餐廚垃圾處理設(shè)備
餐廚垃圾,俗稱泔水、泔水等。,主要產(chǎn)生于餐飲業(yè)、食堂和家庭,主要是指人們的飲食行為產(chǎn)生的極易腐爛的生活垃圾,其特點(diǎn)是水分、油脂和無機(jī)鹽含量高。本文對餐廚垃圾處理技術(shù)進(jìn)行了梳理,普及了公眾對餐廚垃圾處理的知識(shí),增強(qiáng)了社會(huì)對餐廚垃圾處理的意識(shí)。
關(guān)鍵詞:廚房;污水和廢物;廚余垃圾;垃圾;
餐廚垃圾在城市生活垃圾中占很大比例,約占50%。由于餐廚垃圾是“人體副產(chǎn)品的優(yōu)質(zhì)有害生物培養(yǎng)基”,容易自發(fā)滋生蚊蠅,產(chǎn)生有毒、惡臭、可燃?xì)怏w,帶來火災(zāi)隱患和環(huán)境保護(hù)及公共衛(wèi)生問題。不當(dāng)使用餐廚垃圾的廢油和泔水豬危害很大。由于餐廚垃圾富含油脂等有機(jī)物,脫水后熱值高,是一種可利用的資源,因此有必要對餐廚垃圾的處理形式進(jìn)行梳理。
1分類。
按處理介質(zhì)分為非生物處理和生物處理:非生物處理包括機(jī)械破碎、衛(wèi)生填埋、焚燒發(fā)電、氣化等;生物處理包括厭氧發(fā)酵、好氧發(fā)酵和生態(tài)飼料的制備。
(1)機(jī)械破碎。充分利用城市污水處理系統(tǒng),將生活垃圾通過垃圾粉碎機(jī)破碎后進(jìn)入城市污水系統(tǒng)進(jìn)行處理。機(jī)械粉碎過程中沒有化學(xué)變化,只有粒徑減小。這種方法本質(zhì)上是將廚余污水污泥化,而不是進(jìn)行消化處理,它轉(zhuǎn)移了污水和廢物。僅適用于新規(guī)劃的可以接受這部分污水和垃圾處理的城市或地區(qū),否則必然會(huì)對原有的城市污水處理系統(tǒng)構(gòu)成挑戰(zhàn)。
(2)衛(wèi)生填埋。餐廚垃圾的衛(wèi)生填埋包括有機(jī)物的連續(xù)微生物降解。微生物的生化處理過程是近年來的研究熱點(diǎn)??偟慕Y(jié)論是,微生物優(yōu)先分解有機(jī)物,將其轉(zhuǎn)化為自身生長繁殖所需的營養(yǎng)物質(zhì)。當(dāng)有機(jī)物過剩時(shí),它們可以進(jìn)一步將有機(jī)物生物降解為無機(jī)物,以增加土壤的肥力。
衛(wèi)生填埋具有操作簡單、成本低廉的優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)占用面積大,耗時(shí)長。滲濾液有二次污染,釋放臭氣,副產(chǎn)物沼氣容易引起爆炸。隨著人們對環(huán)境問題的日益重視和土地資源的短缺,餐廚垃圾的衛(wèi)生填埋率逐年下降。
(3)焚燒發(fā)電。餐廚垃圾含水量高,不適合直接燃燒。必須先脫水,然后在焚燒爐中徹底氧化分解。一般用氧氣在不低于1000℃的溫度下燃燒,可降低固含量65%(15%)。燃燒的高級(jí)熱量一般用來發(fā)電,低級(jí)熱量可以用來加熱。粉煤灰可以用作建筑材料的原料。為了保證焚燒過程的連續(xù)穩(wěn)定,一般可以摻燒20%的煤。
目前,垃圾焚燒技術(shù)主要分為三類:分層燃燒、流化床燃燒和旋轉(zhuǎn)燃燒技術(shù)(即回轉(zhuǎn)窯式)。
該方法處理率高,轉(zhuǎn)化產(chǎn)生的動(dòng)力蒸汽用于發(fā)電,低品位熱量用于供熱,還原程度大,實(shí)現(xiàn)了餐廚垃圾的資源化和減量化;但常規(guī)垃圾焚燒不可避免地會(huì)產(chǎn)生呋喃、二惡英、飛灰等空氣污染物。此外,焚燒爐飛灰(焚燒前一般為5%~20%)重金屬含量高,嚴(yán)重污染環(huán)境。
(4)厭氧發(fā)酵。厭氧發(fā)酵是指微生物在氧氣不足甚至沒有氧氣的厭氧條件下,通過自身代謝將一部分有機(jī)物轉(zhuǎn)化為微生物本體,另一部分分解為CH4(有些過程可以直接分解為H2)和CO2,也可以通過選擇不同的微生物來制備有機(jī)酸或醇類。溫度、酸堿度、碳氮比、微量元素和氧氣含量顯著制約厭氧發(fā)酵的速率和轉(zhuǎn)化率[3]。目前,厭氧發(fā)酵技術(shù)在歐洲已經(jīng)取得了很大的進(jìn)展,在中國有代表性的工藝是Biomax。
集中厭氧發(fā)酵技術(shù)相對成熟,自動(dòng)化程度高,可生產(chǎn)燃?xì)狻⒂袡C(jī)酸和酒精,資源利用度好,經(jīng)濟(jì)性高,爐渣可制成有機(jī)肥。它被廣泛應(yīng)用于城市固體廢物的處理,是餐廚垃圾清潔回收的有效途徑。
