生物降解技术在餐厨垃圾处理中的应用与研究

熊 亭 成 昕 张盛元 李 霏 吴雪梅

（深圳瑞赛尔环保股份有限公司广东深圳518000）

生物降解技术在餐厨垃圾处理中的应用与研究

熊 亭 成 昕 张盛元 李 霏 吴雪梅

（深圳瑞赛尔环保股份有限公司广东深圳518000）

在对餐厨垃圾常规处理技术比较分析的基础之上，以盐田区餐厨垃圾处理项目作为典型案例，对生物降解技术在餐厨垃圾处理中的应用在处理工艺、处理效果、经济技术等方面加以评价和总结。

生物降解；餐厨垃圾；处理

随着我国经济的快速发展、城市化进程的加快以及人民生活水平的不断提高，食品安全问题越来越受到公众的关注与重视，尤其是因餐厨垃圾管理与处置不当所引发的“地沟油”、“潲水猪”等问题早已成为威胁人民群众身体健康的社会问题之一。已有研究表明[1-2]，餐厨垃圾腐败变质所产生的细菌和毒素一旦被猪吃进体内，吸收后便会在猪肉、骨、内脏中富集，这些细菌和毒素通过食物链进入人体的风险很大，对人类的健康构成潜在威胁。同时餐厨垃圾极易腐败变质，滋生蚊蝇，产生大量毒素及散发恶臭气体，污染和影响城市的市容环境卫生[3]。因此，有效实现餐厨垃圾的减量化处理和资源化利用已经成为环保科技工作者关注的热点。

1 餐厨垃圾处理常规工艺

我国餐厨垃圾处理较常规的方式主要有填埋、焚烧、厌氧发酵、饲料化和堆肥等，其资源化利用方式主要有厌氧发酵、饲料化和肥料化三种工艺技术[4]。但不同的资源化处理技术对餐厨垃圾处理项目的总投资、占地面积、资源化产品销售市场以及项目所在地周边的环境与社会效益等方面存在较大差异。

1.1 填埋和焚烧法

餐厨垃圾水分含量占餐厨垃圾总量的75%～95%[5-6]，垃圾填埋场产生的垃圾渗滤液主要来源于填埋场餐厨垃圾腐败、发酵所形成的浸出液。通过填埋法处理餐厨垃圾不仅占用大量土地，由餐厨垃圾产生的垃圾渗滤液还会给填埋场周围的空气环境、地下水和土壤带来巨大的影响。餐厨垃圾高的含水率决定了餐厨垃圾热值低，会导致焚烧炉内的物料燃烧不充分，易促进二恶英的产生[7]。因此，将餐厨垃圾填埋和焚烧处置不仅资源化利用率低，而且容易对周围环境形成二次污染，危害人类健康。

1.2 厌氧发酵

厌氧发酵是通过厌氧微生物的代谢作用，将餐厨垃圾消化、分解，主要产生甲烷和氢气等能源物质[8-13]。餐厨垃圾厌氧发酵产沼气技术目前已较成熟，但厌氧发酵反应速率慢，餐厨垃圾处理周期长，项目占地面积较大，工程前期的投入较大，操作技术要求较高[14]。此外，在我国北方地区由于冬季气温较低时，厌氧微生物多处于休眠状态，需提供额外的热量供应才能维持厌氧微生物的正常生化反应，利用餐厨垃圾厌氧发酵所产生的沼气提供的热量可能还不足以满足厌氧微生物保持正常的生化反应所需要的能量，该工艺技术存在着能量不平衡的问题，推广应用具有一定的局限性。

1.3 饲料化

国内餐厨垃圾饲料化处理主要是用来生产菌体蛋白，如2008年奥运村餐厨垃圾处理服务商北京嘉博文生物科技公司[15]。此外，通过真空油炸餐厨垃圾能很好地保证餐厨垃圾的营养成分，又对餐厨垃圾进行了一次真空消毒[3]，但该技术在国内目前并无应用的典型案例。由于制取饲料的质量和品质受餐厨垃圾来料成分的波动影响较大，也可能存在蛋白同源性污染问题[16]，国家并无明确支持或鼓励的相关政策文件，通常处理规模较小[4]。

