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201 实 践 区域治理 PRACTICE 餐厨垃圾处理技术的有关探究 赵天亮 湖南省建筑设计院集团股份有限公司 摘要：本文依照文献对比法和理论分析法首先就餐厨垃圾特点、危害进行了论述，其次提出了餐厨垃圾处理体系与政策配套措施，最后从堆肥处理技术、厌氧发酵处理技术提出了餐厨垃圾处理技术以及实施措施，以供参考。关键词：餐厨垃圾；处理技术；措施 中图分类号：X799.3 文献标识码：A 文章编号：2096-4595(2023)27-0201-03 作者简介：赵天亮，生于 1984 年，男，汉族，江西吉安人，硕士，高级工程师，研究方向为环境工程。引言 目前，在全国范围内，已制定了关于城市生活垃圾的处理、处置和餐厨垃圾管理的有关规定，这些政策的落实与制定逐步完善了餐厨垃圾治理工作的实施方案与日常的管理实施计划，且也为处理餐厨垃圾提供了所需的分类收集与有效的处置技术支撑。一、餐厨垃圾概述（一）什么是餐厨垃圾 餐厨垃圾又称为泔水，它指的是家庭、宾馆、饭店、企事业单位以及学校等公共场所所产生的食品残渣；畜产业、渔业食品加工行业产生的大量有机废物。常见的餐厨垃圾包括但不限于，动植物油、异杂物、蔬菜类、谷物类等。（二）餐厨垃圾的特点 餐厨垃圾通常含水量高，这使得处理和处置过程更加复杂，因为水分会增加垃圾的重量和体积。同时餐厨垃圾中富含营养元素，包括 N、P、K、钙和多种微量元素，在采取有效处理后，其可再生性较好。再者餐厨垃圾中有机物较多，若不妥善处置，易使有害微生物散布，导致腐败和恶臭，对环境产生严重的污染。（三）未经正确处理的餐厨垃圾产生的危害 1.未经无害化处理直接用作家禽与家畜的饲料喂养 餐厨垃圾含有丰富的蛋白质，脂肪，有机物，动植物油脂，因此可以作为家禽养殖的原料。但是，需注意的是在贮藏的过程中，会产生大量病毒，病菌，病原微生物，对此若没有经过处理很容易因贮藏不当导致大量有害物质的传播，并产生传染疾病或交叉感染等现象问题。2.任意丢弃或者填埋 目前，国内、中、小型餐饮企业普遍采用的餐厨垃圾处理方法为直接丢弃或经污水管道排放。上述分析了餐厨垃圾的特点，且餐厨垃圾中混杂着汤汁、发霉的食物，如果得不到及时的处理，不但会滋生蚊蝇和病菌，同时，也会对周边环境产生一定的危害，对人们的生活产生很大的影响。排水管内所积累的废料也会在某种程度上引发排水管堵塞的问题，会直接破坏市政排水管线，并产生化学质变。3.提炼废油 部分不法商贩将餐厨垃圾处理后制成地沟油，混在普通食用油中出售。地沟油的原料中含有大量的下水道，垃圾，清洁剂，细菌和有害的化学成分，常人食用之后，会出现头昏眼花、头疼、恶心、腹泻等一系列症状。因此，探讨合理的处理方法，防止不法商贩将其用于生产地沟油，是实现其资源化的重要一环。二、餐厨垃圾处理体系与政策配套措施（一）处理体系 1.收集与运输 在垃圾分类的试点村庄，要配套建设资源回收站，在每家门前都要设置三个垃圾桶，分别是有害垃圾桶、湿垃圾密闭容器、其他垃圾桶。村民源头需对垃圾进行分类投放，并在一定时间内，由保洁人员将垃圾回收到资源回收中心。2.处理措施 对于城市地区来说，要坚持“就地减量，资源化利用”的原则，尽可能地减少生活垃圾的外运，同时也要减少垃圾的运输费用和后期的终端处理设施的投资。其中，可将有毒废弃物运至危废处置场，将潮湿的废弃物就地发酵；将无机废弃物原位用作路堤材料；可循环使用的废弃物，由具备相应资格的资源化公司进行处理；其他垃圾采用“村收集，镇转运，县处理”的模式，将收集到的垃圾运送到各乡镇的生活垃圾中转站，最后将垃圾送到垃圾填埋场、生活垃圾焚烧厂或其他垃圾处理厂。3.宣传措施 为提升城市村民的垃圾分类意识，解决餐厨垃圾处理不当 202 实 践 区域治理 PRACTICE 排放无序等情况，当地在进行城市生活垃圾分类试点时，应该重点对垃圾分类的相关知识进行宣传，建立宣传工作小组，运用宣传节目、广播、电视、网络等手段，对垃圾分类的相关知识进行广泛的宣传。并且还可通过开展宣传活动、观看宣传视频、举办知识竞赛等方式，提高居民对垃圾分类的积极性。4.奖励措施 建立居民奖惩制度：通过“评星评级”，激励村民进行垃圾分类，对垃圾分类处理好，餐厨垃圾排放有序的村民给予物质上的奖励；对于垃圾分类差，且经劝导后无效的村民，可以进行处罚。