國內外廚余垃圾處理現狀及技術綜述

摘 要:隨著人口不斷增加，廚余垃圾的處理日益成為解決環境問題的關鍵部分。通過對廚余垃圾在世界主要幾個國家和城市的處理現狀進行相關介紹；對目前處理廚余垃圾的基本方法進行總結，為做好未來廚余垃圾處理提供相關參考。

關鍵詞: 廚余垃圾現狀處理技術

中圖分類號：X705 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2012）03（b）-0000-00

1引言

廚余垃圾是居民在生活消費過程中形成的生活廢物，居民區、飯店、各種企事業單位的食堂是其集中排放的場所[1]。廚余垃圾主要包括兩個方面，一方面是在廚房對食品進行加工時產生的廢物，另一方面是人們吃剩的食品。廚余垃圾含水率較高。在日常生活中，容易腐爛變質產生臭氣，產生病毒以及致病菌從而造成病菌的傳播以及環境的污染。廚余垃圾有機物含量高，同時氮、鉀、鈣、磷以及各種微量元素齊全，具有較高的利用價值。所以應重視對廚余垃圾的回收再利用，變廢為寶。

2國內外廚余垃圾的現狀及處理方式:

2.1中國

近年來，由于我國對國內主要城市在垃圾處理方面投資力度加大，使得我國在垃圾處理方面取得一定的進步。我國垃圾無害化處理率逐年提高。根據數據統計，我國城市生活垃圾無害化處理從1996年到2005年增加了10萬t/d，達到25.63萬t/d。垃圾無害化處理量從5568萬增加到8051萬[2]。但是，同其他發達國家相比較，我國生活垃圾無害化處理率仍較低，約為50％左右。目前我國廚余垃圾大部分是和其他生活垃圾混在一起進行處理，給城市垃圾處理帶來巨大壓力。

2.2 美國

目前美國主要采用填埋法對廚余垃圾進行處理。處理所花費的平均費用為每噸9-38美元。并且美國各州都會建立自己的廚余垃圾處理體系，例如在美國中西部厭氧堆肥、蚯蚓堆肥得到廣泛應用，而在加利福尼亞廚余垃圾發電技術得到推廣和利用[3]。部分城市對于居民小區，住戶等廚余垃圾日生產量較小的單位采取安裝廚余垃圾粉碎機的方式，將廚余垃圾粉碎后排入下水管道，進入污水處理場處理。對于食品加工廠等廚余垃圾日生產量較大的單位則采用油脂分離裝置，將廚余垃圾中的油脂分離并進行加工和再利用。

2.3歐洲

目前歐洲廚余垃圾每年的產生量為5000 萬 t 左右。歐洲各國十分重視對廚余垃圾進行回收利用并建立了完備的收集處理制度。如丹麥從1987年開始鼓勵對廚余垃圾回收利用。荷蘭在1996年禁止國內垃圾處理廠對廚余垃圾進行填埋處理， 而改用好氧發酵對廚余垃圾進行處理。直到1999年，荷蘭總共建立了2個發酵廠和23個堆肥廠。德國采用特殊顏色的收集裝置對廚余垃圾進行分類收集，從而將廚余垃圾在源頭與其他垃圾分離，這就為堆肥處理提供了有利條件。同樣在愛爾蘭等地則是將廚余垃圾和其他有機廢物統一進行收集，并根據不同的特性，進行分類堆肥等[4]。

2.4日本

目前日本廚余垃圾每年的產生量為2000萬 t 左右。其中家庭排出1000萬t，飲食業排出600萬t，廚余加工業排出340萬t [5]。由于在日本傾倒廚余垃圾的運輸費用每噸高達250-600美元，因此在政府的鼓勵和資助下，廚余垃圾處理機在許多企業和社區內得到推廣和應用，而廚余垃圾處理機制造業也得到了發展。有數據表明，目前制造廚余加工業、飲食業和流通企業使用的廚余廢物處理機的企業已達270家，制造家庭使用的廚余垃圾處理機的企業已達250戶。

3廚余垃圾的處理技術綜述

3.1填埋法

填埋法是目前應用相對廣泛的處理方法，由于廚余垃圾本身就是由有機物組成，在自然環境下容易分解，能夠在相對短的時間內使填埋場地的恢復使用。并且其操作簡便，在世界各國得到普遍的應用。但該方法仍然沒有從根本上解決廚余垃圾產生的諸多問題。在填埋過程中廚余垃圾和其他垃圾統一進行填埋處理，導致垃圾整體的滲濾液增多。在厭氧分解過程中產生大量細菌和沼氣對環境造成二次污染。隨著對廚余垃圾研究的深入，世界各國對廚余垃圾的填埋率都出現下降趨勢，甚至有很多國家已禁止對廚余垃圾進行填埋處理。

3.2堆肥法

堆肥法就是利用廚余垃圾中的有機物進行堆肥處理，首先將廚余垃圾置于發酵裝置中，或直接堆積在地面，然后根據具體情況加入粉煤灰和糞便等作為膨松劑，最后利用微生物發酵使其降解，最終形成腐殖質作為肥料使用。根據堆肥發酵方式的不同，主要分為厭氧堆肥和好氧堆肥兩種。由于厭氧堆肥條件嚴格，并且堆肥周期較長，因此好氧堆肥成為堆肥的主要方式。