2 生物降解技术处理餐厨垃圾工艺

生物降解技术主要是利用好氧微生物的新陈代谢活动将餐厨垃圾中的有机质转化为易于被植物吸收、利用的有机肥料。以深圳市盐田区餐厨垃圾处理项目所采用的“餐厨垃圾源头分类预处理+节点高温生物减量+末端资源化处理”工艺模式为例，该项目在餐厨垃圾产生点就近的生活垃圾转运站等公用环卫设施处安放深圳瑞赛尔环保股份有限公司研制生产的高温生物降解机对生活垃圾转运站周围的餐饮单位产生的餐厨垃圾进行就地生物减量化处理，从而保证了餐厨垃圾处理的及时性，减少了因餐厨垃圾处理不及时腐败变质对环境造成的污染，同时也降低了餐厨垃圾的运输成本。生物降解技术处理餐厨垃圾的工艺流程见图1。

图1 高温生物降解工艺流程图

3 处理效果

本项目经生物降解处理后的餐厨垃圾剩余物可以作为园林绿化有机肥料或是与园林绿化废弃物协同处理生产生物质燃料，有机肥料产品的品质符合国家现行标准《有机肥料》NY525和《生物有机肥》NY884的要求，生物质燃料产品的热值可达4000大卡以上，可以替代煤炭等燃料燃烧。餐厨垃圾在生物降解处理过程中产生的废气排放指标优于《广东省地方标准大气污染物排放限值》（DB44/27-2001）第二时段二级和《中华人民共和国国家标准恶臭污染物排放标准》（GB14554-93）表2，无废水和固体废弃物产生。

4 主要经济技术指标

本项目总投资1498.6万元。达到日处理盐田区餐厨垃圾100t的规模，可实现年处理餐厨垃圾3.65×104t；经生物降解处理后得到的降解剩余物与盐田区的园林绿化废弃物协同处置生产生物质燃料，可实现年产生物质燃料5475t，实现年产品销售收入383万元。

5 结语

（1）采用生物降解技术，较传统的垃圾生化处理技术在减量率和降解时间上有显著改进，实现了餐厨垃圾85%以上的快速减量处理。（2）通过在区域科学合理布局高温生物降解系统，及时实现了对区域餐厨垃圾的就地处理，减少了餐厨垃圾的暴露时间，减少餐厨垃圾带来对环境的二次污染。（3）利用高温生物降解机的智能控制系统实现对降解过程中温度、氧气等关键数据的监控，利用微生物反应释放的能量维持微生物自身的适合环境温度，减少了外加热源的使用，节能效果显著。

[1]宁新蕾."潲水猪"肉产品对人体的危害[J].四川畜牧兽医, 2006,33(1):41-42.

[2]陈郁材,黄桂材,谢增勇,等.浅谈"潲水猪"的生存与危害[J].现代畜牧兽医,2007(9):5-6.

[3]袁玉玉,曹先艳,牛冬杰,等.餐厨垃圾特性及处理技术[J].环境卫生工程,2006,14(6):46-49.

[4]熊亭.餐厨垃圾处理现状及主要处理技术分析[J].绿色科技, 2016(16):32-34.

[5]任连海,聂永丰.餐厨垃圾管理的现状、问题及对策[J].中国环保产业,2010(12):45-49.

[6]陈国美.餐厨垃圾生产肥料管理研究[D].天津大学,2007.

[7]严镝飞.餐厨垃圾规范管理研究[J].环境科技,2010,23(a02): 89-92.

[8]Zhang R,El-Mashad H M,Hartman K,et al.Characterization of food waste as feedstock for anaerobic digestion[J].Bioresource Technology,2007,98(4):929-935.

[9]Ji H J,Lee D S,Park D,et al.Biological hydrogen production by immobilized cells of Clostridium tyrobutyricum JM1 isolated from a food waste treatment process[J].Bioresource Technology,2008,99 (14):6666-72.

[10]毕少杰,洪秀杰,韩晓亮,等.餐厨垃圾处理现状及资源化利用进展[J].中国沼气,2016,34(2):58-61.

项目名称：生物降解技术在餐厨垃圾处理中的应用示范。科技应用示范项目（KJYY20140829092048271）。

熊亭（1988—），男，汉族，湖北省天门市人，环境工程本科，助理工程师，从事餐厨垃圾资源化利用与处理工作。