小型餐厨垃圾处理设备的应用研究

彭芬

（1.航天凯天环保科技股份有限公司，湖南长沙410100；2.工业生产环境技术湖南省重点实验室，湖南长沙410100）

小型餐厨垃圾处理设备的应用研究

彭芬1，2

（1.航天凯天环保科技股份有限公司，湖南长沙410100；2.工业生产环境技术湖南省重点实验室，湖南长沙410100）

简要概述了餐厨垃圾的定义及其常规处理方法，介绍了小型餐厨垃圾处理设备的工艺流程和工作原理。此设备基于高温好氧发酵作用，主要利用微生物将餐厨垃圾中的有机物等分解，对过程中产生的废气利用生物＋吸附联合净化，从而达标排放。通过对小型餐厨垃圾设备进行试验研究，结果表明，此设备的垃圾降解率约为80%，针对餐厨垃圾产生量小的场合较为适用。

餐厨垃圾；处理；应用研究

1 餐厨垃圾定义及常规处理方法

1.1 餐厨垃圾

餐厨垃圾，俗称泔水，是指除居民日常生活以外的饮食服务、单位供餐等活动中产生的食物残余和废弃食用油脂。据不完全统计，餐厨垃圾在生活垃圾中占有的比重高达70%～80%[1]。餐厨垃圾来源分为4部分：餐饮企业、学校食堂、企事业单位/政府机关食堂及超市[2]。餐厨垃圾是一种可利用的资源，合理处理餐厨垃圾对于减少垃圾处理成本、避免环境污染、增加社会资源、保障食品安全和人民身心健康具有十分重要的意义。

1.2 餐厨垃圾处理方式

常见的餐厨垃圾处理技术有焚烧、卫生填埋、好氧堆肥及厌氧发酵等[3]。

1.2.1 焚烧法

焚烧法是将经过预处理后的餐厨垃圾与燃料混合进行燃烧，使餐厨垃圾中的可燃成分彻底氧化分解[4]。由于焚烧过程中会产生二恶英等二次污染物，且餐厨垃圾含水率较高、热值较低，因此目前餐厨垃圾很少采用焚烧法进行处理。

1.2.2 卫生填埋法

卫生填埋法是将经过预处理的餐厨垃圾埋入地下，通常可以和生活垃圾一起填埋。卫生填埋技术成熟、运行成本低、处理量大，但占地面积大，且产生的渗滤液如果处理不当会造成环境的二次污染，同时卫生填埋会伴随产生恶臭气体，广泛引起周围民众的投诉，所以此法应用较少。

1.2.3 好氧堆肥法

好氧堆肥是在有氧条件下，利用好氧微生物将经过预处理的餐厨垃圾中的有机物进行降解，最终形成稳定的高肥力腐殖质。好氧堆肥法成本较低、操作安全性高、可产生肥料。但由于餐厨垃圾含有油脂、盐分等难降解物质，微生物不能对其进行彻底分解，容易造成二次污染，且堆肥时间较长，这些都制约了其应用。

1.2.4 厌氧发酵

厌氧发酵是指在缺氧的情况下，利用厌氧微生物将经过预处理的餐厨垃圾中的有机物进行降解，最终形成有机肥和沼气，实现了餐厨垃圾的资源化利用。厌氧发酵是在全密封的系统中进行，卫生条件相对较好，操作控制较为简单。但是产生的沼渣、沼液需进一步处理，且厌氧消化过程中存在水解速度慢、酸抑制、氨氮抑制以及产生H2S等恶臭气体的问题。

2 小型餐厨垃圾处理设备工作原理

小型餐厨垃圾处理设备是利用生物降解法好氧发酵工艺分解餐厨垃圾的一种机械设备，能够快速、及时、高效地将餐厨垃圾降解成有机肥，通常采用高温好氧发酵，将设备腔体内的温度控制在55～60℃，利用特殊菌种，使一部分餐厨垃圾有机物在微生物作用下分解为CO2和水蒸气，剩余的有机物烘干后制成肉松状的有机肥料，发酵过程中结合加热、机械搅拌和强制通风等手段，为此，设备内设有加热、搅拌以及抽气装置。将对过程中因加热而挥发产生的恶臭气体等利用生物法和吸附法进行联合净化。整个工艺过程详见图1。

