餐廚垃圾處理技術研究進展

張貞浴

摘 要：目前，我國常用的餐廚垃圾處理技術主要是焚燒、衛生填埋、厭氧消化、好氧堆肥等，本文介紹了這些處理技術的現狀和存在問題，并分析了餐廚垃圾聯合厭氧消化技術的研究進展。

關鍵詞：餐廚垃圾；資源化技術；厭氧消化

餐廚垃圾俗稱泔水，是日常食物加工、消費、食用過程中產生的邊角余料、過期食品、剩菜剩飯、腐爛果蔬等[ 1 ]，據統計，我國城市餐廚垃圾現在每年的產量已超過6000萬噸，并呈快速增長趨勢[ 2 ]。

餐廚垃圾的主要特點是含水率高、有機物含量高、高油脂、高鹽度，還容易發酵、變質、腐爛。這些特點不僅使其容易滋生病原微生物，產生大量病毒，而且還會散發惡臭和大量溫室氣體，如處理不當，會產生嚴重的環境問題。因此，科學、合理地處理餐廚垃圾成為目前亟需解決的問題。

1 餐廚垃圾處理技術現狀及存在的問題

1.1 焚燒法

焚燒法處理餐廚垃圾是將經過預處理后的餐廚垃圾與燃料混合進行燃燒，使餐廚垃圾中的可燃成分徹底的氧化分解。餐廚垃圾經焚燒后，可以減少餐廚垃圾中病原微生物的含量，餐廚垃圾的體積和質量也會被大大減少，為后續處理提供方便。餐廚垃圾焚燒處理過程中會產生二噁英、重金屬等大氣污染物，如果不經處理會對環境造成一定的危害。此外，餐廚垃圾含水率較高，一般在80%以上，需要進行預處理。而且熱值較低，燃燒過程中添加的燃料較多。

1.2 衛生填埋法

餐廚垃圾衛生填埋法是將經過預處理和消毒的餐廚垃圾埋入地下，通常可以和生活垃圾一起填埋。衛生填埋技術成熟、操作管理簡單、運行成本低、處理量大、適用范圍廣。但這種方法占用大量土地資源、易產生填埋氣體和垃圾飄塵、填埋過程中產生的滲濾液如果處理不當會造成環境的二次污染，容易導致土壤污染和地下水污染等問題。

1.3 好氧堆肥法

好氧堆肥是在有氧條件下，利用好氧微生物將經過預處理的餐廚垃圾中的有機物進行降解，最終形成穩定的高肥力腐殖質。好氧堆肥法的優點是成本較低、操作安全性高、降低污染和衛生危險、可將垃圾中的有機質變為穩定的腐殖質。由于餐廚垃圾含有油脂、鹽分及重金屬等難降解物質，好氧微生物不能對其進行徹底氧化，無害化不徹底，容易造成二次污染問題。好氧堆肥時間較長，因此需要占用一定量的土地，而且衛生條件相對較差。這些缺點都制約了好氧堆肥技術的應用。

1.4 厭氧發酵

厭氧發酵是指在缺氧的情況下，利用厭氧微生物將經過預處理的餐廚垃圾中的有機物進行降解，最終形成穩定的高肥力腐殖質和沼氣。厭氧發酵過程中會產生一定量的沼氣，這部分沼氣可以收集后作為餐廚垃圾處理廠日常使用，實現了餐廚垃圾的資源化利用。

厭氧發酵是在全密封的系統中進行，衛生條件相對較好，操作控制較為簡單，不需要通風，運行成本低于好氧堆肥法。缺點是產生的沼渣、沼液需進一步處理。

2 餐廚垃圾處理技術研究進展—餐廚垃圾聯合厭氧消化

餐廚垃圾有機物含量高、營養成分豐富，存在很高的資源化利用價值。然而，焚燒、衛生填埋、堆肥等傳統的處理方式存在二次污染難以處置及能源回收受限等問題[ 3 ]。通過大量研究表明，餐廚垃圾和一些有機固體廢物共同處理時可以提高厭氧消化效率，改善系統的穩定性及甲烷產量。

2.1 餐廚垃圾與動物糞便聯合厭氧消化

餐廚垃圾由于有機物含量高，在厭氧發酵過程中容易導致揮發酸含量過高，發酵過程酸化的現象。而動物糞便營養物含量及C/N值低，單獨消化時容易產生NH3-N抑制的問題。兩者一起處理正好可以解決酸化的現象和NH3-N抑制的問題，提高系統的穩定性。

Zhang等發現，維持餐廚垃圾與牛糞比例為2∶1時，比單獨的餐廚垃圾產甲烷量提高41.1%，這歸因于牛糞中蛋白質含量高，產氣性能提升[ 4 ]。

2.2 餐廚垃圾與果蔬垃圾聯合厭氧消化

餐廚垃圾中含有鹽與油脂，這些物質對厭氧發酵有抑制作用。果蔬垃圾中含有大量的纖維素，對餐廚垃圾來說可以起到濃度稀釋作用，減輕鹽與油脂對反應體系的抑制作用，提高有機物去除率和產氣量，更好的實現垃圾的資源化處理。

呂琛等人通過研究發現果蔬與餐廚的比例為5∶8、進料負荷2%時產氣性能最佳，比2%～6%的單一餐廚和單一果蔬原料分別高4.5%～18%和7.1%～510%。

2.3 餐廚垃圾與農作物秸稈聯合厭氧消化

農作物秸稈主要成分是木質素、纖維素、半纖維等，生物降解較為困難，但農作物秸稈中C/N高，具有較高的發酵潛力。周祺等人研究發現當調節餐廚垃圾與玉米秸稈的混合比例，使原料C/N為20，并高于相同負荷下餐廚垃圾或玉米秸稈單獨厭氧消化的產甲烷量。

2.4 餐廚垃圾與活性污泥聯合厭氧消化

活性污泥與動物糞便的性質類似，營養物含量及C/N值低，單獨消化時容易產生NH3-N抑制的問題。因此，活性污泥與餐廚垃圾聯合處理是可行的。

3 結論

隨著人們生活水平的不斷提高，餐廚垃圾產生量也在不斷增加。選擇適宜的餐廚垃圾處理方式，是實現餐廚垃圾處理資源化、減量化、無害化的關鍵。與此同時，也加快餐廚垃圾處理工藝的研發與改進，爭取早日開發出處理效率高、操作方便、運行投資成本低的工藝。

參考文獻：

[1] 胡新軍，張敏，余俊鋒等.中國餐廚垃圾處理的現狀、問題和對策[J].生態學報，2012，14（7）：4575-4584.

[2] 劉楊，黃劍宗，何迪等.餐廚垃圾厭氧發酵產甲烷性能的研究[J].輕工科技，2012，10（10）：75-76.

[3] 張麗穎，姜永海，鄧舟等.城市生物質廢物厭氧消化處理可行性分析[J].環境科學與技術，2010，33（5）：143-147.

[4] 呂琛，袁海榮，王奎升等.果蔬垃圾與餐廚垃圾混合厭氧消化產氣性能[J].農業工程學報，2011，27（增刊1）：91-95.