•餐厨垃圾在存放、收集、转运及处置过程中,因其含水率和有机物含量较高,极易在较短的时间内腐烂发臭和滋生蚊蝇,污染城市环境;
•未经处理的餐厨垃圾中可能含有口蹄疫病原体、非洲猪瘟病菌等有害病菌,特别是高温季节能导致病原微生物等有害于人体健康的物质迅速大量繁殖;
该工艺是将餐厨垃圾加水后置于密闭容器中加热,反应后上层是油脂,中间是水,下层是固态物质,将下层物质脱水干燥粉碎后得到饲料,上层油脂回收。
湿热法处理后的餐厨垃圾饲用价值显著提升,既是良好的饲料原料,又方便回收油脂。湿热法将餐厨垃圾处理后制成饲料是一种极具潜力的技术,
该技术本身存有问题:如加热方式很难去除霉杆霉菌等菌种,若提高温度,又会破坏下层固态物质的营养成分(如维生素等热敏性物质),导致饲料产品存在安全风险隐患,所以,现阶段的研究还只停留在实验室的初步研究阶段,对其作用机理、反应器的设计及工艺具体参数的选择还未进行深入研究。
针对餐厨垃圾的特性和餐厨垃圾处理的不同工艺、工序,采用物理法,化学法,生物法有效组合处理工艺。
•目前餐厨垃圾产生量分散、难以收集和处理,经常被简单的作为生猪饲料;与其他垃圾一起混合处理;
•城市垃圾分类收集:生活垃圾分为可回收垃圾、厨房垃圾、有毒有害垃圾和其他垃圾四类。
1)较多的不易降解杂质(例如塑料袋、餐具、毛巾和瓶盖等,)影响发酵后肥料的形状和产后的销售;
3)含有较多的盐分会导致微生物体活性降低甚至死亡,进而影响生物降解速度和降解程度。
国内大部分城市的餐厨垃圾解决方法绝大多数都是饲养猪、以及同生活垃圾一同混合处理。
现批准《餐厨垃圾处理技术规范》为行业标准,编号为CJJ184-2012,自2013年5月1日起实施。其中,第3.0.1、3.0.2、7.5.5、7.5.6、9.0.5条为强制性条文,必须严格执行。 本规范由我部定额研究所组织中国建筑工业出版社出版发行。
(5)采用专性工程菌:可利用工程菌的高效降解功能达到快速降解有机质的作用。
(2)产酸阶段的初始pH值对后续产气阶段有显著影响,初始pH值为5.0时,累计产气量最大,为13. 69 mL/g TVS,是产酸阶段最佳初始pH值。
每吨餐厨垃圾可以提炼出20~80 kg废油脂,经过集中加工处理,则可以制成脂肪酸甲酯等低碳酯类物质,即生物柴油。
超临界甲醇制程(supercritical methanel process)是利用甲醇在超临界状态下的特殊物理化学性质,与废油脂发生反应生产生物柴油的一种新工艺。该工艺不需要催化剂,无副产物产生,因此也不需要对产物进行分离,不会产生大量废水;同时,只需要2~4 min就可达到反应平衡,水分和脂肪酸对反应的影响不大。
荷兰在1996年开始就禁止了有机生物垃圾的填埋处理,其餐厨垃圾主要是通过好氧处理为主,在1999年时全国就有23个堆肥厂
在厨房配置餐厨垃圾处理装置,将粉碎后的餐厨垃圾排入市政下水管网。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,
(1)提高含固率:可提高反应器的设备效率。研究表明,固体浓度为7.5%、10.2%和15.5%时处理效果均良好;
(2)分段发酵法:两步发酵可明显提高挥发酸和甲烷产量,还能提高城市固态废料的生物降解率;
(3)强化预处理:如采用先好氧后厌氧发酵或场致协同等,根据结果得出启动快,产气量高,处理周期短;
