餐廚垃圾處理中蠅蛆生物轉(zhuǎn)化的技術(shù)應(yīng)用及其效益分析

劉響響,許旅強(qiáng),匡 彬,張傳永, 毛翰雯

(浙江旺能生態(tài)科技有限公司，浙江 湖州 313000)

1 引言

餐廚垃圾作為城市有機(jī)垃圾的一種，通常指飯店、賓館、企事業(yè)單位食堂、食品加工廠、家庭等加工、消費(fèi)食物過程中形成的殘羹剩飯、過期食品、下腳料、廢料等廢棄物[1，2]。由于具有高水分、高鹽分、高有機(jī)質(zhì)、易腐爛等特點(diǎn)，其危害性和資源性并存，因此越來越受到社會的關(guān)注[3，4]。

“十二五”期間，國家發(fā)改委、住建部共開展了5批共100個餐廚垃圾處理試點(diǎn)城市，伴隨著生活垃圾分類工作的進(jìn)一步推進(jìn)，國內(nèi)城市餐廚垃圾項目大量興起。據(jù)統(tǒng)計[5]，以厭氧處理為核心處理餐廚垃圾應(yīng)用較多，市場占有率已達(dá)到70%以上。由于受產(chǎn)品出路限制，餐廚垃圾堆肥項目很少。飼料化處理由于同源性問題該技術(shù)前景并不明朗[6]。國內(nèi)已投產(chǎn)餐廚垃圾項目，真正實現(xiàn)高效運(yùn)營和盈利的項目并不多見。因此通過對餐廚垃圾處理的深度資源化技術(shù)的開發(fā)，增加項目收入，對餐廚項目的長期穩(wěn)定運(yùn)營至關(guān)重要。

基于生物轉(zhuǎn)化及再利用技術(shù)的原理，眾多學(xué)者對黑水虻、蠅蛆等腐生性昆蟲進(jìn)行了大量研究[7～11]。餐廚垃圾由于富含豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，為規(guī)模化昆蟲源蛋白生物轉(zhuǎn)化提供了有力條件。本文以浙江省某餐廚垃圾項目的預(yù)處理系統(tǒng)中間過程產(chǎn)物為原料，通過2個月蠅蛆養(yǎng)殖實驗，對產(chǎn)出物進(jìn)行綜合效益分析，為蠅蛆生物轉(zhuǎn)化技術(shù)在餐廚垃圾中資源化應(yīng)用提供理論支撐。

2 材料與方法

2.1 實驗材料

本實驗蒼蠅選用家蠅品種，該品種經(jīng)過野外捕獲，經(jīng)過多個世代培育對餐廚垃圾原料具有較好的適應(yīng)性。

蠅蛆飼養(yǎng)原料取自餐廚垃圾預(yù)處理三相提油機(jī)固形物(詳細(xì)見圖1)，該原料雜物較少，蛋白成分較高，具體測試指標(biāo)見表1。

圖1 餐廚垃圾處理工藝流程表1 三相固形物主要理化指標(biāo)

項目數(shù)值項目數(shù)值水分(g/100g)70.00 脂肪(g/100g)8.50 灰分(g/100g)3.20 碳水化合物(g/100g)8.20 蛋白質(zhì)(g/100g)10.10 能量(KJ/100g)626

2.2 實驗設(shè)計

對三相提油機(jī)固渣進(jìn)行收集，原料經(jīng)過測試根據(jù)每批測試結(jié)果通過添加比例輔料如鋸末、秸稈，調(diào)節(jié)原料的松散度、含水率等條件，每日通過蠅蛆處理三相固形物4 t。養(yǎng)殖過程如下：原料調(diào)配-幼蟲養(yǎng)殖-蟲糞分離。

3 結(jié)果及討論

3.1 蠅蛆轉(zhuǎn)化率

如圖2所示，蠅蛆轉(zhuǎn)化率(即噸三相固形物產(chǎn)蟲率)范圍在12%～20%，平均值為16%。根據(jù)計算，1 t蠅蛆的產(chǎn)出消耗三相固形物約6.25 t。蠅蛆產(chǎn)出率的波動性，與三相固形物物料的性狀波動性及養(yǎng)殖控制有較大關(guān)系。本文將以蠅蛆轉(zhuǎn)化率平均值16%進(jìn)行效益分析。

