餐廚垃圾厭氧沼氣發(fā)電工藝設(shè)計(jì)

1、設(shè)計(jì)配置圖紙atuocad下載地址：餐廚垃圾厭氧沼氣發(fā)電工藝設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)總說(shuō)明隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)和餐飲行業(yè)的持續(xù)發(fā)展，我國(guó)每年的餐廚垃圾產(chǎn)量也在不斷增加。目前，廣州市日產(chǎn)生活垃圾超過(guò)17000 t，其中餐廚垃圾達(dá)40005000 t，占生活垃圾的23.5 29.4。按此計(jì)算，廣州市餐廚垃圾的年產(chǎn)量不低于1.5106 t。如果將餐廚垃圾直接收集后運(yùn)至養(yǎng)豬場(chǎng)喂豬，餐廚垃圾中的各種病菌會(huì)經(jīng)過(guò)生物鏈傳播，從而影響人體健康。將餐廚垃圾經(jīng)簡(jiǎn)單處理后排至下水管道，則易造成較大的污染，導(dǎo)致細(xì)菌和病毒的滋生。將餐廚垃圾直接填埋的成本低，但會(huì)占用大量土地，且伴隨而來(lái)的大量潲水威脅著水資源安全，而排放出來(lái)的沼氣也會(huì)加重

2、大氣污染。而目前較為有效的餐廚垃圾處理方法是以發(fā)酵制沼氣和用于發(fā)電工藝的綜合處理法。本設(shè)計(jì)的餐廚垃圾采用厭氧發(fā)酵沼氣發(fā)電的工藝。餐廚垃圾經(jīng)過(guò)預(yù)處理后經(jīng)厭氧發(fā)酵產(chǎn)生沼氣和沼渣，沼氣利用于發(fā)電使用，沼渣和沼液便用于生產(chǎn)肥料出售，解決了處理后副產(chǎn)品對(duì)于環(huán)境的污染，且有回收效益。其中部分沼液可回流用于厭氧發(fā)酵前的接種處理，已達(dá)到回收利用的效果。主要設(shè)備有厭氧發(fā)酵罐、沼氣凈化系統(tǒng)、沼氣儲(chǔ)氣罐和沼氣發(fā)電設(shè)備等。關(guān)鍵詞：餐廚垃圾，厭氧發(fā)酵，沼氣凈化，沼氣發(fā)電，工藝設(shè)計(jì)general specification of designwith the national economic growth and su

3、stainable development of the catering industry, chinas annual food waste production is also increasing. at present, nissans domestic waste in guangzhou over 17000 t, where food waste up to 4000 5000 t, accounting for 23.5 29.4 garbage. on this basis, the annual production of guangzhou city, food was

4、te is not less than 1.5 106 t. if the food waste collected and transported directly to the pig farm pigs, food waste in a variety of bacteria can spread through the food chain, thus affecting human health. will simply prepared food waste discharged to sewer, could easily lead to greater pollution, l

5、eading to the breeding of bacteria and viruses. the low cost of food waste directly to the landfill, but it will take up a lot of land, and is accompanied by a large number of shaoshui threaten water security, and will increase methane emissions from air pollution. at present, more effective method

6、is based on the fermentation of food waste treatment biogas for power generation technology and integrated approach. the design of the kitchen waste biogas using anaerobic fermentation process. after pretreatment of food waste by anaerobic fermentation to produce biogas and biogas, biogas utilizatio

7、n in electricity generation, biogas and biogas will be sold for the production of fertilizers, to solve the processing byproducts for pollution of the environment, and there is recovery efficiency. some of them may return for anaerobic fermentation slurry prior to inoculation, the effect of recyclin

8、g has been reached. major equipment anaerobic fermentation tank, gas purification system, gas tank and biogas power generation equipment. key words: food waste, anaerobic fermentation, biogas purification, biogas power generation, process design目錄1文獻(xiàn)綜述11.1餐廚垃圾的概述11.1.1餐廚垃圾的定義11.1.2餐廚垃圾的特性11.1.3餐廚垃圾的

9、現(xiàn)狀21.2餐廚垃圾的危害21.2.1危害人體健康21.2.2影響城市市容和環(huán)境衛(wèi)生21.2.3浪費(fèi)資源31.3餐廚垃圾單獨(dú)處理的必要性31.4國(guó)內(nèi)外餐廚垃圾處理概況31.4.1美國(guó)餐廚垃圾處理狀況41.4.2日本餐廚垃圾處理狀況41.4.3國(guó)外其他餐廚垃圾處理概況41.4.4國(guó)內(nèi)餐廚垃圾處理概況51.5餐廚垃圾的管理原則61.6餐廚垃圾處理技術(shù)的概括61.6.1填埋和焚燒處理技術(shù)61.6.2破碎處理與飼料處置71.6.3好氧堆肥化處理81.6.4厭氧消化處理91.6.5蚯蚓處理技術(shù)101.6.6生物發(fā)酵制氫技術(shù)101.6.7濕熱處理技術(shù)111.6.8提取生物降解性塑料技術(shù)111.7餐廚垃圾處

10、理的發(fā)展趨勢(shì)121.8餐廚垃圾處理技術(shù)的選擇121.9餐廚垃圾厭氧沼氣處理工藝的原理及特點(diǎn)131.9.1有機(jī)厭氧發(fā)酵處理的原理131.9.2厭氧處理的工藝流程簡(jiǎn)介131.9.3厭氧發(fā)酵工藝因素及控制151.9.4餐廚垃圾厭氧沼氣處理的必要性161.10餐廚垃圾厭氧發(fā)酵工藝實(shí)例181.10.1美國(guó)試驗(yàn)工廠工藝181.10.2法國(guó)的valogra工藝181.10.3丹麥carbro工藝181.10.4厭氧-好氧工藝191.11餐廚垃圾厭氧發(fā)酵的存在問(wèn)題192餐廚垃圾厭氧沼氣發(fā)電工藝說(shuō)明202.1設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范202.1.1設(shè)計(jì)規(guī)范202.1.2設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)242.2餐廚垃圾的環(huán)境特性252.3厭氧

11、沼氣發(fā)電工藝的說(shuō)明252.3.1工藝形式選擇252.3.2消化工藝的溫度262.3.3消化工藝的分段262.3.4消化工藝流程的最終確定263厭氧沼氣發(fā)電工藝設(shè)計(jì)計(jì)算283.1原料收集及預(yù)處理283.2厭氧反應(yīng)過(guò)程設(shè)計(jì)計(jì)算283.2.1處理規(guī)模283.2.2厭氧消化產(chǎn)氣量計(jì)算283.2.3厭氧反應(yīng)器的容積293.2.4 接種比列303.2.5 物料平衡計(jì)算303.3一級(jí)厭氧發(fā)酵罐303.3.1形狀與材質(zhì)選擇313.3.2主要幾何尺寸313.3.3 罐體主要部件尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算343.3.4 攪拌器343.3.5擋板的計(jì)算353.3.6 電機(jī)功率pw363.3.7 發(fā)酵產(chǎn)生的熱量363.3.8厭氧

12、反應(yīng)器增溫、保溫363.3.9人孔和視鏡373.3.10接口管37(1)管道接口（采用法蘭接口）37(2)儀表接口373.4二級(jí)立式厭氧發(fā)酵罐383.5出料固液分離系統(tǒng)及后處理系統(tǒng)383.6厭氧沼渣、沼液的利用383.7厭氧沼氣的凈化383.7.1沼氣凈化機(jī)理393.7.2 沼氣凈化方法393.7.3 沼氣凈化方案的確定423.8沼氣的儲(chǔ)存系統(tǒng)433.8.1儲(chǔ)存罐的設(shè)計(jì)433.9沼氣的發(fā)電系統(tǒng)453.9.1沼氣用于內(nèi)燃機(jī)的特點(diǎn)453.9.2沼氣發(fā)動(dòng)機(jī)裝置463.9.3柴油機(jī)的改裝473.9.4沼氣發(fā)電量的計(jì)算483.9.5組建沼氣發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)組系統(tǒng)時(shí)要著重考慮的方面483.9.6沼氣發(fā)電余熱回

