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餐廚垃圾處理,地坤環(huán)保生物技術(shù)

摘要：餐廚垃圾，俗稱泔腳，亦稱潲水、泔水等，主要集中產(chǎn)生于餐飲行業(yè)、食堂及家庭，主要是指由人們的飲食行為產(chǎn)生的極易腐爛變質(zhì)的生活污廢，其具有水分、油脂、無(wú)機(jī)鹽含量高的特點(diǎn)。本文梳理餐廚垃圾處理技術(shù)，普及公眾對(duì)餐廚垃圾處理的相關(guān)知識(shí)，增強(qiáng)社會(huì)對(duì)餐廚垃圾處理的意識(shí)。

關(guān)鍵詞：餐廚； 污廢； 廚余； 垃圾；

餐廚垃圾占城市生活垃圾的比重較大，約占50%。因餐廚垃圾為“人類副產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)有害生物培養(yǎng)基”，極易自發(fā)滋生蚊蠅病菌，產(chǎn)生有毒、惡臭、可燃?xì)怏w，帶來(lái)消防隱患和環(huán)保、公眾健康問(wèn)題。不當(dāng)利用餐廚垃圾的地溝油、泔水豬危害巨大，餐廚垃圾因油脂和其他有機(jī)物含量較為豐富，脫水后熱值較高，是可利用的資源，故對(duì)餐廚垃圾的處理形式進(jìn)行梳理是十分必要的。

1 分類

按處理媒介分為非生物處理和生物處理：其中非生物處理包括機(jī)械破碎、衛(wèi)生填埋、焚燒發(fā)電、氣化等；生物處理包括厭氧發(fā)酵、好氧發(fā)酵、制備生態(tài)飼料等。

（1）機(jī)械破碎。充分利用城市污水處理系統(tǒng)，將家庭垃圾通過(guò)垃圾粉碎機(jī)破水后進(jìn)入市政污水系統(tǒng)進(jìn)行處理。機(jī)械破碎過(guò)程中餐廚垃圾并未發(fā)生化學(xué)變化，僅降低了粒徑，該方法實(shí)質(zhì)上是將餐廚垃圾污水污泥化，不是消解處理而是轉(zhuǎn)移污廢，僅適用于具有新規(guī)劃的能接納該部分污廢處理的城市或區(qū)域，否則勢(shì)必會(huì)對(duì)原有的市政污水處理系統(tǒng)造成挑戰(zhàn)。

（2）衛(wèi)生填埋。將餐廚垃圾填埋于地下，包括持續(xù)的微生物對(duì)有機(jī)物降解過(guò)程即為餐廚垃圾衛(wèi)生填埋。微生物的生化處理過(guò)程為近期的研究熱點(diǎn)，一般性結(jié)論為微生物優(yōu)先分解有機(jī)物并將其轉(zhuǎn)化為自身生長(zhǎng)繁殖所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，在有機(jī)物富余的情況下可進(jìn)一步將有機(jī)物生化降解為無(wú)機(jī)物增加土壤的肥沃程度。

衛(wèi)生填埋具有操作簡(jiǎn)單，費(fèi)用低的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)具有占地面積大且需占用時(shí)間長(zhǎng)，存在滲濾液二次污染，釋放臭氣，副產(chǎn)沼氣易引發(fā)爆炸重大安全隱患。隨著人們對(duì)環(huán)境問(wèn)題日益看重和土地資源日趨緊張，餐廚垃圾的衛(wèi)生填埋率在逐年下降。

（3）焚燒發(fā)電。餐廚垃圾含水率較高不宜直接燃燒，須行脫水處理，而后在焚燒爐中*氧化分解，一般以不低于1000℃的溫度過(guò)氧燃燒，可將固狀物減量65%（±15%），燃燒的高品位熱一般用于發(fā)電，低品位熱可用來(lái)供暖。灰渣可作為生產(chǎn)建筑材料的原料。為保證焚燒過(guò)程連續(xù)穩(wěn)定，一般可摻燒20%的煤炭。

目前垃圾焚燒技術(shù)主要分為層狀燃燒、流化床燃燒和旋轉(zhuǎn)燃燒技術(shù)（即轉(zhuǎn)窯式）3大類。

該方式處理速率高，轉(zhuǎn)化產(chǎn)生的動(dòng)力蒸汽用來(lái)發(fā)電，低品位熱量用來(lái)供熱，減量化程度大，實(shí)現(xiàn)了餐廚垃圾的資源、減量化；但是常規(guī)的垃圾焚燒不可避免地產(chǎn)生呋喃、二噁英、飛灰等大氣污染物，另外焚燒爐灰渣（一般為燃前的5%～20%）重金屬含量較高，污染環(huán)境較為嚴(yán)重。

（4）厭氧發(fā)酵。厭氧發(fā)酵是指微生物在氧氣不足甚至無(wú)氧氣的厭氧條件下通過(guò)自身代謝，將一部分有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化為微生物本體，另外一部分則分解為CH4（有的工藝可直接分解為H2）、CO2，亦可通過(guò)選擇不同的微生物制備有機(jī)酸或醇。溫度、酸堿度、碳氮比、微量元素、含氧量顯著制約著厭氧發(fā)酵的速率和轉(zhuǎn)化率[3]，目前厭氧發(fā)酵技術(shù)已經(jīng)在歐洲得到長(zhǎng)足的發(fā)展，國(guó)內(nèi)應(yīng)用代表工藝有Biomax。

集中厭氧發(fā)酵技術(shù)相對(duì)成熟，具有自動(dòng)化程度高，能生產(chǎn)燃?xì)饣蛴袡C(jī)酸、醇，資源化程度好，經(jīng)濟(jì)性較高，渣可制成有機(jī)肥等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于城市生活垃圾處理，為餐廚垃圾清潔資源化的有效途徑。

