餐廚垃圾的各種處理工藝
餐廚垃圾的處理與處置關鍵問題和各類污泥的處理與處置一樣,仍然是干燥工藝和干燥設備如何解決,如何解決干燥過程中惡臭氣體的處理,如何降低干燥過程的能源消耗,如何解決干燥設備的大型化制造。
填埋處理
方法簡單、省投資。但填埋處理埋掉了可利用物,資源化水平極低,并以水土惡化、國土侵占、資源浪費為重大代價。餐廚垃圾的滲出液會污染地下水及土壤,垃圾堆放產生的臭氣嚴重影響空氣質量,形成不可逆的對周圍大范圍的大氣及水土的二次污染,產生滲濾液、有害物滋生、惡性氣體、重金屬等一系列嚴重問題。垃圾發酵產生的甲烷氣體既是火災及爆炸隱患,排放到大氣中又會產生溫室效應。填埋場占地面積大,處理能力有限,服務期滿后仍需新建填埋場,進一步占用土地資源。因此,歐盟國家已實施垃圾填埋法令禁止將餐廚垃圾填埋,填埋設施逐漸成為其他處理工藝的輔助方法,只用來處理不能再利用的物質。
飼料法
由于餐廚垃圾中含有豐富的淀粉、纖維素、蛋白質、脂類及無機鹽,利用微生物菌體將垃圾發酵,制成蛋白飼料是目前國內常用的處理方法之一。這種方法在一段時期內的確被認為是資源化處理垃圾的一種方式,但最新的研究表明用餐廚垃圾制做動物飼料存在巨大的安全隱患。
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"。研究人員發現,瘋牛病很可能就源自動物"食用同類"現象。近年來,發達國家為解決二惡英、瘋牛病等全球性飼料安全問題,相繼制定飼料法規。
加拿大在《飼料法》的基礎上,又制定了《動物飼料限制和禁止規定》,明確規定禁止反芻動物蛋白提煉產品作動物飼料。
美國政府擴大了動物飼料禁用范圍,將原來對動物腦和脊髓組織的禁用范圍從牛飼料擴大到狗、貓、豬和家禽飼料。
日本和韓國也修改了《飼料安全法》和《飼料管理法》,對飼料安全源頭和生產過程監管作出了新的規定。
歐盟于從2003年開始正式執行動物副產品條例,嚴禁在飼料生產中使用同類動物的任何部位生產飼料,嚴禁向毛皮類動物以外的牲畜喂廚房泔水。由于泔水成分復雜,沒有統一的衛生標準,所以用廚房泔水喂豬更在被禁止之列。
由于餐廚垃圾中各類動物的肉、骨、內臟混合在一起無法準確分選開,因此用這種原料做飼料,在動物食品安全問題上確實存在重大隱患。
傳統堆肥處理
堆肥是我國最古老的垃圾處理技術,堆肥技術的工藝比較簡單,適合于易腐有機質含量較高的垃圾處理,堆肥處理不能處理不可腐爛的有機物和無機物,而且垃圾中的石塊、金屬、玻璃、塑料等不能被微生物分解的廢棄物必須分撿出來另行處理;堆肥處理周期較長,占地面積大,衛生條件相對較差。堆肥時要保證有機肥產品達到國家標準,就必須將新鮮的垃圾先進行分選,然后將易腐有機組分再進行發酵,但餐廚垃圾的含水率高達90%,發酵過程中糊狀垃圾將整個堆垛全部空間填死,空氣無法進入內部,致使微生物處于厭氧狀態,使降解速度減慢,并產生硫化氫等臭氣,同時使堆肥溫度下降,嚴重影響堆肥質量。
焚燒處理
焚燒是垃圾中的可燃物在焚燒爐中與氧進行燃燒過程,焚燒處理量大,減容性好,焚燒過程產生的熱量用來發電可以實現垃圾的能源化,因此各國普遍采用這種垃圾處理技術。但焚燒同時會產生煙氣等大量有害氣和有害燒結渣等固體殘渣,焚燒是一種污染轉化為另一種更為嚴重、更為廣泛的污染的過程。該法已逐漸不被接受。
