餐廚垃圾處理技術(shù)以及處理設(shè)備分析

何浩為 陸昌國

摘 要：文章探討了我國餐廚垃圾處理技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，主要從處理技術(shù)以及相應(yīng)的處理設(shè)備為突出點(diǎn)，分析發(fā)展現(xiàn)狀，對(duì)餐廚垃圾處理發(fā)展現(xiàn)存的一些問題以及未來的發(fā)展方向提出一些合理的意見，并提出餐廚垃圾資源化的處理目標(biāo)，希望能夠?yàn)槲覈牟蛷N垃圾處理的發(fā)展以及資源回收利用提供一些幫助。

關(guān)鍵詞：餐廚垃圾;處理技術(shù);資源化處置

近些年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，國民的飲食消費(fèi)水平逐漸提高，這樣飲食消費(fèi)觀念的改變使得餐廚垃圾成為一種普遍且大量存在的消費(fèi)剩余品[1]。但是餐廚垃圾具有易酸化腐臭、滋長(zhǎng)細(xì)菌與寄生蟲的特點(diǎn)，如不妥善處理就會(huì)對(duì)城市造成嚴(yán)重環(huán)境污染;此外，由于餐廚垃圾大多來源于飯店、餐廳以及生活廚房，其中含有大量的油脂和有機(jī)廢棄物，在利益促使的情況下，餐廚垃圾剩余的油脂被不良商家收集經(jīng)過加工制作最后流入餐桌，這種油脂內(nèi)含有大量有毒物質(zhì)，長(zhǎng)期食用會(huì)引發(fā)疾病甚至癌癥，而餐廚垃圾剩余的有機(jī)廢棄物則會(huì)被回收直接當(dāng)做飼料喂養(yǎng)牲畜，由于未進(jìn)行消毒滅菌處理，牲畜極易感染病毒，這種肉食品最終 流入市場(chǎng)會(huì)嚴(yán)重影響人們的健康[2-3]。目前，由于這一現(xiàn)象導(dǎo)致的食品安全問題已經(jīng)逐漸受到關(guān)注，影響社會(huì)穩(wěn)定。因此對(duì)餐廚垃圾合理化回收處理以及資源化利用已經(jīng)成為當(dāng)前社會(huì)迫在眉睫的需求。

1、餐廚垃圾處理技術(shù)分析

1.1 粉碎直排

應(yīng)用粉碎直排方法處理餐廚垃圾，即在垃圾產(chǎn)生位置來進(jìn)行破碎、粉粹加工，最后利用水流將其全部沖刷到市政下水管網(wǎng)內(nèi)，與城市污水集合后送入污水處理廠處理。該方法具有價(jià)格便宜、使用方便的特點(diǎn)，是歐美國家處理少量、分散餐廚垃圾的主要方法。但是粉碎直排法會(huì)增加城市供水的負(fù)擔(dān)并浪費(fèi)水資源;粉碎后的餐廚垃圾殘留在污水管道中易腐敗，增加蚊蠅鼠蟲的滋生并傳播疾病;增大城市污水的產(chǎn)生量與處理量。

1.2 填埋處理

填埋也是餐廚垃圾比較常見的一種處理方法，對(duì)產(chǎn)生后與進(jìn)行單獨(dú)收運(yùn)處理的垃圾進(jìn)行混合收運(yùn)，然后統(tǒng)一運(yùn)輸?shù)街付ㄎ恢眠M(jìn)行填埋。對(duì)于餐廚垃圾來講其具有非常高的有機(jī)物含量，且含水量大，直接對(duì)其進(jìn)行填埋會(huì)在后期受到微生物分解發(fā)酵，形成大量高濃度有機(jī)廢水，同時(shí)伴隨惡臭，如果不采取任何措施處理，垃圾滲濾液便會(huì)對(duì)周邊區(qū)域的地下、土壤以及大氣環(huán)境等水造成污染。

