宿迁市餐厨垃圾特性分析

2015-10-21景学森孔芹孙伟伟魏小凤蒲文鹏王冠平

环境影响评价 2015年5期

关键词：组分

景学森　孔芹　孙伟伟　魏小凤　蒲文鹏　王冠平

摘要：在宿迁市餐厨垃圾抽样调研的基础上，对垃圾组分、成分进行了检测分析，结果显示：该市餐厨垃圾组分平均含水率高达79.52%，含油率3.82%，与其他城市餐厨垃圾差异不大。固体组分主要为食物厨余，其次为骨头贝类等物，不同餐馆的餐厨垃圾，这两类组分差异最为显著。VS/TS平均含量87.18%，固体物中蛋白质含量27.1%，有机物含量高，营养丰富，针对这些特点，建议该市餐厨垃圾采用厌氧发酵处理技术。

关键词：餐厨垃圾；组分；成分；特性分析

DOI： 10.14068/j.ceia.2015.05.021

中图分类号：X708 文献标识码：A 文章编号：2095-6444（2015）05-0088-04

餐厨垃圾主要是指食品加工和饮食过程中产生的易腐废弃物[1]，我国每年约产生4 000万t的餐厨垃圾，随着我国城市化进程的加快，餐厨垃圾的产生量以每年8%～10%的速度不断增长[2]。餐厨垃圾具有组分复杂，含水率高，油脂、有机质含量高的特点，高温易腐败，并分散刺鼻恶臭[3]。餐厨垃圾主要产生于餐馆、饭店、食堂、厨房等人口生活区，产生源数量庞大，区域分散，给市政管理带来巨大的挑战，如果处置不当，必将严重污染环境、损害居民健康。

1 样品的采集及分析方法

1.1 调查研究方法

本文调查对象为宿迁市，城镇人口138万。各类餐饮单位、企业食堂、学校食堂等约1716家，经全覆盖问卷调研，餐厨垃圾产生量约60 t/d。将该市餐馆划分为特色餐馆、大众餐馆、食堂3种类型[4-5]，根据餐馆所在地理位置、人口密度等随机选取了3家特色餐馆、8家大众餐馆、1家食堂为抽样对象，研究该市餐厨垃圾总体特性。

1.2 分析检测方法

按照《城市生活垃圾采样和物理分析方法》（CJ/T 3039—95）进行样品采集，在泔水桶内，将餐厨垃圾搅拌混匀，消除沉淀、分层现象，取餐厨垃圾20 kg，置于取样桶中，适当粉碎混合后，取其中5 kg作为分析样品。样品加冰块，在4℃下密封保存，保存时间不超过3天。

在制样过程中，采用手工分类的方法将骨头、塑料、织物、木竹、金属等从样品中分拣出来，冲洗、烘干后，再用电子天平对各组分的质量进行称量，通过计算，即可得到各组分占样本总质量的百分比。经过预处理后的样品，破碎混匀后，达到均质化，作为试样进行成分分析。餐厨垃圾成分包括水分、油脂和固体，含水率参考GB 5009.3—2010、总油脂依据GB/T 14772—2008测定。盐分、蛋白质、总碳、总氮分别参照HJ/T 51—1999、 GB/T 5009.5—2003、CJ/T 96—2013测定。

2 餐厨垃圾特性分析

2.1 组成分析

按照上述方法，对样品的主要成分和物理组成进行监测分析，结果如表1所示。由于对该市餐馆的类别缺乏数量调研，因此将这12个抽样样本的算术平均值作为该市餐厨垃圾总体特征的估计。由表1可知，该市餐厨垃圾含水量较高，平均值为79.5%，符合我国餐厨垃圾高含水率的基本特点，且各样品之间差异较小，相对标准偏差仅为0.06，表现出显著的均一性。平均含油率为3.8%，相对标准偏差为0.26，说明各样品之间的差异比较明显，可能是两方面的原因，一是各餐馆提供的食物中的油脂存在较大差异，二是个别餐馆对餐厨垃圾中的油脂已经进行了部分回收；平均总固体（TS）为16.67%，和苟剑锋等人的研究结果是一致的[6-7]，表明我国北方居民的饮食结构是比较相似的，区域之间的差异并不太大。高含油量和含盐率都可抑制厌氧发酵的顺利进行。有研究得出，油脂发酵极易产生致癌物质黄曲霉素，危害人类健康；李小凤、王巧玲[8-9]等也得出餐厨垃圾中含油量越高，厌氧发酵产气量越小的结论。因此，油脂高含量的餐厨垃圾在未经预处理时，不宜直接用作厌氧发酵产沼气。

将样品按来源分为特色餐馆（#1～3样）、大众餐馆（#4～11样）、食堂（#12样）3类，结果如图1所示。3类餐馆所产生的餐厨垃圾的总油脂、TS差异较大，相对标准偏差分别为0.14、0.24，但是样本总体的总油脂、TS相对标准偏差分别为0.26、0.30（见表1），比前者更大，这表明前者的差异可能是由多种因素随机造成的，餐馆类型的差异并不足以对餐厨垃圾的含水率、总油脂、TS造成显著的差异。因此，对餐厨垃圾的主要成分而言，研究餐厨垃圾的来源的意义不大，将抽样样本的均值作为样本总体的估计即可。

