☆餐厨垃圾特性及处理技术

餐厨垃圾是食物垃圾中最主要的一种，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 ’ 和食用残余 # 泔脚 ’ 。其成分复杂， 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。厨 余中糖类含量高，而泔脚则以蛋白质、淀粉和动 物脂肪等为主，且盐分、油脂含量高。 我国传统直接将餐厨垃圾作为生猪的饲料。 近年来，为了规范畜禽养殖行为，防止畜禽疫病 和有毒有害物质的残留对人体的危害，防止畜禽 养殖污染，促进畜牧养殖业可持续发展，餐厨垃 圾饲喂生猪受到很大限制，如《上海市畜禽养殖 管理办法》明确规定禁止使用饭店厨房的泔脚垃 圾、食品加工过程中产生的动物制品废弃物饲喂 畜禽，对违反规定的养殖行为将予以严厉处罚。 ; ;< ; 餐厨垃圾的特性 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。 ;< = 资源性
白饲料，可提高氨基酸、蛋白质和维生素含量， 代替大豆、鱼粉等蛋白饲料。邬苏焕等 , " - 利用固 态发酵的方法处理城市餐厨垃圾，研究中采用多
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环境卫生工程
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第 #! 卷
作用使有机固体废物稳定化的过程。堆肥能否成 功的关键是微生物菌种的选择，堆肥物料 $ % & 的调节，水分、温度、氧气与酸碱度的适当控 制。餐厨垃圾有机物含量高，$ % & 较低、营养元 素全面，非常适合用作堆肥原料。 曹萍等
制出将厨余垃圾转化成无毒无臭蚯蚓饲料的技 术，即将其发明的 ./ 原露稀释后喷洒在厨余垃 圾表层，用塑料布盖严使之发酵腐熟，该技术投 资少，简单易行。 !" $ 提取生物降解塑料技术 (000 年，日本学者 123453 提出了通过厨房垃 圾发酵生产乳酸，进而合成聚乳酸这种可生物降 解塑料的技术，为厨房垃圾的资源化和降低乳酸 生产成本开辟了一条新的途径 。王旭明等 利
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厨房垃圾乳酸发酵可解决城市垃圾排放量大 且难处理及其造成的环境污染问题，制成的生物 降解塑料可望成为通用塑料的替代品，为塑料工 业提供丰富的原料来源，并解决了白色污染问 题。利用厨房垃圾等可再生资源生产生物降解塑 料必将成为研究发展的热点 。
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固态发酵 以餐厨垃圾为原料进行固态发酵生产菌体蛋
降解性塑料、固态发酵、生物发酵制氢、好氧堆肥、厌氧发酵等。得出生物处理法对环境的影响较小，且可以回收能 源并产生对环境有益的二次产物，应用前景广阔。 关键词：餐厨垃圾；生物处理法；能源回收；处理技术 中图分类号：()&&* + 文献标识码： , 文章编号：-%%. / 0$%" （$%%" ）%" / %%!" / %! !"#$%##"&’ &’ ()*+*$,-+"#,"$# *’. /+-*,0-’, /-$)’&1&2"-# &3 4&&. 5-#".%1234 1252， 637 (834534， 982 :74;<8=， >?37 172@38 # AB3B= C=5 D3E7F3B7F5 7G H7II2B874 674BF7I 34J K=L72F@=L K=2L=， M74;<8 N48O=FL8B5， A?34;?38 $%%%&$ ’ 67#,+*$,： 6?3F3@B=F8LB8@L 7G G77J F=L8J2= P3L 84BF7J2@=J， 84@I2J84; @F2L?84; 34J J8L@?3F;84; J8F=@BI5， I34JG8II 34J E87 / BF=3BQ=4B B=@?47I7;8=L L2@? 3L O=FQ8@7QR7LB84;， E87 / J=@7QR7L3EI= RI3LB8@ RF7J2@B874， L7I8J / LB3B= G=FQ=4B， RF7J2@84; ?5JF7S ;=4 B?F72;? E87 / G=FQ=4B， 3=F7E8@ @7QR7LB 34J 343=F7E8@ J8;=LB874* TB P3L L?7P=J B?3B E87SBF=3BQ=4B ?3L I=LL 84GI2=4@= 74 =4O8S F74Q=4BU @34 F=@7O=F =4=F;5U RF7J2@= =4O8F74Q=4BSGF8=4JI5 L=@74J3F5 72B@7Q 34J ?3L EF73J 3RRI8@3B874 RF7LR=@BV 8-9 :&+.#： W77J K=L8J2=； X87 / BF=3BQ=4B ； Y4=F;5 F=@5@I= ； MF=3BQ=4B B=@?47I7;5
