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餐廚垃圾處理技術(shù)研究

文檔作者：牛立群，魏海東，解明，袁旗，李七平，李偉文檔來源：蘭州蘭石能源裝備工程研究院有限公		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2024年02月27日
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2014年第9期(總第108期)
紅；夏與予釷
ENERGY AND ENERGY CONSERVATl0N 2014年9月
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“^^i{二l=8三二：：j二；：ZZi：：：{：j·二：Zil?
餐廚垃圾處理技術(shù)研究
牛立群，魏海東，解明，袁旗，李七平，李偉
(蘭州蘭石能源裝備工程研究院有限公司，甘肅蘭州730050)
摘要： 綜述了餐廚垃圾的主要特征。從能源可持續(xù)發(fā)展和資源化利用的角度，重點(diǎn)介紹了物理法處理、好養(yǎng)堆肥、
厭氧發(fā)酵和飼料化處理等技術(shù)的原理和優(yōu)缺點(diǎn)。介紹餐廚垃圾資源化利用的研究進(jìn)展，提出資源化處理的技術(shù)瓶頸。
關(guān)鍵詞：餐廚垃圾；資源化處理；飼料化；厭氧發(fā)酵
中圖分類號(hào)：X705。$816 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095—0802一(2014)09—0102—02
Study on the Kitchen Garbage Treatment Technology
NIU Li-qun，WEI Hai-dong，XIE Ming，YUAN Qi，LI Qi-ping，LI Wei
(Lanzhou Lanshi Energy Equipment Engineedng Reseamh Institute Co．，Ltd．，Lanzhou 730050，Gansu，China)
Abstract：The main features of kitchen garbage were summarized．In the sustainable development of energy and resource
utilization point of view，the principle，advantages and disadvantages of the technologies of physical treatment，aerobic composting，
anaerobic fermentation and feed processing technology were discussed．The research on the recycling utilization of kitchen garbage
was introduced，and the technical bottleneck of resourceful treatment was proposed．
Key words：kitchen garbage；resourceful treatment；feedstuff；anaerobic fermentation
0引言
盡管餐廚垃圾的組成成分、性質(zhì)和生產(chǎn)量受地區(qū)
環(huán)境差異、居民生活水平、飲食結(jié)構(gòu)、季節(jié)變化等多
種因素的影響，但具備如下總體特征[1】：a)高含水率
(70％～95％)；b)有機(jī)物含量高；C)油類(1％～3％)
和鹽類物質(zhì)含量高(o．8％。1．5％)；d)營養(yǎng)價(jià)值豐
富，含N、P、K等各種微量元素；e)容易發(fā)酵易腐并
產(chǎn)生惡臭。餐廚垃圾的這些特征使其具有較高的利用
價(jià)值，同時(shí)也必須對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)處理，才能得到社會(huì)
