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高校廚餘垃圾處理

發布時間:2020-12-08人氣:293



眾所周知(zhī),關於餐廚垃圾的處(chù)理方式(shì)各種各樣,種類繁多:有機肥料發酵、廚餘垃圾發電、發酵、粉碎、幹燥處理後填埋、直接進行填埋等。

餐廚垃圾是我國生活垃圾的主要成(chéng)分,分離處(chù)理既可解決生活垃圾處理量大、含水率高等問題,又可提高其內(nèi)含有機物資源化效率。針對校園餐廚垃圾產量大,產生時間集中,組分相對單一的特(tè)性,在比(bǐ)較現有餐廚垃圾處理(lǐ)技術基礎上﹐認為集(jí)中規模化處置,如堆肥和厭氧消化等,是校園餐廚垃圾處理(lǐ)的可行(háng)方法。厭氧消化產沼發電可對(duì)接(jiē)可持續發展校園的建設,但需要(yào)注意沼氣貯氣罐的安全問(wèn)題;就地堆肥則需要注意(yì)脫鹽和脫水(shuǐ)﹐特別要外接良好的堆肥市(shì)場。為保(bǎo)證(zhèng)餐廚垃圾(jī)後續處理(lǐ)工藝的正常運行,破碎、脫水和脫(tuō)油(yóu)是必要的預處理單(dān)元,其中熱幹燥壓(yā)濾脫水脫油可滿足處(chù)理需(xū)求。

高校作為一個相對獨立,而人數又非(fēi)常集中的場所,餐廚垃圾產量恒定可控。據統計[,2013年全國普通高等學校在校人數24680726萬人,如果按每人每天約Q 1 kg 餐(cān)廚廢棄物計算,一年至少在95萬t以上(shàng)。針對(duì)校園餐廚垃圾主要依靠混合處理的現狀,選擇合(hé)適的無(wú)害化和資源化處理途徑,是降低環境影(yǐng)響的重(chóng)要出路。本文在分(fèn)析餐廚(chú)垃圾現有處理技術基礎上,結合校園餐廚垃圾特點,探討合適的校園餐(cān)廚垃圾(jī)源頭減量、分類處理方法,期望對校園廚餘垃圾的處理提供參考。

為提高餐廚(chú)垃圾在厭氧體係(xì)中的碳轉化率,進行了大量餐廚(chú)垃圾厭(yàn)氧消化(huà)工藝的研究,包括低固體或液態(tài)發酵,高(gāo)固體或半固體厭氧消化,單相、兩相發酵工藝等(děng)。有研究表明[8單獨的餐廚(chú)垃圾不足以提供厭(yàn)氧消化所需的微生物﹐當餐廚垃圾接種30%汙泥(體積比),在55℃高溫下,產氣率最(zuì)高。物料濃度在15~25 gvs/L,第二相厭氧消化(huà)溫(wēn)度(dù)控製在(zài) 35~~37℃,餐廚垃圾CH產量能達到450 mL/ gvs,產氣中CH濃度高達(dá)70%。但發酵過程(chéng)需考慮酸化影響,由於餐廚垃圾中含有大量(liàng)由長鏈(liàn)脂肪(fáng)酸與甘(gān)油以醚鍵(jiàn)連接而形成的聚合物脂肪﹐而長鏈脂肪酸的降解(jiě)又(yòu)因乙酸和氫氣積累而受到抑製﹐從而造成揮發性脂肪酸(VFAs)積累。Kang等(děng)[10]發現:發酵初期產生的VFAs將引起係統pH值急劇下降,抑製甲烷化。即使初始pH在中性範圍、接種率30%條件下,餐廚垃圾也不易快速達到甲烷化。這(zhè)反過來又積累大量(liàng)的長鏈脂(zhī)肪酸﹐進一步抑製微生物生長,而長鏈脂肪(fáng)酸毒性比揮發性脂肪酸要大,酸化後恢複非常困難。因此,減少和避免酸抑製的產生,是保證厭氧發酵穩定運行的關鍵,而調配底物物料合適(shì)C/N比(bǐ)和提(tí)高接種率是一(yī)種可行的方法(fǎ)。選(xuǎn)擇合適的物料配比是實現厭氧發酵穩定運行的關鍵(jiàn)。