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用选择性培养基 /61、 17、 .8839:4 从厌氧发酵的 厨房垃圾中分离出 $#% 株乳酸细菌 ; 7<= > ，发酵 厨房垃圾，结果表明，接种乳酸菌株能促进厨房 垃圾乳酸发酵，提高乳酸产生量，其中 ?@("+ 的 乳 酸 产 生 量 最 高 ， +& A 厌 氧 发 酵 ! B， 可 得 到 +%C %0 D E 7 的乳酸，分别比参比菌株保加利亚乳 杆菌和不接种对照高 +&F G"H 和 ((F !0H 。孙晓红 等也对厨房垃圾乳酸发酵菌种的筛选、提取和精 制，乳酸聚合成聚乳酸的工艺优化以及发酵残渣 利用等方面进行深入研究 。
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分解作用将有机物转化为二氧化碳和甲烷，大致 分为产酸和产甲烷 ( 个阶段。产酸阶段主要是水 解和发酵菌群将复杂的有机物分解为简单的有机 物，进而降解为各种有机酸；产甲烷阶段主要是 产甲烷菌将部分简单有机物转化为甲烷和二氧化 碳。 李俊涛等 ’ #H ) 通过新鲜泔脚特性分析、脱水、 最佳接种率、最佳含水率及最大有机负荷等一系 列试验，得出在接种率 "*: ，含水率 =*: 及挥发 性悬浮固体 ! 1 % 3 I ・ 2 7 的条件下，厌氧反应能顺 利进行，厌氧消化是生态上比较合理、经济上可 行的处理方法。张波等 ’ #" ) 研究了 89 对厨余废物 两相厌氧消化水解和酸化过程的影响，结果表 明，控制 89 为 H 时，厨余废物具有更高的水解 和酸化率，以 J;$ 和 $;< 表示的厨余废物水解 率在实验第 = 天分别达到 "/: 和 "(: ， KLM 浓 度在实验第 ! 天达到 -/ 1・I ? # ，KLM 产量是未调 节 89 时的 ( 倍，且酸化产物中乳酸浓度低， KLM 主要以丁酸和乙酸为主，丙酸很少。由此控制 89 为 H 可优化厨余废物处理的两相厌氧消化工艺。 餐厨垃圾厌氧发酵产生的沼气可用作汽车燃 料、供热及发电，有较高的经济利用价值。餐厨 垃圾甲烷发酵与燃料电池组合系统的开发，最近 尤为引人注目。 !" $ 其他 利用食用废油真空油炸厨余垃圾，可达到同 时处理厨余垃圾和食用废油的目的。真空油炸可 迅速除去厨余垃圾中的水分，大大降低被油炸物 的氧化速度，既保证了垃圾的营养成分，又进行 了一次真空消毒。油炸产品完全可作为一种理想 的绿色饲料。 % 结束语 餐厨垃圾属于资源型废弃物，其极易被微生 物降解的特性使得生物降解成为主要的处理方 法。 蚯蚓堆肥可真正实现无害化、减量化、资源 化，是继填埋、焚烧和堆肥后的又一种可行性方 式。餐厨垃圾乳酸发酵可达到废弃物处理和生产 生物降解塑料这种替代能源的双重目的。以餐厨 垃圾为原料生产菌体蛋白饲料，能提高氨基酸、 蛋白质和维生素含量，代替大豆、鱼粉等蛋白饲 料。生物制氢可实现将废弃物变成清洁能源。堆 肥处理方法简单，堆肥产品可用于农业或制作动 物饲料，成本较低。厌氧发酵能回收利用沼气资
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餐厨垃圾特性及处理技术
袁玉玉，曹先艳，牛冬杰，赵由才
# 同济大学 污染控制与资源化研究国家重点实验室，上海 摘 $%%%&$ ’ 要：介绍了餐厨垃圾的特性，综述了餐厨垃圾粉碎直排法、填埋法以及生物处理方法：蚯蚓堆肥、提取生物
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袁玉玉，等
餐厨垃圾特性及处理技术
