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合肥宏潤環保科技有限公司
餐廚垃圾資源化處理技術
發布時間：
2021-04-20
清華大學環境系固體廢物污染控制及資源化研究所的統計數據表明，中國城市每年產生餐廚垃圾不低于6000萬噸[1]。餐廚垃圾已經成為垃圾收集、運輸和填埋處理的主要污染源，嚴重影響市容市貌、居民身體健康及環境質量。餐廚垃圾處理產業與人民生活和社會經濟發展存在著極為密切的關系[2]。與生活垃圾混合填埋和焚燒的傳統處理方式隨著餐廚垃圾數量的增加而不再適合，同時其造成的資源浪費也逐漸受到重視。因此，餐廚垃圾廢物和資源的雙重特性決定城市餐廚垃圾的單獨處理是發展的趨勢。如何選擇科學合理的餐廚垃圾處理技術將成為城市環境治理的關注熱點。
一、城市餐廚垃圾處理模式的分析
城市餐廚垃圾適合集中處理還是分散處理，目前仍然存在爭議。“十一五”時期，北京市提出了“集中處理為主，相對集中處理為輔”的餐廚垃圾處理指導思想，但是隨著餐廚垃圾收運和處理能力矛盾的日益突出，集中處理的弊端逐漸顯現，主要因為餐廚垃圾產生源的分散導致收運成本增加，加上餐廚垃圾非正規收集和使用渠道并未禁止，降低了收運效率，餐廚垃圾集中處理設施發揮不出預計的功能。因此有人建議“分散處理為主，相對集中處理為輔”。但是，分散處理又存在效率低、處理不徹底、單位投資和運行費用高、管理不便等問題，尤其限制了占地面積大的堆肥技術和有安全距離要求的厭氧消化技術的應用，僅適合小處理規模的餐廚垃圾生化處理機。
因此，選擇集中處理還是分散處理需要綜合考慮城市的規模、運輸條件以及場地情況，同時對于一些大中型城市可以考慮兩種模式相結合的方式。
二、城市餐廚垃圾資源化處理技術現狀
目前，城市餐廚垃圾處理技術主要以資源化為導向，具有代表性的是好氧發酵制有機肥技術、厭氧消化產沼氣技術、高溫發酵制蛋白飼料技術等。基本工藝大致為餐廚垃圾中的廢油經過分離收集然后作為制取生物柴油的原料；垃圾中的廢水經過污水處理回用或達標排放；經過分選后的固體殘渣通過調質，可以選擇厭氧消化處理回收沼氣，也可以通過微生物高溫發酵制成蛋白飼料或有機肥。利用廢油制取生物柴油關鍵在于原料廢油的預處理，生物柴油的生產技術已較成熟，而且高濃度廢水的處理也已有成熟的技術。因此，餐廚垃圾資源化處理的關鍵還是固體殘渣的處理利用。 1.預處理技術
預處理技術是餐廚垃圾后續資源化利用的前提和關鍵。隨著餐廚垃圾管理的規范和收集運輸的專業化，餐廚垃圾綜合處理的原料來源將逐漸穩定。收運回來的桶裝餐廚垃圾除了含有米飯、面粉、蔬菜和肉類外，還有塑料袋、一次性筷子、玻璃瓶等，因此需要進行預處理，包括脫水、分選、粉碎等。
桶裝餐廚垃圾經過除雜、脫水、分選，然后粉碎制成成分單一、便于運輸的廚泥，同時回收廢油。預處理設施作為餐廚垃圾集中處理設施的預處理單元，優勢在于分散建設，一個集中處理廠配置多個預處理設施，從而運送至處理廠的廢油和廚泥，可以直接作為原料進行資源化利用。如果作為單獨運營的餐廚垃圾處理設施，優勢在于減量化明顯，回收的廢油和廚泥作為一種原料商品提供給生物柴油廠、堆肥廠、蛋白飼料廠或者以回收沼氣為目的的沼氣工程設施。
2.資源化處理技術
（1） 好氧發酵制有機肥技術
該技術是在餐廚垃圾或廚泥中加入一定比例的調理劑，從而調整物料的含水率、碳氮比以及孔隙狀態，通過好氧微生物群落有氧環境下對物料中的多種有機物吸收、氧化、分解，轉化為腐殖質，同時放出熱量，使堆肥物料自然產生高溫（55～70℃），致使病原菌和寄生蟲卵死亡，實現餐廚垃圾的無害化。大量的熱量將堆體中的水分蒸發，達到減量化的目的。經過處理后的餐廚垃圾可以作為營養土或有機質，經過進一步檢測和加工制成合格的有機肥料。該技術具有溫度高、基質分解比較徹底、堆制周期短、異味小、可以大規模采用機械處理等優點。
