预处理对餐厨垃圾厌氧消化的影响探析

预处理对餐厨垃圾厌氧消化的影响探析

赵相云

北京时代桃源环境科技股份有限公司北京100085

摘要：本文探讨了成都市餐厨垃圾的处理现状及笔者经手相关项目的概况，并探讨了预处理对餐厨垃圾厌氧消化的影响以及未来的发展趋势。

关键词：餐厨垃圾；预处理；厌氧消化

引言

餐厨垃圾主要成分包括米和面粉类食物残余、蔬菜、动植物油、肉骨等，从化学组成上，有淀粉、纤维素、蛋白质、脂类和无机盐。厨余的主要特点是有机物含量丰富、水分含量高、易腐烂，其性状和气味都会对环境卫生造成恶劣影响，且容易滋长病原微生物、霉菌毒素等有害物质。餐厨垃圾具有显著的危害和资源的二重性，其特点可归纳为：（1）含水率高、可达80%-95%。（2）盐分含量高、部分地区含辣椒、醋酸高。（3）有机物含量高、蛋白质、纤维素、淀粉、脂肪等。（4）富含氮、磷、钾、钙及各种微量元素。（5）存在有病原菌、病原微生物。（6）易腐烂、变质、发臭、滋生蚊。由于餐厨垃圾组份的这些特殊性，导致厌氧消化在餐厨垃圾处理中起着至关重要的作用，而预处理在厌氧消化中的作用又尤为突出。

1项目建设背景

餐厨垃圾是城市有机垃圾的一种，包括家庭、学校、食堂及餐饮行业等产生的食物加工下脚料（厨余）及食用残余（泔脚）。其成分复杂，是油、水、果皮、蔬菜、米面，动物脏器、骨头以及废餐具、塑料、纸巾等多种物质的混合物。由于我国是人口大国所以导致了每日的餐厨垃圾量相对其他国家来看较多。餐厨垃圾具有水分含量较多的特点，在整体中水分占到了8到9成之多，其他有机物质成分也较高，非常容易发生发霉变质，并且是一些有害物质赖以生存的集聚地。

在国内尚没有设立针对餐厨垃圾详尽的管控条款，也缺乏针对性的约束条文。在成都人们对美食的渴望使得餐饮行业已经发展成为推动社会经济的主要动力的阶段，在城市中心地段数以万计的餐饮店铺的存在，再加上无数的没有正规营业资质的快餐店、路边摊、早点铺，和很多企业，机关事业单位，学校食堂的存在，必将导致每天大量的餐厨垃圾的产生，现如今政府并没有对餐厨垃圾的处理过多的参与，只是任凭企业自行处理。根据大量的调查数据我们发现，城市内每天产生的餐厨废弃物绝大多数都被运送到郊区的养殖场来喂养牲畜，剩余部分被随意排入城市下水管网或混入生活垃圾；农贸市场运营过程中出现的各种废弃物通常都会被清洁工作人员当作生活垃圾一样进行处理，民众的生活垃圾部分会被运送到郊外的养殖厂来供牲畜食用。

因为缺少配套的输送交通工具来完成对餐厨垃圾的规范收集并运输到指定的地点，一些改装后的三轮车成了这些餐厨垃圾的主要运输工具，但是因为存放垃圾的箱体没有任何的遮挡结构，使得垃圾在运输的过程中大量的漏撒，导致了城市道路的污染，垃圾发霉之后发出严重的恶臭味，对于民众的生活造成了负面的影响，还有很多人为了追求利益，利用这些餐厨垃圾制造地沟油，垃圾猪之后在市场中贩卖谋取私利，这些垃圾食品对于广大民众的生活安全形成了威胁；其次一些餐厨垃圾没有经过有效的加工就被倒入了污水管道，极其容易造成管道的堵塞，导致管道内部流通不顺畅，在堆积到一定程度之后非常容易形成有害气体。

近年来，国家相关部门十分重视餐厨垃圾处理的问题，将有机垃圾中的可生化垃圾纳入循环经济工作的重点环节来落实。2005年出台的《国务院关于加快发展循环经济的若干意见》中明确将城市垃圾（包括餐厨垃圾）作为实施循环经济的重点环节；相关部门也已经颁布了相关的条文将餐厨垃圾的处理进行了详尽的规定，并且在最近的几年实践里相继颁布了很多的条文加以补充说明。国家发改委、住房城乡建设部、环保部等部门多次召开会议商讨促进餐厨垃圾处理的循环经济问题，将餐厨垃圾处理问题作为循环经济的重要组成部分来开展相关工作。这些工作的开展对于餐厨垃圾的处理工作进行了有效的约束，对于社会经济的和谐发展起到了积极的影响作用。

