餐廚垃圾特性及處理技術(shù)研究

李奇蔚

深圳市國源環(huán)境集團(tuán)有限公司

餐廚垃圾特性及處理技術(shù)研究

李奇蔚

深圳市國源環(huán)境集團(tuán)有限公司

本文分析了餐廚垃圾存在的危害性、資源性、難處理以及時(shí)空差異性等基本特性，并提出了飼料化、肥料化和能源化三種餐廚垃圾處理路徑的優(yōu)點(diǎn)和不足，并對(duì)餐廚垃圾處理技術(shù)的發(fā)展路徑提出了展望。

餐廚垃圾；特性；處理技術(shù)

1 概述

餐廚垃圾主要是指學(xué)校、食堂以及餐飲行業(yè)等產(chǎn)生的食物加工下腳料（廚余）、食用殘余（泔腳）等等，主要包括油水、果皮、蔬菜、魚、肉、塑料等等各種物質(zhì)。餐廚垃圾成分復(fù)雜，其中，廚余中糖類含量較高，泔腳則主要包括淀粉、蛋白質(zhì)以及動(dòng)物脂肪等，所含鹽分和油脂含量都較高。餐廚垃圾是城市生活垃圾中的主要組成部分，隨著我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，城市化進(jìn)程的加快，以及人民有聚餐飲食等生活習(xí)慣，致使我國城市餐廚垃圾的產(chǎn)量不斷增大。在一份地域代表性城市（嘉興、西寧、青島、貴陽）的問卷調(diào)查發(fā)現(xiàn)，四個(gè)城市的餐廚垃圾日產(chǎn)量分別為163、355、265和579噸。大量餐廚垃圾處理不及時(shí)會(huì)給大氣、水體等環(huán)境帶來較大影響，還會(huì)因滋生大量毒素、有害微生物等威脅居民的健康。因此，掌握餐廚垃圾特性，采取有效措施處理，實(shí)現(xiàn)餐廚垃圾的減量化、無害化、資源化和能源化處理。

2 餐廚垃圾基本特性

2.1 危害性

餐廚垃圾成分復(fù)雜，對(duì)環(huán)境的破壞和人類健康構(gòu)成較大影響。例如，其易變質(zhì)、腐爛、發(fā)酵會(huì)產(chǎn)生各種有毒有害元素和惡臭氣體，既會(huì)污染周邊水體、土壤和大氣，影響嗅覺和視覺上的舒適感。餐廚垃圾中含有許多病原微生物、寄生蟲以及蟲卵，直接飼喂畜禽或者不適當(dāng)?shù)奶幚頃?huì)引起人畜共患疾病，容易引發(fā)疾病的傳播。此外，餐廚垃圾中所派生出的“潲水油”容易產(chǎn)生黃曲霉素，具有較強(qiáng)的致癌性，對(duì)人體健康構(gòu)成危害。

2.2 資源性

餐廚垃圾富含有淀粉、脂肪、蛋白質(zhì)以及纖維素等有機(jī)物，還含有氮、磷、鉀、鈣，以及各種微量元素，經(jīng)過適當(dāng)處理后可以作為動(dòng)物飼料或有機(jī)肥，具有很好的資源利用特性，是經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高的生物資源和能源。目前，僅泔腳的產(chǎn)生量每天就超過了20000噸以上，這些餐廚垃圾若能得到充分、合理的利用，將會(huì)產(chǎn)生十分可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

2.3 難處理

在高溫條件下，餐廚垃圾腐蝕、變質(zhì)速度快，從產(chǎn)生到處理周期長時(shí)會(huì)影響回收利用價(jià)值。餐廚垃圾成分復(fù)雜，廚余垃圾一般占到30%-70%，塑料制品為5%-9%，此外，還有紙類、金屬和玻璃等，處理難度大。餐廚垃圾的含水率高，從化學(xué)組成看，主要包括淀粉、纖維素、蛋白質(zhì)、無機(jī)鹽等。

2.4 時(shí)空差異性

餐廚垃圾的成分特點(diǎn)與區(qū)域飲食習(xí)慣和飲食差異有著密切聯(lián)系，隨著地點(diǎn)、場所以及季節(jié)的變化而不同，呈現(xiàn)出較大的地域性時(shí)空特點(diǎn)，對(duì)餐廚垃圾的處理提出了不同要求。例如，韓國的餐廚垃圾由于含鹽量較高，一般不適合采用堆肥技術(shù)處理。而在我國，早、中、晚餐所產(chǎn)生的餐廚垃圾理化特性也有明顯差異，其中，早餐的餐廚垃圾總固體量以及揮發(fā)性比值和脂肪含量都比午餐和晚餐的餐廚垃圾低，但，鈉、鈣、氯元素的含量又明顯高于中、晚餐。

