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10年专注餐厨丨厨余丨有机垃圾资源化、无害化、减量化处理
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餐厨垃圾的治理方法

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发表时间:2022-12-06 13:52

1 粉碎直排

由于厨房空间有限,因此就地减量处理是厨余垃圾处理的基本立足点。目前很多国家都采用了在厨房配置厨余垃圾处理装置,将粉碎后的厨余垃圾排入市政下水管网的方法 , 与水混合后排放到城市污水处理系统进行无害化处理,从而达到无害化的目的。此方法适用于产生厨余垃圾量较小的单位。但该方法往往会在城市下水道中滋生病菌、蚊蝇和导致疾病传播,同时可能造成排水管道堵塞,降低城市下水道的排水能力,加重了城市污水处理系统的负荷,也不可避免地会产生一定的二次污染。

2 填埋
我国很多地区的厨余垃圾都是与普通垃圾 一起送入填埋场进行填埋处理的 . 填埋是大多数国家生活垃圾无害化处理的主要处理方式。由于厨余垃圾中含有大量的可降解组分,稳定时间短,有利于垃圾填埋场地的恢复使用 , 且操作简便,因此应用得比较普遍 . 随着对厨余垃圾可利用性的认识越来越广泛,无论在欧美、日本还是中国 , 厨余垃圾的填埋率都正在呈现下降的趋势,甚至有很多国家已禁止厨余垃圾进入填埋场处理了。

3 肥料化处理
厨余垃圾的肥料化处理方法主要包括好氧堆肥和厌氧消化两种 . 好氧堆肥过程 是在有氧条件下 , 利用好氧微生物分泌的胞外酶将有机物固体分解为可溶性有机物质,再渗入到细胞 中,通过微生物的新陈代谢,实现整个堆肥过程。同时,由好氧堆肥引申出一些类似的方法,如 蚯蚓堆肥 是近年来发展起来的一项新技术,利用蚯蚓吞食大量厨余垃圾 , 并将其与土壤混合,通过砂囊的机械研磨作用和肠道内的生物化学作用将有机物转化为自身或其他生物可以利用的营养物质。 厌氧消化处理 是指在特定的厌氧条件下,微生物将有机垃圾进行分解,其中的碳、氢、氧转化为甲烷和二氧化碳,而氮、磷、钾等元素则存留于残留物中 , 并转化为易被动植物吸收利用的形式 . 厨余垃圾的肥料化处理的缺点是肥料质量不高,同时较高质量的堆肥方式成本比较高,推广困难 。

4 饲料化处理
厨余垃圾的饲料化处理原理是利用厨余垃圾中含有的大量有机物 , 通过对其粉碎、脱水、发酵、软硬分离后,将垃圾转变成高热量的动物饲料 , 变废为宝。目前我国厨余垃圾的饲料化处理技术已趋成熟 , 有多种类型的处理技术在上海、北京、武汉、济南等城市推广应用。在饲料化处理中 , 最为重要的一步工艺就是发酵,在该方向上很多研究都取得了显著成果。邬苏焕 [18] 等通过采用多种酵母菌和霉菌的混合发酵,筛选出白地酶 F-1 ,米曲霉 F-6 进行优势菌种组合,在一定的发酵条件下 , 最终得到的饲料粗蛋白含量 33 。 87% ,比原料增加了 6. 85% ;陈金钟 [19 ]等采用多菌种混合发酵同时处理泔脚和秸杆,在两者按 3 ∶ 1 混合 , 温度 150 ℃,高压锅中高温湿热酸处理的条件下,获得了粗蛋白 >25% ,粗纤维〈 18 %,水分 <10 %的高饲料 . 但就总体来说,厨余垃圾饲料化同样存在着质量不高、销路不好的问题 .

