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一、泉州餐厨垃圾收运处理现状
目前泉州市尚无对餐厨垃圾实行统一管理和集中处理,绝大部分的餐厨垃圾还处于不规范的收集、消纳状态。饭店、大型酒店的泔水均由城市周边的养殖户上门收集,收取有用的,即剩饭、菜等。同时在垃圾房附近挑出其中的筷子、塑料袋等杂物,并弃置至垃圾房,造成收集容器摆放场地环境脏乱,泔水残液经常污染路面,孳生和招引蚊、蝇、鼠、蟑螂等害虫。常见的从业车辆,车体肮脏破旧行走缓慢,且易发生外溅和倾洒,严重影响市容、市貌和交通畅通。餐厨垃圾在没有进行可靠处理的情况下进入食物链,危及人民群众的身体健康和社会的稳定。
如今,泉州市的发展日新月异,人口快速增长,城市餐厨垃圾急剧增加。随着餐厨垃圾对环境的污染和公共卫生安全的危害日益显现,餐厨垃圾的危害已引起泉州市民的强烈关注和泉州市政府的高度重视。为了解决泉州市餐厨垃圾处理的问题,解决“地沟油”、“垃圾猪”问题,保障食品卫生安全和人民健康,在对泉州市中心城区餐厨垃圾产量情况以及餐厨垃圾主要理化特性等方面进行了解和分析的基础上,我市将餐厨垃圾处理工程列入2015年建设计划,工程由城市建设研究院编制可研、设计等工作。建设餐厨垃圾处理厂,通过资源化途径,实现餐厨垃圾无害化处理,从而构建一个环境友好的综合性处理基地,长久地提供餐厨垃圾的处理服务,这样可以解决城市餐厨垃圾无序管理和污染较大的问题。
二、工程的建设意义
利用餐厨垃圾提炼出的“地沟油”被一些不法商贩改头换面冒充“精制食用油”流入市场,非法提炼的“地沟油”中含有大量危险致癌物质,其中剧毒的黄曲霉素是目前发现最强的化学致癌物质,其毒性是砒霜的100倍。用“地沟油”加工生产的食品含有大量对人体有害的苯类成份及许多其它致癌物质,对人体健康危害极大,长期食用可导致肝癌、胃癌、肾癌、肠癌、乳腺癌、卵巢癌等多种癌症。
大量的垃圾猪流入市场将带来严重的食品卫生安全隐患。餐厨垃圾成分复杂,极易腐烂变质,而且含有沙门氏菌、致贺氏菌、金黄色葡萄球菌、结核杆菌等有强烈感染性的致病菌,以及肠毒素、黄曲霉毒素、曲酸、亚硝酸盐等有毒有害成分,加之在餐具洗涤、运输等过程中可能混入铝、汞、镉等重金属成分以及有机化合物、苯类化合物等,以上这些有毒有害物质进入生猪体内后,就直接进入了人类的食物链,进而引发人类患病。
对餐厨垃圾进行规范化收集和处理可以有效遏制餐厨垃圾进入不法商贩手中,从源头上抑制了不健康的养殖业和制假贩假活动,直接减少了“地沟油”、“垃圾猪”流入市场的数量,为保障食品卫生安全和市民的身体健康奠定了基础。
工程的实施可以弥补在餐厨垃圾规范化管理和处置方面的空白,进一步完善泉州市环卫基础设施建设,项目建设符合市政设施发展规划。是目前泉州城市可持续发展的需要,能保障人民群众食品卫生安全,改善城市市容卫生环境,提高泉州市生态文明水平和城市形象,对泉州市的经济、生态、社会和谐发展有积极的促进作用。本项目选址泉州市城区北峰组团北峰生活垃圾转运站东侧,紧邻南北大道,交通十分便利。
三、处理工艺流程
根据泉州市的实际情况,我市采取“预处理+焚烧”为本项目的主要处理工艺技术。
工艺流程概述
餐厨垃圾由餐厨垃圾收集车送入处理厂,在卸料平台处通过餐厨垃圾收集车的排料系统将餐厨垃圾卸入卸料槽中。
经过分选后的大块物料(≥60mm),成分复杂,采用液压脱水装置进行压榨脱水。分拣机的筛下物(
1.卸料进料系统
卸料槽为餐厨垃圾的接收和输送系统,实现餐厨垃圾的接收和输送,同时具有一定的脱水和缓冲功能。
卸料槽顶部设置臭气收集罩,臭气收集罩还设置有除臭吸气口,在卸料时内部可维持微负压以防止臭气外溢。
2.分拣系统
卸料进料单元输出的物料通过分拣机处理,分拣机以机械分选方式将物料中粒径较大的杂物分离出去,杂物主要为大块金属、瓷片、玻璃瓶及塑料袋等,有效保护后续输送机处理设备的正常运行。经过分选后的物料分别进行不同方式的固液分离,可提高物料的脱水率。
3.固液分离系统
压榨脱水单元的主要功能是对物料进行压榨脱水,使脱水后的固体物料含水率低于65%,保障进入焚烧系统的物料要求。
餐厨垃圾成分复杂,采用单一的脱水方式很难达到脱水的目的。因此对分选后的物料分别进行压榨脱水。
分拣机筛上物主要为大块瓷片、玻璃瓶及塑料袋等大块杂物,采用液压压榨脱水装置进行高压脱水;分拣机筛下物以有机物料为主,采用压榨脱水装置充分脱出有机物料中的水分。
采用不用的压榨方式进行脱水,可以保障脱水干物料含水率达到65%以下,同时降低系统的装机功率,降低运行费用。