在北京，好氧發酵制有機肥技術的代表是南宮餐廚垃圾處理場，采用封閉式發酵倉。但是單一餐廚垃圾堆肥存在較大的技術難點，含水率高、有機質含量高，導致堆肥升溫慢、容積效率較低，而且易腐、顆粒機械穩定性差的特性，需要特殊的填充物提高空隙率、大量的填充劑調理含水率，臭氣控制問題以及產品的品質和市場需求也限制了該技術的發展，后續處置難以跟上。
針對以上不足，利用城市園林垃圾和餐廚垃圾聯合堆肥成為一種新的方向。研究表明，以干草落葉混合物及餐廚垃圾為原料，在自然通風條件下，通過為期10d的聯合高溫好氧初級發酵，能夠有效地對園林垃圾進行資源化和無害化的處理，添加餐廚垃圾能有效地促進園林垃圾的降解，并且其初級發酵物經檢測滿足國家無害化相關標準[3]。
（2） 厭氧消化產沼氣技術
厭氧消化技術又稱為沼氣發酵。發展至今已有100多年的歷史，在廢水、污泥的處理方面得到了廣泛運用，目前正普遍應用于城市生活垃圾和餐廚垃圾的處理。餐廚垃圾在厭氧條件下，經過微生物分解轉化為二氧化碳和甲烷。它與傳統的衛生填埋相比，將厭氧消化的過程由幾年縮短到30d以內，與好氧堆肥相比，改變了占地大和管理復雜的問題[4]。該技術的優勢是反應不受供氧限制，機械能損失少；可以產生具有利用價值的沼氣能源，反應在密閉容器中進行，不會產生臭氣等污染物，對環境影響較小。但是厭氧工程一次性投資較大，操作技術要求高，沼氣的綜合利用以及發電上網等限制條件多，沼渣沼液需要進一步處理才能達標排放。此外，考慮到沼氣工程的安全性，場地要求嚴格。此外，由于我國城市餐廚垃圾高鹽分、高油脂含量的特點，在引進國外技術同時需要積極探索適合我國餐廚垃圾特性的厭氧消化技術條件。
目前，該技術的運用以北京董村餐廚垃圾處理廠為代表，此外，重慶環衛集團于2009年開始建設的餐廚垃圾厭氧發酵熱電聯產項目也采用了厭氧消化產沼氣技術。該項目投產后，預計年產生沼氣1400萬m3，發電3300萬kWh，生產有機肥料1.2萬t，減排二氧化碳11萬t[5]。
（3） 高溫發酵制蛋白飼料技術
與堆肥和厭氧消化技術相比，餐廚垃圾高溫發酵制蛋白飼料技術具有一定的優勢。一方面餐廚垃圾本身含有大量的有機營養成分，經過消毒處理和微生物發酵，制成符合飼料衛生標準的蛋白飼料，能夠最大限度地保留其營養成分，改善其飼用價值；另一方面利用餐廚垃圾制蛋白的飼料有較高的經濟效益，產品附加值遠遠高于有機肥和沼氣。
圍繞該技術，近年來針對滅菌除害、營養轉化、節能增效、安全環保等方面進行了大量研究，取得了突破性進展。該技術主要分為物理法和生物法。其中物理法是直接將脫水后的餐廚垃圾進行高溫干燥消毒，粉碎后制成飼料。生物法則是采用高效微生物菌體處理餐廚垃圾，利用微生物的生長繁殖和新陳代謝，積累有用的菌體、酶和中間體，經烘干后制成蛋白飼料，有效抑制霉變，并提高產品的適口性。
目前在餐廚垃圾處理模式方面，國內各個城市也逐漸形成各自的特色，形成了寧波模式、上海模式、西寧模式等一系列餐廚垃圾的資源化利用模式，而不局限于集中處理和分散處理的爭論。選擇合適的餐廚垃圾處理模式，關鍵在于因地制宜，充分考慮當地的政策環境、城市交通狀況、經濟以及場地情況等。
在處理技術方面，近幾年國內好氧發酵制有機肥技術、厭氧消化產沼氣技術和高溫發酵制蛋白飼料技術都已完成工程化應用，技術工藝基本成熟。針對運行中出現的問題也正進行研發和實踐兩方面的探索。隨著城市餐廚垃圾管理的完善以及政策和法規的健全，餐廚垃圾將逐漸展現其作為資源的價值。
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