2022年餐厨垃圾废弃物处理技术概述 .pdf
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1、收稿日期:200115-98-08作者简介:张庆芳(1972),男,副教授,主要 从事农村生物质废弃物 的资源化与 能源化利 用,E-mail:zhangqingfang-19163 com餐厨垃圾废弃物处理技术概述张庆芳,杨林海,周丹丹(兰州理工 大学石油化工学院,甘肃 兰州730050)摘要:餐厨垃圾 作为一种普遍 存在的垃圾,具有危害和资源 双重属性。文章 一方面介绍了我国餐厨垃圾 的产 生特点、管理及 资源化利 用现状;另一方面就目前主要 处理 技术和 各自的优缺点进行 了详细的 介绍,为我国未来餐厨垃圾处理提 出了一些对策和建议。关键词:餐厨垃圾;管理;资源化;处理 技术中图分类号:
2、X705;S216 4文献标识码:A文章编 号:1000 1166(2012)01 0022 06Overview on Food Waste TreatmentTechnology/ZHANGQing-fang,YANGLin-hai,ZHOUDan-dan/(Lanzhou Universityof Technology,Lanzhou 730050,China)Abstract:Foodwaste,as a commonwaste,it hasdouble attributesof Hazardousandresources In this article,food wasteprodu
3、ction characteristics,managementand recycling status were introducedThe presentmain treatmenttechnologyof thefoodwaste,their advantagesand disadvantages,wereoutlinedAt last,the suggestionsfor future disposaland managementwereproposed Key words:food waste;management;recycling;treatmenttechnology1引言餐厨
4、垃圾 是指居 民日 常生活以 及 除居民日 常生活以 外的食品加 工、饮食服务、单位供 餐等活动中产生的 厨余垃圾和废弃食 用 油 脂1。随着 社会 经 济发展 和生活 水平的不 断提高,餐厨垃圾 正成 为我国城市 管理者面临的新 问题。虽然少数 城市已经采取措施 加以治 理,但无 论从 技术、管 理 等各层 面 分析,餐厨垃圾处理 在我国 仅是起 步阶 段,亟 待城 市管理者高 度重 视。目前,餐厨垃圾 在国内 绝 大多数 城 市存 在着管理无序、任意处置等问题,已 经成 为 垃圾 收集、运输和填埋 处理 的主要 污染源,严 重影响 市容市貌、居民身体 健康 及环境 质量。因而,规范管理、合
5、理处 置餐厨垃圾 极为重要,这不仅消除 垃圾 臭味、减少垃圾处理成本、避免 环境 污染,而且 增加 社会 资源、促进社会繁荣。2我国餐厨垃圾 的产生特点2 1产生量不断增大我国餐厨垃圾 产 生量在不断增大,原因 主要 有:第一,人口迅速增长,第六次全国人 口普查结果 总人口为 13 39 亿,与 2000 年第 五次 人口 普 查 相比,10年增加 7390 万 人,增 长 5 84%,年 平 均 增 长 057%,城镇人口占总人 口的 49 68%,约为 6 65 亿。如此 庞大的城 市人 口,产生的餐厨垃圾 量是巨大的。第二,生活 水平提高,餐饮 业 高度繁荣。第 三,食品浪费,铺张浪费的
