浅析城市餐厨垃圾的几种主要处理工艺

2014-03-09张文蕾钱佳江小洪

资源节约与环保 2014年10期

关键词：产酸餐厨处理工艺

张文蕾钱佳江小洪

（1常州市生活废弃物处理中心江苏常州 2130002常州市环境卫生综合厂江苏常州 231000）

1 餐厨垃圾及其特点概述

餐厨垃圾俗称，它通常是指家庭、饭店、学校以及各企事业单位等公共餐厅废弃的剩饭和剩菜，同时也包括城市中渔业食品加工、畜产业等产生的大量有机废弃物。城市餐厨垃圾的成分主要为残余食物、油脂、骨头以及各类异杂物等，其大概比例成分表1所示：

表1 餐厨垃圾各成分比例单位：%

城市餐厨垃圾主要有以下几类特点：①含水率高（通常在80%以上），不利于收集和运输，而且如果处理不当容易造成渗沥液等二次污染物；②淀粉、食物纤维、动物脂肪等有机物含量高（约占到干物质质量的93%），容易发生腐烂、发酵而产生恶臭，污染空气质量。③城市餐厨垃圾的产生源复杂，产生量大，而且在不同地区以及不同的季节，餐厨垃圾的产出量、成分以及纤维含量会发生变化；④餐厨垃圾中营养成分丰富，除了粗纤维和粗蛋白等有机物之外，还有大量的钙、钾、磷、氮等各类微量元素，因此城市餐厨垃圾有着很高的再利用价值。

2 城市厨房垃圾几种常见的处理工艺

2.1 填埋工艺

填埋处理是传统的餐厨垃圾处理工艺，它将餐厨垃圾和普通生活垃圾混合后进行掩埋，其工艺简便，但却容易导致填埋场沼气和渗滤液的二次污染，并且有可能增加土地的后期利用成本。随着餐厨垃圾资源化处理技术的推广，现阶段各城市中餐厨垃圾的填埋率都有所下降。

2.2 焚烧工艺

焚烧同样是一种传统的处理工艺，目前主要在一些资源化处理技术落后的城市中应用。该工艺是将餐厨垃圾集中在焚烧炉中焚烧，利用高温将餐厨垃圾中的有机物彻底分解和氧化，从而达到处理的目的，并且焚烧产生的热能还可用在发电、取暖等工业中，以提高经济效益。焚烧处理工艺对于餐厨垃圾的减量化很有效，通常都能够达到减量90%以上。

2.3 资源化处理工艺

目前我国餐厨垃圾处理工艺正由传统处理向着资源化处理的方向转变，所谓资源化处理即是利用各类处理技术，在不增加过度能源能耗的前提下将餐厨垃圾中丰富的营养物质提取出来再利用。

2.3.1 好氧堆肥技术

好氧堆肥技术的原理是利用好氧微生物（菌类）将有氧环境中的有机物分解为无机物，该工艺在国外发达国家应用尤为广泛，技术也比较成熟。好氧堆肥工艺简便，处理后的产物可用于农产品中，其缺陷在于占地面积大、耗能高、反应周期长，并且在好氧堆肥过程中会产生恶臭气体及污水，有可能导致环境的二次污染或增加处理成本。

2.3.2 加工饲料

餐厨垃圾中含有大量的有机物质，可通过加工和处理技术成为营养丰富的饲料，如利用生物发酵将餐厨垃圾制成蛋白饲料，该工艺也是目前我国常用的餐厨垃圾处理工艺之一，其工艺投资低、耗能少。加工饲料法又可细分为生物法和物理法两类。

2.3.3 厌氧消化工艺

餐厨垃圾的厌氧消化指的是在没有溶解氧和硝酸盐氮的环境下，利用微生物将餐厨垃圾中的有机物转化为甲烷、无机营养物质、二氧化碳和腐殖质的过程，该工艺具有运行简单、稳定以及污泥处置费用低等特点。厌氧消化工艺大致可分为水解、产酸和脱氢、产甲烷三个阶段。

（1）水解阶段

该阶段中，餐厨垃圾中大分子物质和不溶性物质在兼性细菌产生的水解酶作用下被分解为可溶性有机物。首先，细菌会释放胞外酶到废水中，胞外酶催化有机物增溶及发生缩小体积的反应。

（2）产酸和脱氢阶段

上个阶段中产生的溶性小分子有机物可以为产酸细菌提供能源和碳源，产酸细菌因此产生短链的挥发性酸（如乙酸）。同时，产氢细菌则利用挥发性的酸生产氢气从待处理的废水中逸出，进而降低有机物的内能和废水的COD值。

（3）产甲烷阶段

产甲烷反应是由严格的专性厌氧菌来完成的，该阶段也是有机物真正的稳定阶段，专性厌氧菌在该过程中将产酸阶段产酸的以乙酸为代表的短链挥发酸氧化成甲烷和二氧化碳。整个过程反应速率较慢。由于产甲烷菌是严格的厌氧菌，因此它们对环境中的温度、pH值、碱度以及重金属离子等变化表现地非常敏感。并且这里细菌生长周期长，在操作过程中应使用污泥回流的方式来对产甲烷菌的数量进行保护。