脱水后的固体物料进入垃圾转运箱内,由垃圾转运车运送至厂区附近的转运站,和生活垃圾统一运送至焚烧厂进行焚烧处理;脱出的液体部分通过管道收集至渗沥液储罐内储存,再由输送泵送往油水分离系统进行油水分离处理。
4.油水分离系统
卸料槽、螺旋输送机、固液分离系统均设置渗沥液收集槽及输送管道,渗沥液经收集后进入渗沥液收集罐中,采用卧式离心泵将渗沥液输送至湿解罐,通入蒸汽加热后进入油水分离系统进行油水分离。
油水分离系统由渗沥液收集罐、卧式离心泵、湿解罐、细压榨机、转子泵、三相分离机等设备组成。
湿解罐中的物料经过0.8Mpa蒸汽快速加热到80-90℃后,再由离心泵输送至细压榨机进行精细压榨除杂,将液相物料中的颗粒杂质进一步压榨去除。
除杂后的油水混合物料存储在液体缓冲罐中,再由转子泵均匀输送至三相分离机,转子泵采用变频控制,保证三相分离机的进料量稳定。
三相分离机将物料分离成油、水、渣三部分,其中油相自流进入油脂缓冲罐,通过油泵输送至油脂暂存罐;水相进入车间内的液相水箱,其中一部分经输送泵送入分拣机冲洗管路,作为分拣机分选过程的冲洗水,另外的液相由输送泵送至厂内的污水处理系统进行处理后达标排放;分离出的固体渣料收集后与机械分选出的杂物料一同收集至垃圾转运箱中,通过转运车运送至厂区附近的转运站内,和生活垃圾统一运送至焚烧厂进行焚烧处理。
5.沼气净化及燃烧系统
厌氧发酵过程产生的生物气体(沼气)是一种混合气体,主要成分为CH4、CO2、H2S以及水汽。
沼气净化系统主要包括沼气的增压、脱硫及脱水装置。沼气净化后送锅炉房供锅炉燃烧。
厌氧发酵罐产生的沼气先进入发酵罐顶部的沼气储囊进行缓冲和暂存,随后通过管道输送至沼气净化系统,主要作用是脱硫。
设置火炬可以在沼气锅炉因故停止运行或供气过剩时高温燃烧处理多余气体,使有害物质焚毁或无害化。
6、除臭系统
对餐厨垃圾处理车间的臭气进行收集处理,满足《恶臭污染物排放标准》(GB14554-1993)中规定的恶臭污染物15m高空排放标准和厂界排放标准。
在餐厨垃圾处理车间内设置除臭间,对餐厨垃圾处理车间内部的臭气进行收集,并进行处理。
对密闭收集区域采用“定点负压管道收集臭气+高能离子分解+活性炭吸附+负压风机+烟筒排放”。
整个餐厨垃圾处理车间采用“汽化植物液+正压风机+正压管道输送至车间”。
采用的主体除臭工艺为:对密闭收集区域采用“定点负压管道收集臭气+高能离子分解+活性炭吸附+负压风机+烟筒排放”,整个餐厨垃圾处理车间采用“汽化植物液+正压风机+正压管道输送至车间”。
7、污水处理
关键词 餐厨垃圾;处理方法;江苏南通
中图分类号 X799 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2013)18-0210-03
城市生活垃圾是指城市居民生活、商业活动、旅游和市政维护管理中丢弃的固体废物,是由家庭生活废物和来自商店、市场、办公室等具有相似特性的废物组成。从环境卫生角度来看,城市生活垃圾是城市环境污染物,它是污染城市环境、影响城市市容、危害市民身体健康、阻碍城市进一步发展的罪魁祸首;但从资源的角度来看,城市生活垃圾是一种可以利用的资源,它有着许多可以综合利用的物质和能源。如果能将垃圾回收并将其资源化,不仅可以减少垃圾对城市环境的影响,还可以为城市的发展提供物质和能源。
美国世界观察研究所曾在21世纪初的一项调查报告中指出[1]:“垃圾回收和再生利用,称得上是21世纪人类最主要的效率革命,这种革命再由工业经济走向知识经济的时代变得更有魅力。联合国环保机构也曾做过一项调查报告,这项调查报告中指出[2]:“垃圾回收和再利用,无论对于发达国家还是发展中国家,都是一个亟待培育和扶持的新兴产业。”
城市规模及人口的快速增长,加上经济的发展,城市餐厨垃圾的产生量逐渐增大,人们所产生的生活垃圾以每年8%~10%的速度急剧上升。但是我国垃圾处理能力与产生量不匹配,环卫清运能力只达60%,无害化处理率仅为6%,从而导致全国2/3的城市深陷在垃圾围城中[3]。例如,上海餐厨垃圾占城市生活垃圾组成份额的1/2以上[4]。该文对餐饮服务业、居民家庭餐厨垃圾的产生量进行调查,以为了解南通市餐厨垃圾的总量、处理及再生利用的情况提供参考依据。
1 调查方法
1.1 调查对象的选择
针对南通地区的日常饮食习惯、生活水平条件以及餐厨垃圾产生量,选取当地具有特色的家常菜馆及居民家庭作物作为调查对象。
1.2 调查方式
餐馆餐厨垃圾调查:主要调查内容包括餐馆面积、就餐人数、平均日人均产生垃圾量,餐厨垃圾处理方式及对餐厨垃圾处理建议等方面内容。调查南通市区各大小餐馆、饭店350家,收回调查问卷340份,回收率为97.1%。
