餐厨垃圾生物处理ppt课件.pptx

餐厨垃圾生物处理的现状 1 目录 1 餐厨垃圾的定义 现状及危害2 餐厨垃圾常用处理办法3 餐厨垃圾微生物资源循环处理技术4 餐厨垃圾生物处理优点及存在难题 2 餐厨垃圾 餐厨垃圾 指的是食品加工 餐饮服务 单位供餐活动中产生的食品残余和加工废料 俗称泔脚 是居民在生活消费过程中形成的生活废物 极易腐烂变质 散发恶臭 传播细菌和病毒 3 餐厨垃圾现状 餐厨垃圾主要成分包括米和面粉类食物残余 蔬菜 动植物油 肉骨等 从化学组成上 有淀粉 纤维素 蛋白质 脂类和无机盐 厨余的主要特点是有机物含量丰富 水分含量高 易腐烂 其性状和气味都会对环境卫生造成恶劣影响 且容易滋长病原微生物 霉菌毒素等有害物质 一分钟前还是佳肴 一分钟后成了垃圾 由于饮食文化和聚餐习惯 餐厨垃圾成了中国独有的现象 中国餐桌浪费惊人 每天产生巨量的餐厨垃圾 4 来自北京市发展改革委的数字 北京市每天产生1200吨餐厨垃圾 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 专家认为 营养丰富的餐厨垃圾是宝贵的可再生资源 但由于尚未引起重视 处置方法不当 它已成为影响食品安全和生态安全的潜在危险源 虽然处置不当会产生严重的后果 但餐厨垃圾也并非一无是处 国家发改委环资司副司长何炳光指出 餐厨垃圾具有废物与资源的双重特性 可以说是典型的 放错了地方的资源 5 餐厨垃圾的特点 餐厨垃圾是食物垃圾中最主要的一种 包括家庭 学校 食堂及餐饮行业等产生的食物加工下脚料 厨余 和食用残余 泔脚 其成分复杂 主要是油 水 果皮 蔬菜 米面 鱼 肉 骨头以及废餐具 塑料 纸巾等多种物质的混合物 我国餐厨垃圾数量十分巨大 并呈快速上升趋势 餐厨垃圾具有显著的危害和资源的二重性 其特点可归纳为 含水率高 可达80 95 盐分含量高 部分地区含辣椒 醋酸高 有机物含量高 蛋白质 纤维素 淀粉 脂肪等 富含氮 磷 钾 钙及各种微量元素 存在有病原菌 病原微生物 易腐烂 变质 发臭 滋生蚊 6 餐厨垃圾的危害 餐厨垃圾中的主要成分有粮食 蔬菜 油类 肉骨等 富含淀粉 蛋白质 脂肪 无机盐以及微量元素 是名副其实的 宝贝 由于处理过程中监管不力 方法不当 大部分泔水进入私人作坊回收体系 除了喂猪之外 还有部分被少数不法分子用来提炼食用油 流入食品市场 重上市民餐桌 垃圾猪 和 地沟油 难以杜绝 给人类健康带来极大威胁 通过微生物技术的有机处理 可以变有害为无害 7 餐厨垃圾的危害 1 污染环境 影响市容 因餐厨垃圾含有较高的有机质和水分 容易受到微生物的作用 而发生腐烂变质现象 且废弃放置时间越久 腐败变质现象就越发严重 特别是到了夏季 温度较高 腐烂变质也越快 这时候容易产生大量的渗滤水以及恶臭气体 滋生蚊虫 对环境卫生造成恶劣影响 何晟 2010 1 8 2 危害人体健康 餐厨垃圾中的肉类蛋白以及动物性的脂肪类物质 主要来自于提供肉类食品的那些牲畜家禽 牲畜在直接吃食未经有效处理的餐厨垃圾后 容易发生 同类相食 的同源性污染 并造成人畜之间疫病的交叉传染 危害人体健康 并可能促进某些致命疾病的传播 如历史上大规模爆发的传染病 1986年英国出现的疯牛病 口蹄疫等 2 刘卓宝 2001 再比如说 在许多地方传播的禽流感等的起因 可能是由于病牛 病羊或病猪的尸体被制成了成了动物饲料 从而引起疾病的大规模传染 Haug 1993 3 9 3 传播疾病 餐厨垃圾的露天存放会招致蚊蝇鼠虫的大量繁殖 其是疾病流传的主要媒介 李小卉 2006 4 4 餐厨垃圾中堆放时产生的下渗液进入到污水处理系统 会造成有机物含量的增加 从而加重污水处理厂的负担 增加运行成本 综上所述 餐厨垃圾对环境和人群的危害已十分严重 是城市环境一个重要污染源 对人们的正常生活与身体健康构成了威胁这一问题已经引起了政府的高度重视和人们的广泛关注 10 面对每天都会产生大量餐厨垃圾的餐饮单位 食堂等处 需要大规模集中处理 目前国内外主要的处理方法有 焚烧 堆肥 湿热处理 生产生物柴油 蛋白饲料 厌氧发酵产氢 高温炭化处理等 11 餐厨垃圾的常规处理办法 焚烧处理 目前 对于多数垃圾处理技术较落后或垃圾分类不严格的地方 通常餐厨垃圾会与生活垃圾一起焚烧处理 焚烧处理法对于垃圾减量化很有效 能够达到减量90 或更高 