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国内外餐厨垃圾处理技术

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《环境卫生工程杂志》2014年第三期

1国外餐厨垃圾资源化处理现状

1.1日本餐厨垃圾处理现状

日本每年生活垃圾(包括商业垃圾)的总量为5000万t,其中餐厨垃圾为2000万t,占生活垃圾总量的40%。在餐厨垃圾中,18%来自食品加工业,30%来自食品销售渠道和酒店,52%来自家庭[3],产生于食品加工行业的垃圾由于收集比较集中,其回收率达48%,而来源于家庭的餐厨垃圾回收率还很低,如1996年只有5万t的家庭餐厨垃圾回收利用,经焚烧和填埋处置的餐厨垃圾占总量的99.7%[4]。2001年日本出台了餐厨废物再生法,旨在降低食品浪费,提高餐厨垃圾的回收率。餐厨废物再生法使得餐厨垃圾的回收率从2002年不到10%提高到2005年的20%,特别是食品加工厂的食品回收率提高到70%。家庭产生的餐厨垃圾回收率并未提高,主要是因为大多家庭产生的餐厨垃圾被混合在其他垃圾中,很少有当地政府对这部分餐厨垃圾进行分类收集。以前日本大部分回收的餐厨垃圾被用来堆肥,现在更多的餐厨垃圾被用来制饲料。一些食品企业回收食物残渣如大豆、面包和熟米饭等作为原料,制成饲料,喂养牲畜。为了防止疯牛病的传播,回收的食物只能被用来喂猪和鸡,不能用来喂牛和羊。日本利用餐厨垃圾制动物饲料的主要方法:①脱水处理生产干饲料。脱水的方法分为常规的高温脱水、发酵脱水和油炸脱水[5]。日本的札幌市餐厨垃圾回收处理中心利用油炸法生产动物饲料。该中心每天从188个机构,包括学校、医院等地收集50t餐厨垃圾,用废植物油,在减压条件下进行低温油炸(约110℃),生产出脱水饲料。②餐厨垃圾经发酵后,以流体形式饲养禽畜。这种方法免去了脱水过程,处理成本低,而且未脱水的餐厨垃圾其蛋白质含量、利用率都比脱水饲料高。脱水饲料的营养物质含量见表1。在发酵过程中,餐厨垃圾中的乳酸和醋酸浓度升高,pH降低。大量的乳酸为动物提高了丰富的有机酸,同时pH达到3.5左右,有效抑制了饲料中大肠杆菌的繁殖。在日本利用餐厨垃圾制沼气的典型代表是京都。2004年京都率先建成1座2.2万t/a的厌消化处理厂,利用餐厨垃圾制沼气,并用沼气制氢气。随后东京、Ikoma、Shimoina和上越市先后建了厌氧消化处理厂。2006年,日本修订了“日本生物质能策略”,要在全国范围内提高有机生物质资源利用(包括餐厨垃圾),强调生物燃料在运输行业的推广。

1.2韩国餐厨垃圾处理现状近年来,韩国餐厨垃圾产生量约占城市垃圾30%左右,随着垃圾回收利用率的增加,特别是实施分类收集之后,餐厨垃圾的产生量和所占城市垃圾的比重都有所下降。2000年城市生活垃圾产生量约1700万t,其中餐厨垃圾占25%[7]。1995年韩国成立了餐厨废弃物管理委员会,实施垃圾专用袋制度,对餐厨垃圾进行分类收集,餐厨垃圾回收率由1998年的21.7%提高到2004年的81.3%。由于餐厨垃圾填埋会产生渗沥液和臭气等环境问题,韩国政府强令各酒店、餐饮业主自行购置设施回收处理其消费渠道产生的厨余及食品垃圾[8],并于2005年起禁止餐厨垃圾进行填埋。据首尔大学2005年的研究报告,韩国餐厨垃圾的主要处理方式是作动物饲料和堆肥,占回收量的80%以上,见表2。韩国通常采用微生物菌种集中处理餐厨垃圾制造饲料。餐厨垃圾经粉碎、高温消毒后,与微生物、碎玉米、糖等添加剂充分混合后装桶送往禽畜牧场。因韩国近年来对饲料源头和生产过程的安全监督做出了更严格的规定,所以在一定程度上影响了餐厨垃圾饲料化处理设施的运行和发展。韩国现有52家堆肥公司[9],从运行情况来看,堆肥还存在着诸多问题:首先餐厨垃圾中的杂质太多,影响堆肥的品质;其次韩国的餐厨垃圾含盐达到1%~3%,过高的盐分也影响堆肥效果;另外气味问题难解决。

