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餐厨垃圾专题 本期目录本期目录 国内外餐厨垃圾的处理概况 1 国外餐厨垃圾管理政策与措施 3 中国餐厨垃圾管理政策与措施 6 餐厨垃圾各地处理实例 9 餐厨垃圾的厌氧消化技术现状分析 11 CN BTA 餐厨垃圾资源化处理系统 17 餐厨垃圾高温好氧堆肥小试研究 22 重庆首个餐厨垃圾处理站日处理能力 500 吨 28 昌平餐厨垃圾处理借奥运东风升级 29 广州环卫官员惊曝内幕 每日数百吨餐厨垃圾炼了潲水油 30 餐厨垃圾 100 变废为宝 国内首座零排放处理厂 10 月投产 30 餐厨垃圾统一收运为何这么难 31 世博园区公共厕所设置标准 已通过上海市城投总公司评审 32 有机垃圾高效厌氧发酵综合利用研究 已通过上海市科委评审 33 召开 上海市公共厕所协会 会员大会的通知 33 上海世博园区公共厕所设计方案 日前通过上海市建设和交通委 员会科学技术委员会评审 34 2008 年工程标准 34 2008 年产品标准 35 餐厨垃圾处理标准统计 35 餐厨垃圾处理技术概述 Scientific Technical Information of City Appearance Environmental 科技信息与动态科技信息与动态 20082008年第年第7 7 期期 Scientific Technical Information of City Appearance Environmental Scientific Technical Information of City Appearance Environmental Scientific Technical Information of City Appearance Environmental 上海市市容环境卫生管理局科技委 上海市市容环境卫生管理局科技信息处 上海市环境工程设计科学研究院 餐厨垃圾管理 厌氧处理技术 好氧处理技术 动态信息 1 国内外餐厨垃圾的处理概况国内外餐厨垃圾的处理概况 1 餐厨垃圾及特征 餐厨垃圾是指家庭 学校 机关公共食堂以及餐饮行业的食物废料和食物残余 是城市生活垃圾的主要组成部分 在城市垃圾中所占比例北京 37 天津 54 上海 59 沈阳 62 深圳 57 广州 57 济南 41 与其他垃圾相比 具有含水量 有机物含量 油脂含量及盐分含量高 营养元素丰富等特点 具有很大的回收利用价 值 2 餐厨垃圾单独处理的必要性 以前 餐厨垃圾主要作为城市近郊养猪的饲料 由于其来源比较复杂 极有可能 引起疾病传播 现已经被政府明令禁止 而在日常生活中 居民通常将餐厨垃圾混入 生活垃圾中 通过塑料袋送到垃圾收集点 使城市生活垃圾的成分和特性发生了变化 餐厨垃圾在存放 收集 转运及垃圾填埋过程中 由于其含水率和有机物含量较高 极易在较短时间内腐烂发臭和滋生蚊蝇等 极大地污染了周围环境 另外 城市垃圾 的处置方法通常有焚烧和填埋 如果将城市生活垃圾进行焚烧 由于餐厨垃圾的水分 含量常常高达 90 左右 发热量为 2100 3100kJ kg 和其它垃圾一起进行焚烧 不但 不能满足垃圾焚烧发电的发热量要求 即 5000kJ kg 以上 反而会致使焚烧炉燃烧不 充分而产生二恶英 如果将生活垃圾进行填埋 同样会因为混入的餐厨垃圾水分含量 高而不宜处理 而且焚烧 填埋都会导致大量有机物的浪费 因此餐厨垃圾有必要进 行单独处理 3 国外餐厨垃圾处理概况 由于一般家庭厨房的面积有限 每种垃圾单独回收 会影响厨内的日常操作 所 以就地减量化处理是餐厨垃圾处理的基本立足点 于是一些小型餐厨垃圾处理机应运 而生 国外的餐厨垃圾处理装置大致分机械研磨型和生化处理型 餐厨垃圾处理技术概述 2 所谓机械研磨型其原理是通过高速运转的刀片将装在内胆里的各种食物垃圾切碎 后再将搅拌物冲入下水道 这既解决了水道堵塞带来的麻烦 又解决了因垃圾腐烂变 质而带来的环境污染 早在 20 世纪 40 年代 美国就成功地研制开发出家庭食物垃圾处理机 解决了倾 倒家庭食物垃圾和存放的烦恼 如今美国 90 以上家庭使用这种机器 一些城市甚至 强制使用 在美国 餐厨垃圾产生量较大的单位设置垃圾粉碎机和油脂分离装置 餐 厨垃圾经粉碎机粉碎后进入油脂分离装置 碎料排入下水道 油脂则送往相关加工厂 如制皂厂 加以利用 餐厨垃圾产生量较小的单位 则将其混入有机垃圾中进行处 理 前提是美国生活垃圾分类收集的比例很高 厨房垃圾必须分门别类放置 塑料制 品 铁皮罐头盒 铝罐饮料等扔入黄色垃圾桶 皮纸扔入蓝色垃圾桶 残羹剩饭等 有机物倒入绿色的 生态桶 剩下的才倒入黑色的普通垃圾桶 近时期的发展则是 倾向于采用堆肥工艺制成肥料或加工成动物饲料进行资源化回收利用 在日本 餐厨垃圾处理也达到了 35 以上 松下电子工业公司于 1993 年研制出 MS N40 和 MS N31 两种厨房垃圾处理机 3 4h 可以处理 0 7kg 垃圾 机器内置臭氧 除臭器 用以除去垃圾的多种气味 而日本精工公司 2000 年 5 月成功地开发出使用磁 控管的食物垃圾处理装置 这种装置最大的特点是能将食物垃圾的水分蒸发掉 经干 燥后磨碎 这种装置由于采用微波处理 可同时杀灭垃圾中的细菌并防止产生有害气 体 体积如同复印机大小 可放置在室内 