餐廚廢棄物肥料化利用投入產(chǎn)出料養(yǎng)分及安全性研究

中圖分類號：X705文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

Analysis on Input-Output of Nutrients and Safety ofKitchen Waste Fertilizer

LiRuiqin’，Han Jierong2，Che Zongxian3，Yan Mingyuan2，Yu Anfen' （1.GansuScientificObservingandExperimentalStationfAgri-EnvironmentandArableLandConservation，MinistryofAgriculture， Lanzhou 730070，China；

2.Gansu Chinai Biomass Energy Co.Ltd，Lanzhou 73OoOo，China;

3.InstituteofSoilandFertilizerand Water-savingAgriculture，GansuAcademyofAgricultureSience，Lanzhou73Oo，China）

Abstract：Takingthedemonstrationprojectoffoodandkitchenwasteresourceutiliza-tionin WuweiPukangRuralComplexasan example，themethdsofon-thespotinvestigation，manualsrting，phsicalweighingandtesanalyssreadoptedtoun-der standthefactorstathindertheowthofops，suchastheamoutofedndoutput，temaincomposition，theclasificatio，hepo portion，themainicalandchemicalpropertis，teerinationate，theaetalandealtotent，tcTsprodesdata supportforusingitenwasteasfertlianderssientificevidenceforthegreeandarmlesstreamntandresourceutilationf kitchen waste in the Qilian Mountain agricultural and pastoral areas and zones.

Keywords：astoralomplex；itchenwastes；inputadutputmaterials；phsicalandhemicalcharacteristics；esourceutlato

前言

據(jù)國家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)，2021年全國生活垃圾清運(yùn)量約為2.49億噸，主要處理方式為衛(wèi)生填埋和焚燒，其中餐廚垃圾的占比最高達(dá)到了 52% [1]，餐廚易腐有機(jī)垃圾處理不當(dāng)，不僅影響正常生產(chǎn)及生活，還會造成環(huán)境公害[2]。如何實(shí)現(xiàn)資源化利用、快速降解、變廢為寶，成為餐廚易腐有機(jī)垃圾生物減量技術(shù)亟待解決的問題[3]。普康田園綜合體位于甘肅省武威市涼州區(qū)永豐鎮(zhèn)，以“大健康全產(chǎn)業(yè)鏈”為規(guī)劃藍(lán)圖，在種植、養(yǎng)殖、生產(chǎn)加工、文旅餐飲、研學(xué)等方面綜合發(fā)展，現(xiàn)已完成了從飼料加工到全國領(lǐng)先水平的高標(biāo)準(zhǔn)羊養(yǎng)殖、有機(jī)肥生產(chǎn)加工、綠色蔬菜水果種植、休閑農(nóng)業(yè)旅游、產(chǎn)學(xué)研實(shí)踐的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)。此研究旨在通過分析普康田園綜合體餐廚廢棄物肥料化利用示范工程，餐廚廢棄物就地處置小型一體機(jī)在運(yùn)行過程中，餐廚廢棄物投料量、主要組成、分類、占比，以及產(chǎn)出料的總量、主要理化性質(zhì)、養(yǎng)分、影響作物生長發(fā)育的發(fā)芽率、重金屬、鹽分等，為祁連山農(nóng)牧和旅游區(qū)餐廚廢棄物綠色無害化處理及資源化利用提供科學(xué)依據(jù)。

材料和方法

1.1 餐廚廢棄物投料量分析

以普康示范工程建成投料開始計(jì)量分揀統(tǒng)計(jì)，包括餐廚廢棄物投料總量、組分及雜質(zhì)類型。試驗(yàn)共對91個(gè)批次餐廚廢棄物的9批次進(jìn)行調(diào)查組分情況，將不易降解的非濕廢棄物作為雜質(zhì)人工分揀，調(diào)查雜質(zhì)情況，隨機(jī)選取其中27批以多點(diǎn)取樣法取得 200kg 濕廢棄物，用四分法抽取 2kg 樣品進(jìn)行分析檢測。雜質(zhì)類型調(diào)查方法為人工分揀。

1.2餐廚廢棄物處理后分析

分別對包括餐廚廢棄物處理固液分離后的液相產(chǎn)生量、固相產(chǎn)生量、油脂抽提量等進(jìn)行計(jì)量統(tǒng)計(jì)。

1.3 測試分析

將餐廚廢棄物處理前和處理后的物料，分批次隨機(jī)采集樣品，快遞寄送甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)測試中心進(jìn)行樣品前處理和測試分析。