1.3 好氧堆肥

將垃圾放置在有氧條件下，通過微生物分解，將有機(jī)物降解成無機(jī)物。此項(xiàng)技術(shù)應(yīng)相對(duì)成熟，并且工藝簡(jiǎn)單容易控制，降解處理后得到的產(chǎn)物還可以用于農(nóng)作物生產(chǎn)，在解決垃圾問題的同時(shí)，達(dá)到垃圾再利用的目的，實(shí)際應(yīng)用優(yōu)勢(shì)更大。但是從技術(shù)角度來講，好氧降解方法現(xiàn)在多用于綠色植物垃圾以及秸稈等富含組織結(jié)構(gòu)的垃圾處理，在餐廚垃圾處理中應(yīng)用還存在一定不確定性。尤其是好氧堆肥對(duì)進(jìn)料純度有著嚴(yán)格的要求，且需要較大的場(chǎng)地作為支持，并為整個(gè)處理過程提供足夠的熱能，前期成本較高。另外，降解處理后得到的肥料，可以使用的時(shí)間受季節(jié)限制較大，但是餐廚垃圾沒有此限制，這樣就很容易因?yàn)楣┬枋Ш猱a(chǎn)生問題[4]。再加上好氧堆肥處理所需時(shí)間比較長(zhǎng)，一個(gè)周期需要大量的成本作為支持，真正落實(shí)對(duì)各項(xiàng)條件的需求較大，難以得到大面積的推廣。

另外產(chǎn)品在使用過程中的污染屬于累積性污染，長(zhǎng)期使用含鹽量較高的肥料可能導(dǎo)致土壤鹽漬化，容易使突然產(chǎn)生板結(jié)，降低作物產(chǎn)量。

1.4 厭氧消化

利用厭氧消化的方式來處理餐廚垃圾，主要是垃圾發(fā)酵產(chǎn)生沼氣，然后將其轉(zhuǎn)換成電能與燃?xì)猓瑫r(shí)還可以對(duì)厭氧消化罐中產(chǎn)出的殘?jiān)M(jìn)行二次發(fā)酵堆肥處理。此種方法處理過程中所產(chǎn)生的沼氣能夠利用熱電發(fā)電機(jī)組將其轉(zhuǎn)換成電能和熱能，并與電網(wǎng)可靠連接，為日常生活提供能源。另外垃圾經(jīng)過發(fā)酵后產(chǎn)生的沼液，經(jīng)過脫鹽、脫氮處理后可直接作為液態(tài)有機(jī)肥用于農(nóng)業(yè)以及園林種植。同時(shí)反應(yīng)后產(chǎn)生沼渣，還可以進(jìn)行堆肥得到肥料，用于農(nóng)業(yè)種植，有效減少餐廚垃圾總量，提高廢物利用效率。

1.5 飼料化

餐廚垃圾是食物廢棄物的一種，營養(yǎng)成分豐富，飼料化處置能充分利用其中的有機(jī)營養(yǎng)成分。主要有以下三種形式：

（1）直接作為飼料，由于同源性問題安全達(dá)不到要求，國內(nèi)外多數(shù)國家均嚴(yán)格禁止這種處理方式。

（2）采用高溫殺菌的方式消除病毒污染，然后再干化制飼料。這種方式對(duì)減少餐廚垃圾的細(xì)菌、病毒污染具有明顯的效果，但仍然存在一定的安全隱患。

（3）利用餐廚垃圾飼養(yǎng)特定非食物性生物，然后進(jìn)行轉(zhuǎn)化物質(zhì)的提升應(yīng)用。如飼養(yǎng)蚯蚓、黑水虻，再提取動(dòng)物蛋白制飼料，這樣同源性問題基本解決。

1.6 制生物柴油

目前國內(nèi)對(duì)餐飲廢油的處置方式大致分為兩種：

（1）通過預(yù)處理制取毛油，最終交付下游有資質(zhì)的企業(yè)進(jìn)一步處置，其優(yōu)勢(shì)在于處理工藝簡(jiǎn)單，初期投資低，多用于中小城市小規(guī)模廢棄油脂的處理，其缺點(diǎn)在于毛油仍存在流向餐桌的社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)。