5 能源化处理
厨余垃圾的能源化处理是在近几年迅速兴起的,主要包括焚烧法、热分解法、发酵制氢等 . 焚烧法处理厨余垃圾效率较高 , 最终产生约 5% 的利于处置的残余物,焚烧是在特制的焚烧炉中进行的,产生的热能可转换为蒸汽或者电能,从而实现能源的回收利用 , 但厨余垃圾的含水 率高,热值较低,燃烧时需要添加辅助燃料,从而造成投资大的问题,同时尾气处理也是一个难题 ; 热分解法是将垃圾在高温下进行热解,使垃圾中所含的能量转换成燃气、油和碳的形式,然后再进行利用,热解法具有广阔的应用前景,但技术尚未达到实用阶段,目前应用较少;氢作为一种高质量的清洁能源 , 是普遍认为的最有潜力的替代能源,很多学者对此做了研究, LayJiumm — Jyi [ 20] 等从活性污泥中获取微生物,对不同化学成分组成的厨余垃圾进行了发酵制氢实验 , 得出糖类垃圾的产氢能力大概是酯类和蛋白质类垃圾的 20 倍 , 同时刘敏 [21 ]等、赵 春芳[ 22] 等在不同方向上均对此做了一定的研究 . 厨余垃圾的能源化处理必将受到越来越多的关注。

6 其它
利用 食用废油真空油炸 厨余垃圾,可达到同时处理厨余垃圾和食用废油的目的,不但可以迅速除去厨余垃圾中的水分 , 大大降低被油炸物的氧化速度,既保证了垃圾的营养成分,又进行了一次真空消毒,油炸产品完全可作为一种理想的绿色饲料; 提取生物降解塑料技术 , 1999 年 , 日本学者 Shirai 提出通过厨余垃圾发酵生产乳酸,进而合成聚乳酸这种可生物降解塑料的技术,为厨余垃圾资源化和降低乳酸生产成本开辟了一条新的途径 [23], 厨余垃圾 乳酸发酵可解决城市垃圾排放量大且难处理,以及其造成的环境污染问题,同时制成的生物降解塑料有望成为通用塑料的替代品,为塑料工业提供丰富的原料来源,并解决了白色污染的问题。
1 粉碎直排

由于厨房空间有限,因此就地减量处理是厨余垃圾处理的基本立足点。目前很多国家都采用了在厨房配置厨余垃圾处理装置,将粉碎后的厨余垃圾排入市政下水管网的方法 , 与水混合后排放到城市污水处理系统进行无害化处理,从而达到无害化的目的。此方法适用于产生厨余垃圾量较小的单位。但该方法往往会在城市下水道中滋生病菌、蚊蝇和导致疾病传播,同时可能造成排水管道堵塞,降低城市下水道的排水能力,加重了城市污水处理系统的负荷,也不可避免地会产生一定的二次污染。

2 填埋
我国很多地区的厨余垃圾都是与普通垃圾 一起送入填埋场进行填埋处理的 . 填埋是大多数国家生活垃圾无害化处理的主要处理方式。由于厨余垃圾中含有大量的可降解组分,稳定时间短,有利于垃圾填埋场地的恢复使用 , 且操作简便,因此应用得比较普遍 . 随着对厨余垃圾可利用性的认识越来越广泛,无论在欧美、日本还是中国 , 厨余垃圾的填埋率都正在呈现下降的趋势,甚至有很多国家已禁止厨余垃圾进入填埋场处理了。

3 肥料化处理
厨余垃圾的肥料化处理方法主要包括好氧堆肥和厌氧消化两种 . 好氧堆肥过程 是在有氧条件下 , 利用好氧微生物分泌的胞外酶将有机物固体分解为可溶性有机物质,再渗入到细胞 中,通过微生物的新陈代谢,实现整个堆肥过程。同时,由好氧堆肥引申出一些类似的方法,如 蚯蚓堆肥 是近年来发展起来的一项新技术,利用蚯蚓吞食大量厨余垃圾 , 并将其与土壤混合,通过砂囊的机械研磨作用和肠道内的生物化学作用将有机物转化为自身或其他生物可以利用的营养物质。 厌氧消化处理 是指在特定的厌氧条件下,微生物将有机垃圾进行分解,其中的碳、氢、氧转化为甲烷和二氧化碳,而氮、磷、钾等元素则存留于残留物中 , 并转化为易被动植物吸收利用的形式 . 厨余垃圾的肥料化处理的缺点是肥料质量不高,同时较高质量的堆肥方式成本比较高,推广困难 。

