餐廚垃圾現(xiàn)有處理技術(shù)和餐廚垃圾好氧堆肥技術(shù)
<一>、餐廚垃圾的現(xiàn)有處理技術(shù)分析
我國(guó)餐廚垃圾處理起步比較晚,由于我國(guó)餐廚垃圾成分的復(fù)雜性決定了使用單一現(xiàn)有的處理技術(shù)難以完成的處理,如餐廚垃圾一般包含大量的超市過期食品,而我國(guó)餐廚垃圾中湯水較多。我國(guó)餐廚垃圾處理方式主要有填埋、焚燒、飼料化、堆肥和厭氧發(fā)酵等,其資源化利用的基本模式有3種:一是肥料化,將餐廚垃圾中的物經(jīng)過好氧微生物發(fā)酵處理轉(zhuǎn)換成肥料;二是飼料化,將餐廚垃圾中的物轉(zhuǎn)換成飼料;三是厭氧發(fā)酵,將餐廚垃圾中的物經(jīng)過厭氧發(fā)酵轉(zhuǎn)換成沼氣。
1、填埋
填埋處置目前主要是針對(duì)尚未實(shí)行對(duì)餐廚垃圾進(jìn)行單獨(dú)收運(yùn)、處理的城市,將餐廚垃圾與其他生活垃圾混合收運(yùn),集中進(jìn)行填埋處置的一種處理方式。由于餐廚垃圾具有物含量高、含水量大的特點(diǎn),餐廚垃圾在填埋處置過程中會(huì)腐敗、發(fā)酵,容易產(chǎn)生大量的廢水和惡臭氣體,是垃圾填埋場(chǎng)垃圾滲濾液的主要產(chǎn)生源,對(duì)垃圾填埋場(chǎng)周圍的地下水、土壤以及大氣環(huán)境的衛(wèi)生狀況和環(huán)境質(zhì)量構(gòu)成嚴(yán)重威害。
2、焚燒
餐廚垃圾焚燒處置減量率高,化處理,焚燒處置設(shè)施占地面積小。但由于餐廚垃圾的性,即含水率高、熱值較低,燃燒時(shí)會(huì)增加燃料消耗,且會(huì)導(dǎo)致焚燒爐內(nèi)物料燃燒不充分而產(chǎn)生氣態(tài)的二次污染物,如二噁英等氣體及粉塵。
3、飼料化
餐廚垃圾所含粗蛋白和粗脂肪等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量高,城市餐廚垃圾質(zhì)含量高達(dá)62.26%,其中粗蛋白、粗脂肪和粗纖維含量分別達(dá)到13.46%、17.30%和6.56%。但由于餐廚垃圾具有含水率、鹽分和油脂含量高等特點(diǎn),因此,利用餐飲垃圾處理裝置等設(shè)備將餐廚垃圾制作飼料時(shí)進(jìn)行脫水、脫鹽、除油等預(yù)處理,應(yīng)盡量減少存放時(shí)間,及時(shí)處理,以防止其發(fā)生霉變,影響飼料產(chǎn)品的質(zhì)量。
4、好氧堆肥
餐廚垃圾物含量高訓(xùn),屬于易腐質(zhì)垃圾。餐廚垃圾堆肥處置技術(shù)在均有著較多應(yīng)用,是一種較為成熟的處理技術(shù)。堆肥工藝技術(shù)相對(duì)簡(jiǎn)單、成熟,投資與運(yùn)行費(fèi)較低。由于餐廚垃圾油脂含量高、鹽分高,致使其堆肥產(chǎn)品可能含有較高的油脂和鹽分,堆肥產(chǎn)品存在較大市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)。
5、厭氧發(fā)酵
厭氧發(fā)酵是指利用餐廚垃圾在厭氧條件下通過微生物的代謝活動(dòng)產(chǎn)生沼氣。此方法有助于餐廚垃圾的減量化處理和資源化利用。但由于餐廚垃圾物料所含油脂、鹽分高以及垃圾分類不引入的雜物過多(如塑料袋、金屬、碎瓷片等)會(huì)對(duì)餐廚垃圾厭氧發(fā)酵過程產(chǎn)生不利影響。因餐廚垃圾成分復(fù)雜,而厭氧發(fā)酵過程對(duì)餐廚垃圾物料要求較高,若經(jīng)前端預(yù)處理后的物料達(dá)不到厭氧消化的要求,就容易造成厭氧消化系統(tǒng)產(chǎn)氣不穩(wěn)定或是難以產(chǎn)氣等問題。
餐飲垃圾處理主要技術(shù)比較,結(jié)合我國(guó)餐廚垃圾的特性,對(duì)我國(guó)餐廚垃圾處理方式的選擇做出如下分析。
(1)制取飼料的質(zhì)量受來(lái)料成分的波動(dòng)影響不穩(wěn)定,對(duì)餐廚垃圾的存放時(shí)間要求嚴(yán)格。產(chǎn)品有可能再次進(jìn)入食物鏈,存在食品隱患。通常處理規(guī)模較小。
