國內(nèi)外餐廚垃圾微生物處理技術(shù)研究

安 瑩

(上海申迪園林投資建設(shè)有限公司，上海 201205)

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國內(nèi)外餐廚垃圾微生物處理技術(shù)研究

安 瑩

(上海申迪園林投資建設(shè)有限公司，上海 201205)

摘要：指出了微生物處理技術(shù)是餐廚垃圾處理的一項新技術(shù)，其具有污染率低、處理方法簡單等特點，基于微生物處理技術(shù)在餐廚垃圾中應用，對其目前國內(nèi)好氧堆肥、厭氧消化、蚯蚓堆肥處理進行了總結(jié)，并對國外餐廚垃圾的處理方法進行了闡述，旨在分析微生物技術(shù)原理及方法，從而進一步提高餐廚垃圾的處理效果和質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：餐廚垃圾；微生物處理；處理技術(shù)；研究

1引言

隨著城市的高速發(fā)展，人們的經(jīng)濟實力有了顯著提升，而隨之而來的是大量的物質(zhì)生產(chǎn)、消費和廢物產(chǎn)生。據(jù)統(tǒng)計，我國城市垃圾的平均年產(chǎn)量達到了1.5億 t，并以平均每年8 %～10 %的速度持續(xù)增長[1]。餐廚垃圾作為城市垃圾的主要組成部分之一，在飲食業(yè)迅速崛起的同時，其產(chǎn)量也不斷增大，統(tǒng)計顯示，我國餐廚垃圾占城市生活垃圾比重大致范圍的37 %～62 %，中國主要城市每年產(chǎn)生餐廚垃圾量不低于6000 萬t[2]。大量的餐廚垃圾已發(fā)展成為了困擾城市發(fā)展和環(huán)境的一大頑疾。微生物處理技術(shù)主要是通過微生物代謝的生物技術(shù)來對固體廢物進行處理，從而實現(xiàn)對有機物的降解、新生物體和代謝產(chǎn)物的獲得。從餐廚垃圾微生物處理技術(shù)相關(guān)專利來源看，韓國、中國、日本、美國與德國是該技術(shù)領(lǐng)域?qū)＠琶?的國家，并且各個國家發(fā)展趨勢各有不同，對國內(nèi)外餐廚垃圾微生物處理技術(shù)研究簡單概述如下。

2國內(nèi)餐廚垃圾微生物處理技術(shù)研究

2.1好氧堆肥

好氧堆肥主要是通過運用好氧微生物在有氧的情況下，對堆積在地面或者專門發(fā)酵裝置中的有機物實施降解處理，并以此獲得具有較高穩(wěn)定性的高肥力腐殖質(zhì)。盡管這種方法處理起來非常簡單，也是我國餐廚垃圾處理較常采取的方法，但這種技術(shù)對場地的要求較高，需要較大面積的處理場所，同時還會產(chǎn)生大量的氣味，并且經(jīng)濟效益也非常低。除此之外，由于餐廚垃圾中鹽分的含量非常高，若長時間以該方法處理餐廚垃圾，勢必會致使土壤鹽堿化現(xiàn)象加劇。另餐廚垃圾中大量的鹽分和油脂也會對微生物地生長進行抑制，從而致使堆肥產(chǎn)品的品質(zhì)下降和周期的延長。有研究者通過對餐廚垃圾含油量對堆體含水率、溫度等好氧參數(shù)進行實驗發(fā)現(xiàn)，其反應速率會伴隨著堆肥含油率的升高而逐漸下降，且反應體系所能夠達到的最高值會伴隨著含油量的逐步上升而呈現(xiàn)為逐漸下降趨勢，若含油量達到了8 %，那么堆料的溫度不會超過55 ℃，這非常不利于有效滅菌處理[3]。

2.2厭氧消化

厭氧消化主要是通過兼性厭氧微生物的代謝反應，在無氧的環(huán)境下對復雜的有機物進行分解，從而獲得簡單的小分子無機物和有機物，在這個過程中，實現(xiàn)對餐廚垃圾的減容減量，同時還可達到資源合理利用的目的。該技術(shù)需要對消化程度和消化條件進行控制，從而以此獲得多種產(chǎn)物，但目前我國關(guān)于該項技術(shù)的研究，更多地側(cè)重于氫氣和甲烷等能源物質(zhì)的生產(chǎn)。氫氣是一種非常理想的載體，其具有熱轉(zhuǎn)化效率高、能量密度高、清潔無污染的特點，且最有可能成為化石燃料的替代能源。

厭氧消化技術(shù)通過微生物降解來實現(xiàn)餐廚垃圾的減容減量和回收利用，自動化程度較高，所需要人力較少，容易控制惡臭氣味的散發(fā)，且產(chǎn)品具有多樣化、經(jīng)濟價值較高等優(yōu)點。但是微生物對酸堿度要求高，處理技術(shù)也很復雜，反應器內(nèi)生物啟動時間長；同時餐廚垃圾中的鹽分和油脂含量過高會導致過度堿化，使消化過程pH值偏高，抑制了菌體生長，不利于持續(xù)并穩(wěn)定地降解餐廚垃圾；與此同時，厭氧發(fā)酵產(chǎn)生的沼渣需要進一步處理，通常需干化處理后填埋，或重新堆肥后制成有機肥。

