃圾厭氧消化后產(chǎn)生的沼氣進行提純，通過沼氣凈化系統(tǒng)實現(xiàn)沼氣的脫硫，并去除其成分中的二氧化碳與硫化氫[5]。提純后的沼氣既能夠作為天然氣燃料，又可以為居民提供清潔燃料，降低了對大氣環(huán)境的污染，減少了二氧化碳的排放量，有助于進一步推動“雙碳”目標的落實與完成。

5 結(jié)論

餐廚垃圾厭氧處理工藝包括厭氧消化、厭氧發(fā)酵以及厭氧堆肥等。實施餐廚垃圾厭氧處理，能夠有效減少餐廚垃圾數(shù)量與體積，并產(chǎn)生沼氣、沼液與沼渣等物質(zhì)。這些物質(zhì)經(jīng)過一定的凈化提純工序，能夠為社會生產(chǎn)提供生物柴油、有機顆粒肥與清潔燃料。推進餐廚垃圾厭氧處理及資源化應用，實現(xiàn)沼氣、沼液與沼渣的綜合利用，有助于提高餐廚垃圾中可再生資源的利用效率。

參考文獻

1 俞沈晶.餐廚垃圾消化沼液處理工程案例分析[J].浙江化工，2023（12）：44-49.

2 趙 舒.厭氧氨氧化在廢水處理領(lǐng)域中的應用[J].遼寧化工，2023（12）：1860-1862.

3 杜學勛，史晶晶，張斯穎.生物強化促進餐廚垃圾高溫厭氧消化產(chǎn)甲烷性能的研究[J].環(huán)境衛(wèi)生工程，2023（6）：46-53.

4 褚 禛，丁乃初，宦兆軍，等.國內(nèi)餐廚及廚余垃圾處理工藝綜述[J].廣東化工，2023（22）：103-105.

5 周挺進.餐廚垃圾厭氧消化技術(shù)研究[J].當代化工研究，2023（18）：77-79.