上海市分类后家庭厨余垃圾理化特性分析

1、    上海市分类后家庭厨余垃圾理化特性分析    夏旻邰俊余召辉摘要选择上海市不同区域（内环、内外环间、外环）的6个小区，对小区内分类后的家庭厨余垃圾进行采样、分析。通过对样品的采集，积累上海市厨余垃圾理化特性基础数据，为厨余垃圾后续资源化处置提供参考。关键词上海市厨余垃圾；理化特性；资源化利用s181.3a0517-6611（2015）07-276-03physical and chemical characteristics analysis of the kitchen waste in shanghaixia min1， tai jun1， y

2、u zhao-hui2（1. shanghai institute for design & research on environmental engineering， shanghai 200232； 2. shanghai environmental sanitation engineering design institute， shanghai 200232）abstractselecting six residential areas from different districts in shanghai （inside inner ring elevated road，

3、 between the inner and outer ring， outside the outer ring highway）， the kitchen wastes after classification were sampled and analyzed. based on basic data of physical and chemical characteristics of kitchen wastes， the study will provide reference for kitchen wastes resource utilization.key wordskit

4、chen wastes in shanghai； physical and chemical characteristics； resource utilization厨余垃圾、菜场垃圾和餐厨垃圾可以统称为有机湿垃圾。相对于厨余垃圾和菜场垃圾，上海市对餐厨垃圾的收、运、处等管理体系的建立起步较早。从2006年开始，上海市陆续出台上海市餐厨垃圾自行收运管理办法、上海市人民政府办公厅印发关于进一步加强本市地沟油整治和餐厨废弃物管理工作意见的通知（沪府办201046号）、上海市实施中华人民共和国食品安全法办法、上海市人民政府办公厅转发市食品安全委员会办公室关于进一步加强本市餐厨废弃油脂从严监管整治工

5、作实施意见的通知（沪府办发201154号）、上海市餐厨垃圾处理管理办法（上海市人民政府令第98号）、上海市餐厨废弃油脂处理管理办法（上海市人民政府令第97号）等相关法律规范，为餐厨垃圾收费、收运/处置单位的资质确认等提供了依据。上海市从2011年开始进行生活垃圾干、湿分类工作，随着分类工作的逐步推进，湿垃圾处理量呈逐年增长趋势。对于分类后的湿垃圾处置，上海市基本沿用餐厨垃圾的处置办法，目前以堆肥处理为主，但是由于相关技术研究工作起步较晚，厨余垃圾基础特性数据较为匮乏，居民家庭源头数据的采集对厨余垃圾特性数据库的建立是一个很好的补充。另外，对于餐厨垃圾的处理，餐厨垃圾处理技术规范（以下简称技术规

6、范，已在2013年5月1日起正式实施。技术规范中对餐厨垃圾的堆肥、厌氧及饲料化处置等技术手段的工艺参数有了明确的规定。作为有机湿垃圾的一种，厨余垃圾的资源化处置同样也可借鉴技术规范。但是，与餐厨垃圾相比，厨余垃圾的含水率、含油率、含盐率等指标有所不同。对厨余垃圾源头数据的采集、整理，可以为垃圾预处理手段的选择提供重要依据，提高厨余垃圾对后续资源化处理的适用性。1居民小区厨余垃圾采样方案采样在2014年下半年（79月）进行，选择上海市不同区域内（内环以内、内外环间、外环以外等3个区域）的6个街道，对分类后的家庭厨余垃圾样品进行采集，并对该批样品进行含水率、脂肪、蛋白质、重金属等16项指标的测试，

7、最终形成家庭厨余垃圾源头特性基础资料。样品测试的具体指标见表1。表1厨余垃圾理化特性测试指标序号测试指标序号测试指标1含水率5含固率2脂肪6元素分析（c、h、n、s、o、cl）3蛋白质7重金属（pb、cr、hg、as、cd ）*4含盐量注：*重金属、有机质仅为湿垃圾厨余组分的含量。该研究中样品分析包括现场分析和实验室分析。现场分析主要测试垃圾的容重和组分；实验室分析主要测试垃圾的含水率、发热量、有机质、重金属等。具体方法依据见表2。表2监测方法依据序号指标方法依据1含水率生活垃圾采样和分析方法（cj/t 313-2009）2脂肪食品中脂肪的测定（gb/t 5009.6-2003）3蛋白质食品安