13、收方法484技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析504.1投資估算504.1.1匯總表504.1.2投資估算504.2經(jīng)濟(jì)效益分析525結(jié)論53參考文獻(xiàn)54致謝561文獻(xiàn)綜述1.1餐廚垃圾的概述1.1.1餐廚垃圾的定義餐廚垃圾（restaurant garbage），俗稱泔腳，即殘羹剩飯，是城市日常生活中產(chǎn)生的最為普遍的廢棄物。其主要成分包括淀粉類食物、植物纖維、動(dòng)物蛋白和脂肪類等有機(jī)物，同時(shí)還存在廢餐具、塑料、包裝物等多種其他垃圾。其定義是指居民日常生活以及除居民日常生活以外的食品加工、飲食服務(wù)、單位供餐等活動(dòng)中產(chǎn)生的廚余垃圾和廢棄食用油脂。其中廚余垃圾是指食物殘余和食品加工廢料；廢棄食用油脂是指不可再食用的動(dòng)植

14、物油脂和各類油水混合物。在這個(gè)定義中，主要以餐廚垃圾的產(chǎn)生源來(lái)進(jìn)行詮釋的。根據(jù)這個(gè)定義，餐廚垃圾主要來(lái)自居民家庭的日常生活和非居民家庭日常生活兩種。在非居民日常生活中，餐廚垃圾主要來(lái)自食品加工、飲食服務(wù)和單位供餐三大來(lái)源1。1.1.2餐廚垃圾的特性 餐廚垃圾具有一定的物理、化學(xué)及生物特性：1、含水率高，可達(dá)80% - 95% ，脫水性能較差。2、鹽分含量高，部分地區(qū)含辣椒、醋酸高。3、具有高的揮發(fā)分，化學(xué)元素組成中氮元素含量較高。從化學(xué)組成上，有淀粉、纖維素、蛋白質(zhì)、脂類和無(wú)機(jī)鹽等。其中以有機(jī)組分為主，含有大量的淀粉和纖維素等，無(wú)機(jī)鹽中nacl的含量較高，同時(shí)含有鈣、鎂、鉀、鐵等微量元素。4、

15、存在有病原菌、病原微生物。5、易腐爛、變質(zhì)、發(fā)臭、滋生蚊蠅，同時(shí)油膩膩、濕淋淋的外觀對(duì)任何周圍環(huán)境造成不良影響。餐廚垃圾作為城市有機(jī)生活垃圾的主要成分，因其高水分、高油脂、高鹽分以及易腐發(fā)臭、易生物降解等特點(diǎn)，不宜直接填埋和焚燒。而且它的產(chǎn)量大、分散，極易腐敗、變臭，污染了城市路面、空氣及周邊水系，導(dǎo)致蟲、鼠害的孳生。餐廚垃圾的組成、性質(zhì)和產(chǎn)生量受社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件、地區(qū)差異、居民生活習(xí)慣、飲食結(jié)構(gòu)、季節(jié)變化等不同因素影響而有所差別。社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件好的時(shí)代、地區(qū)、餐廚垃圾的組成和生產(chǎn)量相比于社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件較差的時(shí)代和地區(qū)，有機(jī)物含量更高，量也更大；旅游資源豐富的城市在旅游季節(jié)，餐廚垃圾的發(fā)生量比其他地區(qū)

16、相對(duì)要大。中國(guó)北方城市的面粉類食品殘余物高于南方城市；南方城市的餐廚垃圾中，米品類食品殘余物量要高于北方2。 1.1.3餐廚垃圾的現(xiàn)狀隨著我們國(guó)家經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，城市化進(jìn)程的逐漸加快，迅猛發(fā)展的餐飲業(yè)導(dǎo)致餐廚垃圾的產(chǎn)量的迅速增長(zhǎng)。由于飲食文化和聚餐習(xí)慣在中國(guó)餐廚垃圾的總量非常巨大。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全國(guó)城市餐廚垃圾每天產(chǎn)生量不低于30萬(wàn)噸，每年產(chǎn)生餐廚垃圾不低于6000萬(wàn)噸。隨著餐飲業(yè)零售額以每年近21的速度增長(zhǎng)，餐廚垃圾總量還在不斷的增長(zhǎng)。特別是在節(jié)假日期間，會(huì)有大幅增長(zhǎng)。而且目前我國(guó)飲食浪費(fèi)現(xiàn)象十分普遍，特別在一些重大場(chǎng)合，例如婚宴，鋪張浪費(fèi)的風(fēng)氣十分嚴(yán)重。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前我國(guó)有酒店、餐館近400萬(wàn)家，

17、每天產(chǎn)生的餐廚垃圾數(shù)量十分驚人。以北京市為例，全市日產(chǎn)餐廚垃圾已達(dá)約2000噸/天。1.2餐廚垃圾的危害1.2.1危害人體健康據(jù)研究分析，由于飯店大量使用洗滌劑、消毒劑和殺蟲劑以及食品霉?fàn)€產(chǎn)生毒素等原因，使泔水中含有大量的鉛、汞等有毒有害物質(zhì)，豬長(zhǎng)期食用泔水后，這些物質(zhì)會(huì)在豬的體內(nèi)逐漸蓄積，并通過(guò)食物鏈進(jìn)入人體，會(huì)損傷人的神經(jīng)、肝臟、腎臟和免疫系統(tǒng)等。泔水油中含有大量的致癌物質(zhì)，長(zhǎng)期食用可導(dǎo)致腸癌、胃癌、肝癌等惡性疾病。而裸露存放的泔水引來(lái)并孳生了大量的蚊蠅、鼠蟲，因此，不可避免地成了傳播疾病的媒介。餐廚垃圾的泔水中含有大量的病原微生物，被衛(wèi)生專家稱為引起傳染性疾病爆發(fā)的“隱形炸彈，極易引起流

18、行病的發(fā)生。目前城市餐飲企業(yè)產(chǎn)生的餐廚垃圾多被養(yǎng)殖戶收集，作為養(yǎng)殖飼料直接使用。未經(jīng)過(guò)任何消毒處理的餐廚垃圾通過(guò)飼養(yǎng)的牲畜重新進(jìn)入食物鏈，不但容易引起牲畜感染病毒，還可能會(huì)造成肝炎等疾病在人群中的傳播。同時(shí)餐廚垃圾中含有大量的重金屬物質(zhì)以及苯類化合物等，會(huì)大量的積累在牲畜的腎臟等部位無(wú)法排出，并經(jīng)過(guò)食物鏈最終停留在人體內(nèi)，造成免疫力下降，提高癌癥的發(fā)病率。由于中國(guó)飲食文化豐富，在餐廚垃圾中還有大量的未食用油脂。近些年來(lái)，各地均出現(xiàn)不法分子非法收購(gòu)地溝油經(jīng)再提煉后銷往市場(chǎng)的事件。地溝油最為中國(guó)餐廚垃圾重要的成分之一，含有黃曲霉素、笨等有毒物質(zhì)，長(zhǎng)期食用會(huì)提高腫瘤和癌癥的發(fā)病率。 1.2.2影響城