底面有轮子可随意移动 因此对市区饮食 店和小型超市尤为适用 具有广阔的市场 4 国内餐厨垃圾处理的状况 在国内最早推行餐厨垃圾处理机的厂商有美国的艾默生电气和通用公司 由于进 入市场较早 十年来的市场运作给这两个品牌的餐厨垃圾处理机带来了极为可观的市 场占有率 之后又有美国擎通集团垃圾处理机介入 其市场份额现已位居第一 同时 国内一些厂家也开始研发各自的产品 如江苏省某制造有限公司自行研制开发生产的 厨房垃圾粉碎机 主要利用锤头在高速旋转时产生的惯性力将垃圾击碎 再通过齿板 齿田的相对运动进行再次切割 研磨 粉碎后的垃圾随下水道冲走 处理技术的成熟 3 度还有待于提高 又如中国万家电器集团有限公司研制的万家 SLC370 型食物垃圾处理 机 采用湿法厌氧发酵处理垃圾 将餐厨的食物垃圾粉碎成极小颗粒 进入排水系统 经短期发酵后形成淤泥状肥料 该方法仅局限于家庭内就地处理食物性垃圾 所以处 理规模小 5 存在问题 从收集角度看 实施餐厨垃圾处理的关键在于垃圾产生的初始就分类放置 这是 餐厨垃圾真正得以处理的重要前提 从处置角度说 餐厨垃圾处理机可以随时在厨房内处理 可是垃圾粉碎处理机不 能处理厨房日常产生的所有垃圾 如大块的骨头 带泥的菜根 干硬的皮壳 日益增 多的各种各样的包装物 如易拉罐 玻璃瓶 软硬塑料包装制品等 另外在将食物垃 圾粉碎成极小颗粒后排入下水系统 易加重污水的污染程度 也易引起下水管网的堵 塞 采用小型生化处理机处理有机垃圾效率高 但是处理成本太高 同时对于这种含 水率 油脂和盐分高的餐厨垃圾 其添加的生物菌种还需根据餐厨垃圾的特性进行进 一步的研究 将餐厨垃圾作为肥料回收能源 还存在一些未解决的问题 如肥料的使用期带有季节 性问题 易出现供需失衡问题 又如 盐害 问题 食物垃圾中含有很多酱油和盐分 加工浓缩作为肥料大量使用后会引起土质恶化 直接影响农作物的生长 进而会引发 沙漠化 6 前景展望 随着人们环境保护意识的提高 以及餐厨垃圾便于单独收集的特点 完全可以逐 步实现餐厨垃圾单独收集与处置 从而能够减轻城市生活垃圾的处理难度 具有广阔 的市场前景 所以需要我们加快对餐厨垃圾处理机器的开发和研制 在减少垃圾体积 除去垃圾臭味的同时 探索进一步如何降低小型生化处理设施成本及运行成本 便于 进一步推广和应用 另外由于生物处理可以将垃圾分解成水和二氧化碳 因此 可以 预测将来的食物垃圾处理机必然会由机械研磨型向生化处理型转变 其市场潜力是巨 大的 4 国外餐厨垃圾管理政策与措施国外餐厨垃圾管理政策与措施 1 美国 到目前为止 美国还没有一个类似 浪费食物是不道德或违法的 规定 加上食物 非常廉价 因此联邦在餐饮垃圾上没有强制回收利用的规定 美国因餐饮食品浪费折合 的价值为 310 亿美元 餐饮垃圾占美国垃圾量的第 3 位 但其利用率却仅为 3 是综 合利用最少的一个分支 但餐饮垃圾作为一种资源已越来越受到人们的重视 目前 美 国约有 33 个州允许利用加工后的餐饮垃圾喂猪 到 20 世纪 90 年代时 食物回用的管 理方法则处于上升阶段 回用方式在不同的地区有所差别 但最主要的和最常见的有以 下 3 种 第 1 种是食物捐助 通过像 12 篮 工程和 二次收获 工程以及一些州政府建立 的食物储藏网络工程等机构 收集来自学校 食品店 餐馆和工厂企业等的多余食物 再捐献给需要食物的地方 华盛顿地区以及卡罗来纳州则制定了专门的乐施好善食物捐 助法案 规定了餐馆必须负责一定量的食物捐助 第 2 种是由农场 养殖厂 饲养家畜或在饲料加工厂加工成动物饲料 对于不再适合 食用的食物垃圾可以用来饲养家畜和家禽 一般最常见的是养猪 但养猪的农民必须获 得动物健康委员会的许可 之后才能对食物垃圾进行收集 蒸汽消毒 喂食家畜 第 3 种是堆肥处理 许多地方都建立了专门的堆肥场和完善的收集和堆肥体系 对 不适合食用或食物回用的食物垃圾进行堆肥处理 处于美国马萨诸塞州波士顿市的 Herb 垃圾服务中心 是一家经过州垃圾管理部门授权的专业垃圾收集公司 他们将垃圾收集 到当地环保局授权的垃圾堆肥机构 所产出的肥料提供给该州的农场 另外 还有一个 非盈利组织介于当地环保局和垃圾服务中 餐厨垃圾管理 5 心之间 该组织负责对所有参与该项服务的餐馆或食品加工单位提供技术与政策支持 他们还开通专门的电话热线来解决在垃圾清运中发生的问题 并接受餐馆要求清运垃圾 的申请 2 日本 据日本农林水产省公布的 食品浪费统计调查报告 显示 日本的食品平均浪费率 为 5 1 其中一般餐馆的食品浪费率为 3 饭店的食品浪费率为 7 2 食品浪费现象 最严重的是各种宴会 冷餐会的浪费率为 15 7 结婚宴会的浪费率竟达到 23 9 严 重的食品浪费现象让人瞠目结舌 包括家庭废弃食物在内 日本每年要浪费大约 1000 万 t 食品 面对这种情况 日本于 2000 年颁布了 食品再生法 该法明确指出 浪费 食品是不道德的 而且是违法行为 号召全社会要杜绝严重的食品浪费现象 并且规定 对不可避免的食品垃圾要进行回收和再利用 这种规定不仅可以大大减少城市的食品垃 圾 同时也为农业生产提供了安全肥料 2001 年日本开始实施 食品废弃物循环法 该法规定 大型超市及餐厅等餐饮业有义务对食物垃圾再资源化 并设法抑制垃圾的产 生 5 年内要将有机肥料的再生率提高 2 倍 3 英国 