生物降解技術(shù)在餐廚垃圾處理中的應(yīng)用與研究

熊 亭 成 昕 張盛元 李 霏 吳雪梅

（深圳瑞賽爾環(huán)保股份有限公司廣東深圳518000）

生物降解技術(shù)在餐廚垃圾處理中的應(yīng)用與研究

熊 亭 成 昕 張盛元 李 霏 吳雪梅

（深圳瑞賽爾環(huán)保股份有限公司廣東深圳518000）

在對(duì)餐廚垃圾常規(guī)處理技術(shù)比較分析的基礎(chǔ)之上，以鹽田區(qū)餐廚垃圾處理項(xiàng)目作為典型案例，對(duì)生物降解技術(shù)在餐廚垃圾處理中的應(yīng)用在處理工藝、處理效果、經(jīng)濟(jì)技術(shù)等方面加以評(píng)價(jià)和總結(jié)。

生物降解；餐廚垃圾；處理

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展、城市化進(jìn)程的加快以及人民生活水平的不斷提高，食品安全問(wèn)題越來(lái)越受到公眾的關(guān)注與重視，尤其是因餐廚垃圾管理與處置不當(dāng)所引發(fā)的“地溝油”、“潲水豬”等問(wèn)題早已成為威脅人民群眾身體健康的社會(huì)問(wèn)題之一。已有研究表明[1-2]，餐廚垃圾腐敗變質(zhì)所產(chǎn)生的細(xì)菌和毒素一旦被豬吃進(jìn)體內(nèi)，吸收后便會(huì)在豬肉、骨、內(nèi)臟中富集，這些細(xì)菌和毒素通過(guò)食物鏈進(jìn)入人體的風(fēng)險(xiǎn)很大，對(duì)人類的健康構(gòu)成潛在威脅。同時(shí)餐廚垃圾極易腐敗變質(zhì)，滋生蚊蠅，產(chǎn)生大量毒素及散發(fā)惡臭氣體，污染和影響城市的市容環(huán)境衛(wèi)生[3]。因此，有效實(shí)現(xiàn)餐廚垃圾的減量化處理和資源化利用已經(jīng)成為環(huán)保科技工作者關(guān)注的熱點(diǎn)。

1 餐廚垃圾處理常規(guī)工藝

我國(guó)餐廚垃圾處理較常規(guī)的方式主要有填埋、焚燒、厭氧發(fā)酵、飼料化和堆肥等，其資源化利用方式主要有厭氧發(fā)酵、飼料化和肥料化三種工藝技術(shù)[4]。但不同的資源化處理技術(shù)對(duì)餐廚垃圾處理項(xiàng)目的總投資、占地面積、資源化產(chǎn)品銷售市場(chǎng)以及項(xiàng)目所在地周邊的環(huán)境與社會(huì)效益等方面存在較大差異。

1.1 填埋和焚燒法

餐廚垃圾水分含量占餐廚垃圾總量的75%～95%[5-6]，垃圾填埋場(chǎng)產(chǎn)生的垃圾滲濾液主要來(lái)源于填埋場(chǎng)餐廚垃圾腐敗、發(fā)酵所形成的浸出液。通過(guò)填埋法處理餐廚垃圾不僅占用大量土地，由餐廚垃圾產(chǎn)生的垃圾滲濾液還會(huì)給填埋場(chǎng)周圍的空氣環(huán)境、地下水和土壤帶來(lái)巨大的影響。餐廚垃圾高的含水率決定了餐廚垃圾熱值低，會(huì)導(dǎo)致焚燒爐內(nèi)的物料燃燒不充分，易促進(jìn)二惡英的產(chǎn)生[7]。因此，將餐廚垃圾填埋和焚燒處置不僅資源化利用率低，而且容易對(duì)周圍環(huán)境形成二次污染，危害人類健康。

1.2 厭氧發(fā)酵

厭氧發(fā)酵是通過(guò)厭氧微生物的代謝作用，將餐廚垃圾消化、分解，主要產(chǎn)生甲烷和氫氣等能源物質(zhì)[8-13]。餐廚垃圾厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣技術(shù)目前已較成熟，但厭氧發(fā)酵反應(yīng)速率慢，餐廚垃圾處理周期長(zhǎng)，項(xiàng)目占地面積較大，工程前期的投入較大，操作技術(shù)要求較高[14]。此外，在我國(guó)北方地區(qū)由于冬季氣溫較低時(shí)，厭氧微生物多處于休眠狀態(tài)，需提供額外的熱量供應(yīng)才能維持厭氧微生物的正常生化反應(yīng)，利用餐廚垃圾厭氧發(fā)酵所產(chǎn)生的沼氣提供的熱量可能還不足以滿足厭氧微生物保持正常的生化反應(yīng)所需要的能量，該工藝技術(shù)存在著能量不平衡的問(wèn)題，推廣應(yīng)用具有一定的局限性。