19、市市容和環(huán)境衛(wèi)生餐廚垃圾在運(yùn)輸、儲(chǔ)存過(guò)程一般不采取任何密閉、無(wú)害化措施，極易造成餐廚垃圾滲漏，使泔水的惡臭氣體、污水直接排放到周圍環(huán)境中，造成環(huán)境污染，擾亂了環(huán)境衛(wèi)生管理秩序，破壞了環(huán)境衛(wèi)生和城市面貌1。餐廚垃圾有機(jī)物含量高，如處置不當(dāng)，能很快腐爛發(fā)臭，釋放惡臭氣體和溫室氣體，污染大氣環(huán)境，引起公眾強(qiáng)烈反感。腐爛變質(zhì)的餐廚垃圾會(huì)產(chǎn)生使人難以接受的不良感官性質(zhì)。1.2.3浪費(fèi)資源餐廚垃圾與其它垃圾相比有機(jī)物和油脂含量高，因此，具有很高的回收利用價(jià)值。餐廚垃圾產(chǎn)生量大、分散、難以收集和處理，傳統(tǒng)作為生豬飼料或者與其他垃圾一起處理，利用率非常低，造成了資源的浪費(fèi)1。并且腐爛變質(zhì)的餐廚中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)嚴(yán)重

20、分解，不但蛋白質(zhì)、脂肪和碳水化合物發(fā)生降解破壞，維生素、無(wú)機(jī)鹽和微量元素也嚴(yán)重流失，不再具有回收利用價(jià)值。1.3餐廚垃圾單獨(dú)處理的必要性以前，餐廚垃圾主要作為城市近郊養(yǎng)豬的飼料，由于其來(lái)源比較復(fù)雜，極有可能引起疾病傳播，現(xiàn)已經(jīng)被政府明令禁止。而在日常生活中，居民通常將餐廚垃圾混入生活垃圾中，通過(guò)塑料袋送到垃圾收集點(diǎn)，使城市生活垃圾的成分和特性發(fā)生了變化。餐廚垃圾在存放、收集、轉(zhuǎn)運(yùn)及垃圾填埋過(guò)程中，由于其含水率和有機(jī)物含量較高，極易在較短時(shí)間內(nèi)腐爛發(fā)臭和滋生蚊蠅等，極大地污染了周圍環(huán)境。另外，城市垃圾的處置方法通常有焚燒和填埋，如果將城市生活垃圾進(jìn)行焚燒，由于餐廚垃圾的水分含量常常高達(dá)90左右，

21、發(fā)熱量為21003100hkg，和其它垃圾一起進(jìn)行焚燒，不但不能滿足垃圾焚燒發(fā)電的發(fā)熱量要求(即5000 kjkg以上)，反而會(huì)致使焚燒爐燃燒不充分而產(chǎn)生二噁英；如果將生活垃圾進(jìn)行填埋，同樣會(huì)因?yàn)榛烊氲牟蛷N垃圾水分含量高而不宜處理。而且焚燒、填埋都會(huì)導(dǎo)致大量有機(jī)物的浪費(fèi)，因此餐廚垃圾有必要進(jìn)行單獨(dú)處理3。1.4國(guó)內(nèi)外餐廚垃圾處理概況由于一般家庭廚房的面積有限，每種垃圾單獨(dú)回收，會(huì)影響廚內(nèi)的日常操作，所以就地減量化處理是餐廚垃圾處理的基本立足點(diǎn)，于是一些小型餐廚垃圾處理機(jī)應(yīng)運(yùn)而生。國(guó)外的餐廚垃圾處理裝置大致分機(jī)械研磨型和生化處理型。所謂機(jī)械研磨型，其原理是通過(guò)高速運(yùn)轉(zhuǎn)的刀片將裝在內(nèi)膽里的各種食物

22、垃圾切碎后，再將攪拌物沖人下水道，這既解決了水道堵塞帶來(lái)的麻煩，又解決了因垃圾腐爛變質(zhì)而帶來(lái)的環(huán)境污染3。1.4.1美國(guó)餐廚垃圾處理狀況在美國(guó)，對(duì)餐廚垃圾產(chǎn)生量較大的單位設(shè)置垃圾粉碎機(jī)和油脂分離裝置，餐廚垃圾經(jīng)粉碎機(jī)粉碎后進(jìn)人油脂分離裝置，碎料排人下水道，油脂則送往相關(guān)加工廠(如制皂廠)加以利用；餐廚垃圾產(chǎn)生量較小的單位，則將其混入有機(jī)垃圾中進(jìn)行處理(前提是美國(guó)生活垃圾分類收集的比例很高。廚房垃圾必須分門別類放置：塑料制品、鐵皮罐頭盒、鋁罐飲料等扔入黃色垃圾桶；皮紙扔人藍(lán)色垃圾桶；殘羹剩飯等有機(jī)物倒人綠色的“生態(tài)桶” ；剩下的才倒入黑色的普通垃圾桶)，近時(shí)期的發(fā)展則是傾向于采用堆肥工藝制成肥料

23、或加工成動(dòng)物飼料進(jìn)行資源化回收利用。美國(guó)各個(gè)州關(guān)于餐廚垃圾的處理政策和方式略有不同，許多州針對(duì)當(dāng)?shù)氐木唧w情況，建立了自己的餐廚垃圾處理回收體系2。1.4.2日本餐廚垃圾處理狀況在日本，喂豬是處理餐廚垃圾的傳統(tǒng)方法。1998年用餐廚垃圾喂養(yǎng)牲畜的農(nóng)場(chǎng)業(yè)主和喂養(yǎng)動(dòng)物數(shù)量分別占總數(shù)的6.97和1.98。由于口蹄疫等疾病的傳播，要求采用高溫消毒處理，再進(jìn)一步制成飼料。具體做法為：將餐廚垃圾送入圓筒狀容器內(nèi)，外面用明火加熱煮沸，從而達(dá)到高溫消毒的目的，處理后的餐廚垃圾即可作為飼料。但填埋和焚燒仍是目前應(yīng)用最普遍的處理方式。1996年經(jīng)焚燒填埋處置的餐廚垃圾占總量的99.7。但由于日本餐廚垃圾的傾倒運(yùn)輸費(fèi)

24、用很高，約為250600美元噸，因此正在推廣餐廚垃圾處理機(jī)的應(yīng)用。日本精工公司2000年5月成功地開發(fā)出使用磁控管的食物垃圾處理裝置。這種裝置最大的特點(diǎn)是能將食物垃圾的水分蒸發(fā)掉，經(jīng)干燥后磨碎。這種裝置由于采用微波處理，可同時(shí)殺滅垃圾中的細(xì)菌并防止產(chǎn)生有害氣體，體積如同復(fù)印機(jī)大小，可放置在室內(nèi)，底面有輪子可隨意移動(dòng)，因此對(duì)市區(qū)飲食店和小型超市尤為適用，具有廣闊的市場(chǎng)2。1.4.3國(guó)外其他餐廚垃圾處理概況最年來(lái)，國(guó)外蓬勃興起了一種有機(jī)垃圾處理方式- 生化處理型餐廚垃圾處理機(jī)。根據(jù)出料時(shí)間和出料量分為“消滅型”和“堆肥型” 。消滅型重在垃圾的減量，適合于居住小區(qū)的有機(jī)垃圾就地消納，消除臭味，避免蚊