英国在动物口蹄疫爆发之前 对利用餐饮垃圾 动物源 如肉类 骨类 饲养牲畜实 行许可证制度 餐饮垃圾在饲喂前必须要进行蒸煮杀菌 2001 年爆发口蹄疫后 用未蒸 煮的或未充分蒸煮的餐饮垃圾喂猪被认为是导致口蹄疫的因素之一 英国对采用餐饮垃 圾喂猪加强了管制 只有不到 100 家的农场获得许可证 大约有 8 万头还在用餐饮垃圾 进行饲喂 新办法从 2001 年 5 月 24 日开始实施 他们禁止采用餐饮垃圾喂养家畜 含 有肉类的垃圾或与肉类有联系的垃圾 无论是否经过蒸煮都在限制之列 被限制使用的 餐饮垃圾不包括烹饪后的食油 工业副产品 如酿造废渣 淀粉加工废渣 与肉无关的 食品加工副产品等也均不在限制之列 4 韩国 6 由国家和地方政府投资建成食物垃圾处理厂 部分食物垃圾处理费用来自产生食物 垃圾的用户所支付的垃圾费 每天处理百 t 以上食物垃圾的处理厂在韩国有 20 余家 不 同的食物垃圾使用不同的方法处理 取得不同的收益 在韩国 用户所支付的食物垃圾 处理费用是通过这样一个过程收取的 从事食物垃圾清运的企业可出资委托政府加工专 门的食物垃圾袋 而企业将这些食物垃圾袋批发给商场 超市从中获利 用户要使用这 些专门的食物垃圾袋 1 只袋子约合人民币 3 4 元钱 其中包含了垃圾清运费 如果不 使用这样专门的垃圾袋盛装产生的食物垃圾 则没有人负责清运这些食物垃圾 于是会 被罚款 这样 从事食物垃圾清运工作的企业既为保护环境做出了贡献 自己也从中获 得了经济效益 韩国运用这样一套机制 不但保证了投入环保工作的企业有利可图 积 累了资金 还使食物垃圾的量减少了约 37 5 其他国家 新西兰虽然在 1998 年以前颁布了要求对用于饲料的餐饮垃圾进行消毒处理的法规 但没有认真执行 农业和林业部主要通过加强边境检查来防止病菌的输入 直到英国发 生口蹄疫时 上述法规才又得到执行 由于英国爆发口蹄疫 新西兰的农业和林业部 2002 年在国内进行了有关餐饮垃圾喂养牲畜的调研 意见中既有认为应彻底禁止该项行 为 以杜绝口蹄疫等疾病的传播 但也有认为不应对国内餐饮垃圾喂养牲畜进行控制 而应通过加强边境检查来防止病源输入 最终调研结论还未出来 在澳大利亚 除非将餐饮垃圾处理至国家要求的标准 或州政府特批 否则不允许 用餐饮垃圾喂养牲畜 加拿大则对餐饮垃圾喂养牲畜采用许可证制度 中国餐厨垃圾管理政策与措施中国餐厨垃圾管理政策与措施 1 中国餐厨垃圾的管理现状 城市餐饮垃圾所产生的不利影响正在逐步引起我国各城市的重视 一些城市已经相 继出台了一些具体的管理办法和措施 上 7 海市在这方面做得较好 上海市规定在全市范围内禁止用泔水喂猪 要求餐馆将泔水沥 干后装双袋 放置于指定地点或专用容器内 纳入市内垃圾处理系统统一管理 并按照 生活垃圾标准收取费用 同时于 2001 年 9 月 20 日颁布实行的 上海市餐厨垃圾处置和 管理试行办法 规定 新设置餐饮业单位应当在开业前 15 日内 向所在地市容环卫部 门办理申报手续 告知餐厨垃圾预产生量和具体处置方案 已营业的餐厨垃圾产生单位 应当自 办法 颁布后 30 日内办理申报手续 餐饮单位可以用符合相关环境标准的方 式自行处置所产生的餐厨垃圾 也可以委托社会单位收运和处置 并按量支付处置费 市容环卫部门将定期向社会公布经备案的收运 处置单位名录 办法 首次规定对餐 饮业及其他餐饮消费集中的企事业单位开征 餐厨垃圾处置费 但确切的征收数额上 海的物价部门正在拟定之中 从目前对部分餐饮单位试行情况看 暂定价格约为 150 元 t 我国的成都 济南 大连 沈阳 北京 哈尔滨 石家庄和杭州等市也已或正准备 将餐饮垃圾问题列入议事日程 要求对餐饮垃圾进行依法处置的呼声愈来愈高 2 中国城市餐饮垃圾的管理对策和建议 目前 我国城市的餐饮垃圾处于一种严重的无序管理状态 垃圾猪饲养 和 泔 水油充当食品油 的事件时有发生 在政策制定上也缺乏系统性 如有的城市虽然规定 不许乱扔餐饮垃圾 但对餐饮垃圾的后续处理不到位 致使政策的实施和餐饮企业的执 行都存在较大的难度 要对我国城市产生的餐饮垃圾进行有效控制 不仅要规范餐饮企 业投放垃圾 还必须为餐饮垃圾的出路找到合理的技术 在加强行政管理的同时联合经 济激励等多种手段 从而为餐饮垃圾的产生 收运 直至处置制定全过程的对策 2 1 管理模式与流程 由于餐饮垃圾的特殊性 参照国外的管理模式 我国的城市对餐饮垃圾清运和处理 应实行市场机制 政府机构起着监督和规范市场的作用 从法规上明确 餐饮企业对不 可避免产生的垃圾具有回收和再生利用的义务 餐饮企业不得将产生的餐饮垃圾随意弃 置 否则将接受相应的处罚 在政府主管部门的监督下 餐饮垃圾的清运和处理引入竞 8 争机制 鼓励不同的企业采取不同的处理手段处理餐饮垃圾 通过有序竞争形成市场价 格 政府主管部门对餐饮垃圾市场运行的全过程及价格等起着监督指导作用 同时制定 配套政策 如餐饮垃圾申报制度 奖惩制度和收费办法等 对于参与餐饮垃圾清运的公 司 企业 政府部门可在贷款 税收及土地利用等方面给予优惠政策 餐饮企业应如实申报所产生的餐饮垃圾量 可自行对所产生的餐饮垃圾进行处理 置 也可签订委托合同 按一定的价格委托有资格的清运公司收集 餐饮企业应力求从源头 上减少餐饮垃圾和产生量 餐饮垃圾清运公司在获得许可后 应及时 卫生地收集受委托餐饮企业的垃圾 有 