8、全国家标准 食品中蛋白质的测定（gb 5009.5-2010）4含盐率 食品中氯化钠的测定 （gb/t 12457-2008）5含固率含固率=100%-含水率-脂肪6元素元素分析仪方法通则（jy/t017-1996）、煤中氯的测定方法（gb/t 3558-1996）7重金属pb/cr/cd水和废水监测分析方法电感耦合等离子体原子发射光谱仪法 hj/t 300-20078重金属hg/as水和废水监测分析方法原子荧光法 hj/t 300-20072厨余垃圾理化特性分析2.1厨余垃圾物化特性分析从2011年开始，笔者就已联合其他单位开展上海市垃圾分类问卷调查。通过对反馈数据的统计，2011年45.1

9、4%的居民知晓现行的垃圾分类方式，试点小区居民选择的正确率明显大于非试点小区的正确率。2013年，课题组针对居民、大学生、中小学生发放并回收6 600份问卷调查。结果显示，54.06%以上的居民、90.1%的中小学生以及66%的大学生“非常了解”或者“部分了解”垃圾分类工作，89.02%的受访者基本上能够区分目前正在推行的“干湿”两分方式，而且试点小区和非试点小区的知晓率并未出现很大差别。2013年与2011年的调研结果表明，市民整体上对垃圾分类知晓率在提高，学生群体的接受程度和参与意愿较高，但市民的参与率和正确投放率却不尽如人意。课题组在进行现场调研时发现除了像闸北杨波小区的居民参与率、正确

10、投放率可以实现90%以上外，大多数小区的正确投放率仅有10%20%，剩余的指标完成都依靠保洁员二次分拣，在保洁员没有进行二次分拣的区域，垃圾在进入处理设施后还需进行再次分拣后才能处理。调研发现，大部分人还是认为垃圾分类收集、运输、处理是政府的职责，主动参与垃圾分类的意愿并不强烈。对选定的6个小区的厨余垃圾样品进行物化特性分析，分析指数包括厨果类含量、含水率和含固率等指标，结果如表3所示。由表3可以看出，6个小区的厨余垃圾经小区保洁员进行二次分拣后，厨果类含量很高，使得这些垃圾在末端进行资源化处置时的工作量极大地降低。根据对样品采集小区的观察，课题组选择的6个小区基本都有保洁员对居民投放的垃圾进

11、行二次分拣，采集到的样品属于二次分拣后的垃圾，因此垃圾中厨果类含量较高。通过厨果类含量的采集数据，可以说明上海市生活垃圾干湿分类的推进工作虽然困难重重，但依然稳步向前。如果居民群众能在家中就进行较为彻底的干、湿垃圾分类工作，还可以减轻小区保洁员在源头分类的工作量，因此推进生活垃圾分类，提高群众分类意识已是厨余垃圾资源化利用顺利推进的重要环节。表3居民小区分类后厨余垃圾物化特性%2.2厨余垃圾元素分析对选定的6个小区的厨余垃圾样品进行元素分析，结果如表4所示。由表4可以看出，源头厨余垃圾的c/n比基本在14%20%左右。c/n是指原料中有机碳素和氮素含量的比例关系，微生物生长对c/n有一定的要求

12、。对于厌氧消化工艺，厌氧消化适宜的c/n以（2530）1为宜。如果c/n太高，细胞的氮含量不足，系统的缓冲能力低，挥发性有机酸积累，ph容易降低。另外，c/n过高还会导致产甲烷菌快速消耗氮源，从而影响沼气产量。c/n太低，氮量过多，ph可能上升到8.5以上，氨氮容易积累，会抑制消化进程。对于堆肥系统而言，温度是影响微生物活动和堆肥工艺过程的重要因素， 温度的高低决定堆肥速度的快慢。堆肥温度变化总体上分为4个阶段：升温期 （初始温度50 ）、高温期 （50 以上）、降温期（3550 以下）和稳定期（35 以下）。c/n比的变化会影响高温期的持续时间、最高温度、大于55 的时间、降温期持续时间等工