3 餐廚垃圾處理路徑選擇

我國餐廚垃圾產(chǎn)量大、有機(jī)質(zhì)含量高，無論是油分還是鹽分都較高。從餐廚垃圾的處理和資源化高效利用來看，餐廚垃圾的處理基本選擇是飼料化、肥料化和能源化三種路徑。

3.1 飼料化

餐廚垃圾飼料化處理主要采取是生化制蛋白飼料和脫水制飼料兩種方式。其中，脫水制飼料的主要方法是選擇常規(guī)高溫脫水，發(fā)酵脫水和油炸脫水，但該方式存在的問題是容易產(chǎn)生同源污染問題，尤其是將含鹽量較高的餐廚垃圾制成飼料時(shí)對(duì)于畜禽的生長也有不利影響。生化制蛋白飼料是以餐廚垃圾作為原料，經(jīng)過微生物的固體發(fā)酵處理后，生產(chǎn)菌體蛋白飼料。其工藝資源化程度較高，經(jīng)濟(jì)效益顯著，但不足之處對(duì)于餐廚垃圾的原料要求高，過程控制要求嚴(yán)格，存在發(fā)酵周期長、菌種的安全性不高以及菌種發(fā)酵難以控制等不足。

3.2 肥料化

餐廚垃圾肥料化處理的原理是利用好氧發(fā)酵，高溫殺菌，有機(jī)物腐熟后得到肥料，該工藝簡單，易于推廣，運(yùn)行費(fèi)用也低，但不足之處便是輔料添加量大，處理場地需求量大，產(chǎn)品的附加值低，經(jīng)濟(jì)效益不高。我國餐廚垃圾的無害化堆肥處理廠由2003年的約70個(gè)，下降到了2011年的11個(gè)，顯示出其在城市垃圾處理中的技術(shù)推廣性不強(qiáng)。

3.3 能源化

餐廚垃圾可以通過適當(dāng)方式生產(chǎn)出生物柴油、甲烷、氫氣以及燃料酒精等，實(shí)現(xiàn)餐廚垃圾的能源化利用。例如，利用餐廚垃圾生產(chǎn)生物柴油，先將餐廚垃圾提煉成垃圾油后，采用硫酸作為催化劑，并與甲醇發(fā)生酯交換反應(yīng)，再經(jīng)過靜置沉淀后，蒸發(fā)去除甲醇、干燥，便可以產(chǎn)生出可以再利用的生物柴油成品。每噸餐廚垃圾可以提煉出大約20-80公斤的廢油脂，生物柴油的潛在產(chǎn)能巨大。餐廚垃圾能源化處理采用的是厭氧發(fā)酵技術(shù)，利用厭氧消化，得到沼氣，沼渣可以堆腐制肥，其最大的優(yōu)勢是實(shí)現(xiàn)了餐廚垃圾的無害化處理，但不足之處是工藝復(fù)雜，預(yù)處理成本高，后期投資較大。

4 餐廚垃圾處理展望

餐廚垃圾成分的復(fù)雜性導(dǎo)致了依靠單一處理技術(shù)難以有效取得高附加值的處理效果。根據(jù)各地餐廚垃圾處理現(xiàn)狀來看，呈現(xiàn)出選擇餐廚垃圾廢棄物資源化利用和無害化處理相結(jié)合的技術(shù)路線日益明顯，即對(duì)餐廚垃圾進(jìn)行必要的組分分離、綜合運(yùn)用已有的處理技術(shù)的優(yōu)勢成為必然的選擇。例如，先將餐廚垃圾收集后先進(jìn)行雜物去除后，利用離心或者壓榨等技術(shù)手段獲取有機(jī)質(zhì)干渣（用來發(fā)酵或者制作飼料添加劑）和油水混合物（再次進(jìn)行分離，油脂生產(chǎn)生物柴油，其他有機(jī)物再通過微生物發(fā)酵產(chǎn)生能源氣體等）。此外，餐廚垃圾的處理還需政府的積極引導(dǎo)，完善法律法規(guī)，給予處理企業(yè)必要的財(cái)政補(bǔ)助，加大宣傳，真正發(fā)揮出餐廚垃圾的資源最大化利用。

[1]李榮平，葛亞軍，王奎升.等.餐廚垃圾特性及其厭氧消化性能研究[J]可再生能源，2010,28(1):76～80.

[2]胡新軍，張敏，余俊鋒.等.中國餐廚垃圾處理的現(xiàn)狀、問題和對(duì)策[J]生態(tài)學(xué)報(bào)，2012,32(14)：4575～4583.

李奇蔚，出生日期：1983.11.28，性別：女，民族：漢，籍貫：四川省綿陽市，學(xué)位：學(xué)士，職稱：助理工程師，研究方向：環(huán)境工程方向。