义务将收集的餐饮垃圾自行或委托有资格的处理 置 企业进行处理 清运公司有权对餐 饮企业的垃圾产生量进行监督 餐饮垃圾处理企业在获得许可后 按一定的价格接受清运公司餐饮垃圾并进行处理 处理企业有义务将餐饮垃圾的处理方案报政府主管部门进行可行性审批并备案 定期提 交餐饮垃圾处理年度报告 政府主管部门通过择优委托或招标的形式确定餐饮垃圾清运公司和处理公司 对参 与餐饮垃圾清运和处理 处置 的公司实行许可证制度 主管部门应及时公布获得许可的 清运公司和处理公司 接受清运公司和处理企业提交的年度报告 组织专家对餐饮垃圾 清运和处理提交的收集处理方案进行评估 提出修改意见 2 2 处理技术方案的选择 从处理技术本身来看 用于生活垃圾处理的技术大多可用于处理餐饮垃圾 但由于 餐饮垃圾是一种潜在的资源 从可持续发展的角度 应对其加以利用 从前述处理技术可以看出 填埋不仅是一种资源浪费 而且也不适合多水的餐饮垃 圾 食物垃圾处理机也存在浪费食物资源和水的问题 在很多条件下并不太实用 尤其 是在不发达国家 人口密度大的城市 在城市污染治理能力和配套设施并不完善的情况 9 下 采用食物垃圾处理机需要认真考虑才行 因此 可以说餐饮垃圾饲料化和堆肥是 2 种可持续发展的处理途径 另外 餐饮垃圾市场化运作将受控于市场的经济规律 而只有餐饮垃圾饲料化或堆 肥技术才能满足餐饮垃圾运营主体需要的经济效益最大化 从而可以在国家投入最少的 情况下 使整个餐饮垃圾管理流程呈良性循环 餐厨垃圾各地处理实例餐厨垃圾各地处理实例 1 上海 上海市现有用于处理餐厨垃圾的消化型有机垃圾生化处理机 其基本技 术是外加特殊菌种的动态好氧消化 采用间歇或连续方式搅拌 连续进料间歇出料 出 料时间间隔长 1 2 个月 反应温度 45 50 其实质是高消化率的堆肥技术 该 技术过去主要用于处理污泥和高浓度废水 而针对餐厨垃圾的有关文献资料则较少 每 吨垃圾费用收取 215 元 2 广州 广州将建设资源化处理厂 对机关 团体 学校 酒店 餐馆等单位的 餐厨垃圾实行统一收运 集中处理 制成肥料 资源化处理厂设计日处理能力 1000 吨 是国内最大的餐厨垃圾资源化处理项目 3 北京 2004 年出台了 北京市生活垃圾治理白皮书 北京日产餐厨垃圾约 1050 吨 2008 年 北京日产餐厨垃圾将达到 1200 吨左右 北京出台了餐厨垃圾管理办 法 在大兴 朝阳 通州 海淀各建设一座餐厨垃圾集中处理厂 2004 年建成两座 形 成日处理能力 600 吨 2005 年再建成 2 座 新增日处理能力 600 吨 4 上海 2004 年 1 月 上海市餐厨垃圾管理办法明确规定了 6 禁止 1 将废弃食用油脂加工后作为食用油食用或者销售 2 擅自从事餐厨垃圾收运 处置 3 将厨余垃圾作为畜禽饲料 4 将餐厨垃圾提供给指定外的单位个人收运或者处置 10 5 将餐厨垃圾混入其他生活垃圾收运 6 将餐厨垃圾裸露存放 5 杭州 2005 年 杭州餐厨垃圾集中处理项目已经开始正式立项 并被纳入国 家十五高科技研究发展计划 预计总投资达 1500 万元 第一期将投入 700 万元 05 年 底将试运行 眼下已经有上海 烟台 济南等城市对餐厨垃圾实行集中处置 杭州市对 餐厨垃圾进行集中处理后 将由各城区城管办负责收集全市所有的餐厨垃圾 并运到天 子山填埋场 在填埋场对垃圾进行分离干化和无害消毒 同时从中提炼工业用油和制成 饲料蛋白粉 垃圾收费标准定在 100 元 吨 处理成本在 165 元 吨 工业用油和蛋白粉 每吨大约能回收 50 60 元 未来还要提高这个价格 6 银川 在大型的餐饮单位开始进行试点 然后辐射到中小型餐饮单位 最后 一个区一个区的分步实施 餐厨垃圾处理将实行 政府引导 企业运作 资源利用 的运 作机制 实施初期将无偿收运处理 使之形成收集 运输 处理 利用一条龙的环卫产业链 相关的管理规定致力于银川市区餐饮垃圾的产生 收运 处理及相关的管理活动 餐厨 垃圾明确种类 处理方式以及垃圾收运制度等内容较为引人注目 银川市城管局是餐厨 垃圾处理的主管部门 公安 环保 工商 卫生等执法部门也将同时参与 银川市对餐 饮垃圾收运 处理施行特许经营 政府鼓励社会成本参与餐饮垃圾的资源化利用 7 福州 在福州工商部门的牵线搭桥下 百余家餐饮公司与市天泰环保污油处 理有限公司签订废弃食用油收购协议书 这些餐饮店的泔水油 油炸废弃油今后都将由 这家公司提炼成硬脂酸 甘油半成品 全部用作工业原料 福州晋安区工商局近日也出 台相应措施 计划从现在起到明年春节前分三步整治地沟油 要求辖区所有使用食用油 的超市和 200 座以上的酒楼于 11 月底前 200 座以下的小餐馆于 12 月底前 必须建立 食用油进货台帐 把好进口关 200 座以上的酒楼要与正规地沟油提炼厂家签订废油供 需合同 实现一对一的店厂挂钩 守好出口关 使酒楼产生的大量废油作为工业用油 11 得到妥善处置 处理方法是将污油回收进沉淀池 进行高温处理 让油渣分离 再提炼 成硬脂酸 甘油半成品 分离出的残渣用木屑混合榨干后送垃圾处理场 处理过程中产 生的污水经沉淀再经厌氧处理后排入市政污水管网 8 重庆 环保局制定收购泔水油 由泛海环保有限责任公司负责 重庆市商委 餐饮处提交了 重庆市餐厨垃圾资源化治理调研报告 提出了治理餐厨垃圾的建议 9 石家庄 