(整理)餐廚垃圾工藝

1、精品文檔一、餐廚垃圾的性質餐廚垃圾的組成、性質和產生量受社會經濟條件、地區(qū)差異、居民生活習慣、飲食結構、季節(jié)變化的不同而有所差別，但一般表現(xiàn)出以下共同特征：（ 1）產生量大我國是世界上人口最多的國家，13億人口的飲食消費數(shù)量巨大，加上一些不良的飲食習慣，每年在餐桌上的浪費驚人。據相關統(tǒng)計數(shù)據表明， 2009 年我國餐廚垃圾的年清運量已達5000 萬 t 以上，部分特大城市的餐廚垃圾日產生量達到1000t以上。（ 2）含水率高餐廚垃圾的含水率一般高達80%左右，流動性大，非常容易滲漏，這給其收集、運輸和處理都帶來很大的難度。（ 3）易腐爛餐廚垃圾中有機物含量高（約占干物質質量的95%以上），在溫

2、度較高的條件下易發(fā)酵、腐爛，其中可能含有大量病毒、致病菌、病原微生物等，易造成疾病的傳播、引發(fā)新的污染。（ 4）含油率高餐廚垃圾內含大量廢食用油脂，是制取生物柴油的理想原料。以上 4 項特征表明，餐廚垃圾具有廢物與資源的雙重特性，一方面具有較高的利用價值，另一方面必須對其進行適當?shù)奶幚?，防止其污染環(huán)境，實現(xiàn)餐廚垃圾的資源化、減量化、無害化處理，促進社會效益、經濟效益和環(huán)境效益的統(tǒng)一。二、餐廚垃圾成分餐廚垃圾性質、組分見表1、表2和表3表1餐廚垃圾理化性質表項目TS(%)VS(TS%)全氮(%)PHNH3-N(mg/L)堿度(mg/L)CODcr(mg/L)C/N結果131875.142.024

3、.75363.1540.548440017.49表2餐廚垃圾組分項目食物垃圾()紙張(%)金屬(%)骨頭(%)木頭(%)織物(%)塑料(%)油(%)合計(%)結果90.990.800.105.201.010.100.702.00100表3餐廚垃圾成分項目粗蛋白(%)粗纖維(%)粗脂肪(%)含油量(mg/l)飼料氨基 酸()鈣(%)鈉(%)結果16.732.527301506000230.730.76三、餐廚垃圾處理方法綜述餐廚垃圾處理方式因各地區(qū)實際情況而異， 但最終都必須以減量 化、資源化、無害化為處理目標，從技術應用方面看，國內外普遍采 用的技術方法主要有：厭氧發(fā)酵、高溫好氧發(fā)酵、高溫消毒

4、制飼料、 熱解法等方式。1、厭氧發(fā)酵餐廚垃圾厭氧發(fā)酵是指在沒有溶解氧和硝酸鹽氮的條件下，微生物將有機物轉化為腐殖質、無機物和沼氣的過程，其中沼氣主要成分為甲烷與二氧化碳。餐廚垃圾的厭氧發(fā)酵工藝源于工業(yè)污水、污泥的厭氧處理技術，是一種應用較成熟的技術。（ 1）餐廚垃圾厭氧發(fā)酵機理餐廚垃圾厭氧發(fā)酵是在缺氧條件下，利用微生物將有機物分解，最終產物除了二氧化碳和甲烷外，還有氨、 硫化氫和其他有機酸等物質。 厭氧發(fā)酵過程大致分為產酸和產甲烷兩個階段。產酸階段主要是水解和發(fā)酵菌群將復雜的有機物分解為簡單的有機物進而降解為各種有機酸；產甲烷階段主要是產甲烷菌將部分簡單有機物轉化為甲烷和二氧化碳，厭氧過程沒有

