餐廚垃圾資源化

餐廚垃圾主要來(lái)源于餐飲服務(wù)業(yè)、家庭和企事業(yè)單位食堂等產(chǎn)生的食物加工下腳料（廚余）和食用殘余（泔腳）。主要成分包括淀粉類(lèi)食物、植物纖維、動(dòng)物蛋白和脂肪類(lèi)等有機(jī)物，具有含水率高，油脂、鹽份含量高，易腐爛發(fā)臭。隨著我們國(guó)家經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，城市化進(jìn)程的逐漸加快，餐廚垃圾的產(chǎn)量呈現(xiàn)出逐年上升的趨勢(shì)。在國(guó)內(nèi)的大型，特大型城市中如北京，上海，深圳等，餐廚垃圾的日產(chǎn)量已達(dá)數(shù)千噸，全國(guó)餐廚垃圾的年產(chǎn)量達(dá)到千萬(wàn)噸，單純填埋的話(huà)，占用大量土地，產(chǎn)生的垃圾滲濾液和填埋氣體也需要后期處理，耗費(fèi)大量人力，物力。

本文就將對(duì)幾種主流的餐廚垃圾技術(shù)進(jìn)行對(duì)比?，F(xiàn)有餐廚垃圾資源化處理主要有滅菌制飼料，高溫?zé)峤饧夹g(shù)，好氧堆肥技術(shù)，厭氧發(fā)酵技術(shù)，厭氧發(fā)酵又分干式和濕式。在選擇時(shí)要考慮很多要素，比如投資、技術(shù)成熟度，運(yùn)行管理的技術(shù)和成本，地域，政策，處理規(guī)模，資源化產(chǎn)品的銷(xiāo)路，和經(jīng)濟(jì)效益等。

餐廚垃圾飼料化

餐廚垃圾中的營(yíng)養(yǎng)成分易被動(dòng)物消化利用，是良好的飼料原料。目前餐廚飼料化的主要技術(shù)有生物法和物理法。生物法采取微生物發(fā)酵技術(shù)制成發(fā)酵飼料，但存在著處理周期長(zhǎng)、菌種的選擇管理、工藝復(fù)雜等缺點(diǎn)，難以大規(guī)模推廣。物理法是將廚余脫水后進(jìn)行干燥消毒，粉碎后制成飼料，但這種處理方式存在著很多不足。由于脫水后的廚余垃圾導(dǎo)熱性能較差，傳熱速度慢，直接干燥容易造成受熱不均，加劇碳水化合物焦糖化和美拉德反應(yīng)(Maillard reaction) 等非酶型褐變反應(yīng)，而且物料與氧氣直接接觸，加快了油脂氧化酸敗的速度。此外，由于微生物的抗熱性隨水分的減少而增強(qiáng)，因此干熱消毒所需的溫度和時(shí)間偏高，對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，特別對(duì)維生素等熱敏性物質(zhì)破壞顯著。干熱處理不能從根本上改善物料的脫油性能，需要單獨(dú)配備脫脂設(shè)備去除油脂，提高了生產(chǎn)成本，而且也無(wú)法解決廚余垃圾含鹽量過(guò)高的問(wèn)題。因此急需研究開(kāi)發(fā)適于處理我國(guó)廚余垃圾，并能同時(shí)實(shí)現(xiàn)資源化和無(wú)害化的新的廚余垃圾飼料化處理技術(shù)。

好氧堆肥

好氧堆肥過(guò)程是在有氧條件下，利用好氧微生物分泌的胞外酶將有機(jī)物固體分解為可溶性有機(jī)物質(zhì)，再滲入到細(xì)胞中，通過(guò)微生物的新陳代謝，實(shí)現(xiàn)整個(gè)堆肥過(guò)程。

