关于餐厨垃圾处理技术的研究

石田秀

（桂林市环境卫生管理处，广西 桂林 541001）

0 引言

厨房垃圾占日常生活垃圾的大部分，且水分含量较高，其独特的化学物理特性使其很难处置。怎样高效运用各类新的处置技术应用和工艺方法，增强对餐厨垃圾的能源化处置，在确保处置成效的时候输出更高效的能量，是非常值得众多科技人员深入研究的科研课题。

1 餐厨垃圾的产量和主要成分

1.1 其他国家和我国的餐厨垃圾产量

西方发达国家的餐厨垃圾占日常生活垃圾的比例比发展国家要低。可是，餐厨垃圾归属于所有国家日常生活垃圾中的重要一环，有效解决和处理餐厨垃圾，对提升居住环境，具备至关重要的社会价值。

1.2 餐厨垃圾的特性

1.2.1 基本理化特性

餐厨垃圾是城市固体垃圾中有机垃圾的重要组成部分。从其成分上看，餐厨垃圾主要由蛋白质、脂类、淀粉、纤维素和无机盐等组成，其理化特点可用“四高”来描述，即油脂含量高、有机质含量高：含固为15%～20%，易腐垃圾为60%～80%；盐分含量高、含水率高：厨余垃圾含水率在75%～85%，餐饮含水率可达93%以上。

1.2.2 危害性

由于餐厨垃圾营养丰富，含水量高，容易腐败、酸臭，容易滋生有害生物。如果不及时或处理不当，不仅会造成空气污染和水污染源，还会严重干扰人们的正常生活。其危害主要表现在以下两个方面：①对生活环境的影响：食品垃圾影响人们的嗅觉和视觉舒适感，影响生活卫生，甚至滋生细菌，引起疾病传播；食品垃圾会加剧填埋场的气体和渗滤液的产生，而垃圾渗滤液则通过地表径流和渗漏造成地表水和地下水污染；②对人们身心健康的影响：在我国大部分地区，人们习惯将餐厨垃圾直接喂给畜禽，但餐厨垃圾中含有大量的致病微生物、寄生虫及其卵，饲养畜禽后容易引起人畜疾病。

1.2.3 餐厨垃圾的资源性

餐厨垃圾除含有大量的有机物外，还有丰富的氮、磷、钾、钙等大、中量营养元素和各种微量营养元素。经过合理处理后的餐厨垃圾是制备动物饲料、有机肥料和生物能源的重要资源，是一种高价值的生物资源和能源。

2 餐厨垃圾的能源化处理技术及其适应性

2.1 烧毁的方法

选用焚烧法处置餐厨垃圾具备很高的处置效果，并能形成约5%的易于处置的残余物。焚化全过程必须在专用型垃圾焚烧炉中做好，它的热效率比较高，形成的热能能够转化成电能或水蒸汽。可是，餐厨垃圾的含水量较高，燃烧值较低，所以在焚烧处理环节中必须添加许多辅助助燃剂。厨房垃圾的脱水处置消耗了大批量的能源，而焚烧处理形成的尾气要做好相对应的技术性处置才可以实现相对应的废气排放标准。综上所述，选用焚烧处理处置餐厨垃圾，存在着大量的费用投资和排放限制等问题，促使其无法规模性应用推广。

2.2 热解环节

遇热分解是将废弃物在高温高压情况下进行分解，将废弃物中含的能量转化为油、炭、气等方式，再做好开发利用。餐厨垃圾中含的氨、氦、硫等在热解环节中持续保持还原模式，所以对处置设备产生的腐蚀性较小。因此遇热分解法具备非常广泛的发展和应用前景，但其相应技术应用都还没进到具体推广环节，现阶段的运用案例还并不多。

2.3 生物发酵制氢

氢气用作一类高品质、高洁净度的优质能源，已广泛运用于代替煤炭、原油等传统式能源。并且生物发酵制氢方法有着化学反应条件平稳、耗能低等特性，所以备受人们的普遍性重视。

生物学进行发酵关键有细菌和光合作用形成氢气和进行发酵形成氢气两大类方式，涉及光合菌和发酵细菌这两大类微生物菌种菌群。在活性污泥法中获取微生物菌种，并对不一样成分的生活垃圾各自开展发酵制氢试验，国内国外诸多学者对此进行了理论研究和实践性探究，得出结果：糖类废物的具体产氢量是蛋白类和酯类废物的20倍上下。本文利用对产氢全过程中乳酸菌的抑菌作用开展探究，得出结果：对底物开展预热处置，能够优质地降低这类作用在进行发酵前的影响。

选用微生物菌种发酵法制造氢气，常用的原材料主要是生活废弃物、城区废水和排泄物等相应有机废料，不仅能够制造出氢气供人运用，而且可以净化水环境，有着较好的生态环保效果。所以，不论是从生态环境保护方面，或是从能源开发方面，生物制氢都有着很好的行业前景。