5、氧參加，酸化過程產生的能量較少，許多能量保留在有機酸分子中，在甲烷細菌作用下以甲烷氣體的形式釋放出來。（ 2）餐廚垃圾厭氧發(fā)酵的主要影響因素1）餐廚垃圾成分厭氧發(fā)酵的限速步驟對于不同的基質是不同的。例如， 對于富含溶解性糖類的有機物，產甲烷是整個反應的限速步驟；而對于纖維素含量高的有機物，水解酸化則是其限別。因此不同性質的餐廚垃圾即使在同樣的發(fā)酵條件下，產氣量也會有很大差別。同時餐廚垃圾中的有害成分會對厭氧發(fā)酵產生不利影響。餐廚垃圾中最常見的有毒物質精品文檔精品文檔是高濃度的氨氮，普遍認為高濃度的氨氮會對厭氧發(fā)酵產生毒性抑制，而游離氨是氨氮產生抑制作用的主要原因。2）餐廚垃圾粒徑餐廚垃圾粒徑大

6、小對于垃圾厭氧發(fā)酵產沼氣具有十分明顯的影響。 用機械預處理可使進料的顆粒粒徑變小，顆粒尺寸減小引起比表面積增大，提高了有機質的可生化性。從而縮短了發(fā)酵時間，提高產氣量。 垃圾粒徑過大，一方面不利于垃圾的流態(tài)化處理和攪拌及反應器內料液均勻分布；另一方面也不利于垃圾顆粒和產甲烷菌接觸，降低了產氣率和產氣速度。但是垃圾粒徑越小，處理費用越高，經濟性降低。 因此粒徑大小只要能夠保證比較高的產氣率和便于流態(tài)化處理就滿足要求。3）溫度甲烷菌對溫度變化非常敏感，溫度對其活性有很大的影響，最終影響甲烷產量。厭氧發(fā)酵過程中，通常在兩個溫度下甲烷菌活性較高：中溫37和高溫55，在這兩個溫度下易于獲得得高甲烷產量。

7、而在更低溫（W30）和更高溫（60C）條件下，甲烷菌只產生少量的甲烷氣體。由于中溫（370 ）厭氧發(fā)酵的運行費用較低，因此在實際中應用的較多。而高溫厭氧發(fā)酵可以比中溫發(fā)酵有更短的固體停留時間和更小的反應器容積，且高溫條件對于有機廢物的降解和病原菌的殺滅更有效。但是高溫條件下會產生比中溫條件更高的NH4+濃度，會對厭氧發(fā)酵產生毒性抑制。4）碳氮比在厭氧消化過程中，碳氮比例（C/N）是穩(wěn)定運行以及微生物生長和新陳代謝的先決條件。C/N 值太高， 含氮量不足，緩沖能力低，pH值容易降低；反之若C/N 值太低含氮量過高，pH 值則上升，有機物分解則受到抑制。一般C/N 值宜控制在20 左右。5） pH

8、 值pH 值是影響厭氧生物處理過程的重要因素，厭氧微生物的生命活動、物質代謝與pH 值有密切的關系，pH 值的變化直接影響著發(fā)酵過程和發(fā)酵產物，不同的微生物要求不同的pH 值，過高或過低的pH 值對微生物代謝有明顯影響。產甲烷菌對生長環(huán)境的pH 值極為敏感，甲烷菌最適宜的pH值范圍為6.87.5,若pH8.0，NH 4+轉變成非離子化的NH 3，會產生毒性抑制。6）攪拌強度攪拌強度也會影響甲烷產量。有機物的厭氧發(fā)酵是依靠微生物的代謝活動來進行的，需要通過攪拌使微生物不斷接觸到新的食料進行發(fā)酵，并使微生物與發(fā)酵產物及時分離，提高發(fā)酵效率、增加產氣量和縮短反應周期。（ 3）餐廚垃圾厭氧發(fā)酵制沼氣工