5 对于一些技术较发达的地区 垃圾焚烧厂会利用垃圾焚烧产生的热量发电 以获得经济效益 但由于餐厨垃圾的特殊性质 垃圾焚烧处理会产生大量的有害气体 不能满足无害化的要求 对于霉变 严重变质和已被化学污染的餐厨垃圾则应采用焚烧法进行处理 12 13 14 堆肥处理 蚯蚓堆肥蚯蚓本身是一种杂食性腐生生物 在其新陈代谢过程中会吞食大量有机物 并将其与土壤混合 通过砂囊的机械研磨作用和肠道中生化作用促进有机物分解转化 6 蚯蚓消化道可分泌蛋白酶 脂肪分解酶 纤维分解酶 甲壳酶 淀粉酶等 能有效分解餐厨垃圾 同时还能抑制堆肥过程中产生的臭味 7 15 16 密封式容器堆肥美国的餐厨垃圾堆肥处理以密封式容器堆肥为主 8 由于餐厨垃圾含有大量病菌 因此密封式堆肥多采用好氧的方式 以利用堆体产生的高温来杀灭病菌 6 密封式容器堆肥能有效减少因堆肥散发的酸臭味和由此孳生的害虫 是一种对周边环境影响较小的堆肥方式 它常常连接一个可以除去在堆肥初期产生的挥发性脂肪酸 VFA 的生物过滤装置 以进一步降低对环境的影响 17 厌氧堆肥餐厨垃圾经过分拣 粉碎等预处理之后 可用于厌氧发酵 在厌氧发酵过程中 首先利用厌氧菌将多糖 蛋白质 脂质等有机物水解 再由产醋酸细菌 如胶醋酸菌和某些梭状芽孢杆菌将高级脂肪酸分解为醋酸和氢 最后由甲烷菌将醋酸分解 生成cH 和cO 9 发酵后的固体物质中含有氮 磷 钾等适于农作物生长的元素 可加工后作为肥料 而以甲烷为主的发酵气体通过净化装置除杂质 所得的甲烷可送到发电系统进行发电 10 餐厨垃圾的厌氧发酵可以实现充分的资源化 18 19 湿热处理 湿热处理是在含水环境中通过热水解反应处理餐厨垃圾 使其结构和性能发生物理化学变化 促进固体脂肪溶出的方法 11 反应完成后 上层为油相 下层为固相 固相可通过过滤后处理 最终可制成饲料或肥料 而上层油脂也可进一步回收利用 与其他方法相比 它不仅实现了资源化 而且更容易实现消毒灭菌 12 20 生产生物柴油 生物柴油是指动植物油脂通过酯交换反应生成的脂肪酸甲酯等低碳酯类物质 生物柴油是一种优质的可再生替代能源 与石化柴油相比 它可以使s0 等硫化物的排放量减少约30 C0 等温室气体的排放量减少60 13 餐厨垃圾粗加工提炼垃圾油后 加入甲醇和催化剂浓H sO 发生酯交换反应 经过静置沉淀分层并清洗 除甲醇后干燥除水 即得生物柴油成品 21 目前 国际上利用餐厨垃圾生产生物柴油的方法还有超临界甲醇法 14 和生物酶法 15 超临界甲醇法无需催化剂 无副产物产生 利用甲醇在超临界状态下的特殊性质 可使酯交换反应在几分钟内完成 生物酶法则是加人高活性的生物酶作为催化剂催化反应发生 该方法对环境友好 且产物符合要求 22 发酵生产蛋白饲料 发酵生产蛋白饲料该技术利用微生物发酵餐厨垃圾中的有机物 使其转化为高蛋白含量的产物以制成蛋白饲料 此方法处理餐厨垃圾的周期较短 产率高且耗能低 是一种比较理想的餐厨垃圾处理方法 可采用以2 2 l的黑曲霉 热带假丝酵母 枯草芽孢杆菌为混合菌剂 接种量1 添加1 5 尿素 30 发酵48h后晾晒 烘干生产蛋白饲料 16 也可以用餐厨垃圾乳酸发酵残渣 添加2 5 的尿素 30 发酵3h后晾晒 烘干制成蛋白饲料 17 目前 已有利用此项技术处理餐厨垃圾的工厂建成使用 18 23 24 厌氧发酵产氢 传统的化学法产氢能耗大且成本高 而利用餐厨垃圾厌氧发酵产氢成本低廉 还可实现餐厨垃圾处理的无害化 减量化 资源化 被认为是最有发展前景的处理技术之一 厌氧发酵产氢通过发酵产氢微生物的生理代谢进行 发酵产氢的微生物主要有肠杆菌属 Enterobacter 梭菌属 clostridium 埃希氏肠杆菌属 Escherichia 和杆菌属 Bacillus 4大类 19 在发酵过程中通过对有机物的脱氢作用 平衡氧化还原过程中的剩余电子 以保证代谢过程的顺利进行 其产氢途径主要分为3种 丙酮酸脱羧作用产氢 在丙酮酸脱氢酶和氢化酶的作用下重组 甲酸裂解产氢 通过辅酶I NADH或NAD 的氧化还原平衡调节作用产氢 20 25 26 高温炭化处理 该技术是在400 500 的高温和几乎无氧的条件下烧蒸餐厨垃圾废渣 再将产生的气体在800 的高温下 二恶英在此温度下分解 进行二次加温20h 使餐厨垃圾变为炭化物 炭化物可被用作地板除湿剂 土壤改良剂 