25、蠅的滋生，減少收集運(yùn)輸過(guò)程中的環(huán)境污染問(wèn)題。其原理是將催化劑摻進(jìn)垃圾中，攪拌使分解垃圾的細(xì)菌活性化，經(jīng)過(guò)數(shù)小時(shí)的攪拌后垃圾被分解成水和二氧化碳。其分解使用的催化劑大多為各公司開發(fā)的技術(shù)如日本三洋公司推出的餐廚垃圾處理機(jī)，采用微生物來(lái)分解垃圾，使垃圾轉(zhuǎn)化為水和二氧化碳，其產(chǎn)品更適合于城市家庭。堆肥型處理機(jī)則是兼顧了餐廚垃圾的減量化和資源化，是一種添加了高效菌種并控制堆肥條件的動(dòng)態(tài)快速有機(jī)垃圾堆肥器4。用餐廚垃圾制作有機(jī)肥，其基本技術(shù)可分為好氧發(fā)酵堆肥法和厭氧發(fā)酵消化法。并且根據(jù)對(duì)通風(fēng)、濕度、攪拌、溫度的不同控制以及菌種和菌種添加方法的不同，可以演變?yōu)槎喾N工藝流程。垃圾堆應(yīng)該設(shè)在堆肥房?jī)?nèi)，用塑料膜

26、覆蓋。無(wú)論是室內(nèi)堆肥或室外覆蓋堆肥，都應(yīng)該減少人員接觸垃圾的機(jī)會(huì)，保護(hù)工作人員的身心健康。經(jīng)過(guò)堆肥后的垃圾肥效高、肥效快、肥效穩(wěn)定、體積少和致病菌少等優(yōu)點(diǎn)。該方法的不足之處是必須將垃圾堆進(jìn)行翻堆，這樣才能增加厭氧菌種和垃圾的接觸機(jī)會(huì)，提高垃圾厭氧發(fā)酵的速度和確保垃圾處理的效果，尤其是對(duì)致病菌的去除效率。該法的堆肥時(shí)間應(yīng)該在23周以上才能使厭氧反應(yīng)較徹底5。1.4.4國(guó)內(nèi)餐廚垃圾處理概況在國(guó)內(nèi)最早推行餐廚垃圾處理機(jī)的廠商有美國(guó)的艾默生電氣和通用公司，由于進(jìn)入市場(chǎng)較早，十年來(lái)的市場(chǎng)運(yùn)作給這兩個(gè)品牌的餐廚垃圾處理機(jī)帶來(lái)了極為可觀的市場(chǎng)占有率；之后又有美國(guó)擎通集團(tuán)垃圾處理機(jī)介入，其市場(chǎng)份額現(xiàn)已位居第一

27、。同時(shí)國(guó)內(nèi)一些廠家也開始研發(fā)各自的產(chǎn)品，如江蘇省某制造有限公司自行研制開發(fā)生產(chǎn)的廚房垃圾粉碎機(jī)，主要利用錘頭在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的慣性將垃圾擊碎，再通過(guò)切割、研磨，粉碎后的垃圾隨下水道沖走，處理技術(shù)的成熟度還有待于提高。又如中國(guó)萬(wàn)家電器集團(tuán)有限公司研制的萬(wàn)家slc370型食物垃圾處理機(jī)，采用厭氧發(fā)酵處理垃圾，將餐廚的食物垃圾粉碎成極小顆粒，經(jīng)短期發(fā)酵后形成淤泥狀肥料。該方法僅局限于家庭內(nèi)就地處理食物性垃圾，所以處理規(guī)模小3。一些國(guó)內(nèi)大中型城市開始餐廚垃圾資源化利用的嘗試。經(jīng)過(guò)探索，初步形成 建立餐廚垃圾處置技術(shù)評(píng)價(jià)機(jī)制了寧波模式、上海模式、西寧模式等餐廚垃圾的資源化利用模式。寧波市充分利用寧波開誠(chéng)

28、生態(tài)技術(shù)有限公司自主開發(fā)的餐廚垃圾處理技術(shù)，政府出臺(tái)寧波市餐廚廢棄物管理辦法，并且與2010家餐廚垃圾生產(chǎn)單位簽訂了收運(yùn)合同，簽約率為72%。垃圾處理及產(chǎn)品則由開誠(chéng)公司市場(chǎng)化運(yùn)作。在開誠(chéng)公司看到，原本污穢惡臭的菜湯餿飯，經(jīng)過(guò)分撿、壓榨、烘干、發(fā)酵等工序，做成可喂養(yǎng)禽畜的微生物復(fù)合飼料原料，還提煉出了工業(yè)油脂，可以用來(lái)生產(chǎn)肥皂。繼北京、上海、蘇州、寧波、重慶、西寧等十多個(gè)城市推出了相應(yīng)的管理辦法之后，針對(duì)“地溝油”等餐廚垃圾的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)著手制定，而國(guó)家層面的餐廚垃圾管理?xiàng)l例也將適時(shí)啟動(dòng)。1.5餐廚垃圾的管理原則20世紀(jì)末，瘋牛病、口蹄疫等世界范圍內(nèi)的禽畜傳染疾病的流行傳播，使人們意識(shí)到餐廚垃圾

29、直接喂豬的巨大衛(wèi)生安全隱患，餐廚垃圾的管理在我國(guó)部分城市開始得到重視。一些城市認(rèn)識(shí)到餐廚垃圾的傳統(tǒng)處理模式存在很多環(huán)境和衛(wèi)生安全上的問(wèn)題，分散的利用未經(jīng)處理的餐廚垃圾喂豬容易導(dǎo)致疾病傳播，而且運(yùn)輸途中泔水泄漏造成二次污染，嚴(yán)重影響城市環(huán)境衛(wèi)生。為了完全消除或使餐廚垃圾對(duì)人體健康、市容環(huán)境的影響降至最低限度，必須科學(xué)、合理地對(duì)餐廚垃圾進(jìn)行處置管理，建立健全、規(guī)范、有序的餐廚垃圾處置管理系統(tǒng)。防止餐廚垃圾對(duì)環(huán)境的污染，保障人體健康，餐廚垃圾的管理應(yīng)遵循以下原則。（1）統(tǒng)一管理的原則 管理部門應(yīng)依法制訂規(guī)劃、標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行協(xié)調(diào)、監(jiān)督、管理（2）市場(chǎng)運(yùn)作的原則 按照“誰(shuí)產(chǎn)生，誰(shuí)處理”的環(huán)保原則，產(chǎn)生餐廚垃

30、圾的單位負(fù)有處置責(zé)任，具體可采用以下幾種辦法：一是大型餐飲業(yè)自設(shè)生化處理機(jī)處理；二是餐飲業(yè)聯(lián)合自行處置；三是相關(guān)企業(yè)參與收集、運(yùn)輸和處理。（3）單獨(dú)處理的原則 餐廚垃圾作為一種特殊的生化垃圾，應(yīng)單獨(dú)收集、運(yùn)輸、利用、處理，如通過(guò)加工，可制成飼料或有機(jī)肥料，盡可能變廢為寶。（4）依法監(jiān)督的原則 政府部門對(duì)餐廚垃圾，應(yīng)從傾倒、收集、運(yùn)輸、利用、處理等各個(gè)環(huán)節(jié)依法實(shí)行全過(guò)程的監(jiān)督2。1.6餐廚垃圾處理技術(shù)的概括1.6.1填埋和焚燒處理技術(shù)城市生活垃圾的處理一直是令世界各國(guó)頭痛的一個(gè)大問(wèn)題。由于國(guó)情特殊，我國(guó)城市生活垃圾中可回收部分已被挑揀殆盡，餐廚垃圾已成為城市生活垃圾主要成分，在餐館、飯店、食堂等