城市市容和环境卫生管理条例修正案规定 餐厨垃圾实行统一收集 运输 处理 不得随意出售 倒运 处置 餐厨垃圾管理办法 由市人民政府制定 10 兰州 2004 年 该市分区由工商 质检 卫生 公安等相关部门成立联合执 法队伍 对社会反映强烈的脏油问题进行重点检查 共出动执法人员 2500 多人次 捣 毁脏油炼制窝点 26 处 查获猪皮 骨头和废油渣 4900 公斤 骨粉 600 多袋 收缴和销 毁炼制的脏油近 17 吨 未来 兰州市将通过集中定点收集 加工的方式 对餐厅 饭 店的泔水 肉皮 骨头等餐厨垃圾进行回收 用于工业生产再利用 从源头杜绝脏油的 出现 来源 中国固废网 餐厨垃圾的厌氧消化技术现状分析餐厨垃圾的厌氧消化技术现状分析 1 餐厨及食品垃圾的厌氧产气潜力 美国 日本 韩国对餐厨垃圾的常规处理方式为堆肥及填埋 但随着各国环保法规 的修改 这些国家纷纷调整了传统的处理方式 将研究重点转移到对环境二次污染少的 厌氧消化技术上来 然而餐厨垃圾的特性不同于工业污水和污泥 其固含量 油脂 盐 份均大大超过工业污水和污泥 因此众多科研学者进行了大量的餐厨垃圾厌氧产气潜力 的研究 餐厨垃圾与城市污泥混合厌氧消化是处理餐厨垃圾的可行模式 它不仅利用了餐厨 厌氧处理技术 12 垃圾中丰富的淀粉 碳水化合物作为厌氧微生物的养分来源 同时也利用了污泥作为厌 氧消化的菌种来源 除此之外 联合厌氧消化的运行成本也要明显低于分别处理餐厨垃 圾 城市污泥时的费用 Sang Hyoun Kim 等人进行了餐厨垃圾与污泥的联合产氢潜力研 究 试验在 32 个 415 mL 的血清瓶内进行 餐厨垃圾与污泥的用量比控制在 100 0 80 20 60 40 40 60 20 80 0 100 VS 浓度为 0 5 1 0 1 5 2 0 3 0 355 0 研究发现餐厨垃圾产氢潜力明显优于污泥 两者的比产氢率分 别为 121 6 mL gCOD 1 32 6 mL gCOD 1 餐厨垃圾与污泥的用量比为 87 13 VS 浓度 3 时 达到最大比产氢率 122 9 mL gCOD 1 餐厨垃圾厌氧消化处理工艺的选择十分重要 Sun Kee Han 等人进行了两级法产沼 气的可行性研究 处理流程由两部分组成 流化床反应器产氢气 UASB 反应器产甲烷 试验主要装置为 4 个流化床反应器 产氢 及一个 UASB 反应器 产甲烷 厨余垃圾先进 行破碎 分选等预处理 分选后的厨余垃圾投入流化床反应器 用污水处理系统的污泥 消化塔污泥接种 污泥经热处理 以抑制氢解细菌的活性 流化床反应器每两天由搅拌 装置搅拌一次 以匀化反应底物 产生于流化床的厌氧消化液输送到 UASB 反应器进行 甲烷发酵 UASB 的出流液体回流入流化床反应器 液体回流时定期以清水稀释以减轻 产氢气阶段的生物负荷 产氢阶段的污泥经重力脱水后 再进行好氧曝气 以减少污泥 的体积 研究发现 反应最初阶段碳水化合物的迅速降解导致 pH 的下降 产生抑氢现 象 提高底物稀释率后 减少了抑氢现象 在高挥发性固体 VS 负荷下 11 9 kg m3d 1 VS 去除率达到 72 5 经去除的 VS 中有 28 2 转化为 H2 69 9 的 VS 转化为 CH4 流化床的 H2 产率为 3 63 m3 m 3d 1 UASB 反应器的 CH4 产率为 1 75 m3 m 3d 1 Jae Kyong Cho 等人进行了不同餐厨垃圾两级干法产气潜力研究 餐厨垃圾 TS 浓度 在 15 30 水解相 甲烷相分别采用固定床 上流式厌氧污泥床技术 容器体积分 别为 5 L 8 L 研究发现熟肉食品 纤维素 熟米饭 蔬菜 混合餐厨垃圾的沼气产率 分别为 482 356 294 277 472 mlCH4 gVS 1 碳素甲烷转化率分别为 82 92 72 73 86 酸化相 TS 降解率达到 87 90 VS 的甲烷转化率达 到 90 研究认为 餐厨垃圾的厌氧处理速度依赖于甲烷反应器的性能以及甲烷相出水 13 的回流比 水力停留时间 2 提高餐厨垃圾厌氧消化气产率的研究 提高有机垃圾厌氧消化气产量的方法有很多种 它们大多源于工业上高浓度有机废 水的厌氧处理 污泥的厌氧消化法 以及农业有机废弃物的厌氧消化 本文选择了适合 餐厨垃圾厌氧消化的几种类型 以下分别介绍 2 1 使用添加物 合适的天然植物添加物可以刺激微生物的生理活动 提高发酵底物的局部浓度 创 造更适合微生物活动的环境 从而提高沼气的产量 Chowdhry 等人的研究表明 某些 植物的叶以及豆类植物 如 Gul mohar leucacena leucocephala Acacia auriculiformis Dalbergia sisoo Eucalyptus tereticonius 可以提高 18 40 的沼气产量 Babu 等人发现 在芒果制品废渣的厌氧消化过程中 添加 1500 ppm 的菜豆 黑鹰嘴豆 革荚豆的混合提取物可以使沼气产量提高 2 3 倍 Zennaki 等人发现 豆类植物 Pistiastratiotes 与牛粪等混合消化时沼气产量可达 0 62 m3 m 3d 1 其中甲烷含量为 76 8 HRT 为 15 天 Sharma 利用 400 L 的转鼓式生物反应器进行有机垃圾的厌氧消 化 研究发现在添加了 1 的洋葱渣后 沼气的产量提高了 40 80 