1.3資源化處理

餐廚垃圾的資源化包括好(hǎo)氧消化製肥(féi)料(liào)和通

過各種處理後的飼料化。

餐廚(chú)垃圾由於有機物含量高,C/N比低﹑營養元素全麵,可利用(yòng)好氧微生物的新陳代謝將(jiāng)內(nèi)含有機物分解轉化為堆肥。但堆肥過程受操作條件影響較大,一般(bān)環(huán)境溫度對堆肥過程影(yǐng)響(xiǎng)最為顯著,其次為含水率(lǜ)﹑固態顆粒(lì)的大小和通風量。采用高溫好氧(yǎng)工藝對餐廚垃圾進行堆肥小試,通過控製風量和物料投加,發現在55~65℃時可達(dá)到(dào)最(zuì)大減量率,最佳參數範圍如(rú)下: pH=60~68,含水率=45%~55%,COD與有機氨之比為19.1~22.1,其中餐廚垃圾與廚(chú)餘投加混合比為2∶1~10∶1(幹基質量比(bǐ)),工藝最大處理負荷為Q 10 kg · (kg · d)-'(每日投加量/反應物料容量)。在通風量為(wéi)0 2 m3/h,處理量為0. 6 kg/d 時,工(gōng)藝能耗低﹐反(fǎn)應速度快﹐減重效果(guǒ)好。餐廚垃(lā)圾的高含(hán)水率(lǜ)和有(yǒu)機質,導致堆肥升溫慢﹑容積效率較低﹑顆粒(lì)機械穩定性,為加速堆肥,席北鬥等通過添加蓬鬆劑(jì)技術,如鋸末、樹葉﹑秸杆和幹馬糞等促進其通風,發現添加蓬鬆劑後,堆料所能達到的高溫(wēn)及停留(liú)時間、好氧速率和產CO。能力均優於對照組。蓬鬆(sōng)劑有利於加(jiā)速氧和有機物傳(chuán)輸速(sù)率,改善了好氧堆肥微環境。但餐廚垃圾的高油脂(zhī)和鹽分會(huì)影響微生物的活性﹐甚(shèn)至造成(chéng)毒害作用。Kwon等甚至認(rèn)為餐廚垃圾堆肥的有機(jī)物轉化率低於城市生活垃圾轉化率。關注了餐廚垃圾好氧堆肥過程中溫室氣體排放﹐發現即使在(zài)強製通風下,堆肥堆體內仍存在缺(quē)氧(yǎng)和(hé)厭氧環境﹐釋放部分CH及NO。總體(tǐ)來說,好氧堆肥工藝相對簡單﹐良好品質的堆肥產品具有一定的農用價值。但堆肥前需先除雜﹐降低餐廚垃圾的玻璃和塑料袋等含量,同時需注(zhù)意單純餐廚垃(lā)圾堆肥出來的肥料可能﹐因高含鹽量(liàng)而導致土壤酸化和損害作物根係(xì),需控製使用量。堆(duī)肥過程由於易造成局部缺氧而產生惡(è)臭,利(lì)用機械化的標準操作流程(chéng),可有效避兔該過(guò)程的(de)發生,特別對於一些家庭和小型化(huà)的(de)餐廚垃圾處理廠,發展餐廚(chú)垃圾裝備化是(shì)其重要出(chū)路。

2校園(yuán)餐廚垃圾處理的關鍵環節

校園餐廚垃圾是一種典型的單位垃圾,通過對(duì)部分高校餐廚垃圾進行監測分(fèn)析發現校園餐(cān)廚垃圾富含有機物﹐固相部分其脂肪含量一般在16%,纖維素和蛋白質(zhì)含量分別在09%、17%左右,還原(yuán)糖(táng)含量則一般(bān)少於10%。液相成分(fèn)主要是水和廢(fèi)油(yóu)脂的混合物(wù)。與(yǔ)其他垃圾相(xiàng)比,校園(yuán)餐廚垃圾的特(tè)性表(biǎo)現(xiàn)在﹔①含水率高﹐一般在70%~95%,高含水率給後續處理造成重大危害﹔存在大(dà)量易腐有機物,其固相成分中有機質含量(liàng)在90%以上(shàng),這些有機物是各種病原微生(shēng)物(wù)及攜帶病原微生物蠅蟲的良好(hǎo)繁殖場所,容(róng)易導致疾病傳播;研究顯示[:餐廚垃圾在自(zì)然(rán)狀態下放置24 h,其細菌總(zǒng)數可達 108個/g樣品;3油類(1%~3%)和鹽類物質含量偏高(Q8%~1.5%),其中油脂主(zhǔ)要為可浮油、分散油(yóu)、乳化油(yóu)、溶解油等,前三者可通(tōng)過機械等分離方式得到去除﹐而溶(róng)解油(yóu)則以分子狀態分(fèn)散於水中,與水形成均相體係,分離較難;鈉鹽含量大約在Q. 79%~0.99%,低於毒害畜禽的18%,可用於飼(sì)料化﹔4營養價值豐富﹐含有大量澱粉、纖維素、蛋白質、脂類等以及少量氮、磷、鉀、鈣(gài)、鈉、鎂、鐵等微量元素,可作為動物飼料等(děng);5組成相對(duì)較簡單,有毒有(yǒu)害物質(如重金屬等)含(hán)量少。