31、處這一比例更高。由于餐廚垃圾營(yíng)養(yǎng)豐富，我國(guó)傳統(tǒng)將其作為生豬飼料。但是，出于病原菌污染及食品安全等方面的考慮，目前已經(jīng)通過(guò)立法，禁止用餐廚垃圾直接飼養(yǎng)動(dòng)物。大部分餐廚垃圾與其它垃圾混放，由環(huán)衛(wèi)工人收集至垃圾站(箱)暫存后，運(yùn)至城郊進(jìn)行填埋、焚燒處理。但是，餐廚垃圾中水分約占總量70以上，如果與其他生活垃圾混合處理，就會(huì)使城市生活垃圾的含水量大大增加，不僅增加了城市生活垃圾的清運(yùn)量、加重了環(huán)衛(wèi)工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，而且給填埋、焚燒處理帶來(lái)了很大困難。（1）填埋法填埋法是目前世界各國(guó)城市生活垃圾處理的主要方法，即將生活垃圾埋入地下，利用好氧微生物、兼性厭氧微生物和厭氧微生物將大分子降解成小分子的生物化學(xué)過(guò)

32、程。其優(yōu)點(diǎn)是無(wú)需預(yù)處理，成本低，技術(shù)簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是占地面積大。美國(guó)已有259個(gè)填埋回收發(fā)電裝置在運(yùn)行，德國(guó)早已形成了完整的垃圾填埋處理機(jī)制。我國(guó)大多城市尚未實(shí)行垃圾分類制度，含水量大的餐廚垃圾與其它城市垃圾一起填埋，增加了滲濾液對(duì)土壤和地下水的污染；餐廚垃圾營(yíng)養(yǎng)豐富，不僅導(dǎo)致了蒼蠅、老鼠的大量繁殖，甚至產(chǎn)生沼氣引起爆炸或造成大氣污染。（2）焚燒法焚燒法是將垃圾放在特殊設(shè)計(jì)的封閉焚燒爐中，在1200以上高溫下將垃圾中的有機(jī)物徹底氧化分解，達(dá)到減量化目的的方法。該法可使生活垃圾減重80，減容90以上，產(chǎn)生的熱能可用來(lái)發(fā)電、取暖等。在一些發(fā)達(dá)國(guó)家，垃圾焚燒技術(shù)已有100余年的歷史，是垃圾處理的主要手段

33、，生活垃圾的7080采用焚燒法處理。我國(guó)僅有深圳等少數(shù)發(fā)達(dá)城市采用了垃圾焚燒技術(shù)，但是對(duì)焚燒所產(chǎn)生的二惡英、氮氧化物、二氧化硫等有害氣體、粉塵、廢水等還未能有效控制。這與我國(guó)城市生活垃圾中含有較大比例的高含水量的餐廚垃圾，造成的熱值低，燃燒不充分、效果差等有關(guān)1。1.6.2破碎處理與飼料處置（1）破碎處理技術(shù)破碎直接處理是歐美國(guó)家處理少量分散餐廚垃圾的主要方法，如在家庭產(chǎn)生的少量餐廚垃圾，在廚房安裝一臺(tái)破碎機(jī)，將飲食垃圾切碎，用水沖到市政下水管網(wǎng)中，與城市污水合并進(jìn)入城市污水處理廠進(jìn)行集中處理。破碎法對(duì)于少量分散產(chǎn)生的餐廚垃圾，具有價(jià)格便宜，技術(shù)簡(jiǎn)單的優(yōu)勢(shì)，能降低城市垃圾的含水率，減少收集量。

34、但是實(shí)際上，餐廚垃圾并未得到真正意義上的處理，排出的小顆粒容易造成住宅下水道和城市排水系統(tǒng)的堵塞，也增加了城市污水處理廠的負(fù)擔(dān)。由于我國(guó)的城市污水收集和集中處理還處于發(fā)展階段，我國(guó)目前的城市污水收集、處理率水平較低，破碎處理在我國(guó)推行應(yīng)用具有現(xiàn)實(shí)的難度。（2）飼料化處置技術(shù)餐廚垃圾是食品廢物的一種，營(yíng)養(yǎng)成分豐富，餐廚垃圾的飼料化處置能充分利用餐廚垃圾中的有機(jī)營(yíng)養(yǎng)成分，主要有以下三種形式。一是，餐廚垃圾直接作為動(dòng)物飼料，由于其不能達(dá)到環(huán)境安全的要求，多數(shù)國(guó)家均嚴(yán)格禁止餐廚垃圾的這種處置利用方式。二是，餐廚垃圾飼料化必須經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)念A(yù)處理，消除病毒污染，然后才能制成動(dòng)物飼料，進(jìn)行資源化利用。高溫、壓

35、榨等處理手段對(duì)減少餐廚垃圾的細(xì)菌、病毒污染具有明顯的效果，但仍然存在一定的安全隱患。例如從餐廚垃圾中檢出易引發(fā)瘋牛病的毒枝霉素的研究報(bào)道，毒枝霉素是很難通過(guò)高溫等常規(guī)消毒手段消除。三是，采用餐廚垃圾飼養(yǎng)特定非食物性生物，然后進(jìn)行轉(zhuǎn)化物質(zhì)的提取應(yīng)用。耿土鎖等20世紀(jì)80年代即進(jìn)行了餐廚垃圾等食品垃圾飼養(yǎng)蚯蚓提取動(dòng)物蛋白質(zhì)的生產(chǎn)性試驗(yàn)。該方法通過(guò)餐廚垃圾得到動(dòng)物蛋白，應(yīng)該說(shuō)，相比餐廚垃圾直接應(yīng)用為動(dòng)物飼料，進(jìn)入食品循環(huán)，具有較高的環(huán)境安全性，但在蚯蚓飼養(yǎng)過(guò)程中存在環(huán)境影響的控制，蚯蚓蛋白的進(jìn)一步利用途徑及安全性等，尚需進(jìn)一步的研究確認(rèn)2。1.6.3好氧堆肥化處理由于飼料化存在潛在的有害影響，堆肥日

36、益成為處置餐廚垃圾的主要途徑。jae-jung lee 等以化學(xué)肥料為參照，研究了餐廚垃圾堆肥對(duì)土壤微生物、土壤活性以及萵苣生長(zhǎng)的影響，在46周的試驗(yàn)中，施用餐廚垃圾堆肥的新鮮萵苣收獲重量達(dá)到控制樣的34倍，土壤微生物數(shù)量以及活性明顯提高，并有利于植物氮素的吸收利用。由于餐廚垃圾堆肥處理的技術(shù)復(fù)雜性，有研究者嘗試進(jìn)行了餐廚垃圾強(qiáng)制導(dǎo)熱通風(fēng)的高溫氧化處理研究。呂凡、何晶晶等2進(jìn)行了餐廚垃圾高溫好氧生物消化工藝研究，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，控制反應(yīng)在高溫條件下（5565）可以達(dá)到最大減量率，達(dá)到40%以上。高溫好氧工藝處理餐廚垃圾，有機(jī)物轉(zhuǎn)化率高，反應(yīng)殘余可作為有機(jī)肥料。但反應(yīng)過(guò)程要保持較高的溫度，消耗大量

37、的能量，同時(shí)由于物料中有機(jī)物含量極高，需氧量大，充足、高效的供氧設(shè)備及其充氧效率是反應(yīng)成功的關(guān)鍵，大量的排放尾氣中含有較多的揮發(fā)性有機(jī)物。好氧堆肥就是在人工控制下，在一定的水分、c/n比和通風(fēng)條件下通過(guò)微生物的降解作用，將有機(jī)物轉(zhuǎn)化為肥料的過(guò)程。堆肥的產(chǎn)品可做肥料和土壤改良劑。但是費(fèi)工、費(fèi)時(shí)，而且由于我國(guó)城市垃圾混合堆放，垃圾的含雜量高，需分離過(guò)程，使成本增加。目前主要是對(duì)污泥、人畜糞便、秸稈等進(jìn)行堆肥1。曹萍等6將好氧工藝應(yīng)用于廚余垃圾處理，在通風(fēng)量為0.2m/h，處理量為0.6kg/d以下時(shí)，產(chǎn)生的剩余污泥最少，且該工藝能耗低反應(yīng)速度快，減量效果好，在技術(shù)上完全可行。席北斗等7的餐廚垃圾蓬

