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我国城市餐厨垃圾特性及资源化利用途径

更新时间:2016-07-05

厨房垃圾通常指餐厅、酒店和家庭的剩余物。而我国的《餐厨垃圾处理技术规范》中认为餐厨垃圾是指“饭店、宾馆、企事业单位食堂、食品加工厂、家庭等加工、消费食物过程中形成的残羹剩饭、过期食品、下脚料、废料等废弃物。而Price等[2]认为食物生产、运输、分配及消费中产生的废弃部分都属于餐厨垃圾。餐厨垃圾的来源极其广泛,产生量巨大。根据《2017~2022年中国餐厨垃圾处理行业发展前景预测与投资战略规划分析报告》,2014年全国餐厨垃圾产生量达8000多万吨,日均产量达23万t/日,其中主要城市餐厨垃圾产生量为6000多万吨。2015年,全国餐厨垃圾产生量约为9110万t,日均餐厨垃圾产生量为25万t/日,人均日产量为0.18kg/日·人。其中广州市人均日产餐厨垃圾最多,每人每天产生餐厨垃圾0.296kg,远超过全国平均水平。

1 我国城市餐厨垃圾的特性

1.1 我国餐厨垃圾的理化特性

餐厨垃圾是城市固体垃圾中有机垃圾的重要组成部分,因地域和饮食习惯等差异我国不同地区餐厨垃圾的种类具有较大差异,但其化学成分主要为蛋白质、脂类、淀粉、纤维素和无机盐等。并呈现其“四高”的特点:①高水分,通常餐厨含水率可高达70~90%,生物质废弃物较高含水率不但导致处理负荷大,增加能源消耗,而且给后续的进一步资源化利用增加了难度,同时较高的含水另也极易导致餐厨垃圾迅速腐烂变质,带来新的环境问题。②高盐分,厨房垃圾中含有大量的无机盐离子,尤其是氯化钠,尤其是以我国为代表的亚洲国家使用食盐来提高食物风味。Moon等研究表明,高盐可能是将处理过的餐厨垃圾直接作为畜禽饲料的主要潜在风险因素。另外盐和金属离子(如Fe3+和Al3+)可增加培养液中的渗透压,抑制酵母菌的生长,导致乙醇生物发酵效率降低[7]。Kuo和Cheng也报道了在厨房垃圾厌氧消化过程中盐和钠离子对甲烷的产生具有抑制作用,当Na+的浓度为2817mg/L时,产气量可降低14%。③高有机质含量。厨房垃圾多数为有机和可生物降解成分,碳水化合物(淀粉、纤维素、半纤维素)含量约60%,蛋白质约20%和脂肪含量约10%。④高油脂含量。餐厨垃圾中的油脂是经煎、煮、炒、炸、洗涤锅盘餐具等过程而产生的,其成分复杂,存在形态多样。餐厨垃圾中的高油脂如不经处置而直接排入市政管网,可能会粘附器壁容易造成管路堵塞;油脂含量过高会使餐厨垃圾厌氧消化系统不稳定,影响有机物的沼气转化率。

1.2 资源性

餐厨垃圾含有丰富的有机营养成分,经过合理预处理(如油、水分离或固、液体分离)后,可以用于制作有机肥料和生物能源。但目前,我国对餐厨垃圾资源化处理技术研究和应用还处于初级阶段。中国每年产生的餐厨垃圾在城市垃圾中所占比例接近或超过50%,但我国餐厨垃圾资源化利用率仍很低,即使在大力发展餐厨垃圾资源化的城市,资源化处理的比例仍旧很低。大多数餐厨垃圾仍旧与生活垃圾混合堆放,采用传统的焚烧和填埋方法处理,这给地方财政带来沉重的负担。因此,选择或者开发合理的餐厨垃圾资源化利用技术,对餐厨垃圾进行资源化处理具有重要意义。