(5)好氧發(fā)酵。餐廚垃圾好氧堆肥是指人工培養(yǎng)的特定細(xì)菌或天然好氧微生物在氧氣充足的條件下對餐廚垃圾進(jìn)行生物降解的過程。與厭氧發(fā)酵相似,一部分有機(jī)物轉(zhuǎn)化為微生物體,但與厭氧發(fā)酵不同,另一方面轉(zhuǎn)化為有機(jī)肥,不產(chǎn)生CH4或H2。
目前餐廚垃圾好氧發(fā)酵的**技術(shù)主要集中在好氧微生物的優(yōu)化馴化和反應(yīng)器的合理化改進(jìn)上。餐廚垃圾好氧發(fā)酵主要包括壓榨脫水、油水分離、生化降解、尾氣處理、廢水凈化、有機(jī)肥處理等。在生化降解過程中,通常以粒徑為1.5~8cm的餐廚垃圾為原料,添加細(xì)菌和輔料發(fā)酵4周左右。
比如餐廚垃圾含油量和含鹽量過高,微生物的活性就會(huì)降低。此外,集中好氧發(fā)酵占地面積大,會(huì)產(chǎn)生污染性氣味,經(jīng)濟(jì)效益低。我國無害化堆肥廠數(shù)量逐年減少,這與城市垃圾混堆、堆肥企業(yè)分離成本高、經(jīng)濟(jì)效益低有關(guān)。
建議采用高溫好氧快速降解技術(shù),利用高效微生物菌群,通過一天的好氧發(fā)酵將餐廚垃圾轉(zhuǎn)化為有機(jī)肥。該方法速度快,鹽度適應(yīng)性好,高溫活性好(*高可達(dá)80℃)。與好氧堆肥相比,高溫好氧反應(yīng)過程不產(chǎn)生有害物質(zhì),產(chǎn)生的氣體相對較少,耗時(shí)短,過程可控,易于操作,降解快,回收效果好,混合環(huán)境垃圾可以處理,運(yùn)行成本低。此外,前垃圾預(yù)處理時(shí),90%的有機(jī)垃圾達(dá)標(biāo)排放,油回收利用。10%的固體排放物被用作生態(tài)種植和養(yǎng)殖的有機(jī)肥原料。整個(gè)處理過程無污染,無二次污染。符合**餐廚垃圾處理“減量化、無害化、資源化”的原則。目前,餐廚垃圾綜合設(shè)備已經(jīng)投入市場,并得到推廣應(yīng)用。
(6)制備生態(tài)飼料。生態(tài)飼料[1]是指利用餐廚垃圾制備的飼料。制備生態(tài)飼料的餐廚垃圾處理方法主要分為三類:發(fā)酵生產(chǎn)細(xì)菌蛋白法、青貯法和脫水法。國內(nèi)廣泛采用發(fā)酵法制備細(xì)菌蛋白;青貯的典型方法是乳酸菌發(fā)酵;脫水制備干飼料通常包括直接高溫干燥、沸騰干燥、真空油炸等方法。
(7)氣化。雖然煤化工等領(lǐng)域的主流氣化技術(shù)有很多種,但由于餐廚垃圾含水量高,能夠穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)、合理運(yùn)行并能應(yīng)用于餐廚垃圾處理的氣化技術(shù)只有幾種,這里只推薦高溫等離子炬氣化技術(shù)[8]。該技術(shù)具有反應(yīng)速度快、附加值高、環(huán)保的特點(diǎn)。**技術(shù)為國外所掌握,主要在美國、加拿大、日本使用。利用這種技術(shù),經(jīng)過簡單脫水處理后的固體物質(zhì)可以和油脂一起氣化。由于高溫等離子體氣化反應(yīng)溫度高,氣流停留時(shí)間合理,基本不產(chǎn)生二惡英、呋喃等有機(jī)污染物,合成氣有效成分為CO和H2。固體爐渣可以作為建筑保溫的原料,但目前國內(nèi)使用較少,需要引入**技術(shù)。
2結(jié)論。
目前國內(nèi)主流的非生物餐廚垃圾處理方式是焚燒發(fā)電,高溫等離子體炬氣化發(fā)電技術(shù)是焚燒技術(shù)*有前途的替代品。大型垃圾氣化技術(shù)仍處于推廣應(yīng)用階段,市場潛力巨大。
厭氧發(fā)酵和傳統(tǒng)的好氧堆肥可以實(shí)現(xiàn)餐廚垃圾的資源化和減量化。一般來說,餐廚垃圾微生物處理的優(yōu)點(diǎn)是工藝簡單、初投資低、自動(dòng)化程度高、二次污染?。浑m然存在能耗高、還原程度小、鹽度適應(yīng)性差、經(jīng)常需要添加輔料等缺點(diǎn),但可以回收利用,有一定的產(chǎn)量。目前,小型化餐廚垃圾綜合設(shè)備正作為一種新的垃圾解決方案廣泛應(yīng)用于政府食堂、學(xué)校食堂、酒店、賓館、餐廳、住宅小區(qū)、食品加工廠、機(jī)場、街道社區(qū)、大型工廠、農(nóng)業(yè)批發(fā)市場、果蔬生產(chǎn)基地、食品加工廠等。