生物添加物一般 均为微生物 如细菌 真菌类 它们可以提高某些特定酶的活性 从而提高沼气产量 有研究发现纤维素降解菌 如 actinomycetes 可以明显提高纤维类有机垃圾的厌氧消化 产气量 Geeta 等人也发现经纤维素降解菌 Phanerochaete chrusosporium 处理三周后的甘 蔗渣 其厌氧消化产气率有明显的提高 金属阳离子的添加可以促使微生物群体的富集 从而提高微生物的停留时间以及微 生物浓度 增加沼气产量 Geeta 等人发现 向底物中添加 Ni 离子溶液 当 Ni 浓度达 到 2 5 ppm 和 5 ppm 时 可以提高 54 的沼气产量 其研究认为 Ni 的添加可以促进依 赖 Ni 的特异酶的活性 从而促进底物的充分甲烷化 提高沼气产量 Mathiesen 认为添 加 Ca2 Mg2 不仅可以提高沼气产量 还可以避免底物消化时产生泡沫 应用无机吸附材料提高沼气产率的研究也屡见报道 Madamwar 等人的研究发现 向厌氧消化液中添加 10 g L 1的商品果胶 其产气量提高到原来的 150 其中甲烷含量 14 为 65 Kumar 等人将商品木炭 DarcoG 60 应用于有机垃圾的厌氧消化中 研究发现在 批序式试验和半连续试验中 产气量与相应的空白对照分别有 17 34 7 的提高 Chika Tada 等人研究了沸石对富含 NH4 N 的有机废弃物厌氧消化的影响 试验选用的 沸石种类为 发光沸石 斜发沸石 3A 沸石 4A 沸石 研究发现 所选用的沸石均对 NH4 有明显的去除作用 但是对沼气产量有促进作用的只有发光沸石 研究者认为 发 光沸石释放出的 Ca2 促使了产气量的增加 2 2 采用消化流出物回流提高产气量 将消化流出物回流入生物反应器可以减少微生物的流失 从而促进底物的充分降解 提高沼气产量 同时也可以减少消化液的排放量 降低消化液后续处理的费用 但过高 的回流量会导致一些不良物质的积累从而影响消化性能 为此不少学者展开了此方面的 研究 Malik 和 Tauro 的研究发现 在 1m3 的连续进料转鼓反应器中 当底物回流比控制 为 0 3 m3 m 3d 1 HRT 控制为 30 d 时 产气量有 18 8 的增加 DeliaTeresa Sponza 等 人利用容积为 70 L 的生物反应器进行餐厨垃圾的厌氧消化试验 试验采用 2 个不同的 回流比 以未采用回流的处理作为对照 回流量分别是 9 L d 1 21 L d 1 在消化到第 50 天时 沼气中甲烷的含量分别为 30 对照 50 9 L d 1 40 21 L d 1 研究者 认为 合适的回流比可以促进甲烷菌的增殖 从而提高产气量 而过高的回流比会造成 底物的酸化 抑制甲烷菌的活性 Rein hart D 等人回流的试验产气量也比对照处理高 2 3 原料的预处理 预处理的方法可分为机械预处理 化学预处理 生物预处理 机械和化学预处理可 以把原料的复杂有机结构转变为易于生物降解的小分子物质 破坏原料的长链状或网状 结构 提高底物的比表面积 增加微生物与底物接触的机率 从而提高产气效率 生物 预处理主要为添加高纯度生物菌种 利用微生物所分泌的胞外酶等物质来预先水解底物 餐厨垃圾由于已经经过蒸煮过程 其中蛋白质 淀粉 碳水化和物有一定程度的水解 所以其中纤维类物质较多 因此适用于机械和生物方法的预处理 L M Palmowski 等研究了厌氧消化有机废物时颗粒大小的影响 对于纤维素含量高 15 的固体废物 粉碎能显著提高沼气产量和有机物的降解率以及缩短消化时间 而且更为 重要的是通过粉碎使得原来不均匀的固体废物混匀了 减少了消化体积 H R Srilatha 等人研究了生物预处理法对柑桔渣的厌氧消化产气量的影响 他们的试 验在自制生物反应器内进行 预处理法为 利用 Sporotrichum Aspergillus Fusarium 等真菌进行消化预处理 研究发现经真菌预处理后的柑桔渣中纤维素 半纤维素 脂肪 蛋白质 木质素 还原糖含量均有不同程度的减少 而非还原糖的含量有大幅度增加 提高的柑桔渣的生物降解性 认为真菌的预处理不仅可以提高沼气产率 而且还可提高 柑桔渣厌氧工艺负荷 3 两级厌氧消化与一级法产沼气的对比研究 目前的有机废弃物厌氧消化技术主要以两段法厌氧消化工艺与整体一段法为主 两 段法把消化过程中的水解酸化阶段和甲烷发酵阶段分离开来 使得任何一个单一阶段的 工艺参数优化成为可能 而一段法则整合了这两个阶段 这两种工艺有其各自的优点 但是究竟哪一种方法更适合餐厨垃圾的厌氧消化还存在一定争议 因此研究学者开展了 这方面的研究 R Sarada 等人利用番茄加工尾料进行了两级厌氧消化与一级法产沼气的 对比试验 研究发现在未调节 pH 的情况下酸化和甲烷化分离的两级法产沼气的效率优 于一级法 试验中两级厌氧消化法与一级法的实际碳素甲烷转化率分别达到理论值的 80 70 两级法的甲烷及总产气量在同等条件下高出一级法 40 50 Mtz Viturtia 等人的研究认为一级法不仅操作简单 而且产气量与两级厌氧消化法相 比差异不大 他们的试验在实验室的恒温箱内进行 温度控制在 35 底物为切碎后蔬 菜水果垃圾 比重 0 995 g cm 3 两级厌氧消化装置为 渗滤床 水解相 UBF 甲烷相 渗滤床有效容积 1 3 L 底部放置 