餐厨垃圾的厌氧处理

浅析餐厨垃圾的厌氧处理

一引言

随着中国城市经济快速增长，人口不断增加和人们生活水平的不断提高，餐厨垃圾产出量不断增加，成为城市垃圾收集、运输和处理的主要难题。餐厨垃圾主要指城市中餐厅与厨房产生的易腐、易生物降解的废弃物（主要是残羹剩饭），脱水性能较差，高温易腐，发出难闻的异味。与其他垃圾相比，具有含水量、有机物含量、油脂含量及盐分含量高，营养元素丰富等特点，具有很大的回收利用价值。餐厨垃圾处置不当将污染环境、损害居民身体健康且造成巨大的资源浪费。而餐厨垃圾占城市生活垃圾的30%～60%，因此如何处理餐厨垃圾是我国城市化发展所面临的重要问题。

2.1国内的现状

在我国，餐厨垃圾没有固定的处理渠道，也没有专门的处理公司，没有形成专业化，产业化。当下餐厨垃圾多数被作为饲料喂养家畜。但是餐厨垃圾并没有经过处理，里面可能含有有害的物质或者垃圾里病菌滋生，影响家畜的健康，如果再流向市场，被人所食用，最终会影响人类的健康。少量的餐厨垃圾未经处理直接排入下水道，以致出现地沟油提炼食用油,影响人们健康;另外在我国城市生活垃圾几乎没有经过分选，从而餐厨垃圾常同生活垃圾混合进行处理。而餐厨垃圾极易腐败，散发出恶臭气体，给暂存地点、转运过程中的环境造成很大的影响。因此实现餐厨垃圾的资源化、减量化、无害化，对中国城市环境有着非常重要的影响。以下是国内一些城市的处理现状：

表2 国内城市餐厨垃圾处理现

状

日产量t/d管理现状处理现状

①饲养猪

北京 1 050尚未完成全面化管理②同生活垃圾混合处理

③规划建四座处理规模为200 ～400 t/d处理厂

杭州 1 000无序化状态①82.5% 喂猪

②7.2% 非法制油

③9.3% 同生活垃圾混合处理

上海 1 000未完成全面化管理①饲养猪

②同生活垃圾混合处理

③建规模为40 t/d机械化生产线［5］

深圳800未完成全面化管理

①91.62% 喂猪

②同生活垃圾混合处理

重庆600无序化管理①喂猪

②非法制油

③同生活垃圾混合处理④

公

司

回收率小于10%

西安500无序化管理①喂猪

②非法制油

③同生活垃圾混合处理

乌鲁木齐400未完成全面化管理①喂猪

②同生活垃圾混合处理

③建规模为50t/d综合处

2.2国外研究现状

在国外，许多国家建立了独立的餐厨垃圾管理体系。在美国、日本等发达国家，餐厨垃圾处理早已实现了法制化和产业化，成了一项成熟的环保产业。另外国外的餐厨垃圾处理技术和方法都十分先进。国外餐厨垃圾处理方法主要有:粉碎直排、好氧堆肥、厌氧堆肥、蚯蚓堆肥、固态发酵、生物处理机、厌氧消化等。国外餐厨垃圾处理方法还有提取生物降解塑料技术，利用餐厨垃圾发酵生产乳酸，进而合成聚乳酸。这种技术为餐厨垃圾的资源化和降低乳酸生产成本开辟了一条新的途径。

三.餐厨垃圾的特性

3.1餐厨垃圾的特点主要体现在

1、采用厌氧发酵餐厨垃圾，厌氧微生物能强化餐厨垃圾中油类的分解，耐盐毒性较强；

2、餐厨垃圾本身含有大量水分，只需加入少量回流水即可达到含水率要求；

3、无需供氧，且对N、P等营养元素的要求要比好氧条件低，减少附加费用；

4、能产生具有利用价值的甲烷气体或氢气，实现

能源的回收，具有较大的经济价值；

5、调浆池中采用70℃～80℃高温预处理，既可有效杀灭病原菌，还可使浆料预热，使其进入发酵罐后在高

温下进行厌氧发酵；

6、调浆罐及消化器采用灶台余热进行加热，能有效利用余热，节省能源；调浆罐中辅以热管，可有效提高

传热效率，提高能量利用率；

7、接种物采用养殖场厌氧消化池污泥作为底物并用餐厨垃圾进行驯化，既可有效利用底物中的微生物菌群，

同时通过驯化可使其习性与餐厨垃圾性质相匹配，有利于消化器快速启动；

8、适用于各大、中型餐馆及学校、医院等公共食堂餐厨垃圾的现场处理。

四餐厨垃圾厌氧处理过程及工艺简介

4.1处理过程

厌氧处理过程大概可以分为以下四个阶段：

第一阶段——水解阶段。在一定温度下，借厌氧生物菌群的作用，将餐厨垃圾中的多糖分解为单糖、蛋白质分解为肽与氨基酸、脂肪分解为甘油与脂肪酸。

第二阶段——酸化阶段。由产酸细菌和某些梭状芽孢杆菌等将单糖类、肽、氨基酸、甘油、脂肪酸等物质转化成简单的有机酸、醇以及二氧化碳、氢、氨和硫化氢等，其主要的产物是挥发性脂肪酸，其中以乙酸为主，约占80%。

第三阶段——产氢产乙酸阶段(又叫酸性衰退阶段)。专性产氢产乙酸菌对还原性有机物的氧化作用，生成H2、HC03-．CH3COOH。同型产乙酸细菌将H2、HC03-、转化为CH3COOH，少量的CH4、CO2、N2生成。此阶段会产生硫化氢、硫酸、粪臭素等副产物。由于大量有机酸的分解导致pH值上升。

第四阶段——产甲烷阶段。，产甲烷菌将有机酸、醇以及二氧化碳和氨等物质分解为甲烷和二氧化碳，或通过氢还原二氧化碳的作用，形成甲烷。

4.2工艺简介

4.2.1 工艺流程

图 1

处理步骤：

1、筛选：餐厨垃圾收集后，通过磁力分选机去除金属异物；

2、脱水：由于餐厨垃圾水分很大，必须进行脱水处理，进行浓缩；

3、粉碎：采用湿式锤片粉碎机将原料进行粉碎；

4、投料：将粉碎后的浆体物料送入调浆罐调节其水分，，使浆料含水率达90%～92%；采用碱调节pH,

使pH=6.5～7.5，并对物料进行预加热；

5、投加菌种：启动厌氧消化器时，将驯化后的污泥作为接种物，按接种物量∶原料量=1∶1加入

厌氧消化器，开始反应；

6、厌氧发酵：正常产气后每天定时、不定量地添加处理过的餐厨垃圾，厌氧消化期间，经常搅拌；

7、气体净化利用：厌氧发酵后所产生的沼气经脱硫后储存并利用；

8、加絮凝剂：经厌氧消化后的残余物加入的质量份数为20%的氯化钙作为絮凝剂，投加量为处理量

的5%；

9、分离发酵产品：絮凝后的物料经离心机进行分离，得轻相的上清液和重相的固形物料。上清液

部分回流至调浆罐作为调节水使用，部分通过餐馆下水道排放，集中进入污水处理厂进一步

处理；固形物料经烘干后作为饲料销售。

4.2.2工艺设备

根据工艺要求，设计了餐厨垃圾厌氧发酵的备料装置和发酵装置，分别如图2、图3所示。