呂永 曹永軍
(1廣州市城市管理技術研究中心 廣東廣州 510170 2廣東海洋大學農學院 廣東湛江 524088)
近年來,城市生活垃圾量快速增長,北京、上海、廣州等特大城市日產垃圾量已過億噸,因為土地、污染等因素,傳統的生活垃圾混合填埋及焚燒處理弊端盡顯,勢必走向生活垃圾分類管理、分類處理的科學處理之路。餐廚垃圾是生活垃圾中的主要組分,也是生活垃圾無害化處理的主要矛盾,因此對城市餐廚垃圾進行資源化處理已成為一種方向。本文主要結合實例對餐廚垃圾資源化處理技術進行分析,為科學處理餐廚垃圾提供參考。
長期以來,在城市建設中對餐廚垃圾多采用焚燒、填埋等處理方法。將餐廚垃圾和生活垃圾進行混合焚燒,會導致焚燒的熱能利用降低,且會污染空氣;而填埋處理,不僅會占用大量的土地,還會因產生大量的沼氣、滲濾液等,會對填埋場周圍的環境、地下水、空氣造成影響。目前,在餐廚垃圾的處理上,應以資源化為導向,常用的技術主要有好氧發酵制有機肥、厭氧消化產沼氣、高溫發酵制蛋白飼料等技術。城市在選擇處理技術時必須要因地制宜,并結合工程的安全、環保及需求等特點選擇最優化的處理工藝。如好氧發酵制有機肥技術,往往會受到產品品質、市場需求等因素的影響;厭氧消化產沼氣技術雖可產生大量的沼氣能源,但工程前期的投入比較大,操作技術要求比較高。而高溫發酵制蛋白飼料技術不僅可以制成蛋白飼料,最大限度保留營養價值;還可以利用所制成的蛋白飼料產生經濟效益。
以某市1座30 t/d餐廚垃圾處理示范設施為例,該工程采用高溫發酵制蛋白飼料技術,使餐廚垃圾經微生物發酵與高溫處理后制作成蛋白質飼料添加劑。該處理設施主要包括高溫發酵單元、廢氣廢水處理單元、飼料單元及相關輔助系統組成。該處理設施的主要特點包括:(1)產品的靈活性。通過對原料的含水率、菌種、輔料及工藝運行參數進行調節,不僅可生產成蛋白飼料,也可制備生物有機肥;(2)節省占地面積。在城市場地面積較小的條件下,并充分利用2層的結構,有利于縮短工藝生產線,從而保證設施的安全性;(3)配套有廢水與異味處理設備,有利于處理過程中的廢水、異味達標排放。
該工程的餐廚垃圾主要來源于大型餐館、單位食堂等,所收集的餐廚垃圾理化性質如下:含水率在75%~90%;pH為4.0~6.8;可溶性鹽為0.28~0.65%;C/N為13~25;有機物為90~59%;粗蛋白質為14~20%;粗脂肪為7~28%;粗纖維為2.2~3.5%。在本次工程中,所采用的輔料為啤酒糟,該輔料的理化性質如下:含水率低于16%,粗蛋白質為25.13%,粗脂肪為7.13%,灰分為3.64%,P為0.57%,Ca為0.4%。另外,其生產出來的產品為蛋白飼料原料,具有豐富的粗蛋白與粗脂肪,營養價值較高,且能滿足GB13078-2001國家飼料衛生標準,產品性質如下:含水率為10%,粗蛋白質為25.13%,粗脂肪為17.5%,粗纖維為8.4%,灰分為5.5%。
將總量約30 t/d,且含水率約80%桶裝的餐廚垃圾,將其卸入到振動格柵受料槽,并人工搗破格柵截留的料包,以揀出大型雜物,再對格柵的垃圾進行振動,以落在其下方的分揀線上。由于餐廚垃圾比較黏濕、油膩,可采用人工分揀的方法,分揀線為鏈板式塑料傳送帶。而兩側的分揀人員將垃圾中的雜物盡量檢出,并進行分類,而分揀后的凈料可落到期下方的瀝水槽中。為了盡量降低垃圾的含水率,且盡量保留垃圾中的營養成分,應采用重力脫水方法。瀝水槽可分為2格進行輪流使用,并采用鏈式塑料刮板輸送機將瀝水的固體垃圾送至濕料粉碎機粉碎,以使其變成漿狀廚泥。其次采用螺桿式給料泵將含水率在65%~70%之間的廚泥泵送到高位計量槽,在各計量槽的廚泥量都滿足一次序批混合的要求時,可落至混料機,并添加一定啤酒糟、與高溫菌劑混合而成的混合料,已備高溫發酵機及干燥機進行連續性生產。然后高溫發酵和干燥是連續運行的,由高溫發酵機完成,并用刮板輸送機輸送物料,采用臥式燃油導熱油爐提供熱媒,但要控制好合理的物料溫度。一般情況下,高溫發酵時間應為3~4h,而干燥的時間應為4~5h。最后將干燥完成的粉料進行冷卻后存于料倉,并利用螺旋給料機將粉料輸送到干料粉碎機進行粉碎,且過篩存入料斗,在定量包裝好后存放于庫房。
該30 t/d餐廚垃圾處理設施在試運行6個月后,廢水廢氣的排放均符合國家標準,累計處理原料1.5萬桶,生產的蛋白飼料原料為150t。飼料原料銷往養豬戶使用,營養價值較高。可見采用高溫發酵制蛋白飼料技術對餐廚垃圾進行資源化處理,不僅有利于減少餐廚垃圾的污染,還能增加經濟收益。
綜上所述,以資源化為導向的城市餐廚垃圾處理技術,能有效符合節能減排、可持續發展的要求。可見在現代城市中對餐廚垃圾應因地制宜,建設高水平的資源化處理設施,以將城市餐廚垃圾進行資源化、無害化及減量化的處理,有利于促進城市經濟與環境的可持續發展。
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