Raschig 工程塑料环 5 mm 以利于消化液的排出 消化 液经蠕动泵送入 UBF UBF 有效容积 0 5 L 顶部装置有聚亚安酯泡沫 孔径 1 5 mm 作为担体 以利于气水分离 试验得到的两级厌氧消化与一级法的比产气量值分别为 0 63 m3 kgVS 1 0 623 m3 kgVS 1 同时发现在高有机负荷状态时 两级厌氧消化法的 产气性能不如一级法 主要原因是由于高有机负荷抑制了底物的水解 造成 VFA 浓度 偏低从而影响了产气性能 16 S Jeyaseelan 等人的研究则认为两级厌氧消化法具有明显的优越性 他们利用牛奶 和脱脂牛奶作为底物 在 20 时进行产气性能对比研究 两级厌氧装置为 CSRT 酸化 水解相 UBF 研究发现 停留时间为 2d 时 一级法产气率为 7 7 mL d 1L 1 两级法产 气率为 18 7 mL d 1L 1 停留时间为 1d 时 一级法与两级法产气速率分别为 14 8 29 5 mL d 1L 1 Poirrier 等人利用啤酒厂废渣 在中温条件下选用两级厌氧消化法进行试验 研究同样支持两级厌氧消化法具有明显优越性的结论 对于半流态或干发酵工艺而言 两级厌氧消化法常常被作为首选技术 特别是在处理易生物降解的有机易腐垃圾方面 P Pavan 等人为此做了大量细致的研究工作 包括两级厌氧消化法的动力学研究以及酸 化水解相和甲烷相工艺参数的探索 4 厌氧消化和好氧堆肥的比较 堆肥是一项十分成熟的有机固体废弃物处理技术 Britt Faucette 等人于 1999 年进行 了利用密封式容器处理餐厨垃圾的可行性研究 G Tripathi 等人试验利用蚯蚓处理餐厨 垃圾与牛粪混合物 吕凡等人利用自制的装置 对餐厨垃圾进行高温好氧消化工艺的研 究 厌氧消化属于产能型资源化技术 而好氧堆肥则属于耗能型资源化技术 从能量守 恒的角度来评价两者 厌氧消化法具有明显的优势 然而并不能单从此方面就否定好氧 堆肥 好氧堆肥最显著的特点在于好氧菌在分解底物的同时释放出热量 使堆肥物料产 生自然高温 从而杀灭病原菌 而厌氧消化法的温度大致控制在 50 左右 因此厌氧消 化液中病原菌未被彻底杀死 此外消化液中也含有大量的植物毒素 这些因素都限制了 厌氧消化液的大规模应用 好氧堆肥处理目前也存在一些不利因素 比如堆肥生物处理 过程中的除臭问题 餐厨垃圾中盐分 油脂对堆肥品质的影响等等 这些因素都一定程 度地影响了餐厨垃圾堆肥处理的应用范围 从经济的角度 厌氧消化法比好氧堆肥的投资大 设备的安装 调试相对困难 而 且工艺运行也相对繁琐 Edelmann 等人运用生命周期分析法 LCA Life Cycle Analysis 从 生态学的角度对几种常规的有机生活垃圾处理方法进行了评价 结果显示 好氧堆肥处 理的甲烷释放量大大超过了其预期值 厌氧消化法与堆肥 焚烧相比具有明显优势 随 着全球温室效应的加剧 不少学者纷纷着手于减少温室气体排放的研究 Smet 等人研究 17 了好氧堆肥以及厌氧 好氧联合法处理有机生活垃圾过程中气体的挥发情况 好氧堆肥试 验发现 挥发性物质中异丙醇 乙醇 丙酮 柠檬烯 乙酸乙酯总含量达到 82 释放 的 VOC NH3 H2S 总量为 742 g t 1 生物质 在联合法试验释放的 VOC NH3 H2S 总 量为 厌氧段 236 g t 1生物质 好氧段 44 g t 1 生物质 由于联合法厌氧段的沼气经收集 后燃烧 因此所释放的挥发性物质仅为单一好氧堆肥法的 5 88 K bler 等人报道了采 用的厌氧消化 好氧联合堆肥法工艺 CO2的释放量减少了 25 67 而且沼气发电量 足以满足该处理厂运行所需电量 对于年处理能力在 15000 t 左右的有机生物垃圾处理 厂而言 其设备的用电量为 75 万 kWh 年 1 而所生产的沼气发电量可达 240 万 kWh 年 1 5 结束语 餐厨垃圾 有机生活垃圾的厌氧消化处理是具有商业和工业可行性的资源化技术 De Baere 等人的调查显示 厌氧处理厂的年处理能力已从 1990 年的 12 2 万 t 年 1提高到 2000 年的 1 百万 t 年 1 随着工业技术的不断完善 相信在将来有机垃圾厌氧处理厂的 年处理能力还会有大幅提升 从文献报道来看 两级厌氧消化法产气效率优于一级法 大部分学者也都热衷于两 级厌氧消化法的研究 目前欧洲 90 都采用一级法制沼气 这种理论研究与实际应用的 差异 其原因可能是在于两级厌氧消化法为研究者提供更多的切入点 从而能更全面的 了解工艺控制参数及过程控制 而涉及到规模化的工业应用则主要考虑投资 运行成本 厌氧消化流出液含有部分植物毒素及致病菌 因此消化流出液在排放或者应用于农 业种植之前必须进行一定的处理 因此厌氧消化的后续处理 也需要科研学者的深入研 究 CN BTA 餐厨垃圾资源化处理系统餐厨垃圾资源化处理系统 CN BTA 餐厨垃圾的资源化处理工艺是应用现代机械生物技术对餐厨垃圾进行的综 18 合处理工艺 CN BTA 餐厨垃圾处理工艺主要运用德国 BTA 公司的湿式预分选与厌氧 发酵消化核心技术 并结合中国餐厨垃圾的特点配套而成 CN BTA 餐厨垃圾处理系统 能最大限度地将餐厨垃圾中可利用的资源全部回收与转化 产生数量可观的生物燃气和 有机肥料 生物燃气可直接用来发电并产出大量的热能 