餐厨垃圾特性分析及资源化处理现状

餐厨垃圾特性分析及资源化处理现状摘要：不科学的处理餐厨垃圾会造成环境污染、危害人体健康，同时也是对资源的浪费。本文分析了餐厨垃圾的特点及成分，通过国内外餐厨垃圾处理技术对比及昆明市餐厨垃圾资源化处理实例，提出了餐厨垃圾资源化处理的必要性。关键词：餐厨垃圾；资源化处理；处理现状FoodWasteCharacterizationandTreatmentStatuesofResourcefulDisposalKongWei-li,LiXiao-hua(ShanghaiDuodaEnvironmentalProtectionIndustryCo.,Ltd.，Shanghai200237)ABSTRACT：Iftreatfoodwasteimproperly,itwillpolluteenvironment,endangerhuman’shealthaswellaswasteresourse.thecharacteristicsandcompositionwereanalysed,thepaperresearchesfoodwasteprocessingstatuesinworldwideandanalyzetherecycledusetreatmentoffoodwasteinKunming.Thenecessityofrestaurantgarbageresourcefuldisposalwasproposed.KEYWORDS:foodwaste；resourcefuldisposal；treatmentstatues1.前言餐饮垃圾是食物垃圾中最主要的一种，北京市市政管理委员会2005年第5号通告《北京市餐厨垃圾收集运输处理管理办法》中对餐厨垃圾进行了界定：法所称餐厨垃圾，是指宾馆、饭店、餐馆和机关、部队、院校、企业事业单位在食品加工、饮食服务、单位供餐等活动过程中产生的食物残渣、残液和废弃油脂等废弃物。我国餐饮垃圾数量十分巨大，并呈快速上升趋势。随着对城市管理的提升,以及餐厨垃圾自身特点，对餐厨垃圾实行单独收集和处理处置是未来发展的方向。本文针对餐厨垃圾的特点，着重分析其处理处置的方法，为其资源化、无害化、减量化提供新思路。2.餐厨垃圾特点及产量2.1餐厨垃圾特点2.1.1具有显著的废物和资源的二重性（1）富含淀粉、脂肪、蛋白、纤维素等有机物，氮、磷、钾、钙以及各种微量元素，有毒有害化学物质（如重金属等）含量少，营养丰富，是制作动物饲料和有机肥的丰富资源；（2）腐烂变质速度快，易携带滋生病菌：口蹄疫、沙门氏菌、弓形虫、猪瘟病菌等。直接利用和不适当的处理会造成病原菌的传播和感染；（3）潲水油、地沟油被加工为食物油，直接危害人类健康。2.1.2处理难度大（1）在温度较高的条件下，腐烂变质速度快，从产生到处理的时间长会使其回收利用价值降低；（2）含水率（70％－90％）、油脂含量(1%－5%)和NaCl（1％－3％）含量远比国外高。餐饮垃圾随地点、场所以及季节的变化有所不同。韩国典型的餐饮垃圾成份含有48.4%碳，6.9%的氮，氮比均质为7.0，含水率为80.3%。从化学组成上看，有淀粉、纤维素、蛋白质、脂类和无机盐等，其中以有机组份为主。上海同济大学为研究餐饮垃圾处理方法，曾对餐饮垃圾进行抽样分析检测，结果见表1。表1餐厨垃圾成分抽样检测结果2.2餐厨垃圾产量2.2.1厨余厨余垃圾约占居民产生生活垃圾量的30%～70%。北京大学环境科学与工程学院发布的一份研究报告显示，在北京市生活垃圾的成分中，厨余垃圾占69.32%、塑料制品占9.78%，纸类、金属、玻璃等其它垃圾占20.9%。