13、艺参数，进而影响堆肥产品品质和应用价值。因此，物料厨余垃圾在末端处置时无论采用何种资源化技术，都应注意反应器内垃圾c/n比的变化。表4厨余垃圾元素分析表5厨余垃圾生化特性2.3厨余垃圾生化特性分析对选定的6个小区的厨余垃圾样品进行生化特性分析，分析指标包括脂肪含量、蛋白质含量和含盐量等，结果如表5所示。由表5可以看出，上海市居民厨余垃圾中脂肪、蛋白质和含盐量均较低，这与居民生活习惯有很大关系。与餐饮单位相比，居民家中烹饪所用油、盐量明显减少，加上上海市所在的本帮菜系本身口味较淡，居民家常菜中3种指标的含量都比较低。另外，厨余垃圾中有一部分居民丢弃的水果、菜叶，也降低了垃圾中脂肪、蛋白质和含盐量

14、。2.4厨余垃圾重金属含量分析食品中的重金属含量一直是人民群众关心的热点问题之一。通过对厨余垃圾中镉、铬、铅等重金属元素的测定，可以为食品受重金属污染程度提供部分信息。课题组对选定的6个小区的厨余垃圾样品进行重金属含量测试，结果如表6所示。由表6可知，上海市厨余垃圾中的重金属水平比较理想，监测到的5种重金属含量均低于食品中污染物限量（gb2762-2012）的规定限值，说明居民食用果蔬较为安全卫生。在我国，蔬菜和畜禽赖以生长的水体和土壤已经受到了不同程度的重金属污染，另外空气中的重金属也会沉积在水体和土壤中。通过动植物的富集作用，重金属在蔬菜和肉禽体内积累，最终将被处在食物链最上端的人类摄入。

15、另外，由于市场上仍存在地沟油、劣质炊具等违法违规产品，这些产品上的污染物质也会通过不同的烹饪方式进入食物。因此，土壤和食品中的重金表6厨余垃圾重金属含量mg/kg（湿基）采样地点镉铬铅汞砷外环外小区一0.0140.7200.3890.0230.20.0350.6210.4050.0130.2外环外小区二0.0391.2000.5400.0430.50.0562.7400.5460.0500.4内外环间小区一0.0451.2600.4660.0251.20.2261.3400.5630.0161.3内外环间小区二0.0531.6800.4730.0301.70.0751.5600.5220.02

16、61.7内环内小区一0.0573.2301.9000.0271.60.0462.1001.4600.0351.4内环内小区二0.0331.1500.2720.0320.70.0523.0800.4320.0290.4属水平无论何时都是值得人们警惕的问题。重金属的存在除对摄入人自身的损害之外，对有机垃圾的末端资源化也有影响。现有资源化方式都以生化处理为主，生化反应中的微生物对重金属比较敏感，若餐厨垃圾中含有较多重金属，无疑提高预处理压力。根据张静等的研究1，传统的堆肥技术对餐厨垃圾中的pb、cd、ni、cu、zn和cr等典型重金属元素虽不能消解，但可以将这些重金属元素稳定络合在堆肥产品中，降低重

17、金属的迁移性，使进入土壤的重金属总量减少。而厌氧技术却正好相反，根据燕艳等的研究2，利用不同厌氧消解工艺对餐厨垃圾进行处理，最终形成的残余物中重金属含量较餐厨垃圾原料有所增加，因此对厌氧处理残余物的处置与利用需注意重金属问题。3小结（1）对上海市内不同区域的6个街道的分类后厨余垃圾进行采样分析，结果发现垃圾中厨果类的含量在70%90%之间，高于上海市生活垃圾分类平均水平，根据笔者所在单位对上海市生活垃圾的分类情况的长期跟踪研究，小区内干、湿垃圾的分类任务主要由保洁员承担，如小区居民能在家中进一步提高垃圾分类率，上海市生活垃圾分类水平将进一步提高。（2）对选定的6个街道进行厨余垃圾理化特性全面检测，由检测结果可知，上海市厨余垃圾含水率在73%89%之间，c/n比在1420之间，脂肪含量在0.7%2.1%之间，蛋白质在1.25%2.15%之间，含盐率在0.09%0.29%之间，重金属含量均低