38、松劑技術(shù)研究表明，添加鋸末、樹葉、秸桿和干馬糞等蓬松劑后，堆料所能達(dá)到的高溫及其停留時(shí)間、好氧速率和產(chǎn)c02能力均明顯優(yōu)于對(duì)照組，并能很好地控制出口h2s氣體含量，特別是添加干馬糞和鋸末可明顯改善堆料孔隙率，吸收多余水分，加速氧和有機(jī)物的傳輸速率，改善好氧堆肥微環(huán)境。餐廚垃圾堆肥的優(yōu)點(diǎn)是處理方法簡(jiǎn)單、堆肥產(chǎn)品中能保留較多的氮，可用于農(nóng)業(yè)或制作動(dòng)物飼料。缺點(diǎn)是占地大、周期長(zhǎng)，堆肥過(guò)程中產(chǎn)生的污水和臭氣會(huì)對(duì)周邊環(huán)境造成二次污染，同時(shí)餐廚垃圾的高含量油脂和高含鹽量不利于微生物的生長(zhǎng)，從而制約了好氧堆肥工藝的處理效果。因此近年來(lái)，大型反應(yīng)器、強(qiáng)制通風(fēng)靜態(tài)垛和條垛堆肥等都受到極大限制，堆肥設(shè)備正向小型化

39、、移動(dòng)化和專用化趨勢(shì)發(fā)展。1.6.4厭氧消化處理由于餐廚垃圾飼料化、好氧處理的技術(shù)缺陷，很多學(xué)者將餐廚垃圾處理的方向轉(zhuǎn)向厭氧生物技術(shù)。厭氧微生物能強(qiáng)化餐廚垃圾中油類的分解，耐鹽毒性較強(qiáng)；此外，不需供氧，節(jié)省能耗，因此，從技術(shù)分析上，餐廚垃圾的厭氧發(fā)酵處理具有節(jié)能、高效、資源回收的優(yōu)點(diǎn)，但亦存在發(fā)酵周期長(zhǎng)、初期投資大的不足。厭氧消化法即在缺氧情況下，利用自然界固有的厭氧菌(特別是甲烷菌)，將垃圾中有機(jī)物作為它的營(yíng)養(yǎng)源，通過(guò)甲烷菌的新陳代謝生理功能，將垃圾中有機(jī)物轉(zhuǎn)化為沼氣和沼肥的整個(gè)生產(chǎn)工藝過(guò)程，通稱“有機(jī)物垃圾厭氧消化作用” 1,8-8。歐洲各國(guó)如德國(guó)的林德公司、法國(guó)的瓦洛嘎公司都是采用厭氧消

40、化技術(shù)處理生活垃圾。上海市已經(jīng)建設(shè)了兩座生活垃圾厭氧消化處理廠。該工藝技術(shù)較成熟，經(jīng)濟(jì)效益較顯著，但投資回收期約為810年1。厭氧消化是指在缺氧條件下，利用微生物的分解作用將有機(jī)物轉(zhuǎn)化為二氧化碳和甲烷，大致分為產(chǎn)酸和產(chǎn)甲烷2個(gè)階段。產(chǎn)酸階段主要是水解和發(fā)酵菌群將復(fù)雜的有機(jī)物分解為簡(jiǎn)單的有機(jī)物，進(jìn)而降解為各種有機(jī)酸；產(chǎn)甲烷階段主要是產(chǎn)甲烷菌將部分簡(jiǎn)單有機(jī)物轉(zhuǎn)化為甲烷和二氧化碳。利用厭氧技術(shù)處理餐廚垃圾，由于厭氧微生物的生物學(xué)特性，也存在一些難點(diǎn)和缺陷。餐廚垃圾固體含量高，流動(dòng)性能差，連續(xù)進(jìn)料困難，影響厭氧微生物的接種等。餐廚垃圾ph值較低，含鹽量高，容易發(fā)生酸中毒，抑制微生物的正常生長(zhǎng)，嚴(yán)重時(shí)可

41、使厭氧過(guò)程失敗等。1.6.5蚯蚓處理技術(shù)蚯蚓能分泌多種酶來(lái)分解有機(jī)物，轉(zhuǎn)化自身或其他生物可以利用的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)而繁殖。廚房垃圾作為一種有機(jī)物含量高的廢物，尤其適合使用這種技術(shù)。蚯蚓堆肥1是一項(xiàng)生物處理技術(shù)。其機(jī)理是蚯蚓吞食大量有機(jī)物質(zhì)，并將其與土壤混合，通過(guò)砂囊的機(jī)械研磨作用和腸道內(nèi)的生物化學(xué)作用，將有機(jī)物轉(zhuǎn)化為自身或其他生物可以利用的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。666m2土地每年可處理100噸有機(jī)垃圾，生產(chǎn)24噸蚯蚓和37噸高級(jí)蚯蚓糞。2000年在北京市海淀區(qū)環(huán)衛(wèi)局的支持下，海淀區(qū)環(huán)境衛(wèi)生科學(xué)研究所和中國(guó)科學(xué)院老科協(xié)共同合作，在海淀區(qū)三星莊垃圾場(chǎng)建立了1座中試試驗(yàn)示范場(chǎng)所。并以蚯蚓糞為基質(zhì)，籌建了1座生物有機(jī)肥廠

42、，現(xiàn)已投入了生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)。1.6.6生物發(fā)酵制氫技術(shù)氫是一種清潔能源（燃燒后只產(chǎn)生水），且燃燒熱量高，因此被普遍認(rèn)為是最有潛力的替代能源。傳統(tǒng)的化學(xué)產(chǎn)氫方法采用電解水或熱解石油、天然氣，這些方法需要消耗大量的電力或礦物資源，生產(chǎn)成本高。而生物制氫(主要有利用光合細(xì)菌產(chǎn)氫和發(fā)酵產(chǎn)氫兩種方法，與之相對(duì)應(yīng)的兩類微生物菌群，即光合細(xì)菌和發(fā)酵細(xì)菌)反應(yīng)條件溫和、能耗低，因而受到關(guān)注。發(fā)酵生物制氫2是通過(guò)產(chǎn)氫發(fā)酵細(xì)菌的生理代謝進(jìn)行的，在發(fā)酵過(guò)程中通過(guò)脫氫作用，來(lái)平衡氧化還原過(guò)程中剩余電子，以保證代謝過(guò)程的順利進(jìn)行。其產(chǎn)氫途徑主要包括：第一種是丙酮酸脫羧作用產(chǎn)氫，其在丙酮酸脫氫酶和氫化霉的作用下進(jìn)行重組而產(chǎn)生；

43、第二種是甲酸裂解的途徑產(chǎn)氫；第三種是通過(guò)輔酶i（nadh或nad+）的氧化還原平衡調(diào)節(jié)作用產(chǎn)氫?，F(xiàn)有的研究表明，產(chǎn)氫過(guò)程從宏觀上與發(fā)酵的類型具有較為密切的聯(lián)系。按照發(fā)酵產(chǎn)物量的相對(duì)比例，發(fā)酵類型可簡(jiǎn)單分為丁酸型發(fā)酵、丙酸型發(fā)酵和乙酸型發(fā)酵三種類型。目前，發(fā)酵產(chǎn)氫生態(tài)因子控制的研究主要集中于溫度、ph值、氧化還原電位和金屬離子等方面。jung等對(duì)citrobacter sp.y的研究表明，其最適宜的細(xì)胞生長(zhǎng)和產(chǎn)氫溫度為3040，kumar等證明enterobacter cloacae在36時(shí)具有最大的產(chǎn)氫速率。國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的發(fā)酵生物產(chǎn)氫研究的主要成果及發(fā)展方向主要包括：分離和篩選高效菌種；細(xì)胞的固