2.4 生物柴油的生产

根据有关研究统计分析得知，每吨的餐厨垃圾通过炼制能够产生20～80kg的废油脂，通过集中化生产加工和清理，能够做成低碳酯类化学物质（如脂肪酸甲酯等），即生物柴油。最常见的生物柴油制取办法有超临界甲醇法和生物酶法，前面一种具体采用甲醇在超临界状态下的化学物理特性，跟废油脂产生化学反应，产生生物柴油。这类生活垃圾处理制作工艺不用加入催化剂，也不会产生副产品，所以不用对其生成物开展分离加工处理，化学反应全过程中也不易产生大批量废液。此外，该制作工艺的化学反应速率很高，只需2～4min，就可实现化学反应稳定，对物料纯净度的要求也较低，另外水和脂肪酸对化学反应产生的影响不大。生物酶法是一类将能再生油脂物料转换为生物柴油的新技术新工艺。本工艺具有很强的环保性，通过相关试验研究，产品的有关核心技术要求达到德国、英国等西方发达国家的生物柴油标准规定，并做到了国内0号柴油标准规定。

在制取生物柴油时，因为餐厨垃圾中带有很多杂物，必须选用适合的预处理举措和工艺处理，进而保障其转换率满足有关标准规定，另外确保产品含量不受影响。要严苛维持酯交换反应的完全性，完全去除甘油等副产品，避免产生发动机运转不佳等情况。另外，虽然生物柴油有着不错的环境效应，但其所需的经济费用较高，国外具体选用降税或免税的形式，使其成本费用靠近一般柴油。

3 工艺的适应性

在20世纪20年代末，MBT技术应用被认为是垃圾处理领域中具体的技术应用进步，随着厌氧消化技术应用的快速发展和人们对环保新能源的要求，它也从处理简单、分类、清洁的有机垃圾发展到了处理不同程度的混合生活垃圾。同好氧法相比，厌氧法属于产能法，在生产过程中容易实现密封，臭气易于控制，厌氧法在生产中的应用也日益广泛。

厨房垃圾分类发展比较快的区域，干湿分类已基本上建立共识。所以，餐厨垃圾的处置应越来越多地考量其构成的多元性和技术应用的适用性。随着垃圾分类处理作业的推动，尤其是近些年环保督查的推动，餐厨垃圾分类处置的技术应用需要日趋紧迫。此外，基本上全部世界区域内的首要有机生活垃圾处理技术应用以各种合作模式进到我国。比如，Kompogas、Eismann、OWS等干消解技术应用，德国Wehrle环境下的淋滤水解技术应用，欧洲地区高压挤压分离技术应用等。对不一样的业主而言，在技术应用和加工工艺线路的选用上面对着很大的考验和困扰。

应最先认识各类制作工艺的特征以及对原料的适用性。干厌氧消化技术应用的特征是，当原料的固态成分超过25%时，原料中的重质和质轻成分被有机质包围，不容易出现沉积和飘浮。所以，干式消化技术应用对垃圾分类处理采集和预分选的作用标准并不高；而当固态成分少于20%时，发生重物沉降，轻物漂浮，系统将失去稳定性，无法正常运行。按照国内居民生活方式的特性，假如餐厨垃圾归类实际效果不错，厨余中的水分将超过80%，乃至85%之上，则表明干法消化过程的稳定性能存在不足。通常情况下，湿式消化需要固体成分小于12%，并需要最大限度地去除惰性成分，预防反应罐中沉积和悬浮物的累积。因此，湿式消化对垃圾预处理提出了更高的要求。另外，因为必须加入工艺水，污水处理的任务量也非常大，必须事前充分考虑。所以，垃圾分类的优劣会直接影响技术的适应能力，另外，无论是干式或湿式消化，都需要从整体工作流程的视角考虑沼渣脱干及其后续沼渣、沼液的处置与出路难题。

在整个过程中，餐厨垃圾的处置与使用，及其环境影响与成本费用层面，应考虑以下几个方面的内容：①技术应用成熟完善，具备充分长的平稳运作经验；②全过程简易，过程越长，有可能产生的问题越多，成本费用越高；③对于不一样类别效果的生活垃圾，对物料的适应能力较强；④产品出口清晰，并不会形成更错综复杂的情况；⑤资源化再生、减量化、无害化处理作用优良；⑥二次环境污染调控，特别是臭气的控制效果较好；⑦全过程成本较低。

4 结语

从能源资源化的方面来处置餐厨垃圾，对于建设资源节约型和环境友好型社会，具有十分重要的现实作用和意义。对于环境保护研究者而言，在日常事务中应积极推进，参考外国优秀的餐厨垃圾处置技术应用和工作经验，从而与国内的餐厨垃圾产生量做好高效结合，创建一整套更满足中国国情的餐厨垃圾能源化处置管理体系，为国家生态环保和新能源技术快速发展加入源源不绝的生命力。