6、不 良饮食 风气和 聚 餐的饮 食 习惯都增加 了垃圾 的产 量。2 2产生源 特点我国餐厨垃圾 产 生源 多、位 置 固 定,既广 为 分散、又 相对集中。餐厨垃圾 主要 来 自于 饮食 行 业的饭店、餐厅、酒 楼、宾馆 及内部运营的企 事业单位,其特点是产生量 大、点多、面广。2 3餐厨垃圾 产生量一家中型 宾馆 一天 的 餐厨垃圾 约 400 公 斤,其中食品加 工过程 中产 生的废料 和餐 桌上吃剩 的 废弃食品各占 50%。我国 城 镇 人口 平 均产 生餐厨垃圾每人每天 0 1 kg,城 镇常 住人口、旅 游、进城 务 工等流动人口,每年造成全国 城 镇餐饮 垃圾 产生 量约 为6
7、000 万吨。22中国沼气China Biogas2012,30(1)名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页,共 6 页 -2 4处理特 征(1)具 有显著 的废物和 资源 的二重性资源 性:我国餐厨垃圾 富 含淀粉、脂肪、蛋白、纤维素 等有机物 质,氮、磷、钾、钙以 及 各种微 量 元素;有毒有害化学物质(如重金 属等)含量 很 少,营养丰富,是制作动 物饲料和有机 肥 料的丰富 资源,用来作为厌氧 发酵 的底物还可以 产生清洁能 源沼气。废物性:餐厨垃圾 极易腐烂 变质、易携带滋生病菌口 蹄疫、沙门氏 菌、猪瘟病 菌等。直 接利用和 使用不当 的处理 会造成病原菌的 传播
8、和感 染。不法分子利用 潲水油、地沟油制造加工 食物油,直接危害人类健康。(2)处理 难度大餐厨垃圾 作为 城市有机 生活 垃圾 的主要 成分,因其高水 分、高油脂、高盐分 以及 易 腐发臭、易生物降解 等特点2。在 较高温 度 下,餐厨垃圾 腐烂 变质速率 很快,如 果产生到 处理 的 时间 长 会 使其 可回收利用 价值降低;由于 我国餐厨垃圾其成分 复 杂且含量远远 高于国外,所以国外的 工艺 并不适用,这就加大了 处理 难度。3餐厨垃圾 资源利 用现状及 进展我国还没有完善 的餐厨垃圾 无害 化处理和 资源化利 用的管理体 系,已 建成的 资源化设 施不能保 证完整 的收集 体系和满
9、负荷运行。目前 国内缺少无害化彻 底、资源化利 用程度 高的 实用技术和工 程,诸多因素 造成不能 实现餐厨垃圾 无害化消 纳和资源再生利用。3 1餐厨垃圾 的流向目前我国餐厨垃圾 的主要 去向现状 见图 1。图 1我国餐厨垃圾 的主要 去向3 2存在的危害由于 餐厨垃圾 被 非法作 坊和 养 殖场所 收集,但是他们没 有专 门的 收集 运 输工具,加 上餐厨垃圾易腐发酵发 臭,尤其是在 夏季,高温 使餐厨垃圾 很 快发酵、腐 变,产生 恶臭的气 体和污水,在运 输过程 中,运输车辆洒漏、污染道路、空气,困扰 附近 居民,造 成严重的环境 污染。此 外,餐厨垃圾 未 经 处理 直 接 用作饲料
10、,易造成人 体感染 病毒,如 口蹄疫、肝炎 等,随时会引起传染疾病 的爆 发。再者,废弃 油脂可 能 被简单提炼,制成“潲水油”,掺 入食用油中出 售,重 返居民餐桌。近年 来,为了 规范畜禽养殖行 为,防止 畜禽疫病 和有 毒有 害物 质的残留 对人体 的危 害,防止 畜禽养殖污染,促进畜牧 养殖业可持续发 展,餐厨垃圾饲喂生猪受 到很 大限 制,如上 海 市畜 禽养 殖 管理办法 明确规定 禁 止 使用 饭店 厨 房的 泔脚 垃圾、食品加 工 过 程 中 产 生 的 动 物 制 品 废 弃 物 饲 喂 畜禽3 4,对黑作坊和违 反规定 的养 殖行为 将予 以严厉处罚。4我国餐厨垃圾 的管理
11、现状目前,我 国的 餐厨垃圾管 理 还 处 于“三无”状态,即 无专 门管 理体 系、无统 一 法 规、无 技 术 标准。传统的餐厨垃圾处理方式主要 是由 产生单位卖 给利用者,送往郊区直接喂 猪,无人 过问。现在因 为 口蹄疫、疯 牛病等重大传染 疾病 的出 现,使人们对饮 食卫生安全的 敏感 度显著 提高;北京、上海、宁波、西 宁等城市先后出台政 策禁止未经处理 的餐厨垃圾 直 接喂猪。由于 管理 政策 法规尚 不完善,尚 无系统 的 处理技术规 范和标准 可循。开 始管理后,政府 并 无 成熟的解 决方案,大部分 餐厨垃圾 仍然 未 经处理 直 接作为饲料;公厕、粪井、市政管 网中的 餐
