国内外厨余垃圾处理现状及技术综述

国内外厨余垃圾处理现状及技术综述

摘要:随着人口不断增加,厨余垃圾的处理日益成为解决环境问题的关键部分。通过对厨余垃圾在世界主要几个国家和城市的处理现状进行相关介绍;对目前处理厨余垃圾的基本方法进行总结,为做好未来厨余垃圾处理提供相关参考。

关键词:厨余垃圾现状处理技术

1 引言

厨余垃圾是居民在生活消费过程中形成的生活废物,居民区、饭店、各种企事业单位的食堂是其集中排放的场所[1]。厨余垃圾主要包括两个方面,一方面是在厨房对食品进行加工时产生的废物,另一方面是人们吃剩的食品。厨余垃圾含水率较高。在日常生活中,容易腐烂变质产生臭气,产生病毒以及致病菌从而造成病菌的传播以及环境的污染。厨余垃圾有机物含量高,同时氮、钾、钙、磷以及各种微量元素齐全,具有较高的利用价值。所以应重视对厨余垃圾的回收再利用,变废为宝。

2 国内外厨余垃圾的现状及处理方式

2.1 中国

近年来,由于我国对国内主要城市在垃圾处理方面投资力度加大,使得我国在垃圾处理方面取得一定的进步。我国垃圾无害化处理率逐

年提高。根据数据统计,我国城市生活垃圾无害化处理从1996年到2005年增加了10万t/d,达到25.63万t/d。垃圾无害化处理量从5568万增加到8051万[2]。但是,同其他发达国家相比较,我国生活垃圾无害化处理率仍较低,约为50％左右。目前我国厨余垃圾大部分是和其他生活垃圾混在一起进行处理,给城市垃圾处理带来巨大压力。

2.2 美国

目前美国主要采用填埋法对厨余垃圾进行处理。处理所花费的平均费用为每吨9-38美元。并且美国各州都会建立自己的厨余垃圾处理体系,例如在美国中西部厌氧堆肥、蚯蚓堆肥得到广泛应用,而在加利福尼亚厨余垃圾发电技术得到推广和利用[3]。部分城市对于居民小区,住户等厨余垃圾日生产量较小的单位采取安装厨余垃圾粉碎机的方式,将厨余垃圾粉碎后排入下水管道,进入污水处理场处理。对于食品加工厂等厨余垃圾日生产量较大的单位则采用油脂分离装置,将厨余垃圾中的油脂分离并进行加工和再利用。

2.3 欧洲

目前欧洲厨余垃圾每年的产生量为5000万t左右。欧洲各国十分重视对厨余垃圾进行回收利用并建立了完备的收集处理制度。如丹麦从1987年开始鼓励对厨余垃圾回收利用。荷兰在1996年禁止国内垃圾处理厂对厨余垃圾进行填埋处理,而改用好氧发酵对厨余垃圾进行处理。直到1999年,荷兰总共建立了2个发酵厂和23个堆肥厂。

德国采用特殊颜色的收集装置对厨余垃圾进行分类收集,从而将厨余垃圾在源头与其他垃圾分离,这就为堆肥处理提供了有利条件。同样在爱尔兰等地则是将厨余垃圾和其他有机废物统一进行收集,并根据不同的特性,进行分类堆肥等[4]。

2.4 日本

目前日本厨余垃圾每年的产生量为2000万t左右。其中家庭排出1000万t,饮食业排出600万t,厨余加工业排出340万t[5]。由于在日本倾倒厨余垃圾的运输费用每吨高达250-600美元,因此在政府的鼓励和资助下,厨余垃圾处理机在许多企业和社区内得到推广和应用,而厨余垃圾处理机制造业也得到了发展。有数据表明,目前制造厨余加工业、饮食业和流通企业使用的厨余废物处理机的企业已达270家,制造家庭使用的厨余垃圾处理机的企业已达250户。

3 厨余垃圾的处理技术综述

3.1 填埋法

填埋法是目前应用相对广泛的处理方法,由于厨余垃圾本身就是由有机物组成,在自然环境下容易分解,能够在相对短的时间内使填埋场地的恢复使用。并且其操作简便,在世界各国得到普遍的应用。但该方法仍然没有从根本上解决厨余垃圾产生的诸多问题。在填埋过程

中厨余垃圾和其他垃圾统一进行填埋处理,导致垃圾整体的渗滤液增多。在厌氧分解过程中产生大量细菌和沼气对环境造成二次污染。随着对厨余垃圾研究的深入,世界各国对厨余垃圾的填埋率都出现下降趋势,甚至有很多国家已禁止对厨余垃圾进行填埋处理。

3.2 堆肥法

堆肥法就是利用厨余垃圾中的有机物进行堆肥处理,首先将厨余垃圾置于发酵装置中,或直接堆积在地面,然后根据具体情况加入粉煤灰和粪便等作为膨松剂,最后利用微生物发酵使其降解,最终形成腐殖质作为肥料使用。根据堆肥发酵方式的不同,主要分为厌氧堆肥和好氧堆肥两种。由于厌氧堆肥条件严格,并且堆肥周期较长,因此好氧堆肥成为堆肥的主要方式。

3.3 蚯蚓处理技术

蚯蚓处理技术是通过蚯蚓和微生物的协同作用使厨余垃圾中的有机物进行分解和转化,最终生产出优质肥料[6]。由于蚯蚓自身含有丰富的酶系统如淀粉酶、脂肪酶、纤维酶、蛋白酶等能够加速对厨余垃圾的堆肥处理。同时蚯蚓粪也是优质的肥料,蚯蚓本身则是优质的饲料。据统计,666m2土地每年可处理100t有机垃圾,生产2～4t蚯蚓和37t高级蚯蚓粪。经过试验发现,蚯蚓Eisenia foetida在矿化作用上和降低碳氮比方面都优于其他品种的蚯蚓。国内崔美香等人通过对Eisenia foetida处理厨余垃圾的试验。统计出含水量为70%的腐熟垃

圾,每25kg能够产生1kg的蚯蚓和8kg的蚯蚓粪[7]。

3.4 甲烷发酵

甲烷发酵技术是厨余垃圾能源化的一种,利用微生物对厨余垃圾进行厌氧发酵产生大量甲烷。甲烷是一种清洁能源具有良好的市场前景。发酵后所剩余的固体残留物经过再加工可以生产优质的肥料。由于甲烷发酵中CO2的排放量小,有利于缓解温室效应。同时甲烷发酵成本比好氧发酵技术成本低。因此厌氧甲烷发酵日益得到人们重视,是公认的一种能够实现可持续发展的技术[8]。

3.5 生物制氢

1966年Lewis提出利用光合细菌通过光合作用制氢和通过厌氧发酵制氢是目前生物制氢最主要的两种方法。其中光合制氢反应条件条件苛刻,产氢率也比厌氧发酵制氢低,因此厌氧发酵是生物制氢的主要研究方向[9]。如今,主要采用改进发酵制氢反应器、选育高效产氢菌种和控制优势菌种的生态因子如增加产氢促进剂,减少抑制剂浓度等技术手段来提高产氢速率、产氢量以及氢气浓度来改善厨余垃圾发酵制氢的工艺。但是由于厨余垃圾中成分复杂并且厌氧发酵制氢影响因素较多,导致生物制氢技术并未成熟,目前仍需进行大量研究工作才能够具体应用到生活生产中去。

3.6 提取生物降解塑料技术