1.3 飼料化

國(guó)內(nèi)餐廚垃圾飼料化處理主要是用來(lái)生產(chǎn)菌體蛋白，如2008年奧運(yùn)村餐廚垃圾處理服務(wù)商北京嘉博文生物科技公司[15]。此外，通過(guò)真空油炸餐廚垃圾能很好地保證餐廚垃圾的營(yíng)養(yǎng)成分，又對(duì)餐廚垃圾進(jìn)行了一次真空消毒[3]，但該技術(shù)在國(guó)內(nèi)目前并無(wú)應(yīng)用的典型案例。由于制取飼料的質(zhì)量和品質(zhì)受餐廚垃圾來(lái)料成分的波動(dòng)影響較大，也可能存在蛋白同源性污染問(wèn)題[16]，國(guó)家并無(wú)明確支持或鼓勵(lì)的相關(guān)政策文件，通常處理規(guī)模較小[4]。

2 生物降解技術(shù)處理餐廚垃圾工藝

生物降解技術(shù)主要是利用好氧微生物的新陳代謝活動(dòng)將餐廚垃圾中的有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化為易于被植物吸收、利用的有機(jī)肥料。以深圳市鹽田區(qū)餐廚垃圾處理項(xiàng)目所采用的“餐廚垃圾源頭分類預(yù)處理+節(jié)點(diǎn)高溫生物減量+末端資源化處理”工藝模式為例，該項(xiàng)目在餐廚垃圾產(chǎn)生點(diǎn)就近的生活垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站等公用環(huán)衛(wèi)設(shè)施處安放深圳瑞賽爾環(huán)保股份有限公司研制生產(chǎn)的高溫生物降解機(jī)對(duì)生活垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站周圍的餐飲單位產(chǎn)生的餐廚垃圾進(jìn)行就地生物減量化處理，從而保證了餐廚垃圾處理的及時(shí)性，減少了因餐廚垃圾處理不及時(shí)腐敗變質(zhì)對(duì)環(huán)境造成的污染，同時(shí)也降低了餐廚垃圾的運(yùn)輸成本。生物降解技術(shù)處理餐廚垃圾的工藝流程見(jiàn)圖1。

圖1 高溫生物降解工藝流程圖

3 處理效果

本項(xiàng)目經(jīng)生物降解處理后的餐廚垃圾剩余物可以作為園林綠化有機(jī)肥料或是與園林綠化廢棄物協(xié)同處理生產(chǎn)生物質(zhì)燃料，有機(jī)肥料產(chǎn)品的品質(zhì)符合國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《有機(jī)肥料》NY525和《生物有機(jī)肥》NY884的要求，生物質(zhì)燃料產(chǎn)品的熱值可達(dá)4000大卡以上，可以替代煤炭等燃料燃燒。餐廚垃圾在生物降解處理過(guò)程中產(chǎn)生的廢氣排放指標(biāo)優(yōu)于《廣東省地方標(biāo)準(zhǔn)大氣污染物排放限值》（DB44/27-2001）第二時(shí)段二級(jí)和《中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB14554-93）表2，無(wú)廢水和固體廢棄物產(chǎn)生。

4 主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)

本項(xiàng)目總投資1498.6萬(wàn)元。達(dá)到日處理鹽田區(qū)餐廚垃圾100t的規(guī)模，可實(shí)現(xiàn)年處理餐廚垃圾3.65×104t；經(jīng)生物降解處理后得到的降解剩余物與鹽田區(qū)的園林綠化廢棄物協(xié)同處置生產(chǎn)生物質(zhì)燃料，可實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)生物質(zhì)燃料5475t，實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)品銷售收入383萬(wàn)元。

5 結(jié)語(yǔ)

（1）采用生物降解技術(shù)，較傳統(tǒng)的垃圾生化處理技術(shù)在減量率和降解時(shí)間上有顯著改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)了餐廚垃圾85%以上的快速減量處理。（2）通過(guò)在區(qū)域科學(xué)合理布局高溫生物降解系統(tǒng)，及時(shí)實(shí)現(xiàn)了對(duì)區(qū)域餐廚垃圾的就地處理，減少了餐廚垃圾的暴露時(shí)間，減少餐廚垃圾帶來(lái)對(duì)環(huán)境的二次污染。（3）利用高溫生物降解機(jī)的智能控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)降解過(guò)程中溫度、氧氣等關(guān)鍵數(shù)據(jù)的監(jiān)控，利用微生物反應(yīng)釋放的能量維持微生物自身的適合環(huán)境溫度，減少了外加熱源的使用，節(jié)能效果顯著。

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項(xiàng)目名稱：生物降解技術(shù)在餐廚垃圾處理中的應(yīng)用示范。科技應(yīng)用示范項(xiàng)目（KJYY20140829092048271）。

熊亭（1988—），男，漢族，湖北省天門(mén)市人，環(huán)境工程本科，助理工程師，從事餐廚垃圾資源化利用與處理工作。