針對餐廚垃圾的組分特(tè)點和已有的工(gōng)藝(yì)分析可以看出,餐廚(chú)垃圾處理需盡可能的利(lì)用所(suǒ)含的高(gāo)有機物,將其轉化(huà)為能源或資源。現(xiàn)有技術工藝研究很多,也有不少成(chéng)熟的工藝,但對於餐廚垃圾的規模處理,其(qí)過程主要還是(shì)受製(zhì)於預處理過程以(yǐ)及製備出產品後的出路問題。因此,国产亚洲精品无码AV在线观看認為需結合餐廚垃圾的特點﹐強化前段的破碎、脫水、脫油和(hé)殺菌處理,選擇合適的後續工藝,通過試點示範(fàn)來解決校(xiào)園(yuán)餐廚垃圾的出路。

破碎和pH值調節(jiē)

餐廚垃圾由於內含骨頭(tóu)、一次(cì)性筷子以及一些(xiē)麵巾紙,在進入裝置前需通過破碎均質裝(zhuāng)置,從(cóng)而提高後續工藝的(de)流動性和連續性(xìng),但目前的破碎裝置等受到腐(fǔ)蝕和卡殼等現象的困擾。收集到(dào)餐廚垃圾pH值一般都之7.0,pH 值變化範圍在4。4~52,呈酸性或弱酸性,主要是因為在閑置過程中易導致餐廚垃圾的快速厭氧酸化,形成部分酸積累﹐從(cóng)而降低了係統的pH,這對於後續(xù)的堆肥以及厭氧消化而言﹐都(dōu)需調節 pH值至6.5~85範圍。因此,減少收運和堆置時間,對(duì)於餐廚垃圾的處理處置和二次汙(wū)染控製都具有(yǒu)重要作用。

脫水處理

脫水可有效降低餐廚垃圾含水率﹐減少垃圾體積,節約垃圾運輸和後續處理成本(běn),是餐廚垃(lā)圾快速減量的最直接手段。餐廚垃圾中包(bāo)括大量易脫除的自由水和存在於膠體顆粒細隙和毛細管中的間歇水,也包括由(yóu)澱粉﹑蛋白質等膠體顆粒表麵張力作用而吸附的結合水,根據脫水的難(nán)易程度,宜對前者利用機(jī)械方式去除,後者由於直接脫除(chú)較為困難,通過加熱等方(fāng)式脫除。常用的(de)機械脫水主要采用螺旋擠壓脫水技(jì)術,經處理後(hòu)的含水率基本(běn)在75%以上(shàng),能滿足後續堆肥含水率〈60%和焚燒〉3 350 kJ/kg 熱值的要求,而且對於(yú)擠壓和離心產生的汙水需額外處理,能完全達到餐廚垃圾預處理的目的。


3校園(yuán)餐廚垃圾解決之道(dào)

分析校園(yuán)餐廚垃圾的組分特(tè)點﹐並結合(hé)現有餐廚垃(lā)圾處理(lǐ)關鍵環節,校園作為相對獨立的一個管理與運行實體,其餐廚垃圾的處理應充(chōng)分將管理和技術進行融合﹐以“整體推進、條塊結合、試(shì)點(diǎn)示(shì)範”的原則(zé),在技術方法的選(xuǎn)擇與(yǔ)應用的同時,建立健全餐廚垃圾處(chù)理規範、實施有效的管理與運行體係,確保建成的設施設備安全、穩定(dìng)﹑持(chí)續、正常運(yùn)作(zuò)。

(1)規(guī)範實施、完善運行管理體係。餐廚垃圾的處理是一個連續過程,有效、規範地(dì)處理對校園環境的治理至關重要,因此(cǐ),從學校層麵來說(shuō)必(bì)須(xū)建立長效的監管機製,健全安全運行管理體係,並(bìng)通過數(shù)字化後勤(qín)管理的手段實現各處理點的(de)數據采集﹑統計(jì)分析和有效調度。對各使(shǐ)用點而言,必須配(pèi)備(bèi)專門的(de)操作人員,明確崗位職責,建立操作檔案﹐並對接學校主管(guǎn)部門,建立對口(kǒu)聯絡機製。

