餐厨垃圾的无害化处理及资源化利用

餐厨垃圾的无害化处理及资源化利用

王学斌1  ,王星2

1身份证号码：370282199003115111 2身份证号码：620102199006215032

摘要：随着垃圾分类逐渐在各大城市开展，餐厨垃圾分出量逐渐增多，收集管理困难且成本高，同时餐厨垃圾的末端处理能力不足，餐厨垃圾无害化处理的应用是缓解当前局面的一个有效途径。

关键词：餐厨垃圾；无害化处理；资源化利用

引言

随着经济发展和人口增长，餐厨垃圾产生量快速增长，然而传统垃圾处理方式的弊端日渐凸显，难以适应新形势下餐厨垃圾的处理处置。餐厨垃圾处置不当会给社会和环境带来了诸多问题，目前餐厨垃圾的处理面临着巨大挑战。但是餐厨垃圾同时也是可以利用的资源，实现餐厨垃圾的无害化处理与资源利用已是刻不容缓。

1.餐厨垃圾研究意义

自垃圾分类实施以来，湿垃圾的分出量逐渐增多，特别是家庭餐厨垃圾由于来源分散，数量巨大，单独管理相对困难，同时占据餐厨垃圾很大一部分。例如，在深圳，它占餐厨垃圾总量的 73%。但是餐厨垃圾末端处理能力难以匹配实际需求处理量。传统的填埋和焚烧早已不适应新形势下湿垃圾的处理，且都与干湿分离的最终目标差异过大，粉碎直排会给污水处理系统带来管道阻塞等诸多问题，为了达到减量化、资源化的目的，堆肥无疑成为一个理想的选择。

2. 餐厨垃圾的无害化处理及资源化利用分析

2.1 厌氧消化

利用厌氧消化处理餐厨垃圾等有机固体废物，逐渐被广泛应用。厌氧消化技术发展迅速，尤其是在处理有机固体废物和污泥方面。中国作为世界上最大的农业国之一，在农村地区广泛使用以动物粪便和作物秸秆为基质的厌氧消化技术。目前，它也是解决城市生活垃圾日益增多所带来的环境破坏、土地稀缺等问题的合理技术。同时，厌氧消化产生的沼气可以作为炉灶和热机的能源物质，而剩余的残渣可以转化为肥料用于农业生产。餐厨垃圾由于其高生物降解性和快速水解的特性，在厌氧消化过程中具有很高的可再生能源生产潜力。但是餐厨垃圾的快速水解往往会产生一些抑制因素，影响厌氧消化的稳定性和可持续性，其主要抑制因素为氨和 VFA，盐分和油脂等物质也可能对厌氧消化产生一定的抑制作用。

2.2好氧堆肥

好氧堆肥技术由于运行简便、发展成熟、成本低，以及产物可以用作肥料等优势，得到了广泛的应用。堆肥是一种具有生态效益和经济效益的产品，主要通过物理、化学和生物活动在土壤富集过程中发挥着重要作用。由于其化学成分，它在恢复种植过程中消耗的基本元素方面发挥着重要作用。通过吸附作用，它最大限度地减少污染物向环境中的迁移。从物理学角度看，堆肥可以增加土壤渗透性、避免土壤侵蚀、保持湿度、减缓有机物质的分解作用等。据观察，砂质/多孔土壤的吸收能力较高，而粘土则优化了水的渗透性。从生物学角度看，堆肥提高了植物的氮吸收能力（即促进土壤矿化水平），并提高了植物对土壤中自然成分的吸收能力，这主要是因为大量微生物的存在。此外，腐生微生物的存在使土壤对最终致病微生物的定殖具有特殊抵抗力。新鲜堆肥是高温阶段的中间产物，而腐熟堆肥是稳定阶段的最终产物。新鲜堆肥可用于农业，在土壤中进一步分解和稳定，对改善土壤结构、增加微生物活性和通过矿化逐渐释放养分产生有益影响。腐熟堆肥可被视为通用有机肥料，完全适合在土壤上施用。

好氧堆肥通常被定义为：在受控条件下，几乎任何性质废物中有机成分的生物氧化分解。如上所述，由于堆肥是一种分解有机物质的生物过程，因此需要特有的条件，特别是温度、湿度、通风、p H 值和 C/N 比，这与该过程各个阶段的最佳生物活性有关。

好氧堆肥的主要产物是二氧化碳、水、矿物离子和稳定的有机物，这些稳定的有机物通常被称为腐殖质。该过程通过不同阶段完成，即易降解成分分解的初始阶段，微生物通过其高生物氧化活性降解纤维素和类似物质的高温阶段，以及成熟和稳定阶段。

