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合肥宏润环保科技有限公司
餐厨垃圾资源化处理技术
发布时间：
2021-04-20
清华大学环境系固体废物污染控制及资源化研究所的统计数据表明，中国城市每年产生餐厨垃圾不低于6000万吨[1]。餐厨垃圾已经成为垃圾收集、运输和填埋处理的主要污染源，严重影响市容市貌、居民身体健康及环境质量。餐厨垃圾处理产业与人民生活和社会经济发展存在着极为密切的关系[2]。与生活垃圾混合填埋和焚烧的传统处理方式随着餐厨垃圾数量的增加而不再适合，同时其造成的资源浪费也逐渐受到重视。因此，餐厨垃圾废物和资源的双重特性决定城市餐厨垃圾的单独处理是发展的趋势。如何选择科学合理的餐厨垃圾处理技术将成为城市环境治理的关注热点。
一、城市餐厨垃圾处理模式的分析
城市餐厨垃圾适合集中处理还是分散处理，目前仍然存在争议。“十一五”时期，北京市提出了“集中处理为主，相对集中处理为辅”的餐厨垃圾处理指导思想，但是随着餐厨垃圾收运和处理能力矛盾的日益突出，集中处理的弊端逐渐显现，主要因为餐厨垃圾产生源的分散导致收运成本增加，加上餐厨垃圾非正规收集和使用渠道并未禁止，降低了收运效率，餐厨垃圾集中处理设施发挥不出预计的功能。因此有人建议“分散处理为主，相对集中处理为辅”。但是，分散处理又存在效率低、处理不彻底、单位投资和运行费用高、管理不便等问题，尤其限制了占地面积大的堆肥技术和有安全距离要求的厌氧消化技术的应用，仅适合小处理规模的餐厨垃圾生化处理机。
因此，选择集中处理还是分散处理需要综合考虑城市的规模、运输条件以及场地情况，同时对于一些大中型城市可以考虑两种模式相结合的方式。
二、城市餐厨垃圾资源化处理技术现状
目前，城市餐厨垃圾处理技术主要以资源化为导向，具有代表性的是好氧发酵制有机肥技术、厌氧消化产沼气技术、高温发酵制蛋白饲料技术等。基本工艺大致为餐厨垃圾中的废油经过分离收集然后作为制取生物柴油的原料；垃圾中的废水经过污水处理回用或达标排放；经过分选后的固体残渣通过调质，可以选择厌氧消化处理回收沼气，也可以通过微生物高温发酵制成蛋白饲料或有机肥。利用废油制取生物柴油关键在于原料废油的预处理，生物柴油的生产技术已较成熟，而且高浓度废水的处理也已有成熟的技术。因此，餐厨垃圾资源化处理的关键还是固体残渣的处理利用。 1.预处理技术
预处理技术是餐厨垃圾后续资源化利用的前提和关键。随着餐厨垃圾管理的规范和收集运输的专业化，餐厨垃圾综合处理的原料来源将逐渐稳定。收运回来的桶装餐厨垃圾除了含有米饭、面粉、蔬菜和肉类外，还有塑料袋、一次性筷子、玻璃瓶等，因此需要进行预处理，包括脱水、分选、粉碎等。
桶装餐厨垃圾经过除杂、脱水、分选，然后粉碎制成成分单一、便于运输的厨泥，同时回收废油。预处理设施作为餐厨垃圾集中处理设施的预处理单元，优势在于分散建设，一个集中处理厂配置多个预处理设施，从而运送至处理厂的废油和厨泥，可以直接作为原料进行资源化利用。如果作为单独运营的餐厨垃圾处理设施，优势在于减量化明显，回收的废油和厨泥作为一种原料商品提供给生物柴油厂、堆肥厂、蛋白饲料厂或者以回收沼气为目的的沼气工程设施。
2.资源化处理技术
（1） 好氧发酵制有机肥技术
该技术是在餐厨垃圾或厨泥中加入一定比例的调理剂，从而调整物料的含水率、碳氮比以及孔隙状态，通过好氧微生物群落有氧环境下对物料中的多种有机物吸收、氧化、分解，转化为腐殖质，同时放出热量，使堆肥物料自然产生高温（55～70℃），致使病原菌和寄生虫卵死亡，实现餐厨垃圾的无害化。大量的热量将堆体中的水分蒸发，达到减量化的目的。经过处理后的餐厨垃圾可以作为营养土或有机质，经过进一步检测和加工制成合格的有机肥料。该技术具有温度高、基质分解比较彻底、堆制周期短、异味小、可以大规模采用机械处理等优点。