9、藝流程餐廚垃圾的厭氧發(fā)酵包括破碎、調配進料等前處理過程以及厭氧發(fā)酵、 沼氣凈化和綜合利用等環(huán)節(jié)。首先是通過利用破碎機對垃圾中粗大的物體進行破碎，有利于后續(xù)發(fā)酵單元的順利進行，然后利用機械進行物料的水分調節(jié)以適于厭氧發(fā)酵；調配好的物料進入厭氧發(fā)酵系統(tǒng)，通過投加厭氧菌和兼性菌，強化物料中有機組分的分解，使生成較穩(wěn)定的以甲烷為主的發(fā)酵氣體。甲烷是一種具有較高經濟利用價值的氣體，經過凈化裝置去除發(fā)酵氣中的雜質氣體后，進行發(fā)電等綜合利用。（ 4）餐廚垃圾厭氧發(fā)酵的特點根據餐廚垃圾的特點，厭氧發(fā)酵技術不需要進行脫水處理，反應不受供氧限制。但厭氧發(fā)酵產氣周期較長，需要對菌種進行選擇管理，工藝較復雜而且厭氧發(fā)

10、酵技術很難消滅垃圾中的病菌、蟲卵， 尤其是蛔蟲卵和大腸桿菌殺滅率低，例如SARS 病毒要在70、30 分鐘的條件下才能被殺死，但是厭氧處理很難達到這個溫度。與此同時，在厭氧發(fā)酵的溫度區(qū)間內極易產生臭氣，因為這個溫度區(qū)間正適宜各種雜菌的生長繁殖，使得臭氣濃度不斷增加，難以控制。同時，厭氧發(fā)酵對餐廚垃圾處理的資源化程度不高，處理后產出物品質不高。如厭氧生產沼氣的處理方式投資額較大，產生的廢氣沼液不能直接排放還要進行再次處理。2、高溫好氧發(fā)酵（ 1）餐廚垃圾高溫好氧發(fā)酵機理餐廚垃圾高溫好氧發(fā)酵是在有氧的情況下，利用從自然界中篩選出的高溫好氧微生物的菌種，在高溫處理設備中對餐廚垃圾進行分解處理， 在此

11、溫度下絕大部分雜菌被殺滅，也不易產生臭氣，通過 612小時的高溫好氧發(fā)酵，可有效的分解有機垃圾中的脂肪、動植物蛋白及淀粉類有機物質，并產生大量分解蛋白質和脂肪的酶。（ 2）餐廚垃圾高溫好氧發(fā)酵的主要影響因素1）水分餐廚垃圾的含水率較高，在 80%左右。在發(fā)酵過程中，不同的發(fā)酵物料，發(fā)酵過程中所要求的含水率有一定的差異。一般認為，按重量計，50%60%的含水率最有利微生物分解，水分超過 70%,溫度難以上升，分解速度明顯降低。因為水分過多，使發(fā)酵物質之間充滿水分，有礙于通風，從而造成厭氧狀態(tài)，并產生廢氣。餐廚垃圾在堆肥前必須進行水分調節(jié)，降低含水率到60%左右。2）溫度在發(fā)酵過程中，餐廚垃圾是分

12、階段轉化為肥料的。在每一階段中發(fā)酵的微生物種類各有不同。在發(fā)酵初期，中溫微生物十分活躍，它們負責餐廚垃圾中有機物分解，同時放出大量熱量，使發(fā)酵溫度提升。接著發(fā)酵進入高溫階段，這時中溫微生物的生長、繁殖受到抑制及死亡，由高溫微生物取代。在高溫階段，一些較難分解的有機物（纖維素、木質素等）將漸漸被分解成腐殖質，餐廚垃圾中寄生蟲、卵、病原微生物等被殺死。最后，隨著餐廚垃圾中有機物分解基本完成，發(fā)酵溫度開始下降，中溫微生物又開始活躍起來，并由它們最終完成發(fā)酵產品的腐熟。3）碳氮比餐廚垃圾的有機物含量高，控制好碳氮比、碳磷比對發(fā)酵很重要，一般認為，碳素高，氮素養(yǎng)料相對缺乏，細菌和其它微生物的生長受到限制