5.监督机制 在试点地区，建立出专门的管理部门，负责对城市生活垃圾分类进行管理。并制定出一套监督评估机制，对其展开日常监督巡查，并逐步构建起一套常态化的巡查监督机制。与此同时，需在全省范围内，积极推行生活垃圾分类处置，各地可根据自身条件，制订相应的生活垃圾分类处理工作方案；结合各地的实际情况与特点，按照指导中提出的五种不同分类方法，结合本地实际，探索出一种适合本地特点的、适合本地实际的生活垃圾分类方法，并且需明确餐厨垃圾处理技术1。（二）配套保障措施 1.政策保障 在政策上给予保证，明确全省垃圾分类的目标和管理办法，并在法律上推动生活垃圾的强制性分类；构建奖惩措施，对资源回收企业展开奖励和政策照顾，对参与生活垃圾分类使用管理的企业给予经济补助；加强对垃圾分类收集、运输及处置的监管。2.机制保障 根据有关规定向社会公开发布生活垃圾分类工作计划，明确工作重点和工作目标。在生活垃圾分类试点地区，当地政府要成立垃圾分类领导小组，并对省内外生活垃圾分类示范点的好经验和好做法进行充分地借鉴，并扩大其范围；全省自下而上地制订各项考核指标，各部门之间相互衔接，相互配合，共同推动生活垃圾分类工作的开展；引进专业的垃圾收集、运输和处置企业，以提升垃圾分类的服务水平2。3.资金保障 对开展生活垃圾分类试点的地区，要建立生活垃圾分类的专项基金，为城市生活垃圾分类的前期建设投入提供有力的资金保证；对实行垃圾分类的企业给予一定的补助，并对其进行合理的垃圾收费优惠，以保证其正常运行。由各地成立 PPP 项目运营公司，以促进垃圾分类中社会资本参与效果。三、资源化的餐厨垃圾处理技术以及实施措施（一）堆肥处理技术 1.餐厨垃圾堆肥装置分类 第一，根据其需氧量，可将其划分为好氧型和厌氧型。好氧堆肥是一种在空气流通、氧气充足的情况下，利用微生物分解、发酵的方法。在好氧堆肥中，有机质降解速率快，降解彻底，堆肥时间较短。通常需要 412 天进行第一次发酵，1030 天进行第二次发酵3。第二，根据所要求的高温程度，堆肥处理又可分成中温堆肥处理和高温垃圾堆肥。目前，高温堆肥处理的要求工作温度一般为 15-45 左右，但高温对微生物的杀菌效果有限，限制了其在我国的推广应用效果。而一般条件下，高温堆肥处理的工作温度一般为 50-65 左右，能有效杀灭致病菌。露天式堆肥主要是将堆肥物质，在户外完成堆放工序，并通过自然通风或人工翻堆以及强制通风来达到对有机物的分解效果，在分解时可有效分解所需的氧气。所需要的设备简单，而且周期短。但由于发酵过程耗时长、占地面积大、受天气条件影响大，且存在虫蝇等问题，因此，在我国城市更适合采用该办法。封闭式堆肥（装置式堆肥）即在发酵塔、发酵筒、发酵仓中展开堆肥，用风扇强制空气流通，为其提供氧气源。在使用该办法时其主要的优点在于自动化程度高、堆肥速度快、占地面积小、品质可控，适合于大型工业化处理。第三，按照发酵历程，堆肥处理技术的主要方式可分为一次发酵和二次发酵。在堆肥过程中，在温度之差中的两个阶段，即一次发酵，也被称为主发酵，即从发酵的早期开始，经过中温、高温达到预期的温度，然后开始下降的整个过程。其主要目标是将原料加热到预热状态。二次发酵是指在一次发酵过程中，对其中较难降解的部分，如木素、纤维素等，进行二次发酵4。2.应用 目前，在进行餐厨垃圾处理时，可采用好氧堆肥技术，该技术利用效果良好，且属于有机的降解技术。在使用该技术进行处理时，可通过多种微生物来对食品废弃物进行人为控制，并且可将其转变成一种稳定的腐植酸。腐植酸是一种很好的肥料，能改善土壤营养状况，改善土壤的肥力。当前，利用堆肥工艺，可在较高温度下对餐厨垃圾进行杀菌处理，从而有效抑制其增殖，使其成为一种稳定的腐殖质。在高温好氧堆肥过程中，菌种首先从生活垃圾中分解出溶解态的有机物质，然后再由生活垃圾中溶解态有机物质。不溶于 203 实 践 区域治理 PRACTICE 水的胶体是由细菌表面吸附到细菌表面后，由细菌分泌的胞外酶降解成可溶的物质，然后进入到细菌中。有机质的降解主要是由两种途径进行的。其中，微生物可通过自身生命代谢活动进行氧化、还原及物质的合成与分解等，吸附后的有机物质经氧化分解成单纯的无机物质，并且可在同一时间，为有机体提供必要能量，以维持其生活；另外一些则被用来进行新的细胞材料合成，由此产生更多的细菌性微生物5。