(2)統(tǒng)籌規劃(huá).分布式就地處(chù)理。校園餐廚垃圾產量大,包括校園內的各個餐廳﹑食堂與(yǔ)接(jiē)待中心,單(dān)獨收集校(xiào)園餐廚垃圾保證了組(zǔ)分相(xiàng)對單一。根據餐廚垃圾產生點的規模和分布情況,可采用條塊結(jié)合(hé),選擇性地進行分布式的(de)就地(dì)處理。一方麵是由於餐(cān)廚垃圾高含(hán)水率﹑高鹽分,高有機物以及易腐敗等特點﹐使(shǐ)得其處理過程首先需減少堆(duī)放和收運時間﹐降低在堆放和收(shōu)運過程中造成的病菌﹑惡臭等二次汙(wū)染風險;另一(yī)方麵結合學校各餐(cān)廚垃圾點進行分布式配置(zhì),可有效降低處理成本和收運成本。

(3)合理利用、資源化路徑選擇。能源化(huà)和資源化是校(xiào)園餐廚垃圾的主要選項。從理論上(shàng)分析,厭氧消化產氣、高溫好氧堆肥以及物料轉化飼(sì)料化等三種(zhǒng)途(tú)徑都可有效利用餐廚垃圾有機組(zǔ)分,並避(bì)免(miǎn)餐廚垃圾一些致病(bìng)菌等的影響。結合校園的特點從應用(yòng)實際分析﹐厭氧消化產氣存在(zài)較大(dà)的安全性風險(xiǎn),在實際運行中需盡量避免﹔餐廚垃圾飼料化的技術路線相對較(jiào)長,技術相對複雜,是一個備選方案(àn);脫水後的高溫(wēn)堆肥對於有苗圃等綠化需求的高校,是非常好的途徑,但需(xū)發展規模化的機械設(shè)備﹐並將整個操作過(guò)程控製在一定範圍內.減少環(huán)境汙染。

(4)因校製宜、有效減(jiǎn)量技術應用。從餐(cān)廚垃圾減量(liàng)化處理的整個流程來說﹐前段的脫水(shuǐ)脫油脂(zhī)一方麵可大幅度地減少體積,迅速減量,另一方麵(miàn)減少含水率,調節生物活性對餐廚(chú)垃圾的儲運(yùn)和後續的(de)集中處理都有(yǒu)作(zuò)用。高含水率已成為(wéi)製約收運和後續利用的重要因素,因此,在關鍵技術的選擇過程中,就地幹燥脫水技術的應用是其必要選項,大部分油脂可通過脫水同時得(dé)到分離,而氣浮方(fāng)式也是進一步脫油的重要(yào)保障(zhàng);破碎(suì)除雜設施是提高餐廚垃圾均質度和(hé)接觸麵積的重要一環,從而有利於後續反(fǎn)應(yīng)的順利進行。

餐廚垃圾處理是現在的研究熱點﹐尤其是餐廚垃圾的資源(yuán)化利用方麵。①製定完善的相關政策法規。隨著(zhe)依法治國大政方略的實施﹐需(xū)進一步完善(shàn)相關的政策法規,這是開展合理(lǐ)而科學的(de)環(huán)保工作(zuò)的基礎。②生物處理(lǐ)過程中的除臭技術。發酵過程中氨基酸(suān)等有機(jī)物經微生物的分解而產(chǎn)生臭味,雖然采用了(le)電(diàn)離、光解等技(jì)術,但要徹(chè)底(dǐ)解決還相當困難,因此如何高效、經濟的解決除臭問題有待進一步的研究。3餐廚垃圾中鹽分﹑油脂對堆肥品質的影響。堆肥的品質在(zài)一(yī)定程度上受到餐廚垃圾中油脂含量、鹽分含量等因素影響(xiǎng),高鹽分的堆肥產品將抑製植物的生長-如(rú)果長期使用還會導致土壤的鹽堿化。因此如何降低鹽(yán)分在堆(duī)肥產品中(zhōng)的含量以及其對植(zhí)物的影響還有待進一步的研究。④加快實施廚餘垃圾分類收集進(jìn)程,著重提高分類收集的質量。無論是堆肥(féi)、厭(yàn)氧消化、加(jiā)工製飼料,還是製取(qǔ)生物柴油,為了提高處理效果以(yǐ)及產品的質量﹐都必須保(bǎo)證進料的純(chún)度,盡可能(néng)減少異物含量。


相關設備能(néng)處理不同垃圾(jī)種類,如廚餘、園(yuán)林廢棄物、秸稈、禽畜糞便等(děng),都可以用來進行好(hǎo)氧發酵製成有機肥料。在廚餘垃圾的處(chù)理上(shàng),整個係(xì)統通過水、氣、渣綜合治理,實現廚餘垃(lā)圾資源化、無害化、減量化。

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