13、，有機物的分解速度就慢，發(fā)酵過程就長，為了保證成品堆肥中一定的碳氮比和在堆肥過程中有理想分解速度，調整好原料中的碳氮比在25： 1 左右。4）通風供氧控制餐廚垃圾中的有機物含量較高，對發(fā)酵過程中的通風供氧有一定的要求，供氧不足會產生厭氧和廢氣。通風量過高，又會影響發(fā)酵的堆溫，發(fā)酵速度較低。實際生產中，可以通過測定排氣中氧的含量，確定發(fā)酵器內氧的濃度和氧的吸收率，排氣中氧的適宜體積濃度為1417%,如果降到10%,好氧發(fā)酵將會停止。5） pH 值pH 值對微生物的生長也是重要因素，一般微生物最適宜的pH值是中性和弱堿性，pH 值太高或者太低都會影響發(fā)酵的進行。但在一般情況下，餐廚垃圾具有pH 緩

14、沖作用，能使pH 值穩(wěn)定在可以保證好氧分解的酸堿度水平。（ 3）餐廚垃圾高溫好氧發(fā)酵工藝流程餐廚垃圾高溫好氧發(fā)酵工藝是一種利用從自然界中篩選出的高溫好氧微生物的菌種，在高溫處理設備中對餐廚垃圾進行分解處理的發(fā)酵技術。餐廚垃圾由專用的收運車輛運至處理廠，首先經過自動破袋機后裝入投料倉，利用螺旋輸送機將原料輸送至組合分揀系統(tǒng)，再利用螺旋輸送機送至粉碎和固液分離系統(tǒng)。前面過程產生的液體進入油水分離裝置，固體進入生物處理系統(tǒng)，通過添加輔料、菌劑后進行高溫好氧發(fā)酵。處理機設有通風口，通過處理機的不斷慢速攪拌為發(fā)酵提供充足氧氣。經 2024小時發(fā)酵處理后可出料，產出物含水量低于 20%，可作為肥料原料使用

15、。（ 4）高溫好氧發(fā)酵工藝特點餐廚度棄物高溫好氧發(fā)酵技術具有設備工藝先進，技術成熟，自動化程度高，占地面積小，運營穩(wěn)定，維修方便，運營成本低等優(yōu)點。利用從自然界中篩選出的高溫好氧微生物的菌種，在高溫處理設備中對餐廚垃圾進行分解處理，在此溫度下絕大部分雜菌被殺滅，也不易產生臭氣，在處理方式上機械化程度高，自動化程度高，能集約化處理。3、高溫消毒制飼料（ 1）高溫消毒制飼料工藝流程餐廚垃圾的主要成分是淀粉類、食物纖維類、動物脂肪類和蛋白質等營養(yǎng)物質，可用于制作動物飼料。高溫消毒制飼料工藝一般包括以下步驟。來自原料貯倉的濕原料經過分選槽分揀后送入蒸煮機，部分水分通過槽底部的篩板流出去。蒸煮機中的夾套

16、蒸汽對物料進行預熱，使物料中的油脂等組分粘度降低，便于脫離物料。物料經蒸煮后再送入壓榨機，使物料脫水、脫油后制成半干料。脫出的油水混合物進入油水分離系統(tǒng)，分離出的油脂可進行煉制生物柴油等綜合利用。脫水后的半干料再送入干燥機中，在110150 c條件下通過高溫高壓蒸汽進行消毒滅菌和二次脫水過程， 最終使物料中的水分降至10%左右，最后經過篩分、磁選、 粉碎，最后將飼料粉成品裝袋。（ 2）高溫消毒制飼料工藝特點高溫消毒制飼料工藝較簡單，處理成本較低，處理周期短，自動化程度高。但需對物料采用高溫高壓蒸汽消毒，能耗偏大；并且對所物料有大小均勻、厚薄相等的體積要求，使工藝設備需要更多的擠壓、輸送機構，設