（5）好氧發(fā)酵。餐廚垃圾好氧堆肥[1]是指人工培育的菌種或自然的好氧微生物在氧氣充裕的條件下對(duì)餐廚垃圾的生物降解過(guò)程，與厭氧發(fā)酵類似，將一部分有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化為微生物本體，與厭氧發(fā)酵不同的是另一方面轉(zhuǎn)化為有機(jī)肥而不產(chǎn)生CH4或H2。

餐廚垃圾好氧發(fā)酵目前的核心技術(shù)主要集中在好氧微生物的優(yōu)選馴化，反應(yīng)器的合理化改進(jìn)等方面。餐廚垃圾好氧發(fā)酵主要壓榨脫水、油水分離、生化降解、尾氣處理、廢水凈化、有機(jī)肥處理等工藝過(guò)程，其中生化降解過(guò)程通常以破碎至粒徑為1.5～8cm餐廚垃圾為原料，添加菌種及輔料，進(jìn)行為期約4周的發(fā)酵。

如餐廚垃圾的油脂、鹽分過(guò)高則會(huì)降低微生物的活性，另外集中好氧發(fā)酵占地面積大，會(huì)產(chǎn)生污染性臭氣，經(jīng)濟(jì)效益不高。國(guó)內(nèi)無(wú)害化堆肥處理廠數(shù)目逐年下降，與城市垃圾混合堆放、分離成本高、堆肥企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益低有關(guān)。

值得的是高溫好氧快速降解技術(shù)，利用高效微生物菌群，好氧發(fā)酵1天將餐廚垃圾轉(zhuǎn)化為有機(jī)肥，該方法速率快、鹽度適應(yīng)性好、高溫活躍性好（甚至能達(dá)到80℃）。相對(duì)好氧堆肥而言，高溫好氧反應(yīng)過(guò)程無(wú)任何有害物質(zhì)產(chǎn)生，產(chǎn)出的氣體比較小、耗時(shí)短、過(guò)程可控制、易操作、降解快、資源化效果好，可以處理混合環(huán)保垃圾，運(yùn)行費(fèi)用低。而且90%的有機(jī)垃圾在前段垃圾預(yù)處理的過(guò)程中污水達(dá)標(biāo)排放、油脂回收利用。10%的固體排放物作為有機(jī)肥原料用于生態(tài)種植養(yǎng)殖。整個(gè)處理過(guò)程無(wú)公害，不存在二次污染。符合國(guó)家餐廚垃圾處理的“減量化、無(wú)害化、資源化”就地處理原則。目前已有餐廚垃圾一體化設(shè)備投入市場(chǎng)，并且已經(jīng)推廣應(yīng)用。

（6）制備生態(tài)飼料。生態(tài)飼料[1]是指以餐廚垃圾為原料制備的飼料。制備生態(tài)飼料的餐廚垃圾處理方法主要分為發(fā)酵生產(chǎn)菌體蛋白、青貯法、脫水法3大類。國(guó)內(nèi)應(yīng)用較多的是發(fā)酵法制備菌體蛋白；青貯法的典型做法為乳酸菌發(fā)酵；脫水制備干飼料通常包括直接高溫干燥、煮沸干燥、真空油炸等方法。

（7）氣化。雖諸如煤化工等領(lǐng)域主流的氣化技術(shù)種類繁多，但因餐廚垃圾含水量較高，能運(yùn)行穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)合理的應(yīng)用于餐廚垃圾處理的氣化技術(shù)僅有極為有限的數(shù)種，這里僅高溫等離子炬氣化技術(shù)[8]。該技術(shù)具有反應(yīng)速率快、附加值高、本質(zhì)環(huán)保的特點(diǎn)，核心技術(shù)為國(guó)外掌握，主要在美國(guó)、加拿大、日本有應(yīng)用。該技術(shù)處理餐廚垃圾可將簡(jiǎn)單脫水處理后的固狀物連同油脂一并氣化，因高溫等離子氣化反應(yīng)溫度高，氣流停留時(shí)間合理，基本不產(chǎn)生二噁英、呋喃等有機(jī)污染物，合成氣有效成分為CO、H2。固渣可作為建筑保溫原料，但目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用不多，需要引進(jìn)核心技術(shù)。

2 結(jié)語(yǔ)

目前國(guó)內(nèi)主流的非生物餐廚垃圾處理方法是焚燒發(fā)電，高溫等離子炬氣化發(fā)電技術(shù)是有希望替代焚燒的技術(shù)。規(guī)模化的垃圾氣化技術(shù)尚在推廣應(yīng)用階段，市場(chǎng)潛力巨大。

厭氧發(fā)酵和傳統(tǒng)好氧堆肥處理可以實(shí)現(xiàn)餐廚垃圾資源化和減量化的目的?？傮w來(lái)講微生物處理餐廚垃圾的優(yōu)點(diǎn)是工藝簡(jiǎn)單，初期投資較低，自動(dòng)化程度較高，二次污染?。浑m具有耗能高，減量化程度小，鹽度適應(yīng)性較差，往往需要添加輔料等缺點(diǎn)，但可以實(shí)現(xiàn)資源化，有一定的產(chǎn)出。目前小型化餐廚垃圾一體化設(shè)備正在作為一種新的垃圾解決方案被廣泛應(yīng)用于機(jī)關(guān)單位食堂、學(xué)校食堂、酒店、賓館、餐廳、住宅小區(qū)、食品加工廠、機(jī)場(chǎng)、街道社區(qū)，大型工廠，農(nóng)貿(mào)批發(fā)市場(chǎng)，果蔬生產(chǎn)基地，食品加工廠等。