（二）厌氧发酵处理技术 1.技术原理 所谓的厌氧发酵，则为餐厨垃圾在厌氧条件下，经过微生物的代谢活动，最终被稳定化处置，与此同时，还伴随着甲烷和CO2 产生的变化。且在液化的过程中，以发酵菌类为主，其中有纤维降解菌类、蛋白降解菌类。2.处理应用 第一，沼气。餐厨垃圾中有机物含量高，在加工过程中极易被酸化。目前，有关处理人员将垃圾与污泥，牲畜粪便，秸秆，混合在一起，由此使土壤中的碳氮比维持在适宜的水平，提高甲烷产量。并且通过对餐厨垃圾与市政污泥按标准比例进行厌氧消化试验，研究发现，随餐厨垃圾所占比重的增大，其产气速、产甲烷和有机物降解速率也随之增大6。如餐厨垃圾与牛粪混合比例为 21，在此可采用批示和半连续发酵法，使沼气产率增加41.1%55.2%；在有机负载为13.20 克/升时，其产气速率为0.762mL/gVS。在经过厌氧消化之后，餐厨废弃物能够被转化成家庭燃气、燃气锅炉、沼气发电等清洁能源，并且可达到综合利用效果。同时，还可利用生物残留物制造有机农用化肥，并实现对餐厨垃圾的规模化处置。第二，氢气。我国在餐厨垃圾资源化利用过程中，存在着两种不同的方式：一种是由光合细菌产氢，另一种是通过厌氧菌发酵产氢。本文在此基础上，使用暗/光耦合发酵两步法来产氢，结果表明，在暗发酵期和光合发酵 期 中，25.18 mL/gVS和34.62 mL/gVS，但两段式组合产氢量却只有 59.80 mL/g，比暗发酵提高了 2.37 倍。通过对前期工作的调查发现，在厌氧条件下，pH 对菌体的厌氧分解产氢有很大的影响，且主要是 VFA型异戊酸，在酸化期 16 天以后，菌体的产氢量有显著下降7。第三，乙醇。餐厨垃圾所产生的水解反应为生产燃料乙醇的重要环节，并且可将其中的淀粉和纤维素等碳水化合物高效地转变为糖分，进而制备出酒精，由此显著提升酒精收率，而这属于一项重要的技术。如，在120，180 的条件下，通过复合催化剂及 0.5%H2S04+0.01%的助剂，实现了淀粉与纤维素的协同、经济、高效的水解糖化。实验证明，在不添加发酵营养物的前提下，用 1%的酸性溶液进行预处理，可以保证水解时间大于6 个小时，而且无需添加其他发酵营养物，可以有效地减少制氢成本8。第四，乳酸。采用餐厨垃圾进行发酵在此基础上，制备出具有良好生物可降解性能的聚乳酸。目前，该技术手段主要是以选育和培养为主。比如，利用 PEG/葡聚培（DEX）双水相法，分离餐厨垃圾发酵产物乳酸，结果显示：DEX 的分子量从 2x104上升到 4x104 时，乳酸的产出率从0.631 g/L h下 降 到0.518 g/L h，乳酸的含量从33 g/L 下降到 22 g/L。3.处理效果 餐厨垃圾厌氧发酵涉及菌群和基质（有机成分）的协同作用。且发酵底物与接种微生物的比值定义一般为接种比。接种比是影响厌氧发酵稳定性的主要参数之一，在间歇式反应器的启动、定向控制甲烷与有机酸的形成方面发挥着重要作用。当餐厨垃圾中含有过量的 S/I 值，将打破水解菌群、产酸菌群和产甲烷菌群的互营关系，使反应器发生不可逆酸化。而过低的 S/I 太少，即为餐厨垃圾浓度较低，当发生这种情况后，会直接影响到对微生物的催化作用，使得微生物很难产生最大的产甲烷能力。对此，需注意的是在不同 S/I比条件下，应对关键菌群及中间代谢物产生影响，进而改变其功能代谢途径。结束语 综上，在餐厨垃圾处理过程中，当地需明确处理标准以及政策保障制度，在建立完善的生活垃圾保护机制后，还应大力宣传源头减量化与分类思想，持续加强环卫管理信息化建设工作，并从多种途径中解决环卫设施用地问题，进而有效发挥餐厨垃圾处理技术，努力提高处理效果，由此解决城市存在的餐厨垃圾处置问题。参考文献 1 徐勤云.餐厨垃圾处理及臭气系统改造的思考J.中国新技术新产品,2021(13):63-65.2 王发生.基于餐厨垃圾处理的一体化设备设计J.能源研究与利用,2021(1):54-56.3 张欣.餐厨垃圾处理压滤 机 控 制 系 统 设 计 J.科 技风,2021(21):15-16,39.4 常 燕 青,朱 丽 可,张 乐乐,等.典型餐厨垃圾处理实用技术探讨J.山西建筑,2021,47(12):1-3.5 左乐,聂剑文,袁野,等.餐厨垃圾处理设施产生的固体废物资源化利用探讨J.绿色建筑,2021(5):77-80.