17、備電耗高。（ 3）飼料市場分析對畜產品的需求是影響飼料需求量的主要因素，畜牧產品市場的需求狀況是飼料市場狀況的最重要的影響因素。隨著我國人口的持續(xù)增長， 以及國民生活水平的提高帶動飲食結構的改變，其趨勢是谷類食品消費下降，動物性食品消費上升。因食用畜產品需求量的增加而使肉、奶、蛋生產的發(fā)展，將引起國內飼料需求量的持續(xù)增加。由于餐廚垃圾作為原料制動物飼料，價格低廉，產品營養(yǎng)豐富、利潤區(qū)間幅度較大，具有校強的市場競爭力。但是， 現(xiàn)有的餐廚垃圾飼料化技術存有缺陷，如加熱烘干的方式很難去除霉桿霉菌等菌種，若提高消毒溫度，又會破壞飼料中的營養(yǎng)物質（如維生素等熱敏性物質），導致產品存在安全隱患。由于餐廚垃

18、圾中各類動物的肉、骨、 內臟混合在一起無法準確分選開，動物吃了用動物的內臟、骨頭等加工而成的飼料，實際上就是在 “食用同類 ”。流行病學調查表明，飼喂了被阮病毒污染的肉骨粉再生飼料導致了瘋牛病的發(fā)生，這是瘋牛病流行的主要原因。阮病毒對所有殺滅病毒的物理化學因素均有抵抗力，目前的高溫措施不能保證完全殺滅。餐廚垃圾中含有大量的動物性殘余物，若消毒不完全，這種病毒就很可能通過飼料大面積傳播，并有可能通過食物鏈間接傳染給人，帶來人體健康的潛在威脅。歐盟已明確規(guī)定嚴禁以餐廚垃圾制飼料飼養(yǎng)禽畜，其在 1774/2002 號條例中經加工的飼用動物蛋白和其他制品的加工和投放市場的具體衛(wèi)生要求（附件皿）第1章原

19、料要求（第4款）規(guī)定： 只有第6條第3類材料目錄第1到（j）款中所列的，明確排除了來自 于任何形式的餐廚垃圾成分。第22 條使用限制還規(guī)定：不得使用含有餐廚垃圾成分的飼料飼喂除毛皮動物以外的動物。歐盟以外進口的動物源性產品也不得含有來自餐廚垃圾的成分中的蛋白。國家農業(yè)部頒布的動物源性飼料產品安全衛(wèi)生管理辦法（農業(yè)部令第40號）于 2004年 10 月 1 日起實施，其中第十八條明確規(guī)定 “禁止在反芻動物飼料中使用動物源性飼料產品，但乳及乳制品除外。 ”國內目前尚未頒布餐廚垃圾作原料生產動物飼料的技術標準，由于餐廚垃圾作為飼料原料有其特殊性，如果僅用飼料標準檢驗，難以保證食品安全。餐廚垃圾任何形式的處理物作飼料原料，首先不符合當代飼料工業(yè)的原料要求，即單一、來源清晰、可跟蹤追溯的特性，而餐廚垃圾來源復雜，難以物理分離和追溯，二是已知的瘋牛病和其他潛在危害因素的存在，目前的高溫措施不能保證完全殺滅；三是放任餐廚垃圾的飼料化進程，對我國的畜產品的國際貿易將受影響，食品安全的形象會受損；四是監(jiān)管難度大。青海潔神環(huán)境能源產業(yè)有限公司與西寧市政府簽訂了餐廚垃圾特許經營許可協(xié)議，處理廠于2008 年 6 月份建成投產，采用固液分離、油水分離等技術，生產動物飼料添加料和生物柴油，日處理餐廚垃圾量約150t/d。 青海省質量技術監(jiān)督局于2009年 12月底發(fā)