在北京，好氧发酵制有机肥技术的代表是南宫餐厨垃圾处理场，采用封闭式发酵仓。但是单一餐厨垃圾堆肥存在较大的技术难点，含水率高、有机质含量高，导致堆肥升温慢、容积效率较低，而且易腐、颗粒机械稳定性差的特性，需要特殊的填充物提高空隙率、大量的填充剂调理含水率，臭气控制问题以及产品的品质和市场需求也限制了该技术的发展，后续处置难以跟上。
针对以上不足，利用城市园林垃圾和餐厨垃圾联合堆肥成为一种新的方向。研究表明，以干草落叶混合物及餐厨垃圾为原料，在自然通风条件下，通过为期10d的联合高温好氧初级发酵，能够有效地对园林垃圾进行资源化和无害化的处理，添加餐厨垃圾能有效地促进园林垃圾的降解，并且其初级发酵物经检测满足国家无害化相关标准[3]。
（2） 厌氧消化产沼气技术
厌氧消化技术又称为沼气发酵。发展至今已有100多年的历史，在废水、污泥的处理方面得到了广泛运用，目前正普遍应用于城市生活垃圾和餐厨垃圾的处理。餐厨垃圾在厌氧条件下，经过微生物分解转化为二氧化碳和甲烷。它与传统的卫生填埋相比，将厌氧消化的过程由几年缩短到30d以内，与好氧堆肥相比，改变了占地大和管理复杂的问题[4]。该技术的优势是反应不受供氧限制，机械能损失少；可以产生具有利用价值的沼气能源，反应在密闭容器中进行，不会产生臭气等污染物，对环境影响较小。但是厌氧工程一次性投资较大，操作技术要求高，沼气的综合利用以及发电上网等限制条件多，沼渣沼液需要进一步处理才能达标排放。此外，考虑到沼气工程的安全性，场地要求严格。此外，由于我国城市餐厨垃圾高盐分、高油脂含量的特点，在引进国外技术同时需要积极探索适合我国餐厨垃圾特性的厌氧消化技术条件。
目前，该技术的运用以北京董村餐厨垃圾处理厂为代表，此外，重庆环卫集团于2009年开始建设的餐厨垃圾厌氧发酵热电联产项目也采用了厌氧消化产沼气技术。该项目投产后，预计年产生沼气1400万m3，发电3300万kWh，生产有机肥料1.2万t，减排二氧化碳11万t[5]。
（3） 高温发酵制蛋白饲料技术
与堆肥和厌氧消化技术相比，餐厨垃圾高温发酵制蛋白饲料技术具有一定的优势。一方面餐厨垃圾本身含有大量的有机营养成分，经过消毒处理和微生物发酵，制成符合饲料卫生标准的蛋白饲料，能够最大限度地保留其营养成分，改善其饲用价值；另一方面利用餐厨垃圾制蛋白的饲料有较高的经济效益，产品附加值远远高于有机肥和沼气。
围绕该技术，近年来针对灭菌除害、营养转化、节能增效、安全环保等方面进行了大量研究，取得了突破性进展。该技术主要分为物理法和生物法。其中物理法是直接将脱水后的餐厨垃圾进行高温干燥消毒，粉碎后制成饲料。生物法则是采用高效微生物菌体处理餐厨垃圾，利用微生物的生长繁殖和新陈代谢，积累有用的菌体、酶和中间体，经烘干后制成蛋白饲料，有效抑制霉变，并提高产品的适口性。
目前在餐厨垃圾处理模式方面，国内各个城市也逐渐形成各自的特色，形成了宁波模式、上海模式、西宁模式等一系列餐厨垃圾的资源化利用模式，而不局限于集中处理和分散处理的争论。选择合适的餐厨垃圾处理模式，关键在于因地制宜，充分考虑当地的政策环境、城市交通状况、经济以及场地情况等。
在处理技术方面，近几年国内好氧发酵制有机肥技术、厌氧消化产沼气技术和高温发酵制蛋白饲料技术都已完成工程化应用，技术工艺基本成熟。针对运行中出现的问题也正进行研发和实践两方面的探索。随着城市餐厨垃圾管理的完善以及政策和法规的健全，餐厨垃圾将逐渐展现其作为资源的价值。
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