居民家庭餐厨垃圾调查:包括家庭日产生餐厨垃圾量、餐厨垃圾回收利用价值、餐厨垃圾处理方式、对餐厨垃圾处理的建议等方面内容。调查不同生活小区,不同人口数家庭共计800家,收回调查问卷750份,回收率为93.8%。
2 结果与分析
2.1 餐馆餐厨垃圾的现状
调查结果显示,餐馆人均餐厨垃圾0.41 kg/(人·次)。人均垃圾餐厨总量因餐馆档次、规模及主营菜肴的不同而不同,但就餐人数对人均餐厨总量的影响不是很明显。
调查发现,目前很多餐馆将餐厨垃圾赠送或以低廉的价格卖给养殖户喂养猪等畜禽,这种处理方式并不科学,因为用这种没有经过处理的餐厨垃圾喂养牲畜可能引起潜在的、不确定的疾病风险。
调查显示,很多餐馆业主都支持政府统一回收餐厨垃圾,希望相关部门对餐厨垃圾统一回收、统一处理。
2.2 居民家庭餐厨垃圾的现状
调查结果显示,居民人均餐厨垃圾总量的平均值为0.24 kg/(人·d)。居民家庭餐厨垃圾的产生量很大一部分是受到居民家庭人均收入的影响。其中,收入中等的家庭餐厨垃圾的产生量最多。分析其中原因可能是收入低的家庭比较节俭,因此家庭餐厨垃圾的产生量自然就少;收入高的家庭在外面餐馆就餐的次数多,因此家庭餐厨垃圾的产生量较少。有年长者的家庭产生的餐厨垃圾较少,分析其原因可能是年长者比较节约粮食,减少了因为浪费而产生的餐厨垃圾。
居民的垃圾分类意识不强,往往把生活垃圾和餐厨垃圾混放在一起,增加了垃圾收集后处理的难度,但现在的居民环境保护意识有所提高,他们都支持将垃圾分类分装,由相关部门统一回收,统一处理餐厨垃圾,达到保护环境的要求。
2.3 餐厨垃圾的处理方法
目前,餐厨垃圾占城市生活垃圾的比例日益增长,一般为37%~62%[5]。不同城市及国家餐厨垃圾在生活垃圾中所占的比例不同,如墨西哥56.14%,马尼拉53.17%,北京37%,上海59%,深圳57%,济南41%,广州57%,天津54%,沈阳62%。目前,我国绝大多数城市存在任意处置餐厨垃圾的问题,成为影响市容、居民身体健康及环境的主要污染源。
如果餐厨垃圾处理得当,既可以避免环境污染,又可以增加社会资源。国内外现有的主要餐厨垃圾处理方法有填埋法、焚烧法、堆肥法、粉碎直排法、真空油炸法、微生物与蚯蚓堆肥法、饲料化处理等。
2.3.1 填埋法。填埋法作为目前世界各国生活垃圾无害化处理的主要方法,即将垃圾送入填埋场进行填埋,利用各种微生物将大分子降解成小分子[6]。餐厨垃圾中的可降解组分较多,有利于填埋场的恢复使用,且该垃圾处理方法具有处理量大、技术操作简便、运行费用低等优点,但该处理方法同时也存在占地面积大、对水体及大气造成不可逆的二次污染等缺点。因此,目前各国采用此种方式处理餐厨垃圾的比例都在下降,有的国家甚至禁止使用填埋法处理餐厨垃圾。欧盟提出了垃圾填埋指南(CD1999、31、EU、1999)3个阶段性目标。第一阶段:2006年,进入填埋场的有机物在1995年的基础上削减25%;第二阶段:2009年,进入填埋场的有机物在1995年的基础上削减50%;第三阶段:2016年,进入填埋场的有机物在1995年的基础上削减65%[7]。德国、奥地利、瑞士等国则提出了更高的要求:限制进入填埋场的填埋物总有机碳在5%以下。在目前土地资源紧缺、人们对环境影响越来越关注的前提下,我国的实际情况要求不能使用填埋法处理餐厨垃圾,但可作为餐厨垃圾分选处理后不适宜生化处理物料的一种最终处理手段,是餐厨垃圾处理的一个必要环节[8]。
2.3.2 焚烧法。焚烧法就是在高温条件下,将餐厨垃圾中的可燃组分与空气中的氧气进行剧烈地化学反应,放出热量,转化为高温燃烧气体及性质稳定且量少的固体残渣。焚烧法可以将产生的热能转换成电能及蒸汽,实现能源的回收利用,且处理量大,减容性好,但餐厨垃圾在焚烧过程中需添加辅助燃料,从而消耗大量能源,且会产生需要进行有效处理的有毒废气——二噁英,从而导致投资成本及运行费用提高。我国餐厨垃圾的分类程度及品种与国外有大差异,因此不适宜用焚烧法处理餐厨垃圾。焚烧法和填埋法一样都是废物的最终处置手段。对于霉变、严重变质和已经被化学污染的餐厨垃圾应采用焚烧法处理。