44、定化與非固定化技術(shù)；產(chǎn)氫基質(zhì)的可行性研究；混合菌種產(chǎn)氫技術(shù)；產(chǎn)氫過(guò)程的生態(tài)因子影響等。但是有機(jī)廢物生物產(chǎn)氫技術(shù)尚在起步發(fā)展階段，生物產(chǎn)氫的研究均停留在實(shí)驗(yàn)室小型規(guī)模，氫氣的比產(chǎn)率、發(fā)酵的連續(xù)性、穩(wěn)定性較低。1.6.7濕熱處理技術(shù)濕熱處理技術(shù)2是一種應(yīng)用最早、效果最可靠、使用最廣泛的滅菌方法，濕熱處理可以破壞微生物的蛋白質(zhì)、核酸、細(xì)胞壁和細(xì)胞膜，從而殺滅各種微生物。濕熱處理技術(shù)也是一種較為普遍使用的有機(jī)廢物處理技術(shù)。這種技術(shù)的特點(diǎn)是將待處理的物料和水共置于密閉反應(yīng)器中，在一定的溫度和壓力下使難降解有機(jī)物或固體有機(jī)物分解為小分子有機(jī)物或氧化降解為co2、h2o等無(wú)機(jī)物的化學(xué)過(guò)程。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)研究開

45、發(fā)了一種用于城市生活垃圾制肥的濕熱處理技術(shù)。其方法是將生活垃圾及垃圾分選后的篩下物（主要為垃圾中的廚余等有機(jī)質(zhì)）裝入密閉的濕熱反應(yīng)器內(nèi)，在180200溫度下使其水解2h，使垃圾徹底滅菌，去除異味，濕解后物料經(jīng)過(guò)干燥、篩分，可以作為制造肥料的原料。北京博朗、紫光泰和通等多家公司先后利用這種技術(shù)建成了幾個(gè)城市有機(jī)垃圾處理廠。雖然這種技術(shù)在工程上已有若干成功應(yīng)用的實(shí)例，但學(xué)術(shù)界對(duì)這種技術(shù)仍然存在爭(zhēng)議。1.6.8提取生物降解性塑料技術(shù)日本學(xué)者shirai提出了通過(guò)廚房垃圾發(fā)酵生產(chǎn)乳酸，進(jìn)而合成聚乳酸制取可降解性塑料，為廚房垃圾的資源化和降低乳酸生產(chǎn)成本開辟了一條新的途徑。其思路是家庭所產(chǎn)生的垃圾首先經(jīng)

46、安裝在廚房水池下面的粉碎機(jī)粉碎，再傳送到住宅下面的排水系統(tǒng)，在那里進(jìn)行垃圾的固液分離。分離出的液相物質(zhì)與污水一道被排放到污水處理廠進(jìn)行處理。固體物質(zhì)在貯存過(guò)程中，其中存在的乳酸菌會(huì)自然發(fā)酵（初次發(fā)酵），腐敗菌被抑制，有利于防止垃圾的腐敗。當(dāng)固體物質(zhì)累積到一定數(shù)量后，運(yùn)送到乳酸生產(chǎn)廠進(jìn)行乳酸發(fā)酵（二次發(fā)酵），發(fā)酵后通過(guò)乳酸分離、純化、聚合，可以得到生物降解性塑料（聚乳酸），發(fā)酵殘?jiān)勺鳛轱暳虾头柿?，從而達(dá)到餐廚垃圾“零排放”的目的2。綜合以上眾多的餐廚處理技術(shù)，建立嚴(yán)格實(shí)行的生活垃圾分類制度，研究開發(fā)適合我國(guó)國(guó)情的餐廚垃圾處理技術(shù)與設(shè)備，并對(duì)其中的餐廚垃圾進(jìn)行無(wú)害化、資源化處理，不僅可以減少城市

47、垃圾的清理、儲(chǔ)運(yùn)量的30以上，降低填埋、焚燒等后續(xù)處理的負(fù)擔(dān)和成本，大大節(jié)省處理成本，同時(shí)還可以消除或減輕因餐廚垃圾產(chǎn)生的黑臭液、惡臭氣等對(duì)城市環(huán)境的影響、減少疫病的發(fā)生，具有重大的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)意義，以及良好的經(jīng)濟(jì)效益，是非常迫切的。1.7餐廚垃圾處理的發(fā)展趨勢(shì)我國(guó)目前對(duì)餐廚垃圾喂養(yǎng)動(dòng)物，特別是家禽、家畜的危害認(rèn)識(shí)還是不足。絕大部分城鎮(zhèn)仍然把餐廚垃圾作為動(dòng)物飼料。事實(shí)上，未加任何處理的餐廚垃圾是不能喂養(yǎng)動(dòng)物的。今后，餐廚垃圾的處理技術(shù)與應(yīng)用應(yīng)該在以下幾個(gè)方面給以重視2。（1）餐廚垃圾收集設(shè)備 餐廚垃圾含水率很高，又極易腐爛。因此，與一般生化垃圾一樣，餐廚垃圾也應(yīng)該日產(chǎn)日清。目前使用的普通運(yùn)輸車不

48、適合餐廚垃圾運(yùn)輸。主要問(wèn)題是密閉性差，裝卸難度大。除了運(yùn)輸車外，餐廚垃圾容器需求量也很大。普通的容器很難清理。應(yīng)該設(shè)計(jì)專用容器，使之容易清洗，不生銹，耐用。（2）餐廚垃圾處理設(shè)備 由于餐廚垃圾收集與處理問(wèn)題才剛剛提出來(lái)不久，目前市場(chǎng)上還缺乏成熟的餐廚垃圾處理設(shè)備。要針對(duì)餐廚垃圾高含水率的特點(diǎn)，開發(fā)高含水率條件下餐廚垃圾的厭氧處理設(shè)備和好氧處理設(shè)備。（3）餐廚垃圾脫水設(shè)備 一般采用離心機(jī)脫水。不過(guò)，普通離心機(jī)清洗難度大，易生銹。有些離心機(jī)采用塑料容器，克服生銹問(wèn)題，但易老化，清洗也困難。（4）餐廚垃圾處理配套設(shè)備 主要是托水處理設(shè)備、厭氧處理的沼氣凈化設(shè)備、有機(jī)肥的使用條件和范圍。（5）餐廚垃圾

49、處理公司的扶持 餐廚垃圾處理易采用集中處理與分散相結(jié)合的原則。大單位自行處理，小單位則集中處理。應(yīng)該研究區(qū)域化處理的條件。（6）餐廚垃圾處理市場(chǎng) 全國(guó)每天約產(chǎn)生餐廚垃圾20萬(wàn)噸。按照10t/d餐廚垃圾需要一臺(tái)餐廚垃圾處理機(jī)計(jì)算，就需要20000臺(tái)。根據(jù)調(diào)查，每臺(tái)售價(jià)10萬(wàn)元時(shí)，大多數(shù)賓館、食堂是可以接受的。因此，這個(gè)餐廚垃圾處理市場(chǎng)為20億人民幣。1.8餐廚垃圾處理技術(shù)的選擇餐廚垃圾具有含水率高、易腐爛、營(yíng)養(yǎng)豐富的特點(diǎn)，具有較高的利用價(jià)值，但必須對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚?，才能得到社?huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益的統(tǒng)一。城市餐廚垃圾主要來(lái)自餐飲業(yè)和大型公共食堂的食物殘余、城市居民家庭的廚余垃圾和蔬菜水果等