好氧堆肥虽有诸多优势，但也面临着挑战。如传统的大中型好氧堆肥过程周期较长且占地面积较大。餐厨垃圾组成因其来源不同而变化很大，并在很大程度上取决于居民的饮食习惯，不同地域甚至不同家庭产生的餐厨垃圾组分差异巨大，除此之外餐厨垃圾的产生具有一定的季节性。尽管科学家们在实验室进行了许多成功的堆肥实验，但是大多数实验使用的是合成的餐厨垃圾，即使采用实际产生的餐厨垃圾，代表性也可能不够。因此，这些实验结果都需要在较大范围内进行实际的验证。此外，不管最初的有机组分或工艺条件如何，气味都是堆肥过程中产生的固有副产品。气味显然会增加堆肥设施对环境的不利影响，并引起社会关注，在许多情况下导致工厂关闭或停改。

调理剂是影响餐厨垃圾生物降解的重要因素。适宜的载体材料能够有效调节物料的C/N 比、含水率、透气性，以及减少臭味的产生，保证堆肥快速高效地进行。在好氧堆肥过程中，调理剂可以保证微生物在适宜的条件下进行降解活动，对餐厨垃圾的降解效果具有决定性作用，未添加调理剂可能导致微生物难以发挥作用以及堆肥的失败。

调理剂对于餐厨垃圾降解效果影响显著。通过添加木屑等调理剂改善了堆肥的通风状况，减少了餐厨垃圾堆肥过程中 H2S 和 NH3 的排放。在餐厨垃圾堆肥中添加了菌糠，结果表明该调理剂可加快堆肥进程、促进腐熟以及增强抑臭保氮效果。

2.3饲料化处理

餐厨垃圾的饲料化处理是通过对其粉碎、脱水、发酵、软硬分离后，将垃圾转变为动物饲料。根据联合国粮农组织统计，大约33%（8.408亿吨）和5~6%（约1.43亿吨）的谷物分别用于动物饲养和生物燃料生产。更好地利用浪费的食物以及非食用部分作为饲料资源，还将减少食物-饲料-燃料的竞争，扩大饲料资源基础。餐厨垃圾本身可以直接饲喂动物，但其储存收运过程中可能滋生病原体，必须经过处理以满足饲料安全和营养要求。处理方法主要有干热法、微生物发酵和昆虫饲养等。微生物发酵目前处于实验室研发阶段，黑水虻幼虫饲养适用于中小规模处理，而干热法技术成熟，可大规模应用，但其产物的饲喂对象受限。干热处理步骤包括除杂破碎、脱水脱油、高温干燥、制粒膨化等。

 2.4生物处理

餐厨垃圾生物处理机是借助微生物制剂来分解有机垃圾，使其实现垃圾在源头的就地处理，最后剩余的部分即为有机肥，设备内设有加热、搅拌及气体净化装置。

餐厨垃圾生物处理机的应用是一种从源头减量的资源化方法，它将实现易腐败发臭的餐厨垃圾单独收集，减少对环境和人体健康的影响，同时使垃圾体积减少，大大降低收集和运输的成本，可获得较为优质的土壤改良剂和有机肥料，它还有利于居民自主将餐厨垃圾与其他不可用于堆肥的生活垃圾分开收集，有利于垃圾分类的实施及餐厨垃圾的资源化利用。

考虑到不同地域及不同家庭产生的餐厨垃圾组分差异较大，需要餐厨垃圾生物处理机具有处理组分差异较大的餐厨垃圾的能力，特别是对油脂和盐分含量较高的餐厨垃圾处理的能力，这将有助于餐厨垃圾生物处理机推广到更多的家庭中。此外，考虑到餐厨垃圾生物处理机在实际应用中，居民几乎每天都要投加垃圾到处理机中。因此，如何实现在连续投加过程中较好地控制堆肥进程中相关指标的变化，是处理机稳定、高效、长期运行的关键，这需要在堆肥技术和机器设计方面双重发力。

结语

伴随着群众生活水平的不断提高，餐厨垃圾的产生量也呈现出递增的趋势，在城市生活垃圾中所占比例高达30%～50%，若得不到合理的收集与处置，不但降低了居住环境的质量、影响了市容市貌，而且还威胁人们的身体健康，因此我国应该积极推行餐厨垃圾的无害化与资源化利用技术，但是当前我国这方面的技术还不够成熟，还需要引进更多先进处理技术，减少餐厨垃圾的危害，提升餐厨垃圾的无害化处理能力。

参考文献

[1]邓俊.餐厨垃圾无害化处理与资源化利用现状及发展趋势[J].环境工程技术学报，2019，9（06）：637-642.

[2]刘敬武.城市餐厨垃圾资源化、无害化、减量化处理研究[J].环境与发展，2018，30（06）：240-241.