2.3.3 堆肥法。堆肥法是将餐厨垃圾中的有机物与一定比例的无机物混合在一起,让其在微生物的作用下,降解转化成稳定的腐殖物,成为可施于农田的、改良土壤的肥料。餐厨垃圾中的有机质含量高,碳氮比合理,营养元素丰富,是微生物生长的良好营养物质。堆肥法分为厌氧消化及好氧堆肥2种。厌氧消化是指在特定的厌氧条件下,利用微生物将有机垃圾进行分解,并产生沼气以供利用,其具有产生清洁能源及节省消耗的有点,但其需耗时2~3周,且操作步骤相对复杂。好氧堆肥是指在有氧条件下,利用胞外酶将有机固体分解为可溶性有机物质,然后通过微生物的新陈代谢,实现整个堆肥过程。黄华明[9]研究表明:堆肥40~50 d后,植物发芽率符合要求,粗脂肪、有机质含量逐渐降低,但使用餐厨堆肥可能会造成盐害。邹德勋等[10]研究表明,以玉米秸秆与菌糠作为餐厨垃圾的好氧堆肥调理剂,堆肥时升温速度快,高温期持续时间长,有机质和含水率分别下降20.2%、19.6%,散发臭味少,可以实现基本腐熟。任连海等[11]研究表明,通风量、环境温度、初始含水率等均可明显影响餐厨垃圾的好氧堆肥过程,影响大小依次为含水率>环境温度>填料量>通风量。总之,餐厨垃圾好氧堆肥法具有处理周期短、技术先进可靠、产品可作为复合肥等优点,但同时也具有操作过程复杂、能耗较大、长期施用可导致土壤盐碱化的缺点。
2.3.4 粉碎直排法。粉碎直排法的一般做法是将餐厨垃圾粉碎机安装在厨房水槽下,与水槽下水口相接,使用时将餐厨垃圾(菜叶、肉骨头、剩饭剩菜等)丢进垃圾粉碎机内,在瞬间碾磨碎,经过碾磨研碎后的细小颗粒物随着流水一起排入污水系统。美国90%以上的家庭使用这种机器,日本也较早开始使用,有的还可内置臭氧除臭器,以消除餐厨垃圾的多种气味[12]。粉碎直排法对于处理少量分散产生的餐厨垃圾具有价格便宜、技术简便等优点。然而,餐厨垃圾粉碎机仅仅是简单地将餐厨垃圾进行物理粉碎,然后冲入下水道,这样势必会给城市污水处理增加负荷,特别是餐厨垃圾有机质含量高,必定大大增加城市污水处理的难度和费用。我国城区人口密度大,污水处理水平本来就有限,现有的污水处理厂远远满足不了要求,如果每个家庭都将含高浓度有机物的餐厨垃圾粉碎后直接排放到自然水域中,其中富含的氮、磷等营养元素将使水体中的藻类及浮游生物大量繁殖,造成水体的溶解氧下降、其他水生物大量死亡,使我国承受能力脆弱的江河湖泊形成水体富营养化,从而使水体生态环境遭到破坏;而且使用餐厨垃圾粉碎机还要额外消耗大量的洁净水源,以冲洗粉碎后的餐厨垃圾,这对水资源匮乏的我国大部分城区来说不太适宜。
2.3.5 真空油炸法。真空油炸法即将餐厨垃圾在真空的条件下,用废食品油对其进行油炸处理,保证了餐厨垃圾的营养成分,成品可作为饲料添加剂使用。其操作过程如下:真空油炸—粉碎—造粒—冷却—包装。该法在餐厨垃圾实现资源化、无害化的同时,也为废弃食用油提供了再利用的机会,但是其设备复杂,无法连续、大量生产,能耗大,成本高[13]。废弃食用油含有多种有害成分,油炸过程中又产生一些有害物质,难以保证饲料添加剂的质量安全,因此还需谨慎使用。
2.3.6 微生物与蚯蚓堆肥法。微生物与蚯蚓堆肥法是指在微生物协同作用下,蚯蚓利用自身酶系统将有机质迅速分解、转化成易于利用的营养物质,加速堆肥稳定化的过程[14]。微生物和蚯蚓处理餐厨垃圾有2种途径:一种是利用微生物分解餐厨垃圾中的蛋白质、脂肪、碳水化合物等有机质,通过发酵达到高温消除病菌,使得其变为蚯蚓的饲料,用于养殖和发展蚯蚓产业。日本微生物学家比嘉照夫教授发明的EM原露,经稀释喷撒于餐厨垃圾表面,用塑料布盖严,使得其发酵腐热、杀死病菌、消除恶臭,将餐厨垃圾变成无毒无臭的蚯蚓饲料,此方法具有投资少、简单易行等特点,为蚯蚓产业的不断发展奠定基础。蚯蚓加工后可制成蚯蚓粉用于其他养殖业,蚯蚓的粪便可以用作蔬菜、瓜果等农作物的优质肥料。另一种是利用蚯蚓的自然消化系统来分解餐厨垃圾中的有机物,从而将餐厨垃圾分解为小分子营养物质。事实表明垃圾中的瓜果蔬菜是最容易被蚯蚓消化分解的,而含脂肪、肉类、乳制品等食物相对难降解一些,且容易产生难闻的气味。这些分解产物已经在一些花园和家庭小型菜园中使用,并且被证明这是一种极好的肥料。
2.3.7 饲料化处理法。饲料化处理法是指通过对餐厨垃圾除杂、破碎、固液分离、晾晒后,将餐厨垃圾中的有机物转化成高热量的动物饲料[15]。目前,餐厨垃圾饲料化主要有2种方式:一种是脱水制饲料技术,这种方式的的主要问题是饲料中的动物蛋白被同种动物食用后可能引起潜在的、不确定的疾病风险,即同源污染[16]。另外,饲料含盐量大于1.8%时,对成年的牲畜生长会有一定影响,而脱水制得饲料的盐分一般是该值的2倍以上[17]。由此可见,这种方式得到的产品质量没有保障,安全性难以控制,有着不可逆转的安全隐患。另一种是生化制蛋白饲料技术,这种方式以餐厨垃圾为原料,经微生物固体发酵处理,生产蛋白饲料。其大致的处理工艺为:经预处理(除杂、破碎、固液分离、晾晒等),固体物质通过加入益生菌种固体发酵处理、调制烘干,最终获得蛋白饲料[18]。