1.3.1 養(yǎng)分測定

有機(jī)質(zhì)、pH、全鹽量等的測定按照《土壤環(huán)境質(zhì)量農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)》（試行）（GB15618－2018）中規(guī)定的方法進(jìn)行[4]

1.3.2 重金屬測定

鉻、鎘、鉛的測定采用電感耦合等離子體質(zhì)譜法 （HPLC－ICP－MS）[5]。碑和汞的測定采用原子熒 光法[6]。

1.3.3其它測定項(xiàng)目

脂質(zhì)參照《GB/T6433－2006飼料中粗脂肪的測定》進(jìn)行[7]。種子發(fā)芽率參照《SN/T0800.14-1999進(jìn)出口糧食、飼料發(fā)芽勢、發(fā)芽率檢驗(yàn)方法》進(jìn)行[8]。

1.4 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)經(jīng)Excel初步處理后，采用SPSS22.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1餐廚廢棄物示范工程投入料分析

2.1.1 投入料計(jì)量分析

實(shí)地調(diào)研試驗(yàn)從2022年8月22日開始進(jìn)行投料處理，到11月20日試驗(yàn)截止，累計(jì)投料91天，投入物料合計(jì) 5317kg 。從試驗(yàn)取得的部分?jǐn)?shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析可知（如圖1所示），示范區(qū)餐廚廢棄物投料量呈現(xiàn)以周為單位的周期性變化，餐廚廢棄物產(chǎn)生量即投料量最大的時(shí)段是每周的周五、周六、周日，3天平均投料量是周內(nèi)4天平均值的 1.33～1.41 倍，說明旅游區(qū)客流量和用餐人數(shù)主要以周末節(jié)假日為主。

2.1.2 投入料成分分析

餐廚廢棄物投入原料的成分分析顯示（如表1所示），餐廚廢棄物含液率平均為 79% ;含油率平均為 4.8% ;蛋白質(zhì)（干基）平均為 15.6g/100g ；有機(jī)干物質(zhì)含量為 93.2% ，鹽分為 0.8%～1.32% 。

2.2餐廚廢棄物示范工程產(chǎn)出物分析

2.2.1 固液分離后液相及固相產(chǎn)生量變化趨勢

示范工程餐廚廢棄物固液分離后液相產(chǎn)生量和固相產(chǎn)生量呈現(xiàn)出以周為單位的周期性變化趨勢（如圖2所示），運(yùn)行測試期間，共產(chǎn)出大約 928kg 有機(jī)肥。

圖2餐廚廢棄物固液分離后液相及固相產(chǎn)生量的周期性變化趨勢

2.2.2 油水分離后油脂產(chǎn)出量

2.3.1養(yǎng)分含量分析

普康示范工程餐廚廢棄物油水分離后油脂產(chǎn)出量，以每周7天呈現(xiàn)周期性變化，示范取樣期間，共提取油脂 163.6kg

2.3餐廚廢棄物示范工程堆肥倉出料分析

對餐廚廢棄物堆肥倉出料的氮、磷、鉀、有機(jī)質(zhì)等養(yǎng)分進(jìn)行檢測分析，結(jié)果如表2所示。總養(yǎng)分平均含量 8.29% ，有機(jī)質(zhì)平均含量 34.4% ，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于國家《有機(jī)肥標(biāo)準(zhǔn)》（NY525－2021）[10]對養(yǎng)分的要求。

2.3.2重金屬含量及安全性分析

餐廚廢棄物堆肥倉出料比對有機(jī)肥料標(biāo)準(zhǔn)，5項(xiàng)重金屬均符合標(biāo)準(zhǔn)（如表3所示）。重金屬含量的變化幅度從小到大依次為：鉻、鉛、砷、鎘、汞。監(jiān)測結(jié)果顯示重金屬含量低于國家有機(jī)肥標(biāo)準(zhǔn)（NY525-2021）中對重金屬的限量要求。