2国内餐厨垃圾资源化处理现状和未来发展

2.1我国餐厨垃圾处理现状据统计我国餐饮企业每年产生的餐厨垃圾已超过3000万t,但现有处理设施严重不足,如此京餐厨垃圾产生量1750t/d,处理能力只有五六百吨;深圳1800t/d,规范收运处理的餐厨垃圾只有35~55t;广州700~1000t/d,处理能力仅2.4t[10]。目前仍普遍存在餐厨垃圾喂养家畜或提炼潲水油现象,“垃圾猪”和地沟油问题带来的一系列安全隐患,严重危害人们的生命安全。近几年,随着餐厨垃圾的处理问题日渐得到重视,从中央到地方相继出台各项政策和管理办法杜绝餐厨垃圾违法处理现象,引导企业和餐饮单位减量化、无害化、资源化处理餐厨垃圾。从2000—2011年我国有关餐厨垃圾处理与利用文献的统计分析(中文核心期刊)来看,以好氧发酵和厌氧消化技术处理餐厨垃圾逐渐成为研究重点并呈上升趋势[11]。餐厨垃圾喂养家畜大致分为直接喂养和制蛋白饲料2种,其中直接喂养是一种较普遍的现象,具有安全卫生隐患;制蛋白饲料分干热处理技术、湿热水解技术和高温好氧发酵技术,是一种经济效益较好的利用途径,但由于目前国内尚无相应标准和出于对同源性的担忧,该途径并未得到有效推广。因我国餐厨垃圾未做到有效分类,导致收运处置的餐厨垃圾数量少、品质差,并且餐厨垃圾具有高油(1%~5%)、高盐(1%~3%)和高含水率(70%~90%)等特点,我国现有处理技术和设施的处理效果并不理想,存在处理成本高、堆肥肥效低和厌氧产沼率低等问题。

2.2我国餐厨垃圾处理未来发展1)政府强化监管,打击非法收运,堵塞餐厨垃圾的不良渠道,引导餐饮单位做好源头分类,鼓励和支持处置企业成立收运队伍,构建智能化收运系统。2)以餐厨垃圾为原料制成的生物腐植酸,不仅能提高化肥利用率,改良和修复污染土壤,保护农业生态环境,而且能有效弥补国家“十二五”期间要减少化肥生产量所带来的缺口,是一条值得推广的发展路线。3)鉴于我国餐厨垃圾特点和目前沼气产生率低的问题,采用联合厌氧发酵的方式,将餐厨垃圾与多种物料混合,如粪便、秸秆和果蔬等,可以使原料获得更优的C/N和养分组成,从而获得更高的产气量,避免原料季节性波动大的问题。4)采取沼气提纯技术,制备高品质的生物天然气、车用燃料等高附加值产品。5)注重生态循环利用,使餐厨垃圾资源化处理与农业生产有机结合,利用果蔬种植业消纳餐厨垃圾厌氧消化过程中产生的沼液、沼渣,实现餐厨垃圾的完全利用和生态循环。

3结论

1)从国内外餐厨垃圾处理现状和技术比较看,国外的餐厨垃圾资源化利用率也不高,并且多以堆肥处理为主,但国外,特别是欧洲厌氧消化处理餐厨垃圾技术成熟,值得借鉴。2)我国餐厨垃圾处理处于起步阶段,在路线选择上应结合实际,多方面考虑,选择符合自身特点,切实可行的技术路线。3)餐厨垃圾处理是一项系统工程,包括源头分类收集、资源化处理和下游销售利用整个过程,需要政府、餐饮单位、处置企业及终端利用单位密切配合。

作者:许晓杰 冯向鹏 李冀闽陈广飞冯仕章 单位:首钢能源环保产业事业部设计技术中心北京首钢生物质能源科技有限公司

环境卫生工程杂志责任编辑:田老师    阅读:人次