效益、經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益的統(tǒng)一。對(duì)于餐廚垃圾的
處理方法有12]：焚燒處理、好養(yǎng)堆肥、飼料化處理、
熱解氣化、厭氧發(fā)酵制CH。、生物制柴油。關(guān)于焚燒
法因?yàn)楹枯^高和燃燒值低的特點(diǎn)，所以不適合餐
廚垃圾的處理。下面重點(diǎn)介紹物理法處理、好養(yǎng)堆
肥、厭氧發(fā)酵和飼料化處理技術(shù)。
1物理法處理
物理法處理餐廚垃圾主要包括物理研磨粉碎法和
物理分選法。通常情況下兩種方法綜合應(yīng)用。就是在
收稿日期：2014—06—30
第一作者簡介：牛立群，1984年生，男，黑龍江大慶人，2014
年畢業(yè)于哈爾濱工程大學(xué)材料學(xué)專業(yè)，助理工程師。
·102·
研磨粉碎的同時(shí)，將油脂等可回收利用的有機(jī)產(chǎn)物進(jìn)
行分離，如油脂可以送往制皂廠制成肥皂。其原理較
為簡單，該技術(shù)主要處理機(jī)械設(shè)備為機(jī)械研磨粉碎機(jī)
和物理分選垃圾處理機(jī)。其中物理分選處理可以將可
回收利用的餐廚垃圾成分進(jìn)行回收利用。物理法處理
工藝主要利用于家庭小型餐廚垃圾處理機(jī)。但這種方
法容易產(chǎn)生滲濾液和惡臭氣體，并對(duì)城市排水系統(tǒng)造
成很大的壓力，餐廚垃圾高油脂的特點(diǎn)，也會(huì)對(duì)城市
污水處理系統(tǒng)造成巨大的壓力[31。同時(shí)，沒有對(duì)餐廚
垃圾進(jìn)行能源的回收利用，也不符合中國可持續(xù)發(fā)展
的需要。
2好氧堆肥
好氧堆肥工藝是在通O：的條件下，利用好氧微生
物新陳代謝活動(dòng)對(duì)餐廚垃圾中有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化為肥料的過
程。好氧堆肥的溫度一般較高，一般在50℃～60℃
左右[41。好氧堆肥過程一般可分為兩個(gè)重要階段：第
一階段是高速堆肥階段，第二階段是熟化階段。通常
在堆肥過程中需投加添加劑，以提高堆肥有機(jī)物降解
性和增加堆體通風(fēng)性能。好氧堆肥技術(shù)降解有機(jī)質(zhì)速
度快、堆料分解徹底，同時(shí)能有效殺滅病原微生物，
是處理高有機(jī)質(zhì)固體廢物的一種有效手段。韓濤等151
研究表明好氧堆肥的影響條件是環(huán)境溫度最為顯著大
于含水率的影響，其次是固態(tài)顆粒的大小，最后是0：
萬方數(shù)據(jù)
2014年第9期牛立群，等：餐廚垃圾處理技術(shù)研究2014年9月
通風(fēng)量，得出好氧堆肥的最佳工藝條件是環(huán)境溫度大
約為40℃，通風(fēng)量為66．6 mL／s。好氧堆肥化技術(shù)的
控制條件主要是原料的選擇和參數(shù)的控制Iq，餐廚垃
圾原料C／N處于特定區(qū)間，才能發(fā)揮最好的堆肥效果。
堆肥溫度對(duì)好氧堆肥影響最為重要。研究表明，堆肥
溫度應(yīng)控制在45℃～65℃。溫度超過65℃就會(huì)對(duì)
微生物新陳代謝活動(dòng)起到抑制作用。
3厭氧發(fā)酵
從能源的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略來看，對(duì)餐廚垃圾的資
源化處理和能源利用，國內(nèi)外采取的主流工藝就是厭
氧發(fā)酵制取CH。的主體工藝。厭氧發(fā)酵主要分為兩個(gè)
過程：厭氧分解過程和生物化學(xué)反應(yīng)過程。厭氧微生
物降解分為四個(gè)階段，即水解、酸化、乙酸化和甲烷
化17J。在厭氧發(fā)酵過程中，餐廚垃圾中的大分子量物
質(zhì)首先被微生物分解為分子量較小的物質(zhì)，如糖、多
肽和長鏈脂肪酸等物質(zhì)。水解階段水解酶或輔水解酶
首先要吸附在有機(jī)大分子顆粒表面，將長鏈大分子有
機(jī)質(zhì)分解成短鏈聚合物。而第二階段，生成的短鏈有
機(jī)物進(jìn)一步被產(chǎn)酸菌酸化，生成如葡萄糖、氨基酸和
