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国内餐厨垃圾变废为宝的历程和典型案例

发布时间:2019-09-06所属分类:科技论文浏览:1

摘 要:餐厨垃圾是主要的城市有机废弃物,传统的处置手段诸如填埋、焚烧等会带来二次污染,制备饲料、肥料存在潜在健康和环境风险,为了在减量化、无害化基础上更好地发挥其资源化的特点,厌氧消化及沼气资源化利用逐渐成为了餐厨垃圾处置的技术趋势,而配合

  摘 要:餐厨垃圾是主要的城市有机废弃物,传统的处置手段诸如填埋、焚烧等会带来二次污染,制备饲料、肥料存在潜在健康和环境风险,为了在减量化、无害化基础上更好地发挥其资源化的特点,厌氧消化及沼气资源化利用逐渐成为了餐厨垃圾处置的技术趋势,而配合其他类城市有机废弃物进行联合厌氧产沼更是一种模式和技术创新,使得我们大家生存的环境更加美好。

  关键词:餐厨垃圾 资源化 厌氧产沼 有机质

国内餐厨垃圾变废为宝的历程和典型案例

  1 餐厨垃圾概述

  1.1 餐厨垃圾的定义及来源

  餐厨垃圾[1],俗称泔水,是指我们熟知的食品加工、饮食服务等活动中的厨余垃圾和废弃食用油脂,主要来源有:家庭、公共场所的垃圾收集点;宾馆、饭店和各类小吃店;各类食品批发和零售市场;还包括我们所在的学校食堂等。

  1.2 餐厨垃圾的组成及特点

  餐厨垃圾含水率大于80%,以淀粉、纤维、油脂等有机质为主要成分,且富含N、P、K等营养成分。由于收集方面存在的诸多问题使得其成分复杂,包含诸如包装袋、餐具、纸巾、织物等无机杂质。以北京市某区为例,通过采集取样,综合分析出的餐厨垃圾组分为。

  1.3 餐厨垃圾的危害及价值

  1.3.1 餐厨垃圾的危害

  (1)有害物质通过食物链进入人体,危害健康。

  (2)滋生蚊蝇、鼠虫,传播疾病。

  (3)运输、储存不当易造成渗漏和臭味溢散,破坏环境。

  1.3.2 餐厨垃圾的价值

  餐厨垃圾富含有机质和油脂,据统计,在其35%左右的干物质中,含粗脂肪约12%、蛋白质约20%,如将其全部资源化利用,相当于节约了3000万亩耕地,并可生产出6000 万t生物柴油。

  2 餐厨垃圾“三化”处理的必要性

  随着我国物质生活水平的提高,餐厨垃圾产生量逐年增长,2017年已达到9700万吨,而现有设施的处理能力尚不足40%,加快餐厨垃圾处理设施建设并加速餐厨垃圾 “减量化”进程刻不容缓。

  未安全处理的餐厨垃圾进入食物链会危及人民身体健康和社会的稳定。进入填埋场将产生大量的高浓度渗沥液[2],同时影响垃圾堆体的稳定时间,因此寻求“无害化”处理方式迫在眉睫。

  环境保护、食品安全是构建和谐社会的重要内容,节能减排与资源循环利用也已成为实现经济可持续发展的重要举措。餐厨垃圾有机质含量高,可以产生多种资源化产品,因此“资源化”处置是必要举措。

  3 国外餐厨垃圾处理现状

  3.1 美国餐厨垃圾处理现状

  美国每年餐厨垃圾产生量约3000万t,约占生活垃圾的 11%。由于采用垃圾处理收费制度,所以常混合庭院垃圾进行自主堆肥,也有部分垃圾采用破碎直排的方式排入下水道。出于对饲料“同源性”的担忧,美国政府禁止动物饲料喂食牛、狗、猫、猪和家禽。

  3.2 日本餐厨垃圾处理现状

  日本每年餐厨垃圾产生量约600万t,约占生活垃圾的 12%。一改传统的堆肥和填埋,近年来主要生产动物饲料及厌氧消化产沼,其中厌氧消化处理得到较大发展。

  4 国内餐厨垃圾处理现状

  国内餐厨垃圾处理经历了3个阶段。

  第一阶段:在市政垃圾处理的早期,餐厨垃圾并无独立的处理手段,常与生活垃圾混合填埋和焚烧,但填埋会增加渗滤液对土壤和地下水污染的风险,焚烧过程存在热值不足而产生二噁英等有害物质。

  第二阶段:2000年后,餐厨垃圾处理技术以制备肥、饲料为主,并在西宁、宁波等城市广泛使用,生产的肥、饲料用于农作物、果树、养殖等,废油脂作为工业原料或制备生物柴油。