2.2.2餐饮垃圾据调查，一家中型宾馆一天的餐厨垃圾约400公斤,其中食品加工过程中产生的废料和餐桌上吃剩的废弃食品各占50％。我国城镇人口平均产生餐厨垃圾0.1kg/（人•天），城镇常驻人口、旅游、进城务工等流动人口，每年造成全国城镇餐饮垃圾产生量约为6000万吨。2.2.3典型城市餐饮垃圾产生量下表是国内城市餐厨垃圾产生量：表2餐厨垃圾产生量3.餐厨垃圾处理现状目前餐饮垃圾处理的主要技术包括填埋、焚烧、厌氧消化、好氧堆肥、直接烘干作饲料和微生物处理技术。国外较先进的餐饮垃圾处理技术主要分布在欧洲国家，韩国、日本餐饮垃圾处理技术也较为先进[1]，但是我国餐饮垃圾无论从成分上还是从分选程度上都与国外有较大的差别，国外的处理技术并不适合中国的餐饮垃圾处理，况且国外技术大部分关键设备尚未实现国产化，设备成本非常高，国外餐饮垃圾处理技术在国内尚无成功应用的先例。目前国内餐饮垃圾处理大规模应用的工程实例较少，主要集中在北京、上海等大城市。3.1填埋处理技术餐饮垃圾填埋处理技术在国内尚无成功应用的先例，其主要优缺点如下：其优点是处理量大，运行费用低；工艺相对较简单。其缺点是占用大量土地，耗用大量征地等费用；填埋场占地面积大，处理能力有限，服务期满后仍需新建填埋场，进一步占用土地资源；餐饮垃圾的渗出液会污染地下水及土壤，垃圾堆放产生的臭气严重影响空气质量，形成不可逆的对周围大范围的大气及水土的二次污染；没有对垃圾进行资源化处理。欧盟提出了垃圾填埋指南（CD1999/31/EU/1999）三个阶段性目标，第一阶段，2006年，进入填埋场的有机物在1995年的基础上削减25%；第二阶段，2009年，进入填埋场的有机物在1995年的基础上削减50%；第三阶段，2016年，进入填埋场的有机物在1995年的基础上削减65%。德国、奥地利、瑞士等国提出了更高的要求，限制进入填埋场的填埋物总有机碳在5%以下。在当前土地资源紧缺、人们对环境影响的关注度越来越高的大前提下，填埋处理技术明显不适合我国餐饮垃圾的实际情况。但作为餐饮垃圾分选处理后不适宜生化处理的物料一种最终处理手段，是餐饮垃圾处理的一个必要环节。3.2焚烧处理技术焚烧是垃圾中的可燃物在焚烧炉中与氧进行燃烧过程，焚烧处理量大，减容性好，焚烧过程产生的热量用来发电可以实现垃圾的能源化。但由于餐饮垃圾70%以上为液体部分，热值较低，不适合用来发电；同时燃烧会产生烟气等大量有害气和有害烧结渣等固体残渣，从一种污染转化为另一种更为严重、更为广泛的污染。与填埋技术一样，餐饮垃圾焚烧处理技术在国内也没有成功应用的先例，其主要优缺点如下：其优点是焚烧处理量大，减容性好；热量用来发电可以实现垃圾的能源化。其缺点是对垃圾低位热值有一定要求；餐饮垃圾水分含量高会增加焚烧燃料的消耗，增加处理成本；焚烧厂垃圾贮坑储存，会增加坑内的浸出水量。由于生活习惯不同及餐饮垃圾收集分类程度的不同，我国餐饮垃圾与国外餐饮垃圾差异较大，其特点是热值低、含水量高，很难进行焚烧处理，例外焚烧处理投资过高，国内外应用经验较少，不是餐饮垃圾处理的主流技术[3]。3.3堆肥处理技术堆肥技术工艺流程如下图1：图1堆肥技术工艺流程图堆肥处理有以下缺点：（1）餐厨垃圾未经过有效的前分选，堆肥产品质量差，销路难以打开。（2）采用高温堆肥工艺，能耗大，运行成本高。（3）堆肥工艺控制参数多，对自动化控制要求高，工艺控制难度大，很难稳定运行。3.4饲料化处理技术饲料化处理技术主要采用物理手段将餐饮垃圾经过高温加热，烘干处理，杀毒灭菌，除去盐分等，可以最终生成蛋白饲料添加剂、再生水、沼气等可利用物质。