邬苏焕等(《双菌固态发酵处理餐厨垃圾》邬苏焕; 宋兴福; 刘够生; 于建国;)利用固态发酵的方法处理城市餐厨垃圾,最终得到的饲料粗蛋白含量33.87%,比原料增加了6.85%。
Lay(Lay Jiunn-Jyi)等从活性污泥中获取微生物,对不同化学成分组成的餐厨垃圾进行了发酵制氢实验,得出了糖类垃圾的产氢能力大概是酯类和蛋白质类垃圾的20倍的结论;
由于餐厨垃圾中可利用物质比较多,因此其处理工艺应最大限度地考虑资源化利用的问题,同时要达到无害化处理。
预处理分拣系统的作用:是把不能被生物降解的如塑料、玻璃、石头、骨头、各类金属、贝壳、木头、丝织品等被自动分拣出来,以保证餐厨垃圾资源化处理过程的顺利进行。
工业油脂设备包含收集与泵送装置、絮凝剂添加机、换热器、卧式分离机、立式分离机、螺旋机输、皂化盐析装置以及酸解设备,基本功能是在全封闭的条件下实现液相中油、渣、水的分离,降低废水中的固含量和CODCr,最大限度的提高油脂的回收利用率。
韩国从1995年起实施垃圾专用袋制度,一般家庭都将其它垃圾与餐厨垃圾分开包装放在门外,由垃圾车和餐厨垃圾车分别收取,主要以填埋为主。在2005年韩国政府全面禁止了将餐厨垃圾进行填埋处理,因此近年来,韩国餐厨垃圾的解决方法主要为厌氧消化-生物气回收、生物反应器浆状好氧处理。
德国目前绝大多数垃圾填埋厂已被关闭,很多大企业正在实现餐厨垃圾变废为宝的目标,现在德国经济稳步的增长最快的一个部分就是价值500亿欧元的垃圾处理业。
近年来,北京、上海、广州、深圳、重庆、苏州、昆明、长沙等十多个城市陆续出台相关的餐厨垃圾管理办法,并开展了餐厨垃圾处理项目。
国家的《餐厨垃圾管理办法》正在制订中,第1个餐厨垃圾国家标准——《餐厨垃圾资源利用技术方面的要求》已于2009年底报批国务院。
国家标准《餐厨垃圾资源化产物安全品质衡量准则》、行业标准《餐厨垃圾处理场技术规范》《餐厨垃圾处理厂运行维护作业规程》等也已列入近期标准制定规划,逐步搭建起一套对餐厨垃圾无害化、再利用和资源化的政策体系。
Noike等考察了乳酸细菌在产氢过程中的抑制作用,提出在发酵前对底物进行预热处理可以大大降低这种影响。生物发酵制氢所用的原料是城市污水、生活垃圾、动物粪便等有机废物,在获得氢气的同时净化了水质,达到保护自然环境的作用。
因此无论从环境保护,还是从新能源开发的角度来看,生物质制氢都具有很广阔的发展前景。
日本在2000年颁布了餐厨废物再生法。过去日本餐厨垃圾的解决方法主要为堆肥处理,近年很多新研究方向,最重要的包含餐厨垃圾生产动物饲料及利用餐厨垃圾生产生物气发电供热等,日本餐厨垃圾处理技术的发展非常迅速,一些著名电器公司都把餐厨垃圾处理机作为一项很有潜力的产品,投入人力和资金进行研制和推广;据统计,目前日本制造家庭餐厨废物处理机的企业已达250家,食品相关业仅对处理装置开发投资额就已高达数千亿日元。
(1)剩余活性污泥和餐厨垃圾的混合厌氧消化是可行的,混合后随着垃圾比重的提高则C/ N比值也提高从而促进了消化过程的进行.
(2)餐厨垃圾和剩余活性污泥进料TS比为50 %∶50 %时, pH值、碱度和氨氮相应地要高于其他2个阶段在同一HRT下的运行结果,此时系统具有最大的缓冲能力,剩余活性污泥的VS去除率有所提高.