  第三阶段:餐厨垃圾含盐量高,破坏土壤环境,而制备饲料会带来对人体健康的潜在威胁。因此农业部收回了部分已颁发的餐厨垃圾肥、饲料生产、销售许可证,以厌氧消化为核心的处理技术发展较快,成为资源化利用的典型。

  5 厌氧产沼技术优势

  目前国内餐厨垃圾处理项目采用厌氧产沼的占85%以上,该技术具有如下优势。

  (1)从处理 废弃物方面,厌氧技术是餐厨垃圾“减量化、无害化”处理的有效方式之一。

  (2)从资源利用方面,沼气作为生物质能源用于生产和生活,减少外在能源的消耗,符合国家循环经济产业政策。

  (3)从技术应用方面,厌氧处理技术成熟,通过应用实例总结符合我国餐厨垃圾特性的技术应用方式,获得了一些成功的经验。

  6 典型案例分析

  随着餐厨垃圾量逐年增加,我们对其建立专属的处理方式。而国内的垃圾处理厂,一直面临着选址、规划困难的问题,因此,具有多种垃圾处置功能的园区模式应运而生,本项目就考虑了协同其他有机垃圾联合处置,典型的城市有机垃圾包括污泥、粪便、过期食品、园林绿植等。

  6.1 案例概述

  本 项目处理 对象及规模为:餐厨垃圾2 0 0 t /d、污泥 100t/d、粪便300t/d,采用的核心工艺为“联合厌氧产沼+ 沼气热电联产”。

  6.2 工艺流程及优势分析

  本项目针对3种有机废弃物特性,设计了各自的预处理系统,其中餐厨垃圾预处理系统可以实现油脂的提取,预处理后的物料混配制浆后进入厌氧消化系统;厌氧消化系统产生的沼气经提纯后进行热电联产,热能反补工艺用热和生活供暖,电能反补工艺用电,余量并入电网;厌氧消化形成的消化液经过高干脱水后形成沼液和沼渣;沼渣外运至生活垃圾焚烧发电厂进行协同处置,沼液进入厂内的废水处理系统处理达标后纳管排放。

  3种物料协同处理属于联合厌氧范畴,联合厌氧是指在厌氧消化过程中同时处理两种或多种来源的有机物,其优势如下[3]。

  (1)提高稳定性。粪便难分解但性状相对稳定,有害成分为氮;餐厨垃圾易分 解但性状不稳定,有害成分为油分、盐分;污泥有机物含量较高,容易腐化发臭,性状相对不稳定,含有重金属和病原体。经混合可以降低各种有害物的浓度,从而提高处理工艺的稳定性。

  (2)成本节约。联合厌氧消化工艺中,除了各自的预处理系统设备外,其余的设备均可共用;此外,多种有机废弃物采用厌氧消化工艺较之采用好氧处理工艺可以削减约80%的电耗,同时整体占地面积缩小、减少土地资源的利用。

  (3)工艺优化。餐厨垃圾含水率80%~90%,污泥含水率约80%,粪便含水率97%~98%。湿式厌氧消化要求进料含水率90%~92%,3种有机废弃物合理混配,实现了工艺稀释水的零添加,从而降低后续高浓度有机废水的处理负荷。同时通过调整物料配比,提高了产沼效率,沼气产量可增加约15%。

  7 结论

  第一,国内餐厨垃圾占生活垃圾的比例是国外发达国家的3~4倍,且含水量较高,不适宜与生活垃圾一同处理,独立处置更为合理。

  第二,餐厨垃圾处置技术经过几十年的摸索比较,厌氧消化技术以其生产节能、过程产能、资源循环利用、环境影响小等优势成为工艺首选及技术发展趋势。

  第三,我国幅员辽阔、人口众多,餐厨垃圾的产生与人口密度成正比,在人口较为密集的地区进行处理设施的选址难度极大,因此,以餐厨垃圾为主的城市有机废弃物联合处置的方式贴合国情。

  第四,城市有机废弃物种类繁多,通过成分分析和发酵过程研究,确定与餐厨垃圾的合理配伍,可以稀释有害物质、提高营养物水平,增强微生物的协同效应。正如文中典型案例所述,该模式的大量推广具有较好的理论基础和实际借鉴。

  参考文献

  [1] 吕凡,何品晶,邵立明,等.易腐性有机垃圾的产生与处理技术途径比较[J].环境污染治理技术与设备,2003(8):46-50.

  [2] 方战强,吴坚,鲍伦军.餐厨垃圾处置方法探讨[J].华南师范大学学报:自然科学版,2007(1):70-74.

  [3] 邓国平,任玉森,李杰伟,等.餐厨垃圾市政污泥联合厌氧消化处理技术[J].环境工程技术学报,2013,3(2):179- 182.

  《国内餐厨垃圾变废为宝的历程和典型案例》来源:《科技资讯》2018年11期,作者:巴乔。

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