餐厨垃圾厌氧发酵特性研究

餐厨垃圾厌氧发酵特性研究

摘要：为了实现餐厨垃圾的资源化利用，解决日益严重的餐厨垃圾处理问题，我们以南阳师范学院食堂餐厨垃圾为原料，通过检测分析pH、VFA、产气量等指标，讨论酸化过程及各指标对系统厌氧发酵产沼气性能的影响，得出餐厨垃圾厌氧发酵最佳工艺条件，从而更好的对餐厨垃圾进行厌氧发酵的处理，达到使垃圾减量,环境污染减少的目的。关键词：餐厨垃圾;厌氧发酵;沼气;影响因素;资源化

OF EAT HUTCH GARBAGE ANAEROBIC FERMENTATION

CHARACTERISTICS RESEARCH

Abstract:in order to achieve the eat hutch garbage recycling use, the growing problem of eat hutch garbage disposal, and we are in the dining room to eat hutch garbage in nanyang normal university as a raw material, through the analysis of the tes t in dices such as pH, VFA, gas production, acidification process are discussed and the indexes of anaerobic fermentation bio-gas production performance of the system, the optimum technological conditions of eat hutch waste anaerobic fermentation, thereby better to eat hutch waste anaerobic fermentation processing, to make waste reduction, reduce environmental pollution.

Key words: eat hutch garbage; Anaerobic fermentation. Bio-gas; Influencing factors; Resource recovery

1餐厨垃圾概述

1.1餐厨垃圾来源

餐厨垃圾又称泔脚,是家庭、饮食单位抛弃的剩饭剩菜以及厨房余物的统称,也是城市生活垃圾的重要组成部分[1]。餐厨垃圾是食物垃圾中最主要的一种，其成分复杂，主要是油、水、果皮、蔬菜、米面、鱼、肉、骨头以及废餐具、塑料、纸巾等多种物质的混合物。我国餐厨垃圾数量十分巨大，并呈快速上升趋势。

1.2餐厨垃圾的特性

1.2.1危害性

极易变质、腐烂、发酵，滋生蚊蝇，产生大量毒素及散发恶臭气体，污染水体和大气，直接排入下水道还会引起下水道堵塞；来源复杂，含有各种细菌和病原菌，可能因食物链危害人体健康；派生的“潲水油”极易产生致癌物质—黄曲霉素，对人体健康造成严重危害。

1.2.2资源性

与其他垃圾相比，有含水率、有机物含量、盐分及油脂含量高，营养元素丰富等特点，具有很大的回收利用价值[2]。目前我国仅泔脚产生量就超过20000t/d,上海市的泔脚产生量已达1300t/d。如果能得到有效处理和合理利用，其将是一批可观的资源。

1.3餐厨垃圾厌氧发酵技术研究

1.3.1厌氧发酵的原理

厌氧发酵是废物在厌氧条件下通过微生物的代谢活动而被稳定化，同时伴有甲烷和CO2产生。人们把厌氧发酵过程简单的分为酸性发酵阶段和碱性发酵阶段。其中酸性发酵阶段是指发酵细菌将大分子有机物降解为脂肪酸、醇类、氢气等产物；碱性发酵阶段是指发酵细菌将上一阶段产生的脂肪酸、醇类、氢气等底物转化成甲烷和二氧化碳[3]。

1.3.2厌氧发酵处理的意义

餐厨垃圾含水率高、成分复杂、高温条件下易腐,且容易产生蚊蝇等,而目前国外的处理方式依然是以填埋或焚烧为主,对环境造成了极大的污染,而国内餐馆的

餐厨垃圾则大多数被直接用作动物饲料,造成病菌传播。如果各大餐馆和食堂能将餐厨垃圾就地进行能源化处理,既可以为餐馆、食堂提供大量的能源,变废为宝，同时也可以使垃圾大大减量,减少对环境的污染。如果能很好地处理餐厨垃圾，必将带来良好的经济效益和社会效益。同时，由于餐厨垃圾具有很高的产沼气能力,厌氧处理可产生大量沼气，沼气是一种清洁的可再生能源，可用于发电和做燃，并且系统全封闭而无异味，利用厌氧发酵法将其资源化是一种最环保、又能创造效益的方法。

1.3.3餐厨垃圾厌氧发酵处理的技术研究现状

由于餐厨垃圾传统处理方法的技术缺陷，造成了环境的二次污染，且浪费了大量的资源。随着环保法律法规的修改，各国纷纷调整了传统的餐厨垃圾的处理处置方法，很多学者将餐厨垃圾处理的研究重点转向了对环境污染少、资源化的厌氧发酵产沼气的技术上来。大量研究主要集中在餐厨垃圾厌氧发酵产沼气的可行性、通过原料的预处理提高转化效率以及发酵反应工艺条件的优化三个方面[4]。2餐厨垃圾厌氧发酵实验设计

2.1 实验材料

餐厨垃圾：采自南阳师范学院中餐厅和西餐厅，搅拌均匀后，用搅碎机搅碎

至颗粒粒径小于5mm的糊状物，并于-5℃下保存待实验。

接种物：南阳市污水处理厂厌氧段的污泥，为黑色絮状物。取回后，用塑料瓶密封静置1d，分层后，取下层污泥作为接种物，见表1。

餐厨垃圾与污泥的性质表1

TS （%）

VS

（%TS）

灰分

（%TS）

C/N

（%）

PH

中餐厅16.05 92.29 7.8 22.35 5.7

西餐厅15.45 88.99 11.02 20.10 5.7

接种污泥13.91 51.17 48.81 12.14 6.5

2.2 实验装置

实验装置包括1L的厌氧发酵罐、1L的集气瓶以及500mL的量筒三个部分。（见下图）

1、采用三组恒温水浴器，温度分别控制在低温（20±1）℃，中温（35±1）℃，高温（55±1）℃。

2、发酵罐内放置餐厨垃圾和接种污泥，罐口用带有出气孔的橡胶塞密封，每次调节pH值后通过出气孔向发酵瓶中通入N2以维持发酵瓶内的厌氧环境。发酵罐中产生的气体经玻璃导管排入集气瓶。

3、发酵瓶与集气瓶之间的止水夹（待发酵产生的气体到常温后再打开），发酵瓶与集气瓶之间的阀门为气体采样点，定时测量系统产气量、pH值和VFA值。