目前,国内外采用的菌种大多为芽孢菌、乳酸菌、酵母菌等,用以分解餐厨垃圾中的复杂成分,杀灭或抑制有害菌,降解毒素,改善物料外观和气味,提高蛋白饲料的产品安全性等。芽孢菌可以分泌蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶等多种酶系,具有较强的分解能力,在动物胃肠道酸性环境中高度稳定,并可在肠道上半部迅速复活转变成代谢中具有活性的细胞,并且在小肠中不增殖。乳酸菌能够将碳水化合物发酵成乳酸,绝大数乳酸菌都是动物体内益生菌,能够帮助消化,有助于动物肝脏的健康,因此常被用于人类食品和动物饲料中作为添加剂[19]。乳酸菌主要靠摄取光合细菌、酵母菌产生的糖类形成乳酸。乳酸具有很强的杀菌能力,能有效抑制有害微生物的活动和有机物的急剧腐败分解。酵母菌是一类单细胞的真核微生物,属于兼性厌氧菌,无论是有氧条件还是无氧条件都能生长。酵母菌具有特别的色、香、味,适口性好,培养过程中不易被污染,回收率高。利用酵母菌固体发酵餐厨垃圾,可提高成品的粗蛋白含量,改善适口性,提高饲料的营养价值,还可以增加其数量,有利于畜禽对饲料的消化和吸收。国内学者从生化制蛋白法生产单细胞蛋白饲料角度对餐厨垃圾饲料化的可行性进行了论证,生化制蛋白饲料已经开始走向成熟[20]。
国外如德国、芬兰、古巴等国家将餐厨垃圾经过适当的处理与饲料配合使用,使其资源化。国内餐厨垃圾的饲料化处理技术也趋于成熟,相关技术已在上海、北京、武汉、济南等城市推广应用。邬苏焕等在对发酵培养基高温灭菌后,接种白地霉F-1和米曲霉F-6为优势菌种组合发酵餐厨垃圾,在pH值5.5、种子液15%时,发酵5 d得到的产品粗蛋白含量为33.87%,比原料增加了6.85%。陈金钟等[21]用微生物发酵同时处理泔脚和秸秆,泔脚和稻草秸秆粉按3∶1、高温湿热酸处理的条件下,经过黑曲霉和白地霉双菌混合发酵获得的产品粗蛋白大于25%,粗纤维小于18%,水分小于10%[22]。但就目前情况来讲,餐厨垃圾饲料化还需进一步研究。
3 结论
南通市餐饮企业与居民都有较强的环保意识,对于餐厨垃圾所带来的问题有较深的认识。能够支持对餐厨垃圾由政府集中收集,愿意对垃圾实行分类收集,配合政府完成餐厨垃圾的处理工作。政府集中收集后,再由相关单位对餐厨垃圾进行发酵,饲料化处理,实现了餐厨垃圾变废为宝,并且拓展了动物蛋白饲料的来源。
南通市餐饮行业平均人均餐厨垃圾0.41 kg/(人·次),城市居民平均人均餐厨垃圾0.24 kg/(人·次),由此可对南通市区餐厨垃圾产生量进行预测,并做出适当的处理措施。
通过对餐厨垃圾处理方法的分析,微生物与蚯蚓堆肥法与生化制蛋白饲料技术是相对较好的餐厨垃圾处理技术,生化制蛋白饲料技术处理餐厨垃圾更能体现技术的先进性,但也存在着餐厨垃圾由不同的餐饮企业或居民区收集,作为发酵的原料成分不一致性的问题,这是在以后的研究中应该重点关注的问题。
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关键词:餐厨垃圾;影响;处理技术
餐厨垃圾是指居民日常生活以及食品加工、饮食服务、单位供餐等活动中产生的食品废弃物和废弃食用油脂。它包括了家庭厨余垃圾、餐饮垃圾、菜市场蔬菜废弃物、食品加工成食品废物、商场过期食品等。
1 餐厨垃圾处理现状
中国目前的餐厨垃圾处置方式:通常市民将日常餐厨垃圾直接与生活垃圾一起丢弃;餐饮及企事业等大部分单位将餐厨垃圾出售给小商贩用于饲养家禽家畜,更有甚者将不易收集的费油、废水等直接排入下水道;只有少数单位能够做到定时、规范收集并交由专业餐厨垃圾处理场处理。据厦门市容环卫部门的一项调查显示,仅2010年厦门市产生废弃食用油脂和餐厨废弃物的单位共有17000多家,主要来自各类餐饮企业和企事业单位食堂,每天产生的餐厨垃圾总量超过300吨,废弃油脂超过30吨,然而这些餐厨垃圾很大部分的收运处理目前仍处于无序状态。
2 餐厨垃圾对环境的影响
由于餐厨垃圾含水率较高,流动性较大,很容易泄漏并造成二次污染,孽生大量的蚊蝇,影响环境卫生;且运输不及时或方法不当,易变质,如果直接用来喂猪,容易导致口蹄疫等疾病的产生与蔓延;另外,目前社会比较关注的社会热点——餐厨垃圾非法食用油的提炼,不法商贩回收餐厨垃圾中的油脂,提炼后卖给小餐馆,据相关媒体报道,中国人一年吃掉约300万吨地沟油,其毒性百倍于砒霜。
随意丢弃的餐厨垃圾也给固废生活垃圾的分类、收集及运输造成了很大困难,同时也为蚊蝇、蟑螂、细菌等有害物种的繁殖提供了充足的营养,给人们的身体健康带来很多危害。餐厨垃圾处置不当,将对地下水源、土壤、空气造成严重污染,餐厨垃圾已经成为影响食品安全和生态环境的潜在危险源。