3.3蚯蚓處理技術

蚯蚓處理技術是通過蚯蚓和微生物的協同作用使廚余垃圾中的有機物進行分解和轉化，最終生產出優質肥料[6]。由于蚯蚓自身含有豐富的酶系統如淀粉酶、脂肪酶、纖維酶、蛋白酶等能夠加速對廚余垃圾的堆肥處理。同時蚯蚓糞也是優質的肥料，蚯蚓本身則是優質的飼料。據統計，666 m2土地每年可處理100 t有機垃圾，生產2～4 t蚯蚓和37 t高級蚯蚓糞。經過試驗發現，蚯蚓Eisenia foetida在礦化作用上和降低碳氮比方面都優于其他品種的蚯蚓。國內崔美香等人通過對Eisenia foetida處理廚余垃圾的試驗。統計出含水量為70%的腐熟垃圾，每25 kg能夠產生1 kg的蚯蚓和8 kg的蚯蚓糞 [7]。

3.4甲烷發酵

甲烷發酵技術是廚余垃圾能源化的一種，利用微生物對廚余垃圾進行厭氧發酵產生大量甲烷。甲烷是一種清潔能源具有良好的市場前景。發酵后所剩余的固體殘留物經過再加工可以生產優質的肥料。由于甲烷發酵中CO2的排放量小，有利于緩解溫室效應。同時甲烷發酵成本比好氧發酵技術成本低。因此厭氧甲烷發酵日益得到人們重視，是公認的一種能夠實現可持續發展的技術[8]。

3.5生物制氫

1966年Lewis提出利用光合細菌通過光合作用制氫和通過厭氧發酵制氫是目前生物制氫最主要的兩種方法。其中光合制氫反應條件條件苛刻，產氫率也比厭氧發酵制氫低，因此厭氧發酵是生物制氫的主要研究方向[9]。如今，主要采用改進發酵制氫反應器、選育高效產氫菌種和控制優勢菌種的生態因子如增加產氫促進劑，減少抑制劑濃度等技術手段來提高產氫速率、產氫量以及氫氣濃度來改善廚余垃圾發酵制氫的工藝。但是由于廚余垃圾中成分復雜并且厭氧發酵制氫影響因素較多，導致生物制氫技術并未成熟，目前仍需進行大量研究工作才能夠具體應用到生活生產中去。

3.6提取生物降解塑料技術

提取生物降解塑料技術最早由日本九州工業大學的Shirai等在1999年提出，主要是利用微生物對廚余垃圾進行發酵生產乳酸，從而合成聚乳酸這種可降解塑料。主要方法是首先通過粉碎機對廚余垃圾進行粉碎，再進入固液分離裝置，進行固液分離，分離出的液體同污水一起進入污水處理廠進行處理。而固體物質則進入乳酸發酵裝置進行發酵，發酵后對發酵液進行分離、純化、提取、聚合產生聚乳酸，發酵廢棄物通過處理后可當做飼料和肥料出售。

提取生物降解塑料技術為廚余垃圾資源化提供了一條新的道路，并得到了各國學者的關注。但是由于其相關研究開展時間較短，使得高效乳酸菌的選育、發酵方式選擇以及對乳酸提取與純化等方面的研究還需要進行大量的研究工作來豐富和充實。

4結語

廚余垃圾的特點是含水率較高、容易腐爛、有機質含量較高、營養豐富，因其導致的環境問題以及自身蘊含的資源化、能源化的潛力引起了各國學者與企業的重視，如何處理廚余垃圾成為了關鍵，填埋處理由于對環境的污染以及土地的占用，正在逐步的被各國所取締，目前堆肥處理以及制飼料等傳統措施正在被新興的處理措施所代替。以廚余垃圾發酵制乳酸，發酵制氫成為代表的處理措施成為了未來的發展趨勢。在政府的鼓勵與法律的引導下，結合廚余垃圾自身的特點，研制出能源化或資源化的工藝流程，解決環境問題及能源問題是未來的重點。

參考文獻：

[1]汪群慧，馬鴻志，王旭明，汲永臻，廚余垃圾的資源化技術，現代化工，2004，24（7），56-59

[2]徐文龍，劉晶昊，我國大城市垃圾焚燒處理技術應用分析，城市管理與科技，2007，（4），9-13

[3] Gary C Matteson， B M Jenkins. Food and processing residues in California: Resource assessment and poten-tial for power generation [ J] . Bioresource Technology，2007， 98( 16) : 3098~3105.

[4]M N Nijmeh，A S Ragab，M S Emeish，et al.Design and testing of solar dryers for processing food waste[J].Applied Themal Engineering，1998(18):1337~1346.

[5]郭廷杰.日本的“食品廢物再生法”簡介[J].再生資源研究，2001(3):37-39.

[6] 陳巧燕，楊健，王志強，張國貞，蚯蚓堆肥處理有機廢棄物的國外研究進展，中國資源綜合利用，2006，24（12），8-10

[7] 崔美香，劉艷芬，薛進軍，劉子英，利用蚯蚓規模化處理城市生活垃圾研究，安徽農業科學，2006，34（9），1936-1937

[8] Foresti E，Perspective on anaerobic treatment in developing countries，WaterScience and Technology，2001，44(8)，141-148

[9] 易艾瓊，有機垃圾厭氧發酵產氫技術研究進展，河北化工，2007，30（3），28-30