3國外餐廚垃圾處理技術(shù)研究

3.1韓國

韓國餐廚垃圾的成本較低，僅為60美元/t，填埋需要花費25美元/t，焚燒費用為90美元/t。但因燃燒餐廚垃圾會產(chǎn)生大量的氣體給環(huán)境造成污染，故韓國政府對焚燒餐廚垃圾有非常嚴格的規(guī)定[4]。與此同時，因餐廚垃圾填埋所產(chǎn)生的氣味和過濾液等問題，韓國政府在2000年正式規(guī)定，未經(jīng)過有效處理的餐廚垃圾不得進入到填埋場。目前，韓國在餐廚垃圾的處理中仍然以堆肥處理為主。廣大民眾必須支付相應的餐廚垃圾處理費，該費用主要專門用于垃圾袋銷售，一只袋子大約為人民幣3～4元。韓國這套機制不僅實現(xiàn)了餐廚垃圾的處理，使得餐廚垃圾降低了37 %左右，同時也使得企業(yè)在環(huán)保處理中獲利。

3.2日本

因日本在餐廚垃圾處理中，傾倒運輸費用非常高，甚至可能達到250～600美元/t，為此，日本更傾向于餐廚垃圾處理機的運用。如日立、松下、東芝等著名電器公司這對餐廚垃圾處理均投入大量的資金和人力進行推廣和深入研究。根據(jù)日本統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，家庭餐廚垃圾處理機的制造企業(yè)多達250戶，企業(yè)餐廚垃圾制造企業(yè)則多達270戶。為了降低餐廚垃圾給環(huán)境帶來的污染，2000年日本出臺了《食品再生法》，在其中明確規(guī)定了，浪費食品屬于違法行為和不道德的行為，要求全體社會不得浪費食品。并對食品垃圾的回收與利用做出了明確規(guī)定。通過該項法規(guī)的出臺，在5年時間里，日本的有機肥料再生率迅速升高了2倍[5]。

3.3美國

美國針對餐廚垃圾的處理并未實施強制回收利用，但其每年餐廚垃圾平均只有2629 萬t，但利用率相對較低，僅僅只有3 %。但隨著餐廚垃圾這種資源逐漸得到人們的重視，美國大約有33個州已積極鼓勵民眾，將餐飲垃圾適當加工后用于豬喂養(yǎng)，但所有養(yǎng)殖戶必須獲得專業(yè)的動物健康委員會許可證，才能夠進行產(chǎn)出垃圾的回收和處理[6]。美國在餐廚垃圾的處理中，專門建立了多個餐廚垃圾堆肥場，同時對堆肥和收集體系進行了不斷的完善，針對無法食用或者不適合食用的垃圾均統(tǒng)一行堆肥處理。

3.4其他國家

2002年新西蘭林業(yè)部和農(nóng)業(yè)部針對餐廚垃圾牲畜喂養(yǎng)進行了全面調(diào)查，調(diào)查結(jié)果認為不得將餐廚垃圾用于牲畜喂養(yǎng)，以免造成口蹄疫等疾病的傳播。瑞士主要以厭氧發(fā)酵設(shè)施來對餐廚垃圾進行處理，并通過餐廚垃圾產(chǎn)生的沼氣來進行發(fā)電，其在各個地區(qū)均建立了多個厭氧發(fā)酵處理場地。

4結(jié)語

餐廚垃圾屬于高含水率和高有機質(zhì)的資源型廢物，因其非常容易被微生物分解，故在垃圾處理中微生物處理成為了一項重要方法，而通過運用微生物技術(shù)來處理，不僅能夠降低對環(huán)境的污染，同時還可實現(xiàn)資源回收。但微生物各種處理技術(shù)各有優(yōu)勢，為此，下一步除積極推廣微生物處理技術(shù)之外，還應當加強各項技術(shù)地綜合運用，使其優(yōu)勢能夠得到更好地發(fā)揮。

致謝

本論文是在上海市科委科技創(chuàng)新專項課題(編號：14DZ1207303)資助下完成的，感謝上海市科委對創(chuàng)新技術(shù)研發(fā)的大力支持。

參考文獻：

[1]胡新軍，張敏，余俊鋒，等.中國餐廚垃圾處理的現(xiàn)狀、問題和對策[J].生態(tài)學報，2012，31(14)：4575-4584.

[2]許曉杰，馮向鵬，李冀閩，等.國內(nèi)外餐廚垃圾處理現(xiàn)狀及技術(shù)[J].環(huán)境衛(wèi)生工程，2014，21(3)：31-33.

[3]姚遠，熊建林，程瀟君，等.餐廚垃圾微生物處理工藝實例研究[J].廣東化工，2013，39(22)：103-104.

[4]ZHANG H Y，ZHAO Y C，& QI J Y.Utilization of municipal solid waste incineration (MSWI) fly ash in ceramic brick：Product charac-terization and environmental toxicity[J].Waste Management，2011，31(2)：331-341．

[5]CHU C F，XU K Q，LI Y Y，et al.Characterization of mi-crobial community in the two-stage process for hydrogen and methaneproduction from food waste[J].International Journal of Hydrogen En-ergy，2010，35(15)：8253-8261．

[6]JAMALUDIN A A，MAHMOOD N Z.Effects of vermicomposting duration to macronutrient elements and heavy metals concentrations in vermicom-post[J].Sains Malaysiana，2010，39(5)：711 -715．

[7]貢協(xié)偉，劉響響.餐廚垃圾處理技術(shù)研究進展[J].綠色科技，2016(6).

收稿日期：2016-03-22

基金項目：上海市科委科技創(chuàng)新專項課題(編號：14DZ1207303)

作者簡介：安瑩(1983—)，女，工程師，主要從事固體廢棄物資源化處置工作。

中圖分類號：X703.1

文獻標識碼：A

文章編號：1674-9944(2016)10-0094-02