12、厨垃圾 明 显增多,在 垃圾 箱或马路边 也出现餐厨垃圾,因其很 快腐烂发臭,对城市环境 卫 生的影响 更加严 重。除 此之外,管 理部门对餐厨垃圾 危害的宣传教育 力度不够,人们缺乏这方 面的了解以及进行 餐厨垃圾 前端 分类收集 的知识和 意识。5餐厨垃圾 资源化 及处理 技术目前餐厨垃圾处理 的主要 技术包括填埋、焚烧、厌氧 消化、好氧堆肥、直接烘干 作饲料和微 生物处理技术,下面对以上几 种 技术介绍如下。5 1填埋 处理 技术填埋 法是 目前世界 各国 城 市生活 垃圾处理 的主要方 法,即将生活 垃圾 埋 入地下,利用好 氧 微生物、兼性厌氧 微生 物和 厌氧 微生物 将大 分子降
13、解成 小分32中国沼气China Biogas2012,30(1)名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页,共 6 页 -子的 生物化学过程5 6。填埋 处理 作为 传统的垃圾处理 方式,因 其处理 量大、无需预处理、运行费 用低、工艺及 技术操作简 单 等优 点被 广 泛应 用。但是,填埋处理 也存 在诸多缺点,占用 大量土地,征地费用过高;填埋 场占地面积大,处理能 力 有 限,服务 期满以后需 要新建场地,进一 步 占用土 地资源。餐厨垃圾具含 水率高和 易腐等 特点,填埋 后易 形 成渗 滤液污染地 下水及 土壤并产生臭气,严重影响 空气质 量,对周围 空气及水 土形成
14、 不可逆 的二 次 污染,没 有做到真正 的无害化处理。餐厨垃圾 填埋 处理 技术在国内尚 无成功应用的先例。由于 餐厨垃圾 的特殊 性,所以 在 填埋 处理 没有得 到认可。在 国 外,1999 年,欧盟 委 员 会 批 准了新的 填埋 标准,它要求 所有 成 员国在未 来5年内进入到 填埋 场 的可生 物降解 垃圾 量降至 1995 年垃圾量 75%,并最终将进入填埋 场垃圾 的有机物 量控制在 5%以 内7。另有一些 国家已禁止未 经处理 的餐厨垃圾 进入填埋 场,如韩国于 2005 年 起所有填埋 场将不 再接收 餐厨垃圾8。可 见,餐厨垃圾 卫 生填埋的方式 不可行。在土 地资源 紧
15、缺、提 倡 可持 续发展的大前 提下,填埋 处理 技术不 适合我 国 餐厨垃圾处理的 实际情况。但是,可作 为 餐厨垃圾预处理后不宜生化 处理物 料的处理 手段。5 2焚烧处理 技术焚烧是将 可燃 性 固体废物 与空气中的氧 在高温下发 生燃 烧反应,使其氧化 分解,达到 减容、去除 毒性并 回 收 能 源 的 目的9。焚 烧 处理 量 大,减 容 性好,焚烧过程 产生的热量用 来 发电可以实 现垃圾 的能源化。在一些 发 达 国家,垃圾 焚 烧 技 术已 有 100余年的 历史,是 垃圾处理 的 主要 手 段,生活 垃圾 的70%80%采用焚烧法处理10 12。但焚烧技术处理餐厨存在 许 多
16、不足。首先,由于我 国餐厨垃圾 含 水率 在 70%以上,热值 较 低,焚烧时需要添加辅 助 燃料,降低了热 能利 用率;其次,餐厨垃圾 含有大量的 脂类物 质,燃烧 过程 中 在重金属的 催化下形成产 生 二噁英 的重要 因子,处理不 当造成 更为严重的二次 污染;第 三,处理餐厨垃圾会增加焚 烧燃料的消耗,增加 处理 成本;第四,焚 烧处理投资过 高,运 行费用高,对管理水 平和 设备维护要求较高,国内应 用经验较少。由于 生活 习惯不同及餐厨垃圾收集 分类程度 的不同,我国餐厨垃圾 与国外餐厨垃圾 差异 较大,所以焚烧 技术并不适用于处理 我国餐厨垃圾。5 3好氧堆肥处理 技术好氧堆肥