（2）餐飲廢油通過預(yù)處理和各類化學(xué)處理制取生物柴油或其中間產(chǎn)品。由于餐飲廢油經(jīng)甲酯化反應(yīng)后，無法再制取食用油，因此可有效的杜絕餐飲廢油回流餐桌，但其缺點(diǎn)是毛油提煉裝置需進(jìn)行防爆管理，系統(tǒng)復(fù)雜。

1.7 熱解

餐廚垃圾中以有機(jī)物為主，這樣就可以通過其熱不穩(wěn)定性特點(diǎn)，將垃圾置于缺氧或無氧條件下進(jìn)行加熱蒸餾處理。其中因?yàn)槔鵁嶂当容^低，熱解處理時(shí)需要吸收大量的熱量，必須要增加補(bǔ)充燃料，而造成成本提高。并且餐廚垃圾內(nèi)種類較多，無法準(zhǔn)確控制熱解工藝參數(shù)，使得整個(gè)處理過程處于一個(gè)非常復(fù)雜的狀態(tài)，難以達(dá)到預(yù)期的效果。

餐廚垃圾通過收集轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)入處理廠，采用專用設(shè)備進(jìn)行分選、破碎等流程，將餐廚垃圾中的廢油、廢水和殘余物分離開，廢油脂通過提煉加工制成生物柴油;廢水通過厭氧發(fā)酵處理，產(chǎn)生的沼氣提純?yōu)閴嚎s天然氣（CNG）;固性殘余物通過黑水虻養(yǎng)殖制成高蛋白飼料原料。這樣的工藝流程的主要指導(dǎo)思想是資源再生、梯級(jí)利用，油脂制成生物柴油、高濃度廢水中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化成沼氣、沼液沼渣制備成為有機(jī)肥，較為難以處理的固體殘?jiān)部梢酝ㄟ^黑水虻進(jìn)行轉(zhuǎn)化。

2、餐廚垃圾處理設(shè)備現(xiàn)狀分析

就目前的餐廚垃圾處理設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀而言，中國的餐廚垃圾處理工作仍處于一個(gè)發(fā)展中的階段。無論是從餐廚垃圾處理設(shè)備的功能來看，還是從相關(guān)的生物處理技術(shù)來看，餐廚垃圾處理技術(shù)仍有一個(gè)相當(dāng)大的發(fā)展空間。我國餐廚垃圾處理設(shè)備主要分為大型的加工處理流水線和小型處理設(shè)備，現(xiàn)就兩種餐廚垃圾處理設(shè)備現(xiàn)狀進(jìn)行分析。

2.1大型加工處理流水線

大型加工處理流水線往往是在餐廚垃圾處理站或餐廚垃圾處理廠中， 其生產(chǎn)線較長(zhǎng)，對(duì)餐廚垃圾處理的效果較好，通過厭氧發(fā)酵、飼料化及好氧堆肥等工藝，將餐廚垃圾中的有機(jī)肥、沼氣、蛋白質(zhì)等進(jìn)行處理，其中沼氣可以轉(zhuǎn)化為電能或熱能實(shí)現(xiàn)能量再循環(huán)利用，為農(nóng)業(yè)提供能量;有機(jī)肥、飼料則可以直接供給農(nóng)用，保障農(nóng)產(chǎn)品的健康、無污染。大型加工處理流水線具有較為完備的技術(shù)設(shè)備與完整的工藝，在對(duì)餐廚垃圾進(jìn)行處理時(shí)，可以將其中的油脂進(jìn)行分離，制造成為生物柴油，為經(jīng)濟(jì)使用提供更為清潔的能源。國外大型加工處理流水線的發(fā)展時(shí)間較長(zhǎng)，自20世紀(jì)80年代起，大型加工處理流水線就出現(xiàn)在了美國， 并逐步實(shí)現(xiàn)了對(duì)餐廚垃圾處理的專業(yè)化與機(jī)械化。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與科技的進(jìn)步，我國也逐步加大了對(duì)餐廚垃圾處理設(shè)備的投入力度。