3 餐厨垃圾处理方式
对于餐厨垃圾的处理,国内一些城市采用的是利用餐厨垃圾生产合格饲料的方式,从确保人体健康的的角度考虑,更安全更环保的方式是把餐厨垃圾中的废弃油脂进行回收利用,主要用于皮革制造等方面;德国将回收的食用油处理后作为化工和化妆品行业的原料,二是作为能源,比如生物柴油。回收后的食用油加工制成的生物柴油,可用于汽车燃料,或者发电、取暖。严格管理,杜绝“地沟油”进入餐桌,而餐厨垃圾中的有机物将进行堆肥处理,生产优质有机肥料,处理过程中的沼气则用于发电,做到餐厨垃圾无害化处理。除此之外,有些地方还配备了餐厨垃圾处理设施,将收集来的餐厨垃圾进行油水和干湿分离后,再让不同种类的垃圾进入处理厂分类处理。
4 餐厨垃圾处理技术
内外的餐厨垃圾处理技术主要包括物理处理、高温好氧堆肥、厌氧发酵、餐厨垃圾处理机、饲料化以及其他处理方式。
4.1物理处理
破碎直排处理是欧美国家处理少量分散泔脚废物的主要方法,是在泔脚废物发生点对其直接进行破碎、粉碎处理,然后采用水力冲刷,将其排入城市市政下水管网,与城市污水合并进入城市污水处理厂进行集中处理。
4.2 高温好氧堆肥
高温好氧堆肥是处理餐厨垃圾的有效方法之一;餐厨垃圾有机物含量高,营养元素全面,C/N比较低,是微生物的良好营养物质,非常适用于作堆肥原料;同时,餐厨垃圾中惰性废物(如废塑料等) 含量较少,利于堆肥产品的农用;餐厨垃圾采用好氧堆肥方式处理时,应对餐厨垃圾进行水分调节、盐分调节、脱油、碳氮比调节等处理,物料粒径应控制在50 mm以内,含水率宜为45%-65%,碳氮比宜为20-30:1;餐厨垃圾好氧堆肥设施应配置完善的通风除臭系统;餐厨垃圾堆肥过程中产生的残余物应进行妥善处理;不利于微生物的生长,也制约了高温好氧堆肥处理工艺的效果。
4.3 厌氧发酵
厌氧发酵不需进行水分的调理;碳氮比较适合厌氧发酵;反应过程不受供氧的限制,降低机械能耗,同时能产生甲烷气体;目前有些城市正在筹建餐厨垃圾的厌氧处理工程。厌氧消化前餐厨垃圾破碎粒度应小于10mm, 并应混合均匀;湿式工艺的消化物料固含率宜为8%-18%,物料消化停留时间不宜低于15天;干式工艺的消化物固含率宜为18%-30%,物料消化停留时间不宜低于20天;可采用中温厌氧消化或高温厌氧消化,中温温度以35-38 ℃为宜,高温温度以50℃-55 ℃为宜;厌氧消化系统应能对物料温度进行控制,物料温度上下波动不宜大于1℃。
4.4 饲料化处理
餐厨垃圾饲料化处理必须设置病原菌杀灭工艺,有效杀灭病原菌;对于含有动物蛋白成分的餐厨垃圾,不得生产反刍动物饲料;用于处理餐厨垃圾的微生物菌应是国家相关部门列表允许使用的菌种,确保菌种的有效性和安全性;采用加热工艺去除餐厨垃圾水分时,加热温度应得到有效控制,避免产生燋化和生成有毒物质。
4.5 餐厨垃圾处理机
餐厨垃圾处理机近年来发展很快;根据出料时间和出料量分为“消灭型”和“堆肥型”;消灭型重在垃圾的减量,适合于居住小区的有机垃圾就地消纳,消除臭味,避免蚊蝇的滋生,减少收集运输过程中的环境污染问题;其原理是将催化剂掺进垃圾中,搅拌使分解垃圾的细菌活性化,垃圾被分解成水和二氧化碳;堆肥型处理机是一种添加了高效菌种并控制堆肥条件的动态快速有机垃圾堆肥器;用餐厨垃圾制作有机肥,可根据对湿度、搅拌、温度的不同控制以及菌种和菌种添加方法的不同,设计成多种工艺形式。
5 相关技术规范及标准
目前我国关于餐厨垃圾处理的技术标准体系还不够完善,如国家标准《餐厨垃圾资源利用技术要求》正报批中,行业标准《餐厨垃圾处理厂运行维护技术规程》也正制定中。我国住房城乡建设部已于2012年12月24日了公告,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。
6 结束语
要想进行餐厨垃圾的合理、有效处理和回收利用,最大限度的减少餐厨垃圾对环境的不良影响,其关键是必须从餐厨垃圾源头进行控制。而且有关部门应该立即行动起来,对广大市民做好宣传和正确的引导工作,普及餐厨垃圾处理知识,进一步提高环保意识。同时还应该做好餐厨垃圾处理产业规划,逐步配备安全、环保、有效的处理设备和设施,真正实现资源回收利用,变废为宝。另外,作为高度文明的现代市民,我们既要保护好目前的生产生活环境,更应该着眼未来,重视餐厨垃圾的处理和回收利用,积极鼓励和配合餐厨垃圾的处理设施的建设,为自己也为子孙后代创造良好的、可持续发展的自然环境。
参考文献
[1]王星,王德汉,张玉帅,陆日明.国内外餐厨垃圾的生物处理及资源化技术进展[J].环境卫生工程.2005年02期.