图1 小型餐厨垃圾处理设备工艺流程图

2.1 高温好氧发酵

好氧发酵根据温度一般分为常温、中温和高温。常温好氧发酵受气候影响，不易控制，同时作用时间较长，需要投入的设备和设施较多；中温好氧的温度控制在30～40℃，转化效率较高；高温好氧的温度控制在50～60℃，分解速度快，处理时间短[5]。本设备采用高温好氧发酵。

2.2 废气净化

针对小型餐厨垃圾处理设备在好氧发酵过程中因加热而挥发的废气成分，利用生物法和吸附法联合净化。生物净化法利用特殊微生物将恶臭气体成分进行分解，生成二氧化碳和水等无毒无害物质，而后再经吸附净化进一步提高废气净化效率，达到无毒无异味排放[6]。吸附净化法是利用吸附剂等对废气成分进行吸附。废气经两级净化后最终达标排放。

3 应用研究

为研究小型餐厨垃圾处理设备的降解效率，进行多次试验，试验设备见图2。试验时，将餐厨垃圾和生物菌种按一定比例从入口倒入设备里，打开搅拌和加热开关，持续搅拌，并维持腔体内温度在55～60℃。第二次再倒入同质量的餐厨垃圾，但是菌种用量大为减少，到第三次就不用再添加菌种，如此利用生物菌种对餐厨垃圾中的有机物进行分解。

图2 小型餐厨垃圾处理设备

4 结果与讨论

本试验以5 d为一个周期，每天往设备里添加100 kg餐厨垃圾，第一天按1∶1比例添加菌种100 kg，第二天添加量比第一天少很多，后面3天可以不添加菌种。经多次试验后，得到的数据详见表1。

表1 小型餐厨垃圾处理设备试验数据

从表1试验数据中不难看出，小型餐厨垃圾处理设备的降解率约为80%，且菌种用量不大。

5 结语

餐厨垃圾经微生物菌种生化降解后，生成有机肥，达到资源化回收利用的目的。同时，餐厨垃圾发酵过程中产生的废气经生物和吸附两级净化后，达到直接排放的标准，减少了对环境的污染。小型餐厨垃圾处理设备针对垃圾产生量不大的场合，如较为分散的居民区较为适用，方便快捷，操作简单，具有较大市场应用价值。

[1]王桂才，李洋洋.餐厨垃圾堆肥化处置方式探讨[J].再生资源与循环经济，2013，6(10)：38-41．

[2]王星，王德汉，李俊飞.餐厨垃圾的厌氧消化技术现状分析[J].中国沼气，2006，24(2)：35-39．

[3]张庆芳，杨林梅，周丹丹.餐厨垃圾废弃物处理技术概述[J].中国沼气，2012，30(1)：22-26．

[4]徐晓军，管锡君，羊依金.固体废弃物污染控制原理与资源化技术[M].北京：冶金工业出版社，2007．

[5]Song Y C，Kw on S J，W oo J H.Mesophilic and therm ophilic tem perature cophase anaerobic digestion com pared w ith single stage m esophilic and therm ophilic digestion of sew age sludge[J].W at Res，2004，38(7):1653-1662.

[6]许晓杰，冯向鹏，李冀闽.餐厨垃圾堆肥项目除臭技术选择与设计[J].环境卫生工程，2014，22(6)：39-41．

Application research on m ini-type treatment facility of food waste

PENG Fen1，2
（1.Aerospace Kaitian Environmental Technology Co.,Ltd,Changsha 410100,China; 2.Hunan Key Laboratory of Industrial Production Environmental Technology Cooperation,Changsha 410100,China）

This paper briefly dem onstrated the definition and conventional treatm ent m ethods of food w aste,then introduced the technological process and w orking principle of m ini-type treatm ent facility.Based on high-tem perature aerobic ferm entation,the facility degraded the organics in food w aste into carbon dioxide and w ater through m icrobe. Then biological and adsorption purification w ere used to treat the w aste gas.The experim ent indicated the w aste degradation rate of equipm entw as about 80%.The equipm ent ism ore applicable to sm allgarbage output.

food w aste,treatm ent,application research

X799.3

A

1674－0912（2017）02－0039－03

2016－12－22）

彭芬（1989－），女，湖南株洲人，环境科学与工程硕士，工程师，专业方向：废气治理。