2.2小型餐廚垃圾處理設(shè)備

小型餐廚垃圾處理設(shè)備具有規(guī)模小、機(jī)械化程度高、操作方面等特點(diǎn)，且在進(jìn)行餐廚垃圾處理的過程中，產(chǎn)生的廢水、臭氣會(huì)進(jìn)行回收，不會(huì)直接排出。

小型餐廚垃圾處理設(shè)備根據(jù)其餐廚垃圾處理后的出料成分及數(shù)量的不同，還可以進(jìn)行進(jìn)一步的細(xì)化分類，即分為減量型餐廚垃圾處理設(shè)備及資源型餐廚垃圾處理設(shè)備。兩種設(shè)備的工藝存在著區(qū)別，減量型是對(duì)將要處理的餐廚垃圾提前加入催化劑，通過使餐廚垃圾中的細(xì)菌活化并被攪拌，使其最終分解為二氧化碳和水。 相對(duì)應(yīng)的資源型則將減量型與資源利用兩種功能進(jìn)行結(jié)合，既實(shí)現(xiàn)了處理效率的提高，也實(shí)現(xiàn)了處理質(zhì)量的進(jìn)一步提高，是未來發(fā)展的重要方向。

由于大型餐廚垃圾處理流水線技術(shù)、資金、工藝等方面要求都較高，其普及程度不及小型餐廚垃圾處理設(shè)備。當(dāng)前我國許多餐廳都采用了小型餐廚垃圾處理設(shè)備，使得餐廚垃圾處理得到了較好的處理。但就我國整體來看，小型餐廚垃圾處理設(shè)備的普及率不高。

此外小型的餐廚垃圾處理設(shè)備還存在著處理程度不高的問題。由于小型餐廚垃圾處理設(shè)備體積小、工藝較為簡(jiǎn)單，對(duì)于成分較為復(fù)雜的餐廚垃圾無法進(jìn)行完全的處理。另一方面由于小型餐廚垃圾處理設(shè)備容量較小，投入一些餐廚垃圾后，需及時(shí)進(jìn)行處理，由于餐廚垃圾在處理設(shè)備中的時(shí)間不長(zhǎng)，容易造成其腐熟程度不高，需增加后續(xù)的工作。

3、餐廚垃圾處理設(shè)備發(fā)展前景

目前餐廚垃圾處理設(shè)備的生產(chǎn)工作在國內(nèi)外都有一個(gè)比較迅速的發(fā)展趨勢(shì)。尤其是在科學(xué)技術(shù)水平相對(duì)比較發(fā)達(dá)的西方國家，餐廚垃圾處理設(shè)備的發(fā)展水平已經(jīng)達(dá)到了一個(gè)相當(dāng)高的層次。在針對(duì)社會(huì)日常生活產(chǎn)生的大量餐廚垃圾時(shí)，能夠有效地加以處理加工，實(shí)現(xiàn)餐廚垃圾的回收利用。

而就我國目前的發(fā)展水平來說，餐廚垃圾處理設(shè)備的發(fā)展還處于一個(gè)較低的水平。餐廚垃圾處理設(shè)備或是加工流水線，能夠在針對(duì)大量餐廚垃圾進(jìn)行加工處理同時(shí)，根據(jù)餐廚垃圾的不同成分進(jìn)行分類整理，尤其是對(duì)于餐廚垃圾中包含的有機(jī)物或是其他成分物質(zhì)，餐廚垃圾處理設(shè)備能夠?qū)Υ祟愇镔|(zhì)加以分解或是轉(zhuǎn)化，最終轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌目衫玫奈镔|(zhì)資源。

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