特点:能处理含固率为10-25%的有机废弃物(餐厨垃圾的含固率一般在15-20%左右,有机物碳氮比在20-30间最适合厌氧发酵)。厌氧发酵过程中会产生大量沼气供热源。厌氧发酵可以在处理餐厨垃圾时,同时处理其它可腐有机物如粪便、污泥等,并依据各种需求添加相应的添加料,制造特种肥料,提升产品的附加值。
•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。
美国各州对处理餐厨垃圾的政策和方式都不一样,很多州针对当地的详细情况,建立了自己的餐厨垃圾处理回收体系,例如在加利福尼亚,该州正在推广利用餐厨垃圾发电的技术,并取得了一定成绩,同时在美国的中西部地区,蚯蚓堆肥、密封式容器堆肥处理餐厨垃圾的应用也慢慢变得多。
(3)产酸阶段的温度对后续产气阶段也有显著影响,温度为65℃时,累计产气量最大,为74. 35 mL/g TVS,是产酸阶段最佳温度。
(4)发酵物经热处理得到的累计产气量高于酸处理、碱处理,为172.38 mL/g TVS,是酸处理的1.85倍,是碱处理的1.65倍。
(5)从产气量看,最佳的联合两步发酵产气条件应为热处理发酵物,产酸阶段初始pH值为5.0,温度为65℃,累计产气量为172. 38 mL/g TVS。
由于餐厨垃圾含水、含油量较大,如与其他垃圾混合收集,将为后续处理带来很烦,因此本条要求餐厨垃圾单独收集,不得与其它垃圾混合收集。本条为强制性条文。
餐厨垃圾腐烂速度快,为了尽最大可能避免腐烂变质,需要对每天产生的餐厨垃圾及时收集运输至处理厂做处理。正常的情况下餐厨垃圾在容器中存放时间不能超过24小时,否则会腐烂变质,产生臭味。大部分餐厨垃圾来自餐馆、饭店,其产生集中的时间是晚上,为减少餐厨垃圾存放时间、及时清运餐厨垃圾,在晚间收集比较好。
•餐厨垃圾,指的是食品加工、餐饮服务、单位供餐活动中产生的食品残余和加工废料。
•我国13亿人口,每日餐厨垃圾达13万吨,每年约产生5000万吨之巨,以每年8%的速度增长。
无序管理、任意处置等问题;混入生活垃圾;直接喂猪;产地沟油;直排下水管道,污染城市生态环境,影响人类健康。
人畜争粮必然导致饲料原料严重不足;(预计2000-2020年我国饲料用粮将缺乏24×106~83×106 t能量饲料和24×106~48×106 t蛋白质饲料)
餐厨垃圾作为原料进行固态发酵生产菌体蛋白饲料,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,既价廉又环保,在某些特定的程度上还缓解了饲料原料的严重缺乏。
辅助设备:沼气发电设备、气体净化、存储设备、生物柴油设备、空气、废水净化处理设备。
利用微生物处理餐厨垃圾,是近年来国内外逐渐兴起的新型垃圾处理技术。日韩等国有相当一部分餐厨垃圾靠微生物技术处理,我国北京、上海、大连、厦门等城市也在逐步推广应用。
难点和缺陷:厌氧微生物的启动时间慢,批量发酵时,发酵周期相比好氧处理长;餐厨垃圾固体含量高,流动性能差,连续进料困难,影响厌氧微生物的接种等;餐厨PH值较低,含盐量高,易发生酸中毒,抑制微生物的正常生长
缺点:易产生污水和臭气,滋生病菌,蚊蝇和疾病的传播,油污的凝结成块也会造成排水管堵塞,降低城市下水道的排水能力。另外,餐厨垃圾的高油脂含量等特性更是增加了城市污水处理系统的负荷;同时还会产生二次污染。
餐厨垃圾的厌氧发酵处理是指在特定的厌氧条件下,微生物将有机垃圾进行分解,其中的碳、氢、氧转化为甲烷和二氧化碳,而氮、磷、钾等元素则存留于残留物中,并转化为易被动植物吸收利用的形式。
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