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合填埋条件的土地面积，同时造成餐厨垃圾营养 物质的损失，因此一些国家已禁止未经处理的餐 厨垃圾进入填埋场，如韩国于 $%%& 年起所有填埋 场将不再接收餐厨垃圾。 !" # 蚯蚓堆肥 蚯蚓堆肥是近年来发展起来的一项生物处理 技术。其机理是蚯蚓吞食大量有机物质，并将其 与土壤混合，通过砂囊的机械研磨作用和肠道内 的生物化学作用将有机物转化为自身或其他生物 可 以 利 用 的 营 养 物 质 。 ### ’$ 土 地 每 年 可 处 理 (%% ) 有机垃圾，生产 $ * ! ) 蚯蚓和 +" ) 高级蚯 蚓粪。蚓体可提取蚓激酶和蛋白饲料添加剂，蚓 粪可做高效生物有机肥。厨余垃圾有机物含量 高，适合使用这种技术 。如日本的比嘉照夫研
与其它垃圾相比，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 >; ?。目前我国仅泔脚产生量就 超过 $% %%% B Z J，上海市的泔脚产生量已达 - +%% B Z J。如果能得到有效处理和合理利用，其将是一 批可观的资源。 = =< ; 餐厨垃圾处理处置现状 粉碎直排 由于厨房空间有限，因此就地减量处理是餐 厨垃圾处理的基本立足点。目前一些国家普遍采 用在厨房配置餐厨垃圾处理装置，将粉碎后的餐 厨垃圾排人市政下水管网的方法。如国外研制的 餐厨垃圾机械研磨装置即通过高速运转的刀片将 装在内胆的各种食物垃圾切碎搅拌后冲入下水 道，这样可部分解决下水道堵塞问题。但餐厨垃 圾粉碎直排容易产生污水和臭气，滋生病菌、蚊 蝇和导致疾病传播，油污凝结成块会造成排水管 堵塞，降低城市下水道的排水能力，高油脂含量 等特性也增加了城市污水处理厂和垃圾填埋场负 荷，同时也不可避免地产生二次污染。 =< = 填埋 由于餐厨垃圾中有机物可生物降解组分含量 高，产气速度快且产气量较大、稳定时间短，有 利于垃圾填埋场地恢复使用，且操作简便，因此 填埋是目前应用比较普遍的处理方法。但厌氧分 解产生的沼气和渗沥液会造成二次污染，减少符
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种酵母菌和霉菌混合发酵，筛选出白地霉 ? I (， 米曲霉 ? I # 进行优势菌种组合，最优化发酵条 件：发酵培养基高温灭菌 $% ’3J，加入 ; KL! > $ 1M! (H ， NL$ OM! !H ， K5P8 +H ，初始 QL &F & ，含 水率 #%H 左右；种子液 (&H ，接种比例为 (R (， 发酵 & B。最终得到的饲料粗蛋白含量 ++F G"H ， 比原料增加 #F G&H 。该方法投资少、见效快、能 耗低、操作简便。 陈金钟等 , G - 采用多菌种混合发酵同时处理泔 脚 和 秸 杆 ， 在泔 脚 和 秸 杆 粉 按 +R ( 混 合， 温 度 (&% A ，高压锅中高温湿热酸处理的条件下，经 初步双菌混合发酵试验所得的饲料产品质量为： 粗蛋白 S$&H ，粗纤维 T (GH ，水分 T (%H 。该工 艺能很好地同时处理泔脚和秸杆，并大大地提高 秸秆饲料的蛋白含量，是一种很好的饲料制备方 法。 !" & 生物发酵制氢技术 氢是一种清洁能源，且燃烧发热量高，因此 被普遍认为是最有潜力的替代能源。传统的化学 产氢法 ; 电解水或热解石油、天然气 > 能耗大且生 产成本高，而生物制氢 ; 主要利用光合细菌产氢和 发酵产氢 > 法反应条件温和、能耗低，因而受到关 注。 75U V3WJJ I VU3 等 , 0 - 从 活 性 污 泥 中 获 取 微 生 物，对不同化学组成的餐厨垃圾：糖类 ; 米和马铃 薯 > 、酯类 ; 肥肉和鸡皮 > 、蛋白质 ; 鸡蛋和瘦肉 > 进 行发酵产氢，得出糖类垃圾的产氢能力大概是其 他 $ 类的 $% 倍。刘敏等 , (% - 采用连续流厌氧发酵 法研究了糖蜜废水、淀粉废水与牛奶废水生物制 氢，结果表明，糖蜜废水与淀粉废水都是较好的 厌氧发酵法生物产氢底物， + 大类有机物中碳水 化合物是目前技术条件下最具可能性的原材料。 而碳水化合物中，溶解性好的糖比溶解性差的淀 粉更具生物产氢可行性，但淀粉比溶解性糖更具 有产氢前景，牛奶废水则不适用于作为 P1X6 反 应器中发酵法生物制氢底物。赵春芳等 , (( - 进行了 以葡萄糖为基质的消化污泥厌氧发酵产氢气的研 究，结果表明在厌氧产酸阶段，通过控制体系的 QL 和污泥停留时间 ; 16X > ，可以得到较高的产氢 量。在 QL 为 &F %、 16X 为 # 2 的条件下，产氢能 力达到 $F $0G 7 E ; 7 ・ B > ，日均处理葡萄糖 PM@ 负荷 GF " 9D。 !" ’ 好氧堆肥 堆肥是指在人工控制的条件下，利用微生物