【关键字】:生活垃圾;垃圾分选;厌氧发酵;资源化
1.基本原理
生活垃圾的处理处置是我国城镇化过程中亟需解决的重大环境问题之一。由于其成分的复杂性决定了单一的技术难以实现垃圾处理的无害化、减量化和资源化。垃圾分类资源化处理即根据生活垃圾的组分特性,通过集成多种处理技术,有针对性性地对生活垃圾进行处理处置。垃圾分类资源化处理可以从广义和狭义两个层面理解[1]。广义层面上是指某个区域的生活垃圾处理系统采用并建有焚烧、填埋、回收、生化等多种处理设施;狭义层面上是指某一综合处理厂同时采用了分选、填埋、生化等技术。
垃圾分类资源化处理的目的是将垃圾中可被利用资源回收利用,其余不可直接利用物质进行厌氧发酵、焚烧或填埋处理[2, 3]。
垃圾分类资源化处理的工艺组合有多种,如“分选+焚烧”“分选+堆肥+焚烧”、“分选+焚烧+填埋”、“分选+回收+厌氧发酵”等等[4, 5]。本文重点介绍以“机械分选+厌氧发酵+热解”主工艺的垃圾分类资源化处理工艺路线。
2工艺系统
垃圾分类资源化处理路线的流程图如下:
本工艺系统可分为四个部分:分选系统、厌氧发酵系统、可燃物利用系统、污水和臭气处理系统。
2.1前分选系统
生活垃圾运输车辆将垃圾倒入集料仓,集料仓的垃圾向前推进,由柔性破袋机将袋装垃圾破开,使垃圾成散状。通过皮带运输机将散状垃圾进行磁分选,把垃圾里的金属部分分选出来。磁分选后,大件干扰物纺织品、木材、玻璃瓶、大块的砖头瓦块等由人工取出,其余垃圾全部进入滚筒筛进行筛分。筛上物品主要有塑料和纸,将筛上物进行风选,把里面的大部分塑料选出,其余物品湿解搅拌,最终将纸和剩余塑料进行分离;所剩的筛下可发酵有机物进入生物质分离器和除砂罐,生物质在被打成浆液的过程中,进一步除去里面的塑料片以及砂土等杂质。
2.2厌氧发酵系统
分选出的有机浆液进入调节罐,按中温厌氧发酵所要求的C、N比、PH值、温度、物料浓度进行调节后进入发酵罐,在严格的厌氧条件下并辅之以机械搅拌,经过20天的发酵,将所产生的沼气通过脱硫、脱水后进入沼气利用系统或直接提纯成生物天然气。
2.3可燃物利用系统
以纸张、塑料、织物、竹木为主的“可燃垃圾”进入到干燥器进一步干燥,干燥后的垃圾在无氧、高温(500~600℃,或800~1000℃)环境下,经过一定的反应时间,被分解成可燃气、焦油和炭渣。
2.4臭气和污水处理系统
臭气和污水处理为项目配套设施。
3 技术难点
垃圾分类资源化处理工艺的核心是分选。即根据生活垃圾特性,如有机特性(生物质)、燃烧特性(纸塑、布料、竹木)、建材特性(渣土、金属、玻璃)等,利用物理分选技术把混合垃圾中的不同组分按处理目的进行分离,使不同组分分别进行处理,这也是应用最多的综合处理工艺,其探讨重点集中在分选系统[6]。垃圾分选之所以如此重要是因为:1)我国生活垃圾基本还是混合收集,在发达国家由居民进行的分类工作不得不由厂内的分选系统完成;2)分选效果的好坏直接决定后续处理工序的成败[7]。
由于我国城市生活垃圾的组成负责而不稳定,通常采用人工分选与机械分选结合的方式。但从全国现有的生活垃圾分选现状来看,凡是有人工分选的垃圾处理厂,工作环境普遍比较恶劣,严重影响了分选技术的推广。实现生活垃圾的机械分选是唯一出路。下图是一个全机械的生活垃圾分选系统。
适用于城市生活垃圾的分选技术是以粒径、密度差等为基础的分选方法为主,而以磁性、电性、光学等性质差别为基础的分选方法为辅。利用滚筒筛、圆盘筛、振动筛等可以分离出各种粒径的垃圾;通过风选机的气流作用,可以分离出重、中重、轻物质;采用磁选机,可以将黑色金属分出;采用涡电流可以将铜铝等选出;而由于中国城市生活垃圾收集时多包裹在垃圾袋内,所以破袋机以及破碎机等也是必备设备。
分选系统的技术难点在于各单体设备都不可能做到很好的分选效果,需要各个设备的配套组合,还要根据我国不同地区、不同季节的垃圾做出调整。
4优势分析
相对于传统的垃圾处理方式,垃圾分类资源化处理是垃圾处理的一个新的技术方向,更符合生态城市建设中垃圾减量化、资源化、无害化的发展需要。该综合处理方法具有以下优势:
4.1工艺更合理
以垃圾分类分选为保证,回收有用物,分离出高纯度的有机质;以有机质联合厌氧产沼气技术为核心,可以协同处理城市餐厨、污泥、粪便,并生产沼气、有机颗粒肥。
4.2节能环保
有机生活垃圾产生的沼气净化后可发电,每一吨生活垃圾可产生约50立方的沼气,1立方沼气可发1.8~2.2度电,相比于垃圾焚烧发电污染低,危害小,CO2和甲烷排放少,特别适合含水率高、有机质含量高的中国垃圾。
4.3实现最大限度的垃圾资源化
生活垃圾的综合处理充分考虑了物料的属性,最大限度发挥生活垃圾中不同物料的价值。如塑料清洗后造粒,可燃物料做燃料棒,金属回用,含水率高的生物质发酵产沼气和有机肥,石瓦经重压粉碎后制成免烧环保砖。
结论
1)垃圾分类资源化处理路线符合国家大的方针政策。 填埋、焚烧、堆肥等处理方式由于其自身的固有缺点遇到了困难,为垃圾分类资源化处理路线提供了产业化推广的广阔空间。
2)城市生活垃圾分类、回收和再利用管理体系有待建立。需研制符合我国实际情况的标准化、系列化、智能化的城市垃圾分类资源化处理与能源化装备及安全控制系统[8]。