焚燒處理對垃圾低位熱值有一定要求,一般用于處理有相當熱值的可燃性垃圾,如木材、紙張等,對含水率較高的餐廚垃圾就不適宜直接焚燒,因水分含量高會增加焚燒燃料的消耗,增加處理成本;高含水率會導致焚燒爐內的燃燒不完全,促進二噁瑛的生成;含鹽量高,可能會增加產生二噁瑛的風險,還會提高飛灰中重金屬的浸出率;若在焚燒廠垃圾貯坑儲存,會增加坑內的浸出水量。因此焚燒法僅適用于處理可燃物較多、不能回收有價物,只能回收熱能的垃圾。
熱解法
熱解法是利用垃圾中有機物的熱不穩定性,在無氧或缺氧條件下對之進行加熱蒸餾。使有機物產生熱裂解,經冷凝后形成各種新的氣體(甲烷、一氧化碳、二氧化碳、氫氣)、液體(有機酸、焦油、芳阱)和固體(碳黑、爐渣),從中提取燃油、油脂和燃氣,燃氣進行發電。但餐廚垃圾由于熱值偏低,在熱解過程中需要吸收大量熱量,要增加補充燃料,特別是熱解前期干燥階段需消耗較多的外部加熱能源,會增加運行成本。另外餐廚垃圾的含水率一般都超過60%,垃圾中所含水份在熱解過程中總是先汽化,熱解前期使垃圾干燥要求外部加熱能耗要大大增加;同時,水蒸氣的形式與可燃的熱解燃氣共存,將嚴重降低熱解燃氣的熱值和可使用價值。再者由于餐廚垃圾中有機物垃圾成分復雜,導致熱解工藝參數處在一個很復雜的不確定因素中,使熱解生產工藝不穩定而難以控制。
生物技術綜合處理方法
利用生物技術對餐廚垃圾進行資源化處理是當今世界上最先進的垃圾處理方法,它包括濕式厭氧生物處理工藝、自動控氧法堆肥技術等,這種方法可最大程度實現垃圾的資源化,對有機物含量較高的餐廚垃圾尤為適用。
(1)先進的垃圾分選設備及預處理工藝技術。濕式預選系統、離心除砂系統、磁力金屬分離系統可以將垃圾中殘存的重金屬、沙子、小石子和玻璃碎片等細小的無機物雜質分離出來。這樣就保證了后續的易腐有機物經過堆肥處理后產出高質量的有機復合肥。分選時對垃圾中可用資源回收再生利用,包括塑料、金屬、玻璃、電池、打火機等。
(2)高效的濕式厭氧生物處理工藝。根據垃圾原料的不同,利用不同的微生物厭氧菌(特別是甲烷菌),將垃圾中有機物作為它的營養源,經過微生物厭氧菌的新陳代謝生理功能,最終將垃圾進行發酵。在液化階段厭氧菌種利用胞外酶對垃圾有機物進行酶解,使固態物變成可溶于水的物質;在產酸階段依靠產酸菌將可溶物生成酸性中間物;在產甲烷階段由甲烷菌利用酸性中間物、以及物料中的其他碳類化合物轉化為甲烷。整個發酵消化過程在全封閉條件下完成,發酵罐中獨特的氣體攪拌系統,使消化過程充分完全,不會產生異味。
(3)自動控氧法堆肥技術。垃圾發酵后殘渣經過脫水進行堆肥處理可對垃圾充分利用。在有機垃圾堆肥時如供氧不足,會產生臭氣并且垃圾處理時間過長;如過量通風供氧又會導致能耗高、帶出的半產物過多、垃圾堆溫度下降。自動檢測控制氧氣堆肥技術可以根據在線檢測得到的結果,按照好氧生物過程的需氧量來自動調整通風量。堆肥能耗低,降低了有機垃圾的處理成本,并顯著改善提高堆肥質量,從根本上最大程度減少臭氣的產生,反應時間也比傳統堆肥節省一半以上。
(4)充分開發再生能源。在生物技術綜合垃圾處理過程中,產生的可燃氣、熱能、電能的充分利用,最大程度地實現了垃圾處理的資源化。
(5)合理的廢物治理方式。垃圾中的水分可以在處理過程中充分利用,垃圾中滲瀝液回用于發酵;有機物殘渣通過控氧堆肥精制成有機肥,化害為利;采用生物除臭技術,有效控制大氣污染。
生物技術綜合處理技術的應用、厭氧消化工藝及控氧堆肥技術的應用,可將餐廚垃圾進行最大程度的資源化、能源化處理,將垃圾轉化為生活燃氣、電能、熱能和有機肥。是目前世界上餐廚垃圾處理的最佳方法。
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