2.3.3 影響作物生長發(fā)育的障礙因子分析

餐廚廢棄物堆肥倉出料，與普通有機(jī)肥料相比可能存在高鹽、高油隱患，針對這兩個(gè)問題，重點(diǎn)檢測了鈉離子、脂質(zhì)，以及其他影響作物生長的障礙因子EC值等。鈉離子含量為 0.24%～0.48% ，平均值為 0.37% 。種子發(fā)芽指數(shù)為 68.5%～90.3% ，平均 83.64% ，高于有機(jī)肥標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的發(fā)芽指數(shù) 70% 。脂質(zhì)為 5.9%～8.5% ，平均值為 7.26% ·pH 值為5.52～5.57 ，平均值為5.54;電導(dǎo)率EC值為 4.24～ 4.29，平均值為4.27，小于5.0；全鹽量 1.44～1.52 ，平均值為1.49，小于1.5，均在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的范圍內(nèi)（見表4）。

2.3.4餐廚廢棄物處理后液相滲透廢水質(zhì)量分析

經(jīng)過示范工程處理后的液相滲透廢水， pH 平均為7.34，基本處于中性，全鹽量 0.33% ，符合國家標(biāo)準(zhǔn)《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978）。

3 結(jié)果與討論

（1）普康田園綜合體示范區(qū)餐廚廢棄物主要組分為骨頭、油脂類、塑料、纖維、木質(zhì)等，餐廚廢棄物中食物含量占 88.86% ，油脂類占 5.2% ，骨頭占0.54% ，塑料類占 0.68% 。示范區(qū)餐廚廢棄物干基成分主要以食物廢棄物、骨頭、蛋殼等為主。

（2）普康示范區(qū)餐廚廢棄物投料量、固液分離后固相產(chǎn)量、液相產(chǎn)量及油脂產(chǎn)量，均呈現(xiàn)以周為單位的周期性變化，每周產(chǎn)生量最大的時(shí)段是周五、周六、周日，這種趨勢與旅游區(qū)客流量和用餐人數(shù)主要以周末和節(jié)假日為主的現(xiàn)象相吻合。

（3）示范工程運(yùn)行過程中測試分析的餐廚廢棄物原料含液率平均為 79% ；含油率平均為 4.8% ，原料固液比為 1：4 ;固油比為 4：1 ；鹽分為 0.8% ～1.32% 0

（4）普康示范區(qū)餐廚廢棄物堆肥倉出料總養(yǎng)分平均含量 8.29% ，有機(jī)質(zhì)平均含量 34.4% ；重金屬含量從小到大依次為：鉻、鉛、砷、鎘、汞。

（5）針對餐廚廢棄物堆肥倉出料可能存在的高鹽、高油問題，重點(diǎn)檢測了鈉離子（ ΔNa⁺ ）、EC值、種子發(fā)芽率和粗脂肪，其中鈉離子含量為 0.24% ＼～0.48% ，平均 0.37% 。種子發(fā)芽指數(shù)為 68.5% ＼～90.3% ，平均 83.6% ，高于有機(jī)肥標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的發(fā)芽指數(shù) 70% 。 pH 值為 5.52～5.57 ，平均5.54；電導(dǎo)率EC值為 4.24ms/cm～4.29ms/cm ，平均 4.27ms/cm ，小于 5.0ms/cm ;全鹽量 1.44%～1.52% ，平均 1.49% ，小于 1.5% ；經(jīng)過油水分離后的出倉料脂質(zhì)為 6.18% ～8.13% ，均在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的范圍內(nèi)。

4結(jié)論

祁連山農(nóng)牧和旅游區(qū)餐廚廢棄物原料固液比為1：4 ;固油比為 4：1 ;餐廚廢棄物就地處置小型一體機(jī)投料量、固液分離后固相、液相及油脂產(chǎn)量，均呈現(xiàn)以周為單位的周期性變化；餐廚廢棄物資源化利用裝置堆肥倉出料的總養(yǎng)分 8.29% （標(biāo)準(zhǔn)值≥4% ）有機(jī)質(zhì) 34.4% （標(biāo)準(zhǔn)值 ≥uiv30% ）、種子發(fā)芽指數(shù) 83.6% （標(biāo)準(zhǔn)值 ≥70% ）等成分，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定；重金屬、鈉離子、EC值等影響作物生長的障礙因子均符合國家有機(jī)肥標(biāo)準(zhǔn)要求，說明示范工程的餐廚廢棄物就地處置小型一體機(jī)實(shí)現(xiàn)了餐廚廢棄物的綠色無害化處理及資源化利用。

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