17、作为城市生活 垃圾 资源化 无害化 处理的有 效途径 之一,形 成堆 肥 产 品 富含 腐 殖 质 和 N,P,K 等 营 养 元 素,既 是 土 壤 改 良剂,也 是优 质 肥料13 14。好氧堆肥化 工艺 所需要 的最适 含水率 为50%60%,如果 水分 超过 70%,堆体 的温 度 则难以上升,分解 速度明显 降低15。韩国的 餐饮习 惯与中国 类似,因而以堆 肥方式 处理餐厨垃圾在 韩 国并不盛行16。好氧堆肥 工艺 的优点 是工艺 简 单,产品 可以 作为动物饲料或改 良土壤的肥料。其缺点是由于 我国餐厨垃圾 的复 杂性,对有 害有机物、油脂、盐 分 及重金属等的污染无法 很好解决
18、,无害化不 彻底;处理 过程不封闭,容易造成二 次污染;有机 肥料质量受 餐厨垃圾 成分 制约 很大,往往 造成销路不畅;堆肥处理 周期较长,占地面积大,卫生条件 相对较差。我国餐厨垃圾处理 起步晚,就目前 而言,我 国现有的城市垃圾 堆肥厂采用的技 术较落后,机械化、自动化程度较 低,许多堆 肥产品并 达不到 使用标准,因销售问题又成 为了 垃圾。5 4厌氧 消化处理 技术厌氧 发酵 或称沼气 发酵 是 指在无 分子氧存 在的条件 下,通过 厌氧 微生 物(或兼 氧微 生 物)的 作用,将有机物 分解 转化为 沼气(主要 是 甲烷)的过程9。由于 厌氧的 处理 节省动力消耗、产生清 洁能源、
19、污泥量少 等优 点越 来越受人们的关 注和推广。厌氧 发酵工艺 类型较多,从不同 的角 度可以 将 厌氧 消 化 工艺分为以 下几 类:根据发酵温 度的不同 可 分为常温、中温和高温发酵;按照 投料运 转方式可 分为连 续 和序批式发酵;按照发酵物 料中 固含量 的 多少 分 为 湿式和干式厌氧 发酵;按 照反 应是 否在 同 一反应 器 进行分为单相和两 相厌氧 消化。5 4 1常温、中温和高温发酵常温发酵 一般是物料不经 过外界加热直接 在自然温度下进行 消 化 处理,发酵温 度会 随着 季节、气候、昼夜 变化有所波动。常温发酵工艺简单、造 价低廉,但是 其缺点是处理 效果 和产气 量都
20、不稳定。中温发酵 是 指发酵温 度一般 在 30 40 范围之间,中温发酵 加 热量少,发酵 容 器散 热较 少,反应和性能 较为稳 定,可 靠性高,如果物料有较好 的前处理,会提高 反应速度 和气体发 生量;受毒性抑 制物阻害作用较小,受抑 制后 恢复快,会有较 多 的浮渣、泡沫 形成,但对病原 微 生物的 杀灭 效果 不好。其诸42中国沼气China Biogas2012,30(1)名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页,共 6 页 -多优 点使 其得到广泛的应用并有很多 的成 功案例。高温发酵温 度在 50 60 之间,需 要外界持续提 供能量。高温 厌氧 消化 工艺
21、代谢 速率、有机 质去除 率和 致病细菌的 杀灭 率均比中温 厌氧 消化工艺要高 17 18。但是 高温发酵 受毒性抑制物 阻害作用大,受抑 制后很难恢复正常;可靠 性低,发酵 罐体及管路 需要耐高温 耐腐 蚀性能 好的材料,运行复 杂,技术含量 高,所 以高温发酵 并没 有得到普及,采用该工艺持 续运转的案例少。5 4 2连续 发酵和 序批 式发酵所谓连续发酵 就 是从投 加物 料 启动以 后,经过一段 时间 发酵 稳定以 后,每 天 连续定 量 的向 发酵 罐内添 加新物料和排出沼 渣沼液。该工艺 可保证长期连续的运行,易于控制,运行 稳定 可 靠,适用 于处理物料 来源稳 定的大、中 型
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