4 饲料化处理
厨余垃圾的饲料化处理原理是利用厨余垃圾中含有的大量有机物 , 通过对其粉碎、脱水、发酵、软硬分离后,将垃圾转变成高热量的动物饲料 , 变废为宝。目前我国厨余垃圾的饲料化处理技术已趋成熟 , 有多种类型的处理技术在上海、北京、武汉、济南等城市推广应用。在饲料化处理中 , 最为重要的一步工艺就是发酵,在该方向上很多研究都取得了显著成果。邬苏焕 [18] 等通过采用多种酵母菌和霉菌的混合发酵,筛选出白地酶 F-1 ,米曲霉 F-6 进行优势菌种组合,在一定的发酵条件下 , 最终得到的饲料粗蛋白含量 33 。 87% ,比原料增加了 6. 85% ;陈金钟 [19 ]等采用多菌种混合发酵同时处理泔脚和秸杆,在两者按 3 ∶ 1 混合 , 温度 150 ℃,高压锅中高温湿热酸处理的条件下,获得了粗蛋白 >25% ,粗纤维〈 18 %,水分 <10 %的高饲料 . 但就总体来说,厨余垃圾饲料化同样存在着质量不高、销路不好的问题 .

5 能源化处理
厨余垃圾的能源化处理是在近几年迅速兴起的,主要包括焚烧法、热分解法、发酵制氢等 . 焚烧法处理厨余垃圾效率较高 , 最终产生约 5% 的利于处置的残余物,焚烧是在特制的焚烧炉中进行的,产生的热能可转换为蒸汽或者电能,从而实现能源的回收利用 , 但厨余垃圾的含水 率高,热值较低,燃烧时需要添加辅助燃料,从而造成投资大的问题,同时尾气处理也是一个难题 ; 热分解法是将垃圾在高温下进行热解,使垃圾中所含的能量转换成燃气、油和碳的形式,然后再进行利用,热解法具有广阔的应用前景,但技术尚未达到实用阶段,目前应用较少;氢作为一种高质量的清洁能源 , 是普遍认为的最有潜力的替代能源,很多学者对此做了研究, LayJiumm — Jyi [ 20] 等从活性污泥中获取微生物,对不同化学成分组成的厨余垃圾进行了发酵制氢实验 , 得出糖类垃圾的产氢能力大概是酯类和蛋白质类垃圾的 20 倍 , 同时刘敏 [21 ]等、赵 春芳[ 22] 等在不同方向上均对此做了一定的研究 . 厨余垃圾的能源化处理必将受到越来越多的关注。

6 其它
利用 食用废油真空油炸 厨余垃圾,可达到同时处理厨余垃圾和食用废油的目的,不但可以迅速除去厨余垃圾中的水分 , 大大降低被油炸物的氧化速度,既保证了垃圾的营养成分,又进行了一次真空消毒,油炸产品完全可作为一种理想的绿色饲料; 提取生物降解塑料技术 , 1999 年 , 日本学者 Shirai 提出通过厨余垃圾发酵生产乳酸,进而合成聚乳酸这种可生物降解塑料的技术,为厨余垃圾资源化和降低乳酸生产成本开辟了一条新的途径 [23], 厨余垃圾 乳酸发酵可解决城市垃圾排放量大且难处理,以及其造成的环境污染问题,同时制成的生物降解塑料有望成为通用塑料的替代品,为塑料工业提供丰富的原料来源,并解决了白色污染的问题。


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