国内应用代表工艺：宁波开诚。工艺流程图：图2饲料化处理工艺流程图其优点是机械化程度高，资源化程度高；占地较小。其缺点是难于从根本上避免蛋白同源性问题，人们对其用作饲料存在一定的顾虑。张博润对饲料产品的安全性提出：在进行微生物发酵时，用做生产微生物肥料的菌种是不能用来发酵生产生物饲料的，而我们有的企业就这么干。我国农业部1126公告明确规定用于微生物饲料添加剂只有16种，比如说枯草芽孢杆菌、乳酸肠球菌、嗜酸乳杆菌、酿酒酵母、沼泽红假单细胞菌、乳酸杆菌等，若在生产中使用未经批准的其他微生物菌种，都是违规违法的。3.5机械分选+厌氧消化技术在国外，有机垃圾厌氧消化技术是从20世纪70年代伴随能源危机而发展起来的，特别是近20年发展最快。在一些国家，该项技术已成功实现市场化，如德国、比利时及瑞士等国家。国外有机垃圾处理多采用机械分选+厌氧发酵技术，该组合技术，可实现垃圾资源化、无害化及减量化的目标。在欧洲，由于限制有机垃圾填埋，欧盟规定TOC超过5%的垃圾不允许进入填埋场，大大促进了机械生物处理的应用，在我国，机械生物处理也开始在发展，目前国内上海、重庆已有在建工程项目。3.6其他处理技术除了以上处理技术外，餐厨垃圾的处理还有物理破碎技术、好氧堆肥、菌种扩培等。4.餐厨垃圾案例分析根据昆明市餐厨垃圾的特点及工艺对比分析，昆明市餐厨垃圾资源化处理采用湿式高温两相连续式厌氧消化工艺。4.1昆明市餐厨垃圾特点通过对昆明市餐厨垃圾成分分析与调查，确定昆明市餐厨垃圾中主要有食物、纸张、金属、惰性物质、玻璃、细小杂质及其他有机物，各组分含量见表3、表4：表3餐饮垃圾组分表4昆明市餐饮垃圾的理化性质（其中碱度以caco3）计）4.2昆明市餐厨垃圾资源化处理工艺分析昆明市主城区餐饮垃圾含水率高，适合采用湿法厌氧消化工艺；相对于高温厌氧消化技术而言，中温技术存在着无害化程度不高等问题，因此适合采用高温厌氧消化技术；由于单相厌氧消化工艺简单，设备运转维护费用低，在经济上占优势，并且目前单相厌氧消化工艺在工程上应用中占90%以上，采用单相厌氧消化工艺；最后从系统占地、产气效率等因素考虑，适合采用连续式厌氧消化工艺。4.3昆明市餐厨垃圾资源化处理效益分析4.3.1经济效应昆明市餐厨垃圾资源化处理规模为200t/d，工程总投资9932.40万元，工程建成后经计算，年可出售天然气303.07万方，根据昆明市天然气价格：3.5元/方，则年均售气收入1060.75万元。另可产生7200吨/年堆肥产品。可见，对昆明市餐厨垃圾实行资源化处理，其间接的经济效益是明显的。4.3.2环境效应按照200t/d的处理量计算，每年可处理7.3万吨的餐厨垃圾，很好地改善昆明市的环境质量，快速的使垃圾无害化、减量化和资源化，具有巨大的环境效益。4.3.3社会效应昆明市餐厨垃圾资源化处理的实行，是一项保护环境，为子孙后代造福的公用事业工程，可减少餐厨垃圾收运和填埋过程中的二次污染，减少和防止餐厨垃圾被用来饲养“垃圾猪”和提炼“潲水油”而危害到人们的身体健康。将为中国餐厨垃圾的处理探索一条良好的途径，给其他城市起到借鉴作用。5.结论通过对国内外餐厨垃圾的处理技术进行对比及昆明市餐厨垃圾资源化处理案例分析可知，餐厨垃圾的资源化处理具有环境、经济和社会的效应。目前，在北京、上海等大城市已经建立了单独的餐厨垃圾处理厂，但很多地方餐厨垃圾仍处于待处理状态。根据中国走可持续发展道路的方针，中国各个城市都应根据餐厨垃圾的特点，对餐厨垃圾进行资源化处理。参考文献[1]王星，王德汉，张玉帅等.国内外餐厨垃圾的生物处