廚余垃圾堆肥的優(yōu)點(diǎn)是處理方法簡(jiǎn)單、堆肥產(chǎn)品中能保留較多的氮，可用于農(nóng)業(yè)或制作動(dòng)物飼料。缺點(diǎn)是占地大、周期長(zhǎng)，堆肥過(guò)程中產(chǎn)生的污水和臭氣會(huì)對(duì)周邊環(huán)境造成二次污染，同時(shí)廚余垃圾的高油脂和高鹽份不利于微生物的生長(zhǎng)，另外，廚余垃圾的高含水率與C/N比低又需要大量的高C/N調(diào)理劑（秸稈、木屑、稻殼等）進(jìn)行物料調(diào)配，但這些調(diào)理劑需要較長(zhǎng)的時(shí)間才能被分解而使堆肥周期延長(zhǎng)，另外有些調(diào)理劑還需要事行粉碎而消耗一定的能源，因此近年來(lái)，大型反應(yīng)器、強(qiáng)制通風(fēng)靜態(tài)垛和條垛堆肥等都受到極大限制，堆肥設(shè)備正向小型化、移動(dòng)化和化趨勢(shì)發(fā)展。

厭氧發(fā)酵

廚余垃圾的厭氧發(fā)酵處理是指在特定的厭氧條件下，微生物將有機(jī)垃圾進(jìn)行分解，其中的碳、氫、氧轉(zhuǎn)化為甲烷和二氧化碳，而氮、磷、鉀等元素則存留于殘留物中，并轉(zhuǎn)化為易被動(dòng)植物吸收利用的形式。

采用厭氧發(fā)酵工藝處理廚余垃圾具有許多*的優(yōu)點(diǎn)：（1）厭氧系統(tǒng)可以處理含固率為10%~25%的有機(jī)廢棄物，廚余垃圾的含固率一般在15%~20%左右，因此發(fā)酵前既不需加水也不需要脫水，簡(jiǎn)化了前處理，也節(jié)約了能耗；（2）通常，有機(jī)物碳氮比在20~30間適合厭氧發(fā)酵，而廚余垃圾的碳氮比在10~25之間，非常適合厭氧發(fā)酵，如果碳氮比過(guò)低還可以添加豬糞和污泥等碳氮比較高的有機(jī)廢棄物進(jìn)行調(diào)節(jié)；（3）在厭氧發(fā)酵過(guò)程中會(huì)有大量沼氣產(chǎn)生，除供發(fā)酵廠本身使用外，多余能源還可外供，而采用好氧發(fā)酵需要大量的額外能耗；（4）厭氧發(fā)酵具有有機(jī)負(fù)荷高、占地少、周期短、對(duì)環(huán)境造成的負(fù)面作用小，特別適合環(huán)境要求高的城市；（5）厭氧發(fā)酵可以在處理廚余垃圾時(shí)，同時(shí)處理其它可腐有機(jī)物，如糞便、污泥等，并根據(jù)各種需求添加相應(yīng)的添加料，制造特種肥料，提高產(chǎn)品的附加值。

但是，廚余垃圾的厭氧處理目前還存在一系列的問(wèn)題：（1）由于廚余垃圾中含有較多的不易降解雜質(zhì)，例如塑料袋、餐具、毛巾和瓶蓋等。這些雜質(zhì)的存在不僅影響發(fā)酵，而且影響發(fā)酵后肥料的形狀和產(chǎn)后的銷(xiāo)售。發(fā)酵前必須設(shè)置預(yù)處理系統(tǒng)，將雜質(zhì)分離；（2）廚余垃圾含有較多的鹽分，會(huì)導(dǎo)致微生物體內(nèi)水分滲出，以至活性降低甚至死亡，從而影響生物降解速度和降解程度；（3）在廚余垃圾處理工藝中，前處理和除臭也非常重要；除臭系統(tǒng)應(yīng)具有除臭，抗生、防污和防塵等功能。