由表1可知，餐厨垃圾中固体物主要以食物垃圾、骨头贝类为主，平均含量分别为83.77%、15.48%，其次是少量的木竹、塑料、陶瓷、玻璃、織物。一般而言一次性筷子、包装袋、纸巾等一次性用品废弃物，以及陶瓷、玻璃会和生活垃圾一起收集，但是由于管理上的差异，仍有少量此类杂物会混入餐厨垃圾，也就出现了如表1所示的结果。因为金属废弃物具有较高的回收价值，会很快进入资源回收利用环节，所以表1中几乎看不到金属废弃物。

来自特色餐馆、大众餐馆、食堂的餐厨垃圾中的骨头含量分别为27.4%、12.4%、4.5%，呈现比较显著的差异（见图2），这可能是因为特色餐馆中排骨、鸡鸭、贝类食物消费较多，所以垃圾中骨头贝类杂物也较多。

2.2 成分分析

餐厨垃圾中固体废弃物主要以食物厨余为主，包括米饭、肉类、面条、蔬菜等。由表2可知，各样本的TS含量差异较大，特别是#1、#12样，TS含量大于20%，远大于平均值，表现出极大的特异性，而其他10个样本的TS含量在11.9%～17.6%，均值为14.73%，相对标准偏差仅为0.13；#1、#12样本分别来自烤鸭店和食堂，前者鸭骨较多，而后者几乎没有汤类，所以TS含量较高。VS/TS的均值为87%，相对标准偏差分别为0.12，远小于TS的相对标准偏差0.30，这说明，各餐馆经营菜品、管理方式的差异，会导致餐厨垃圾的组成有较大差异，但VS/TS是相对稳定的，其平均值高达87%，这说明该市餐厨垃圾具有很高的可生物降解性，是优良的厌氧发酵的原料。

总固体中的有机质可分为淀粉、蛋白质、脂肪等。此次调研仅仅对蛋白质含量进行了检测。由于菜品的差异，所以蛋白质含量的相对标准偏差大于VS/TS的相对标准偏差。餐厨垃圾蛋白质平均含量为29.29%，而北京市餐厨垃圾蛋白质平均含量为24.59%[4]，并无显著差异。

一般而言，C/N在15～25都是厌氧发酵较佳水平[10]，过高或过低都会对发酵过程产生抑制作用。从表1可知，该C/N平均值为10.32，处于较低水平，进行厌氧发酵时，需适当补充碳源。

平均盐分含量为1.61，和李成立[11]对青岛市的研究成果接近，当盐分含量大于1.5%时，将会对厌氧发酵产生强抑制作用[12]，而且高盐分会降低有机肥料的肥料化效率。

3 餐厨垃圾处理技术分析

该市餐厨垃圾具有一般餐厨垃圾的共同特点，平均热值仅有700 kcal/kg，远低于我国生活垃圾的热值；同时含水率高达79.5%，因此，该市餐厨垃圾既不适于直接焚烧，也不适于直接填埋。针对该市餐厨垃圾有机物含量高、营养丰富、盐分高、C/N低的特点，建议和畜禽粪便、秸秆混合，采用联合厌氧发酵技术[13-14]。厌氧发酵技术可回收地沟油，并将垃圾中的有机质降解转化为甲烷等能源气体，沼渣可用于生产有机肥，是一种绿色环保、清洁能源技术。

4 结论

（1）该市餐厨垃圾含水率为79.52%，含油率为3.82%，和其他城市餐厨垃圾差异不大；垃圾来源对垃圾的含水率、含油率、VS/TS影响不大；源自不同餐馆的垃圾，骨头贝类等固体废物含量差异最为显著。

（2）该市餐厨垃圾TS含量为16.67%，主要以食物厨余、骨头贝类为主，干基平均质量分数分别为83.8%和15.5%，固体物中蛋白质含量为27.1%，具有很高的可生物降解性。

（3）针对该市餐厨垃圾高含水率、营养丰富等特点，建议采用厌氧发酵处理技术。

参考文献（References）：

[1] 住房和城乡建设部. CJJ 184—2012 餐厨垃圾处理技术规范[S]. 北京：中国建筑工业出版社， 2012.

[2] 熊婷，霍文冕，窦立宝，等. 城市餐厨垃圾资源化处理必要性研究[J]. 环境科学与管理， 2010， 35（2）： 148-152.

[3] 王向会，李广魏，孟虹，等. 国内外餐厨垃圾处理现状概述[J]. 环境科学与管理， 2010， 35（2）： 148-152.

[4] 王攀，任连海，甘筱. 城市餐厨垃圾产生现状调查及影响因素分析[J]. 环境科学与技术， 2013， 36： 181-185.

[5] 马志丹，田兴，陈捷，等. 苏州市餐厨垃圾产量调查分析[J]. 广东化工， 2014， 41（9）： 177-178.

[6] 苟剑锋，郝建青，曾正中，等. 天水市餐厨垃圾组分特征实验分析[J]. 环境工程， 2014， 29（9）： 130-133.

[7] 王丹阳，弓爱君，张振星，等. 北京市餐厨垃圾的处理现状及发展趋势[J].环境工程， 2010， 18（1）： 24-26.