也可将生物燃气作为居民生活 用燃气或车辆燃料 有机肥料则可应用于园林绿化 果蔬种植等农林业领域 CN BTA 餐厨垃圾资源化处理工艺的组成部分 1 专用餐厨垃圾收集装置 专用餐厨垃圾收集装置能将餐厨垃圾简单地分离收集 在废水进入下水道之前 将 油 水分离 同时将餐厨垃圾中的残渣 碎骨 米粒 蔬菜 果核等杂物单独收集 它 为彻底治理餐厨垃圾污染 根除 潲水油 所带来的巨大危害提供了可靠的保障 也为进 一步进行的垃圾分类集中处理做好了准备 2 专用餐厨垃圾收运系统 专用餐厨垃圾收运系统由餐厨垃圾专用收运车与收集装置组成 收运车为全封闭结 构 收运时用真空吸污泵吸入餐厨垃圾 无需人工搬运 避免了收运过程中渗沥液对环 境的二次污染 避免了餐厨垃圾产生的恶臭对生活环境的影响 车辆燃料也可利用餐厨 垃圾处理中产出的生物燃气 双动力或混合动力可节约运输成本 3 BTA 垃圾湿式预处理与厌氧发酵系统 餐厨垃圾在预处理系统中将各类杂质进行自动分离 在厌氧发酵系统中餐厨垃圾中 有机物在微生物厌氧菌作用下 经过液化 产酸 产甲烷几个阶段将碳类化合物转化为 富含甲烷的生物燃气 整个处理过程在全封闭条件下完成 不产生异味 BTA 厌氧发酵 罐独特的气体搅拌系统 使消化过程充分完全 而且没有机械部分与处理物质接触 设 备运行稳定 不需维修 4 餐厨垃圾 有机垃圾 发酵自动检测控制堆肥系统 经过厌氧发酵后的餐厨垃圾残渣 可用于堆肥生产出高质量的有机肥 这一专利系 统由中央控制计算机 专用探测传感器 控制仪及组合通风装置组成 系统可按工艺要 19 求自动控制调整堆肥过程中氧气浓度以及温湿度等参数 根据微生物需氧量 有目的的 自动控制通风 显著改善提高堆肥质量 从根本上最大程度减少臭气的产生 5 CN BTA 垃圾处理自动操作控制系统 BTA 餐厨垃圾处理系统中所有设备及工艺过程完全由计算机控制 系统自动检测控 制垃圾处理过程中的工艺流程与参数 具备完善的监控 诊断及保护功能 系统中反应 的时间 温度 湿度 压力 氧气含量等各种参数全部显示在计算机监视屏幕上 系统 诊断功能可方便地查找并解决运行中的任何问题 CN BTA 餐厨垃圾处理工艺的特点 专门针对城市的餐厨垃圾处理设计 最大限度地使餐厨垃圾做到无害化 资源化 符合中国走可持续发展道路的政策 独特的 BTA 预处理系统 可使最终的有机肥达到农业肥料标准 满足绿色有机农 业肥市场的需求 全自动控制 操作全部自动化 减少对环境与工作人员的不良影响 封闭式运行 无臭气外溢 特有的厌氧发酵罐设计 可连续稳定运行 保证较高的生物燃气产量 气体搅拌方 式 无需维修 简单可靠 节约成本 生产出的优质可再生新能源 生物燃气 电 热 清洁可靠 解决能源紧缺矛盾 CN BTA 自动检测控制堆肥系统国际领先 降低能耗 无臭气 减少维护成本 提 高肥料质量 发酵残液重金属含量低 是一种营养丰富的可灌溉水 可用于城市绿化及园林植物 的灌溉 也可做为农业灌溉营养液体肥料 实现餐厨垃圾中水资源的回收 大大减 少了餐厨垃圾渗沥液对环境的污染 工厂流程紧凑 工艺先进 模块化工艺设计 灵活的配置降低了成本 为彻底解决 垃圾猪 地沟油 问题 保障人民群众的食品安全提供了技术保障 1 餐厨垃圾进料与湿式预处理 20 BTA 垃圾湿式分选预处理系统是目前全球这一领域最先进的 在这个系统中餐厨垃 圾中不能被生物降解的成分如塑料 玻璃 石头 骨头 各类金属 贝壳 木头 丝织 品等全被自动分拣出来 BTA 除砂系统甚至可将垃圾中直径 0 25 毫米的砂砾碎片分离 出来 有效地保证了餐厨垃圾资源化处理过程的顺利进行与最终产品的质量 2 厌氧发酵系统 BTA 湿式厌氧发酵罐中设有加气循环系统 在气体搅拌搅拌作用下餐厨垃圾物料充 分混合 有效地防止了物料沉淀和浮渣层板结 发酵罐中没有机械部件与垃圾物质接触 有效防止腐蚀 不需要维修也不需要停机 连续进料 提高了效率 系统的使用安全可 靠 3 垃圾发酵后出料 脱水 经过发酵后的餐厨垃圾浆料进入固液分离装置 水分大部分循环再使用到处理过程 中 多余的一小部分另行处理 餐厨垃圾经厌氧发酵后 除生成大量生物燃气外 其他 利于农作物生长的氮 磷 钾等元素均被完好保留在餐厨垃圾残渣中 4 自动检测控氧堆肥 脱水后的餐厨垃圾残渣使用 CN BTA 自动检测控制堆肥系统进行堆肥生产 按工艺 要求自动控制调整堆肥过程中氧气浓度以及温湿度等参数 生产出高质量的有机肥 5 生物燃气发电及综合利用 餐厨垃圾在厌氧发酵罐内产生的生物燃气 经脱硫净化处理送入储气罐 可作为清 洁的生活燃气及动力燃料 使用热电联供装置 CHP 就可利用这些燃气进行发电 同 时产出大量热能 6 处理过程中的废物处理 在餐厨垃圾处理过程中 废水大部分在生产过程中循环使用 多余的废水中重金属 含量少 营养成分高 是一种可灌溉营养肥料液 可直接用于城市的绿化 园艺及农业 气体处理系统将生产车间与设备中产生的臭气收集到过滤装置 经生物过滤处理达标后 才排放 好氧处理技术 21 餐厨垃圾高温好氧堆肥小试研究餐厨垃圾高温好氧堆肥小试研究 1 实验部分 1 1 实验材料 按粉碎的餐厨垃圾和锯末质量比为 3 1 可将混合堆料的含水率控制在 55 左右 的 比例混合均匀 进行小规模堆肥试验 其中 餐厨垃圾取材于北京工商大学香草餐厅 锯 末购买于北京木材加工厂 实验材料的理化性质如表