我们想要实现对餐厨垃圾实施统一的管理的目的，进而高效的控制餐厨垃圾不被那些利益熏心的人所利用，就要从根源上控制不良养殖行业以及违法生产假冒伪劣商品的行为，极大限度的杜绝地沟油、垃圾猪等食用物混入市场，为广大民众的人身安全以及社会和谐发展保驾护航。成都市中心城区餐厨垃圾无害化处理厂（二期）的建设、运营项目的建设将促进成都市的循环经济发展，促进节能减排，直接积极响应国家号召，树立成都市循环经济示范项目。本项目会利用专业化的方法，对餐厨拉架进行加工处理，进而构建一个健康的，高品质的处理体现，并且长时间的为进行餐厨垃圾加工处理，从根本上缓解成都地区餐厨垃圾处理的一些不良问题。

2餐厨垃圾常用的预处理工艺

餐厨垃圾预处理工艺就是将收集到的餐厨垃圾经过运输，倒入卸料调配池中，调配池设有水喷淋搅拌系统，经过搅拌后的物料具有较好的流动性，粗砂沉淀后，经过池底的螺旋去砂机提出，进行填埋。调配池上部物料经过餐厨垃圾分选一体机配套的上料装置输送到分选机中，经过分选机挤压分选制浆后，有机物等在压力的作用下均变为乳状从出液管留出，而其他塑料、沙土、织物、玻璃、粗纤维等杂物经过挤压后，结成块状物，从排渣口排出，进行焚烧后，卫生填埋。

乳状的有机物进行油水分离，分离出的油和收集到的一起制作生物柴油，分离的废水自流进入进料池，进料池物料经过沉淀除渣后，底部塑料、金属颗粒等经过螺旋输送机提出，进行填埋。在池中物料通过自流方式至调配池中，调配池内设立搅拌装置混合物料，在调配池中与回流的沼液进行均匀调配达到厌氧发酵条件后，通过渣浆泵泵入发酵反应罐进行发酵，反应罐内设顶搅拌机，使物料处于全混状态，在适宜的温度条件下确保厌氧反应充分进行。反应罐内出来的沼渣沼液溢流至站外沼液储池，除部分沼液回流进入调配池进行物料调配外，剩余沼渣沼液分别制成沼液肥和沼渣肥；沼气存储到膜式独立气柜中，通过凝水器除去水分，经集装箱式净化压缩系统脱硫、脱碳、压缩达到车用燃气标准，作为车用燃气，也可凝水、脱硫、脱碳后沼气发电。

3预处理对餐厨垃圾厌氧消化的影响

在厌氧消化过程中，水解被视为厌氧消化的限速步骤，底物粒径、结构和组分都会影响水解速率。通过一些物理、化学、生物或复合手段对餐厨垃圾进行预处理，可以达到减少底物粒径、增加SCOD含量，提高VS去除率和产气量。但有些预处理也会阻碍厌氧消化的进行，如酸预处理可能会形成如羧基酸、呋喃和酚类复合物，从而抑制厌氧反应。加热预处理可以瓦解细胞膜，带来可溶性有机物的增加，但同时水解产物降解的限速反应依然存在，甚至有所加强。同时，并非所有的预处理手段对各类型的餐厨垃圾都是有效的，如Shahriari认为不进行微波预处理的餐厨垃圾两相发酵的方案更优，Cho等也发现虽然LCFA含量会抑制乙酸的生成，但去除LCFA后餐厨垃圾的甲烷产量并未提高。

预处理往往意味着额外的设备、试剂和能源的投入，有些预处理手段所获得的额外能源还不足以补偿预处理的能源消耗，尤其是一些耗能较高的预处理方式，如超声波、臭氧，而冷冻的预处理方式因样品本身需要冷冻保存而更具有经济性。未来餐厨垃圾预处理方法的开发会向能耗更低、投入更小、可循环、促进作用更显著的方向发展。

4结语

综上可知，预处理对餐厨垃圾厌氧消化的影响极为重要，可以更好的实现餐厨垃圾的环保处理和高效处理。当前的技术手段虽然能够实现这样的处理，但是在成本控制方面还存在着较大的问题，因此离商业化运作及大面积推广还存在着很大的差距，未来需要不断探索优化途径，更好的实现餐厨垃圾的预处理。

参考文献

[1]ShahriariH，WarithM，HamodaM，etal．Evaluationofsinglevs．Stagedmesophilicanaerobicdigestionofkitchenwastewithandwithoutmicrowavepretreatment［J］．JournalofEnvironmentalManagement，2013，125：74-84.

[2]宋珍霞，温飞，徐建平，等.热碱预处理对餐厨垃圾厌氧消化挥发性脂肪酸产量及组成的影响[J].生态与农村环境学报，2015.31（2）：244-248.

[3]唐晓达，万顺刚，张又驰，等.添加园林废物及冻融预处理对餐厨垃圾厌氧消化效率的影响[J].环境工程技术学报，2012，6（2）：512-518.