白蚁驱除剂和建材石板等 以实现餐厨垃圾处理的资源化 20 27 其他处理方法 固态发酵生产生物农药餐厨垃圾的成分适于微生物的发酵 采用微生物发酵生产生物农药也成为当前的研究方向之一 目前最常用的菌种为苏云金芽孢杆菌 Bt 其有效成分为伴孢晶体或杀虫蛋白 伴孢晶体在昆虫的碱性肠道中能被活化形 一成内毒素 破坏肠壁的上皮细胞 引起致死的败血病 从而造成昆虫全身麻痹致死 生物农药对人畜无害 对环境影响很小 是新型的绿色农药 用Bt固态发酵处理餐厨垃圾 设备要求较低 工艺简单 产品具有巨大的经济效益和应用前景 且可实现餐厨垃圾的无害化 资源化处置 28 发酵产燃料酒精该方法利用运动发酵单胞 Zymomonasmobilis10225 对餐厨垃圾进行发酵 以生产酒精 22 由于餐厨垃圾易被微生物降解 目前主要集中在利用微生物发酵处理餐厨垃圾中各种可以利用的资源 生物处理法处理餐厨垃圾对环境的影响较小 且成本相对较低 可回收能源并产生对人类有益的二次产物 成为处理餐厨垃圾的主流方法 29 30 31 餐厨垃圾含有较丰富的营养物质 可提供微生物生长需要的淀粉 纤维素 糖类等物质 用微生物对其进行发酵 一方面可以通过接种前的高温灭菌杀灭那些有害病原菌 另一方面通过接种有益的微生物改善去组成成分 另外产生大量的单细胞菌体蛋白得到积累 另外也避免了餐厨垃圾对环境和人体所可能造成的威胁 从而实现餐厨废物的无害化 资源化利用 32 参考文献 1 何晟 浅析餐厨垃圾利用处置不当产生的危害 J 环境卫生工程 2010 18 4 13 15 2 刘卓宝 令全世界恐慌的疯牛病 J 上海预防医学 2001 13 5 15 20 3 HaugR T Thepracticalhandbooxofcompostengineering J LewisPublishers 1993 2 285 4 李小卉 餐厨垃圾的危害及综合治理对策 J 研究与探讨 2006 11 11 24 25 5 付婉霞 王会红 餐厨垃圾资源化技术及应用 J 建设科技 2008 s2 94 95 6 王星 王德汉 张玉帅 等 国内外餐厨垃圾的生物处理及资源化技术进展 J 环境卫生工程 2005 13 2 25 29 7 RundbergetT skaarI FlaoyenA ThePrensenceofPrensenceofandPenicolliumandPenicilliummycoloxinsinF00dwaste J IntJ dMicmbiol 2004 90 181 188 8 AmnconNQ EdwardscA BiermanP eta1 IIlfluencesofvenllicom postsonFieldStmwberries 1 EffectsonGmwthandYields J BioresourceTechnol 2004 93 2 145 153 9 刘会友 王俊辉 赵定国 厌氧消化处理餐厨垃圾的工艺研究 J 能源技术 2005 26 4 151一154 10 陈国美 餐厨垃圾生产肥料管理研究 D 天津 天津大学 2007 11 杜欣 陈婷 李欢 等 2种典型餐厨垃圾资源化处理工艺的环境影响分析 J 环境工程学报 2010 4 1 189一194 12 任连海 聂永丰 刘建国 等 餐厨垃圾湿热处理的影响因素 J 清华大学学报 自然科学版 2006 46 9 155l 1554 1559 13 张龙生 刘拓 餐厨垃圾生产生物柴油现状及对策 J 环境卫生工程 2009 17 6 50一52 14 HeHY WangT ZhuSLContinuousPmductionofBiodieselFuelfromvegetableOilUsingsupercriticalMethnolProcess J Fuel 2006 35 7 l一6 15 钱伯章 朱建芳 生物燃料生产和技术发展趋势 J 当代化工 2005 34 6 361 365 33 16 龚仁 宋鹏 陈五岭 餐厨垃圾发酵生产生物活性蛋白饲料的工艺研究 J 饲料工业 2008 29 24 39 42 17 王孝强 尹玮 汪群慧 等 餐厨垃圾乳酸发酵残渣生产蛋白饲料的研究 J 哈尔滨商业大学学报 自然科学版 2008 24 4 404 408 18 梅耀武 将餐厨垃圾变为生物肥料和生物饲料 BGB