随着我国现代化水平的提高,城市生活垃圾产量也日益增加。据统计,我国城市生活垃圾以年平均10%的速度增加,流动人口增加快的上海、北京、武汉等城市,生活垃圾年增加率达到15%~20%。许多城市已经出现了垃圾包围的严重情况。因此,垃圾无害化、资源化、减量化处理已成为现代城镇建设的重要内容。餐厨垃圾占城市生活垃圾的37%~62%,是生活垃圾的重要组成部分。以有机物为中心的餐厨垃圾是城市生活垃圾腐败、二次污染的根源,不仅包括饮食业和居民生活的餐厨馀物、食用残留,还包括食品加工业的材料、市场超市过期的蔬菜食品。因此,适当的餐厨垃圾资源化处理对城市生活垃圾处理具有重要意义。
1.1可利用价值高。
餐厨垃圾是由米、面、蔬菜、动植物油、肉、骨和废餐具、纸巾、塑料等组成的混合物,主要成分为淀粉、蛋白质、脂类、纤维素和无机盐。根据相关资料,餐厨垃圾干燥物质中有机质含量达到95%以上,其中粗脂肪为21%~33%,粗蛋白为11%~28%,粗纤维为2%~4%,餐厨垃圾中含有氮、磷、钾、钙、钠、镁、铁等微量元素。因此,经过适当的处理,餐厨垃圾具有很高的再利用价值。
1.2含水量高,形式多样。
水是餐厨垃圾的基本成分,占餐厨垃圾的70%~90%,是餐厨垃圾腐败变质的基础,脱水处理成为餐厨垃圾处理的必要环节。餐厨垃圾有机物含量高,粒子小,餐厨垃圾中水的存在形式多样:自由水、间隙水、结合水。自由水是餐厨垃圾中含量多、易于去除的水分,该部分水分与垃圾中的固体粒子没有相互作用关系,通过重力、离心力等机械方式或简单加热可以去除的间隙水是夹在胶体粒子的细小间隙和毛细管中的水分,受到液体凝聚力和液体固定表面附着力的双重作用,分离该部分的水需要较高的机械作用力和能量的结合水是淀粉、蛋白质等胶体粒子的表面张力吸附的水分
1.3危害性。
高水分、高有机质含量使餐厨垃圾易腐烂变质,给临时储存、收集、运输和处理带来巨大困难。同时腐烂的餐厨垃圾会产生大量霉菌毒素等有害物质,如不经处理直接喂养牲畜,会使这些有害物质在牲畜体内寄生、积累、转化,诱发各种疾病,最终通过食物链传染给人类。腐烂的餐厨垃圾产生大量过滤液,散发恶臭气体,污染水源和大气,对环境极不友好。
1.4餐厨垃圾处理形式多样,各地发展不平衡。
受传统泗腿养猪观念的影响,餐厨垃圾通过简单的加热直接饲养家畜的现象很普遍。现阶段,一些城市和地区已经意识到垃圾猪地沟油的危害,发布了相关法规,加强了餐厨垃圾的收集、处理,但由于各地发展不平衡,缺乏切实可行的处理方式和处理设备,大城市以填埋方式处理,中小城市通过周边养殖家收集饲养家畜和一部分通过下水道进入污水处理厂统一处理生活垃圾的结构。
2餐厨垃圾处理工艺。
2.1和生活垃圾一起填埋。
填埋是我国城市生活垃圾最主要的处理方式,生活垃圾处理量的70%以上,特别是不可回收垃圾,填埋是理想的,也是最终的处理方式。填埋是基于微生物厌氧发酵的原理,慢慢转化垃圾,达到无害化的目的。填埋分为两类:①简单填埋,也称为传统填埋②卫生填埋。
简易填埋是利用坑、塘、洼地等非耕地,将垃圾自然集中堆放在一起,不加任何掩埋,不进行灭菌、除臭、防污等处理的填埋方式。
卫生填埋是在简单填埋的基础上发展起来的更有效的填埋方式。首先要科学选址,然后采取一定的工程技术措施,在填埋场底部防渗、沼气收集、过滤液处理等工作后进行填埋,在填埋过程中不断压实,最后垃圾填埋达到一定高度后,进行顶部垄断处理,防止雨水侵入。卫生填埋可以最大限度地缓解垃圾对环境的二次污染。
由于中国没有垃圾分类处理的技术装备,城市餐厨垃圾多采用与生活垃圾一起填埋的处理方式。填埋处理垃圾具有处理量大、操作管理简单、投资运行费用低、适应性强等优点,但填埋场在选址、设计、管理等方面不足,垃圾填埋普遍存在二次污染问题。
(一)大量填埋导致城市周边土地资源严重浪费。资料显示,填埋1t垃圾需要占地3m2,我国现有垃圾填埋场用地已经超过5×m2。
2)填埋场产生大量有害气体。CH4是填埋场所产气的主要成分,占总量的40%~60%。在我国垃圾填埋场,沼气没有收集和处理,直接排放量达到80.5%,垃圾填埋场成为我国CH4最大的活动释放源。
(3)填埋场渗透过滤液污染严重。在我国填埋场,渗透过滤液未经处理直接排出约占65.4%,少数处理的渗透过滤液也普遍超标,因此渗透过滤液成为填埋场周边地表水系的主要污染源。
(4)未灭虫的填埋场容易引起白色污染和苍蝇蚊子繁殖等问题。
2.2堆肥处理。
堆肥是一种常见的有机垃圾资源化处理方式。其原理是在可控条件下,利用微生物分解作用,分解、转换有机垃圾,生成水、土壤腐殖质、CO2等气体。堆肥处理可使废弃物减少40%以上,同时为土壤提供大量生物有机质和氮、磷、钾等微量元素,部分实现资源循环利用。堆积肥料分为好氧堆积肥料和厌氧堆积肥料两种基本形式,通常采用好氧和微好氧堆积肥料微好氧环境可以显着缩短堆肥周期。堆肥处理需要控制材料的性状,对于好氧堆肥,控制参数如下[10~13]:有机物含量为20%~80%,c和n的质量比为(25~30):1,粒度小,有一定的孔隙,供氧充分,含水率为50%~60%,pH值为6.0~7.5参考国外经验,结合餐厨垃圾本身的特点,年北京首家餐厨垃圾堆肥处理厂(南宫餐厨垃圾处理厂)建成,其处理方法是用固液分离机将收集的餐厨垃圾挤压脱水,提出大体积的材料,进行堆肥处理。
餐厨垃圾