圖2 轉(zhuǎn)化率變化情況

3.2 蟲糞營養(yǎng)含量分析

根據(jù)統(tǒng)計，輔料的添加量按照每噸三相固形物的重量添加范圍為20%～30%，平均為25%。用以調(diào)節(jié)蠅蛆原料的性狀，提高蠅蛆生物轉(zhuǎn)化率。一批三相固形物通過2～3 d養(yǎng)殖，原料和輔料減重率約為55%，產(chǎn)1 t蟲可對應(yīng)產(chǎn)生蟲糞3.5t。所產(chǎn)生的蟲糞按照NY525-2012標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)第三方測試結(jié)果如下。根據(jù)測試結(jié)果發(fā)現(xiàn)，蟲糞的營養(yǎng)指標(biāo)均優(yōu)于《有機(jī)肥》NY525-2012標(biāo)準(zhǔn)，為蟲糞的進(jìn)一步開發(fā)提供了堅實的基礎(chǔ)(表2)。

表2 蟲糞的理化指標(biāo)

3.3 厭氧系統(tǒng)產(chǎn)沼能力變化

三相固形物由于含有豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，在實驗前全部進(jìn)入?yún)捬跸到y(tǒng)，進(jìn)行產(chǎn)沼氣發(fā)電。在實驗期間，用于蠅蛆養(yǎng)殖實驗。據(jù)統(tǒng)計，廠區(qū)沼氣和發(fā)電總量在實驗期間下降近3成。然而，餐廚項目厭氧系統(tǒng)出水過高的氨氮濃度，增加了污水處理系統(tǒng)難度。三相固形物的拿出，雖造成了沼氣效益的降低，但對后續(xù)處理系統(tǒng)的負(fù)荷起到了一定的降低作用。

3.4 經(jīng)濟(jì)效益分析

以100 t/d餐廚垃圾進(jìn)料量產(chǎn)7 t/d三相固形物，蠅蛆轉(zhuǎn)化率16%進(jìn)行成本與收入測算。每天產(chǎn)蠅蛆收入8400元，有機(jī)肥收入1842.75元，項目蠅蛆養(yǎng)殖總收入約為10242.75元。項目生產(chǎn)水電人工及折舊成本總計為6604.86元。扣除成本蠅蛆凈收入為3637.89元，合計餐廚垃圾增加收益38.38元/t，一年通過蠅蛆養(yǎng)殖增加項目收入為140萬元。扣除每年沼氣發(fā)電降低約60萬，實際為100t/d餐廚垃圾項目增加收入約為80萬，合計餐廚垃圾增加凈收益21.9元/t。

4 結(jié)論

(1)本研究利用餐廚項目中三相固形物，通過蠅蛆生物轉(zhuǎn)化養(yǎng)殖實驗發(fā)現(xiàn)，對已有以厭氧為核心工藝主導(dǎo)的餐廚垃圾產(chǎn)業(yè)，蠅蛆養(yǎng)殖的資源化深度開發(fā)具有可行性。

(2)通過實驗的各項指標(biāo)對比發(fā)現(xiàn)，通過蠅蛆生物轉(zhuǎn)化對餐廚垃圾進(jìn)行深度開發(fā)可以增加餐廚垃圾收益約為21.9元/t.

(3)蠅蛆養(yǎng)殖雖然增加了項目收益，但也給項目公司帶來了產(chǎn)品銷售的難題。因此，為保障蠅蛆產(chǎn)品(蛆蟲和有機(jī)肥)銷售，本工藝建議在水產(chǎn)養(yǎng)殖、農(nóng)業(yè)畜禽養(yǎng)殖及農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)的地區(qū)推廣為宜。

TechniqueApplicationandBenefitAnalysisofLarvaeBioconversioninFoodWasteTreatment

Liu Xiangxiang, Xu Lüqiang, Kuang Bin, Zhang Chuanyong,Mao Hanwen

(ZhejiangWangnengEcologicalScienceandTechnologyCo.,Ltd.,Huzhou,Zhejiang, 313000,China)

Abstract: According to the technique application and benefit analysis of larvae bioconversion in food waste treatment. The results showed that the average biotransformation rate is 16%, and the produced insect feces meet the requirements of relevant indicators of organic fertilizer indicators；for the 100 tonoffood waste treatment project, the annual profit for the project can be increased to 800,000 yuan. In conclusion, larvae can bio-convert food waste effectively and have promising development prospects.

Keywords: food waste;larvae bioconversion;waste management;benefit analysis