金 楊
深圳市國源環境集團有限公司
餐廚垃圾特性及處理技術研究
金 楊
深圳市國源環境集團有限公司
本文通過對餐廚垃圾的特性、國內外處理技術方法等的研究,探討了通過沼氣發電、制作酒精等途徑對其進行資源化利用的可行性,并提出對餐廚垃圾綜合處理的相關建議。
環境;應急監測;突發;現狀;建議
我國餐廚垃圾涉及面非常廣,收集難度很大,同時其產生量也是十分巨大,且呈快速增長趨勢。
通常,餐廚垃圾中很大一部分為易腐垃圾。由于餐廚垃圾的水分含量占其垃圾總量的80-90%左右,水分含量高。餐廚垃圾的有機物含量高,其中油脂含量也很高。同時,餐廚垃圾具有很高的鹽分含量。
由于餐廚垃圾中80-90%都是水分,并且含有大量的有機物,餐廚垃圾很容易腐敗變質發臭,成為蚊蟲、病原菌的寄生體。餐廚廢棄物如果處置不當,通常在4小時后就會發生腐爛病產生惡臭,同時很容易對水體產生污染。
以往,餐廚垃圾常被用來直接喂養牲畜,但由于許多病原微生物、寄生蟲蟲卵等有害生物附著于餐廚垃圾中,極易引起牲畜患病。病原微生物在牲畜體內富集,可能通過食物鏈進行傳導,病原微生物可能引發人們產生疾病。部分餐廚垃圾甚至被非法制作成地溝油或有害食品流入市場,還有部分被拋棄到周圍環境中,對環境造成污染。
由于餐廚垃圾含有豐富的有機物,以往在農村家庭經常被用來喂養牲畜,而城市餐廚垃圾則經收集后運至牲畜養殖場。目前,人們已逐漸認識到餐廚垃圾是一種可綜合利用的生物質資源,已有將餐廚垃圾用于加工成動物飼料、進行生物堆肥作為生物能源等方面的研究和工程實踐。
國外發達國家對于餐廚垃圾的處理開展較早,已經建立了較為完善的垃圾分類、回收系統,并具有先進的餐廚垃圾處理技術,因此,餐廚垃圾通常可經過妥善的處理。傳統的焚燒、填埋等處理方式逐漸被淘汰。以往,我國的餐廚垃圾經常被用于喂養牲畜,這不僅是資源的嚴重浪費,而且會帶來食品安全的風險。目前,我國對于餐廚垃圾的處理仍處于初級階段,在工程實踐中處理餐廚垃圾的應用實例很少,并主要集中于北京、上海等大城市,目前北京已建成多座餐廚垃圾處理廠。近年來,很多研究者采用蚯蚓和容器式堆肥等方式進行餐廚垃圾處理。
由于我國目前垃圾分類及處理措施不到位,人們的垃圾分類意識不足,家庭生活中的餐廚垃圾經常與其它生活垃圾混在一起,通過城市生活垃圾處理系統進行處理。部分城市建立垃圾焚燒廠,將垃圾焚燒過程中產的熱量用于發電。但是,由于餐廚垃圾的高水分含量,導致焚燒熱值偏低,使得垃圾焚燒發電的成本增高,同時,垃圾焚燒過程產生的有害氣體,對環境也造成一定程度的污染。
國內對餐廚垃圾的處理常采用填埋的方式。由于餐廚垃圾含水量高,對其進行填埋時,對垃圾進行干化處理困難,增加了填埋處理的成本,同時產生的滲濾液較多,容易對土壤和地下水造成危害,極易產生沼氣,對周圍環境帶來空氣污染和易引發爆炸的危險。同時,填埋也使得餐廚垃圾中的有機物等營養物質嚴重浪費。荷蘭在上世紀就對餐廚垃圾禁止填埋處理,而是采用好氧處理方法。
機械破碎主要是指利用機械外力將家庭產生的餐廚垃圾打碎,并排入下水道。這種方法對污水處理系統的沖擊較大,很多國家已明確禁止。
餐廚垃圾含有非常高的有機物,營養豐富,因此非常適合用來進行堆肥處理。但是,油脂和鹽分因無法降解而進入肥料,造成餐廚垃圾堆肥肥料的雜質較多,對土壤也會產生不同程度的影響。
熱解是利用高溫的環境對餐廚垃圾高溫熱解,分解出可燃氣體、焦油和焦炭等物質。通過高溫熱解對餐廚垃圾進行綜合利用的方法,成為研究熱點之一。
針對餐廚垃圾含水量和有機物含量高,營養元素豐富,可對餐廚垃圾進行能源化利用。餐廚垃圾中含有大量的油脂,因此可以將餐廚垃圾提煉出廢油脂,用于生產制成生物柴油。將餐廚垃圾進行厭氧發酵,其中的有機物經厭氧微生物講解后,產生甲烷氣體。國內外應用餐廚垃圾生產甲烷的工程實踐很多。餐廚垃圾經厭氧發酵會產生大量沼氣和甲烷,重慶利用這種沼氣來發電,可實現3300萬千瓦時的年發電量,英國則以甲烷來替代該國部分煤氣的使用量[2]。
隨著我國餐廚垃圾厭氧發酵利用的不斷發展,對于使用餐廚垃圾制造厭氧發酵中間產物之一的氫氣的研究也在不斷進行中。另外,餐廚垃圾的成分中存在很多淀粉、脂肪、纖維素等物質,這些物質都是用于生產酒精的原料。鑒于餐廚垃圾用于生產酒精的低成本,可以作為一個能源化利用的有效途徑。
根據餐廚垃圾的特性,可將餐廚垃圾加工生產出飼料。如日本采用餐廚垃圾生產動物飼料。制作飼料的常用方法有青貯、脫水制備等。在我國也有企業將餐廚垃圾作為原料來生產菌體蛋白。這種方法具有機械化程度高,對資源的利用程度也高,但存在蛋白同源性的問題。
由于我國對于餐廚垃圾的處理起步較慢,對餐廚垃圾缺乏規范的管理,同時尚未建立完善的垃圾分類體系,處理技術落后。因此,管理部門除了要逐步完善垃圾分類設施建設,實現餐廚垃圾和其它生活垃圾的分類投放、分類收集、分類運輸和分類處理。并從源頭進行減量。還要著力提高人們的垃圾分類意識。對于家庭中的生活垃圾,每個家庭可以通過設置干、濕兩個垃圾桶實現分類存放。餐廚垃圾由于含水量高,可放入濕垃圾桶,濕垃圾桶中的水分濾掉后作為“濕垃圾”單獨放置。同時,可把餐廚垃圾進行細化分類,可分為可回收和有害垃圾兩類。對于餐廚垃圾比較集中、量大的餐飲企業,可以逐步開展餐廚垃圾分類收集處理的試點,如派專人上門收集餐廚垃圾。另外還可對普通家庭實行app換積分,換購等方式,以促進餐廚垃圾的有效分類。
隨著經濟的快速發展,人們對于物質需求的加大,餐廚垃圾的產量不斷增多,如何做好餐廚垃圾的處理,成為國內外重要的關注點。對于不同地區的餐廚垃圾具體選擇不同的處理方法,真正實現資源化利用。
[1]張振華,汪華林,胥培軍,等.廚余垃圾的現狀及其處理技術綜述[J].再生資源研究,2007(5):31~35.
[2]張強,稽冶,冀偉.餐廚垃圾能源化研究進展.化工進展,2013,32(3):558~562,574.
金楊,1989.04.19,男,漢,四川省成都市,學士,研究方向:環境工程方向.