2 餐厨垃圾资源化利用的主要途径

2.1 厌氧发酵

餐厨垃圾的厌氧消化是在无氧条件下利用厌氧微生物的作用将复杂的有机物分解为简单的小分子有机物及无机物,最终转化为沼气和氢气。在这过程中实现对餐厨垃圾的减容减量处理以及资源化利用。餐厨垃圾的厌氧消化的产气率受反应器的性能、接种污泥量、水力停留时间、温度、进样负荷等因素调控,所以产气率有较大的差异。甲烷和氢气作为一种理想的优质燃料,可以作为汽车燃料,也可用来供热和发电,有较高的经济利用价值。但是餐厨垃圾的高油脂、高盐特点会导致过度酸化及抑制厌氧菌的生长,因此对前处理及工艺参数等具有较高要求;同时,厌氧发酵产生的沼渣因含有大量污泥甚至重金属元素,而使后期处理仍成为一大难题,通常需干化处理后填埋,或重新添加物料堆肥后制成有机肥。

GIS技术和数字化测绘技术在工程测量中的应用分析……………………………………………………… 金红刚(4-253)

2.2 制作有机肥

[3]李奇蔚.餐厨垃圾特性及处理技术研究[J].绿色环保建材,2017(4):252.

好氧堆肥即在人工控制条件下稳定水分、C/N和通风条件,使有机质分解转化的过程。餐厨垃圾有机质含量高,并含有多种营养元素,在有氧条件下,利用好氧微生物对餐厨垃圾中的有机物进行生物降解,最终形成稳定的高肥力腐殖质,这是餐厨垃圾资源化利用的有效途径之一,且其技术简单,便于推广。发酵产生有机肥产品富含腐殖质和N,P,K等营养元素,既是土壤改良剂,也是优质肥料。但餐厨垃圾通常和其他生活垃圾混合在一起,加之较高的油脂和盐含量,如果不进行前期预处理,将会导致堆肥发酵周期长、腐殖化效率低;另外,相比于其它有机废弃物,餐厨垃圾中含有大量的蛋白质、淀粉、脂肪等易生物降解有机物,这些物质在堆肥初期迅速降解,产生小分子有机酸,降低pH,抑制微生物活性,延长堆制周期。但接种高温微生物菌剂可加快堆肥升温进程,提高腐殖化程度,促进有机质腐熟,为餐厨垃圾的快速堆置处理提供了新的思路。

蚯蚓是土壤的主要动物类群之一,蚯蚓可利用自身蛋白酶、脂肪酶、纤维酶和淀粉酶等丰富的酶系统,将餐厨垃圾中的有机质分解转化为自身或其它生物易于利用的营养物质,并通过自身活动改善肥堆的透气性。利用蚯蚓处理餐厨垃圾不仅工艺简单、投资少,还可降低重金属含量和碳氮比,提高堆肥肥效,同时繁殖出来的蚯蚓也是一种高蛋白饲料、药用材料和化妆品添加剂原料。因此,利用蚯蚓处理餐厨垃圾技术具有较高的环保效益和经济效益。但蚯蚓堆肥过程中,蚯蚓对其生长环境要求较高,需合适的温度、pH值、湿度及通风程度;此外,蚯蚓的生活周期长,且繁殖率较低,导致堆肥周期延长。

采用SPSS 24.0统计学软件对该研究所得数据进行处理和分析,计量资料采用(±s)表示,用 t检验,计数资料采用[n(%)表示,用 χ2检验,P<0.05 为差异有统计学意义。

2.2.2 蚯蚓堆肥

2.3 其他生物技术

从10 000个人中抽取1%等于要抽取100个人,为10 000个人制作10 000个签显然不太现实,即使制作出来了也很难进行均匀搅拌,随机数法的工作量也比较大.10 000个人做编号是必要的,否则无从抽取,问题是编号后如何抽取?学生所能想到的多半是根据编号的某种特征进行抽取,例如号码的奇偶性等.但由于每个人的编号已经确定了,根据编号的奇偶性抽样并非真正的随机抽样,而是一种有选择的抽样.

3 结论

我们一下子还没明白过来这句话的意思,大家似笑非笑地看着林孟,看看萍萍,萍萍就又补充了一句,她说:“当他需要我的时候。”

余杰,杨红军
《低碳世界》 2018年第05期
《低碳世界》2018年第05期文献

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