3)本行业领域的专业人才与创新型企业严重缺乏。需要企业、研究院所共同合作,加大人才培养,加快技术创新,进一步开发分选与均质预处理技术与装备,发酵废渣废水无害化处理与资源化利用技术等。
【参考文献】:
[1]朱宏伟 生活垃圾综合处理技术[J]. 环境卫生工程,2003,11(4);
[2]王旭琴 城市生活垃圾综合处理技术在东胜区的应用[J]. 北方h境,2011,23(8);
[3]盛奎川,林福呈,闵航 城镇生活垃圾综合处置系统及关键技术的研究进展[J]. 浙江大学学报,2005,31(2);
[4]刘幼琼,王延涛 祁县生活垃圾综合处理工艺设计[J]. 科技情报开发与经济,2011,21(9);
[5]冯昌月,浅谈生活垃圾综合处理工艺[J]. 环保论坛,2010,7;
[6]吴玉生,生活垃圾综合处理探讨及发展趋势[J]. 山西建筑,2008,34(31);
一、上半年工作小结
(一)进一步完善收运体系建设。为有效破解收运能力不足瓶颈问题,在进一步优化收运线路基础上,协调项目单位采购4台8吨收运设备和2台20吨拉运设备,将单次收运能力由原来的188吨提升至260吨。目前,收运和拉运设备均已采购到位并投入使用。为满足餐厨废弃物300吨/日的收运需求提供了运力保障。
(二)完成了生产设备升级优化任务。为进一步完善生产工艺,挖掘生产潜能,项目单位从去年年末开始,在不影响正常生产任务的前提下,对预处理生产线和污水处理系统进行了升级优化。目前,两项技改任务均已完成,设备运行稳定性、单机生产能力均得到有效提升,为设计能力300吨全部达产提供有力保障。同时,为解决预处理生产线废渣含水率过高问题,协调项目单位采购一台螺旋压榨设备。目前,设备已经投入使用,废渣含水率得到有效控制。
(三)协调完善输变电工程建设。影响餐厨废弃物收处顺利开展的瓶颈就是电力负荷不足问题。现有的临时用电负荷只能满足日处理餐厨废弃物200吨左右,进一步加大处理量就会出现跳闸现象。为尽快打通瓶颈,市局主要领导、主管领导多次深入餐厨项目现场,听取有关情况汇报,帮助协调电力部门加快工程建设进度。目前,电业部门已经完成了收尾工程建设,并于7月初将正式电接入厂区。
(四)强化收运管理,提高规范化服务水平。今年以来,项目单位在加大设备、人员投入基础上,坚持以人为本工作理念,通过加强收运人员工作责任心和与餐饮企业的沟通交流,避免出现漏收情况;加强工作主动向,积极与收运对象沟通交流,提高服务质量,减少投诉案件发生;加强收运人员培训教育,提高收运人员操作技能和道德文明水平,在工作中做到文明服务,树立良好的窗口单位形象;工作中既当收运员,又当垃圾分类宣传员。通过积极行动、制定措施、加强整改,我市餐厨废弃物规范化收运水平不断提高。
(五)落实属地管理责任,提升行业管理意识。餐厨废弃物集中收运管理属于新生事物,各区城管部门认识不高,主动工作意识不强,甚至扯皮推诿。加之办里没有行业管理部门,行业考核、监督手段弱化,属地管理责任落实不尽人意。我们以非洲猪瘟疫情爆发为契机,及时转发国家、省、市关于落实属地管理责任的文件,及时召开行业管理会议,落实和部署属地管理任务,部署台账建立、承诺书签订工作任务,印发行业考核方案、细则,逐步培养和提升各区城管部门行业管理意识。
二、存在问题
(一)废渣外运处理受限。目前,餐厨厂每天通过预处理单元分拣出约50吨的生活垃圾等废渣,由于含水率在60%左右,双琦厂以含水率过高为由拒收。经协调,最近阿城垃圾填埋厂同意每天接收40吨,尚有约10吨废渣无处处理,只能在厂区临时存放。由于气温过高,废渣散发的臭气经常遭到投诉。
(二)餐饮单位垃圾分类意识不强。目前,造成餐厨项目废渣率过高的一个重要原因就是餐饮单位餐厨垃圾分类收集意识不强,往往将大量生活垃圾掺杂进餐厨垃圾,不但直接导致餐厨厂废渣量过大,也极易引发生产线故障。
(三)各区属地管理意识不强。餐厨废弃物集中收运管理属于新生事物,各区城管部门认识不高,主动工作意识不强,甚至扯皮推诿。加之办里没有行业管理部门,行业考核、监督手段弱化,属地管理责任落实差强人意。
三、下步打算
(一)广发宣传发动,形成全社会参与的良好氛围。下半年,结合《哈尔滨市城市餐厨废弃物管理办法》颁布实施,加大立法宣传力度,引导市民群众科学消费,提高健康意识,食品安全意识和环保意识。提高餐厨废弃物产生单位垃圾分类意识、遵纪守法意识。
(二)强化餐厨废弃物收运管理,扩大收运范围。下半年,继续协调项目单位加大人员投入,采取两班制工作制度,确保纳入收运体系的餐厨废弃物日产日清,收干收净,杜绝出现漏收情况。继续扩大收运协议签订范围,提升收运数量,力争8月末实现日收运300吨餐厨废弃物工作目标。
(三)加大餐厨废弃物集中整治力度。为确保餐厨废弃物统一收运工作的顺利开展,结合实际,创新方法,在相关部门大力执法支持下,餐厨项目单位开展综合整治行动,教育、举报餐厨废弃物非法拉运行为,说服引导餐厨废弃物产生单位开展垃圾分类工作,单独收集餐厨废弃物,杜绝与生活垃圾混放。发现餐厨废弃物非法倾倒、收运、出售行为,及时向行业管理部门汇报,并协同执法部门开展执法行动。