其它短鏈的有機(jī)酸，同時(shí)產(chǎn)生少量的NH，和H2s。第三
階段為產(chǎn)乙酸階段，葡萄糖和氨基酸等物質(zhì)在乙酸
菌的作用下，生成揮發(fā)性的脂肪酸(如CH，COOH和
CH3(CH2)2COOH)，同時(shí)也會(huì)生成少量的H2和CO：。第
四階段為CH4化階段，將脂肪酸類、H：和CO：轉(zhuǎn)化成
CH4，在整個(gè)發(fā)酵過程中，大部分能量將儲(chǔ)存在CH。
中，少部分被微生物利用。孫營軍等嗍研究表明，物
料濃度為15 GVS／L、接種30％v／v污泥、55℃高溫等
條件下，餐廚垃圾的產(chǎn)氣率最高。林估侃等191發(fā)明一
種專利，其條件物料濃度為15 GVS／L～25 GVS／L；第
二相厭氧發(fā)酵產(chǎn)CH4的溫度控制在35℃。37℃，pH
值則控制在6．5，7．5；在第二相連續(xù)發(fā)酵過程中，餐廚
垃圾的CH。產(chǎn)率最大可je-蔓450 mUGVS，產(chǎn)生氣體中CH4
濃度達(dá)60％-70％。代表企業(yè)甘肅馳奈生物能源系統(tǒng)有
限公司。許多學(xué)者就餐廚垃圾厭氧發(fā)酵處置進(jìn)行了大
量的工藝技術(shù)研究，但總體處理技術(shù)還不完善，對(duì)厭氧
發(fā)酵還有許多技術(shù)問題需要進(jìn)行進(jìn)一步系統(tǒng)研究。
4飼料化
從餐廚的成分分析，其中含有大量的有機(jī)物質(zhì)，
將其飼料化是具有一定的優(yōu)勢(shì)。餐廚垃圾作為原料，
價(jià)格低廉，供應(yīng)量巨大，產(chǎn)品營養(yǎng)豐富。飼料化有兩
種方式【10】：a)生物處理制飼料。原理是將培養(yǎng)出的菌
種加入餐廚垃圾中密封貯藏，菌種進(jìn)行繁殖并殺除病
原菌制成飼料；b)高溫消毒制飼料。原理是采用高溫
消毒原理，殺除病毒、經(jīng)粉碎后加工成飼料，可供禽
畜食用。青海潔神公司通過引進(jìn)韓國的處理技術(shù)，提
出了餐廚垃圾飼料化的方式。寧波開誠投資控股公司
的主要工藝是“預(yù)處理+做飼料+水厭氧”，在做餐廚
垃圾飼料化方面比較成功。2002年陳建樂【111發(fā)明了一
種餐廚垃圾生產(chǎn)高鈣多維酵母蛋白飼料的方法，將經(jīng)
過粉碎機(jī)粉碎、脫水、加氮中和、滅菌后的餐廚廢棄
物及泔水物料與通過流量控制器混合控制的酵母和微
生物菌種進(jìn)行混合接種后經(jīng)計(jì)算機(jī)控制分批進(jìn)行固體
發(fā)酵再經(jīng)干燥、磨粉、化驗(yàn)及包裝制成高鈣多維酵母
蛋白飼料。關(guān)于做飼料，首先要考慮的是國家政策，
做飼料的臭氣難控制，設(shè)備磨損快。餐廚垃圾作飼料
所面臨的主要問題是飼料安全，因此在該技術(shù)從食品
安全上考慮，此法選擇方面要十分謹(jǐn)慎。
5結(jié)語
物理法、好養(yǎng)堆肥、厭氧發(fā)酵、飼料化等方法都
存在各自優(yōu)勢(shì)與不足的地方，應(yīng)該采取綜合的處理方
式，單獨(dú)的方法是不能滿足減量化、能源化、無害化
的目的。根據(jù)餐廚垃圾的成分和性質(zhì)目前餐廚垃圾處
理技術(shù)應(yīng)該以厭氧發(fā)酵制取CH。為主要工藝。厭氧發(fā)
酵控制條件成為研究重點(diǎn)，但目前還存在以下問題有
待解決：a)厭氧發(fā)酵速度比較慢，周期較長；b)餐
廚垃圾中的高含鹽量，對(duì)甲烷菌有抑制作用；C)CH。
產(chǎn)氣量比較少，不能形成大規(guī)模的能源利用?？傮w來
看，中國餐廚垃圾處理形成了以厭氧消化為主的趨
勢(shì)，整個(gè)處理流程大同小異，不同餐廚垃圾處理廠之
間只是存在個(gè)別處理環(huán)節(jié)技術(shù)的改進(jìn)。
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(責(zé)任編輯：劉倩倩)

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