(2)高含水量的餐廚垃圾,往往成為填埋場(chǎng)垃圾滲濾液的主要來(lái)源;餐廚垃圾黏度大,分散性差,也不利于在填埋場(chǎng)攤鋪和壓實(shí);此外餐廚垃圾物含量較高,填埋方式未對(duì)其進(jìn)行的資源化利用,因此餐廚垃圾不適宜采取填埋工藝。近年來(lái),世界各國(guó)也紛紛制定法規(guī)限制餐廚垃圾進(jìn)入填埋場(chǎng)。
(3)高含水率的餐廚垃圾不宜直接采用焚燒工藝,因?yàn)楹矢邥?huì)增加焚燒燃料的消耗,增加處理成本。
(4)堆肥適合于處理易腐質(zhì)垃圾,在均有著較多應(yīng)用,是一種成熟的工程化技術(shù)。堆肥工藝技術(shù)相對(duì)簡(jiǎn)單、成熟,投資與運(yùn)行費(fèi)較低。堆肥處理對(duì)象是混合收運(yùn)的生活垃圾,因其雜物、灰土含量高而嚴(yán)重影響堆肥產(chǎn)品質(zhì)量。這也是長(zhǎng)期以來(lái)堆肥技術(shù)難以大面積應(yīng)用的主要原因之一。餐廚垃圾堆肥產(chǎn)品雖然品質(zhì)較生活垃圾堆肥產(chǎn)品好,但其市場(chǎng)仍然受到傳統(tǒng)生活垃圾堆肥產(chǎn)品市場(chǎng)的影響,存在較大市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)。
<二>、餐廚垃圾好氧堆肥技術(shù)
餐廚垃圾營(yíng)養(yǎng)均衡,富含氮、磷、鉀、鈣及各種微量元素,具備轉(zhuǎn)化為肥的潛質(zhì)。我國(guó)農(nóng)村一直就有堆肥的傳統(tǒng),常用的根據(jù)需氧與否可分為好氧堆肥和厭氧發(fā)酵;近些年,隨著MSW處理技術(shù)的發(fā)展,垃圾堆肥技術(shù)有了不少新突破,出現(xiàn)了蚯蚓堆肥和集裝箱堆肥法等。
前期通過相應(yīng)的餐飲垃圾處理設(shè)備進(jìn)行預(yù)處理,而后在好氧條件下,通過微生物的增殖、生長(zhǎng)等生命活動(dòng)把餐廚垃圾物轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定的腐殖質(zhì),同時(shí)利用發(fā)酵過程產(chǎn)生的熱量病原體的過程。其基本原理為:微生物合成的各種水解酶可以穿過細(xì)胞膜,將餐廚垃圾中的大分子物質(zhì)水解為能穿過細(xì)胞膜的可溶性小分子,這些小分子質(zhì)滲入到細(xì)胞內(nèi),一部分被微生物用來(lái)合成新的細(xì)胞物質(zhì),另一部分經(jīng)過一系列的氧化作用轉(zhuǎn)化為腐殖質(zhì),并放出能量供微生物利用。在好氧堆肥過程中,溫度變化明顯,代表了不同的反應(yīng)階段:
?、倨鹗茧A段(15~45℃)。堆料中的淀粉等簡(jiǎn)單質(zhì)被被中溫性好氧菌分解,同時(shí)產(chǎn)生大量熱能,使堆料溫度大幅度上升。常見的中溫性好氧菌有無(wú)芽抱桿菌、芽抱桿菌和霉菌。
?、诜磻?yīng)階段(45~65℃)。隨著溫度的升高,餐廚垃圾中的果膠質(zhì)等復(fù)雜物,開始逐漸被微生物分解,并開始腐殖質(zhì)的形成。在該階段中,以嗜熱性微生物起主導(dǎo)作用,如嗜熱屬、褐色嗜熱鏈霉菌、普通嗜熱放線菌等。
?、鄹祀A段。當(dāng)餐廚垃圾中可生物降解的成分被轉(zhuǎn)化后,系統(tǒng)溫度下降到僅稍高于氣溫,此時(shí)進(jìn)入腐熟保肥階段。在這一階段,堆料繼續(xù)緩慢腐解,終成為與土壤腐殖質(zhì)相近的物質(zhì)。為了保存肥效,將堆肥壓緊,造成厭氧狀態(tài)。
好氧堆肥過程受到多種因素的影響,包括堆肥微生物的選育,垃圾的碳氮比(C/N)、含水率,以及環(huán)境pH、溫度和溶氧度。含油量和含鹽量越高,堆肥的高溫階段維持時(shí)間越短,堆肥效果和效果越差,而各因素對(duì)堆肥進(jìn)程影響順序?yàn)椋汉剩境跏辑h(huán)境溫度>粒徑>通風(fēng)量。
好氧堆肥的發(fā)酵過程可控制,操作簡(jiǎn)單,處理負(fù)荷與處理量較大,運(yùn)行費(fèi)用低,保氮效果比較突出。但由于餐廚垃圾含油量和含鹽量較大,對(duì)微生物的活動(dòng)產(chǎn)生影響,增加了預(yù)處理難度,降低了產(chǎn)品品質(zhì),此外,好氧堆肥周期較長(zhǎng),產(chǎn)生較多的廢水和臭氣,需要進(jìn)行專門的控制和處理。目前,好氧堆肥的研究熱點(diǎn)為小型化、移動(dòng)化和化堆肥設(shè)備的。