厭氧發(fā)酵按固含率分濕式、干式工藝。一般來(lái)說(shuō)，含固率在10%之內(nèi)的多稱(chēng)為濕發(fā)酵，含固率在20%-30%之間的為干發(fā)酵。厭氧濕發(fā)酵具有啟動(dòng)快，建造管理技術(shù)比較成熟，進(jìn)出了方便等優(yōu)點(diǎn)，是當(dāng)年處理有機(jī)廢物的主流技術(shù)，但是也有比較明顯的缺點(diǎn)我，如處理單位質(zhì)量的有機(jī)物所悟的反應(yīng)器容積打，沼液和沼渣分離困難，近年來(lái)國(guó)內(nèi)外開(kāi)發(fā)了多種厭氧濕發(fā)酵新工藝，開(kāi)發(fā)出了如以芬蘭的EcoTec公司為代表的濕式連續(xù)單級(jí)厭氧消化工藝、以德國(guó)的TEB公司為代表的濕式連續(xù)多級(jí)厭氧消化工藝、以比利時(shí)的OWS2Dranco公司為代表的干式連續(xù)單級(jí)厭氧消化工藝。國(guó)內(nèi)如上海寶山建設(shè)的有機(jī)垃圾處理廠就采用了濕式動(dòng)態(tài)厭氧發(fā)酵工藝。

有機(jī)廢棄物干式厭氧發(fā)酵技術(shù)具有節(jié)約用水，處理成本低，產(chǎn)氣率比較高等特點(diǎn)，目前比較成熟的工藝有比利時(shí)的Dranco，法國(guó)的Valorga，瑞士的Kompogas和德國(guó)的LARAN，而國(guó)內(nèi)關(guān)于干式厭氧發(fā)酵的研究起步較晚，目前絕大部分工藝還處在實(shí)驗(yàn)研究階段。

熱分解法

熱分解法是將垃圾在高溫下進(jìn)行熱解，使垃圾中所含的能量轉(zhuǎn)換成燃?xì)?、油和炭的形式，然后再進(jìn)行利用。同時(shí)垃圾中所含氦、硫、氨等在熱解過(guò)程中保持還原狀態(tài)，因而對(duì)裝置的腐蝕較小。熱分解法具有廣闊的應(yīng)用前景，但技術(shù)尚未達(dá)到實(shí)用階段，目前應(yīng)用較少。

美國(guó)阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的三位科學(xué)家近日發(fā)表研究論文，稱(chēng)開(kāi)發(fā)出一種將餐廚垃圾轉(zhuǎn)化為能源的技術(shù)。這種技術(shù)的基本原理是通過(guò)厭氧菌化解、發(fā)酵等生物化學(xué)，以及水熱液化、熱解和氣化等熱化學(xué)方法，將餐廚垃圾轉(zhuǎn)化為能源，包括可再生天然氣、生物炭、生物油、汽油、柴油和燃料。此研究項(xiàng)目由美國(guó)能源部能源效率和可再生能源辦公室提供資金支持。

運(yùn)用這種技術(shù)既減少了垃圾填埋場(chǎng)占地面積，避免填埋場(chǎng)甲烷等溫室氣體排放，又能轉(zhuǎn)化為新的能源，將產(chǎn)生很好的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)和環(huán)保效應(yīng)。據(jù)美國(guó)環(huán)保署統(tǒng)計(jì)，2015年全美垃圾填埋場(chǎng)排放了約1.16億噸二氧化碳，相當(dāng)于2900萬(wàn)輛油耗為10公里每升的汽車(chē)每年行駛2萬(wàn)公里所排放的二氧化碳總量。

傳統(tǒng)的無(wú)害化處理技術(shù)，僅僅是將其作為廢物進(jìn)行處理，而沒(méi)有充分利用其潛在的資源價(jià)值和回收利用價(jià)值，因此，廚余垃圾的資源化處理技術(shù)應(yīng)是未來(lái)發(fā)展的方向。在選擇時(shí)要考慮很多要素，比如投資、技術(shù)成熟度，運(yùn)行管理的技術(shù)和成本，地域，政策，處理規(guī)模，資源化產(chǎn)品的銷(xiāo)路，和經(jīng)濟(jì)效益等。

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