50、食品加工業(yè)和市場(chǎng)產(chǎn)生的食物垃圾，是城市有機(jī)生活垃圾的主要成分。餐廚垃圾產(chǎn)量大、易腐臭，還可能含有各種細(xì)菌和病原菌，除了必須及時(shí)清理外，還需要及時(shí)處理。由于餐廚垃圾含水率高（70%90%）并且有機(jī)質(zhì)含量高，更適合采用各種生物法處理。在分析餐廚垃圾特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，相比上文所述的目前餐廚垃圾處理的衛(wèi)生填埋法、焚燒法、好氧堆肥法、生物轉(zhuǎn)化法和厭氧消化法五大類，選擇厭氧消化處理技術(shù)進(jìn)行餐廚垃圾的處置更具有其優(yōu)越性。歸納起來(lái)7，利用厭氧消化的方法處理餐廚垃圾具有以下優(yōu)點(diǎn)：可以減少動(dòng)力消耗。節(jié)約能源、減少成本；反應(yīng)器效能高、容積小、占地面積小、可降低基建成本；剩余污泥量少、生成的污泥比較穩(wěn)定；餐廚垃圾的厭氧發(fā)

51、酵不僅降低處理能耗，還可以回收沼氣和肥料，實(shí)現(xiàn)了充分資源化。在能源短缺日益嚴(yán)重的今天，發(fā)展這種技術(shù)尤其重要8。1.9餐廚垃圾厭氧沼氣處理工藝的原理及特點(diǎn)1.9.1有機(jī)厭氧發(fā)酵處理的原理在厭氧發(fā)酵過(guò)程中，有機(jī)質(zhì)被分解，部分有機(jī)碳物質(zhì)轉(zhuǎn)化為ch4和co2，被分解的有機(jī)碳化物的能量大部分儲(chǔ)存在甲烷中,小部分氧化為co2釋放出能量滿足微生物生命活動(dòng)的需要。厭氧發(fā)酵過(guò)程可以分為3個(gè)階段。第一階段為水解階段，厭氧菌根據(jù)所分解的對(duì)象可以分為纖維素分解菌、脂肪分解菌和蛋白質(zhì)分解菌，它們分別把多糖水解成單糖、蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)化成肽和氨基酸、脂肪轉(zhuǎn)化成甘油和脂肪酸。第二階段為酸化階段, 由產(chǎn)醋酸細(xì)菌例如膠醋酸菌和某些梭狀

52、芽孢桿菌等把較高級(jí)的脂肪酸分解成醋酸和氫；第一階段分解脂肪時(shí)產(chǎn)生的長(zhǎng)鏈脂肪酸如硬脂酸, 消化蛋白質(zhì)時(shí)產(chǎn)生的芳族酸如苯基醋酸和吲哚酸, 也被第二階段細(xì)菌分解為產(chǎn)生醋酸和氫。第三階段為甲烷化階段，甲烷菌再把醋酸轉(zhuǎn)化為ch4和co2，或者利用h2把co2還原成甲烷，或者利用其他細(xì)菌產(chǎn)生的甲酸形成甲烷。在這一過(guò)程中不同的物質(zhì)有經(jīng)過(guò)不同的代謝過(guò)程, 因而有不同的代謝速度。例如乙酸（醋酸）、甲酸可直接轉(zhuǎn)化為甲烷，代謝只要甲烷菌參與即可，轉(zhuǎn)化較快；但較復(fù)雜的有機(jī)物如葡萄糖的代謝則需要兩類微生物參與，速度要慢得多。由于產(chǎn)酸階段形成的酸性物質(zhì)有可能抑制產(chǎn)甲烷菌的活性，把兩階段分開在不同的消化罐里進(jìn)行，可以加速發(fā)

53、酵，但也增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性，對(duì)甲烷的產(chǎn)量也有一定影響。因此國(guó)內(nèi)目前的研究大多還是把兩個(gè)階段放在一個(gè)消化罐中進(jìn)行，簡(jiǎn)化系統(tǒng)8,151-152。1.9.2厭氧處理的工藝流程簡(jiǎn)介（1）工藝流程餐廚垃圾的厭氧發(fā)酵包括脫水、破碎等前處理過(guò)程、厭氧發(fā)酵、滲液處理、氣體凈化及貯存等環(huán)節(jié)。首先是通過(guò)離心機(jī)等機(jī)械進(jìn)行物料的水分調(diào)節(jié)。破碎則利用破碎機(jī)對(duì)物料中的粗大物體（如骨頭）進(jìn)行破碎，有利于后續(xù)發(fā)酵單元的順利進(jìn)行。厭氧發(fā)酵階段通過(guò)投加兼性和厭氧微生物菌種，強(qiáng)化物料中有機(jī)組分的分解，使生成較穩(wěn)定的發(fā)酵產(chǎn)品和以甲烷為主的發(fā)酵氣體。利用水處理裝置對(duì)物料脫水形成的有機(jī)廢水進(jìn)行處理，防止?jié)B濾液形成二次污染。另外，甲烷是一

54、種有較高經(jīng)濟(jì)利用價(jià)值的氣體，通過(guò)凈化裝置處除發(fā)酵中h2s等雜志氣體，能提高發(fā)酵氣的利用價(jià)值，如發(fā)電等的利用2。其工藝流程圖見圖1.1圖1.1 餐廚垃圾厭氧發(fā)酵處理工藝流程（2）工藝特點(diǎn)采用厭氧發(fā)酵工藝處理餐廚垃圾具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)：厭氧系統(tǒng)可以處理含固率為10%25%的有機(jī)廢棄物，餐廚垃圾的含固率一般在15%20%左右，因此發(fā)酵前既不需加水也不需要脫水，簡(jiǎn)化了前處理，也節(jié)約了能耗。通常，有機(jī)物碳氮比在2030間最適合厭氧發(fā)酵，而餐廚垃圾的碳氮比在1025之間，非常適合厭氧發(fā)酵；當(dāng)然，如果碳氮比過(guò)低也可以添加豬糞和污泥等碳氮比較高的有機(jī)廢棄物進(jìn)行調(diào)節(jié)。在厭氧發(fā)酵過(guò)程中會(huì)有大量沼氣產(chǎn)生，除供發(fā)酵廠

55、本身的使用外，多余能源還可外供；而采用好氧發(fā)酵需要大量的額外能耗。厭氧發(fā)酵采用全密封系統(tǒng)，占地少、發(fā)酵過(guò)程的全面監(jiān)控實(shí)施容易；對(duì)環(huán)境造成的負(fù)面作用小，發(fā)酵周期短，能夠及時(shí)處理不斷產(chǎn)生的餐廚垃圾；特別適合環(huán)境要求高的城市。厭氧發(fā)酵可以在處理餐廚垃圾時(shí)，同時(shí)處理其它的可腐有機(jī)物，如糞便、污泥等，并根據(jù)各種需求添加相應(yīng)的添加料，制造特種肥料，提高產(chǎn)品的附加值8。（3）厭氧處理工藝的主要優(yōu)缺點(diǎn)見2表1.1表1.1 厭氧處理工藝的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)工藝穩(wěn)定減少補(bǔ)充氮、磷的費(fèi)用貯存能量并具有生態(tài)和經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)點(diǎn)可以降解好氧過(guò)程中不可生物降解物質(zhì)水處理中減少剩余污泥處理費(fèi)用反應(yīng)器內(nèi)生物量啟動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)對(duì)堿度要求高，有

56、時(shí)需補(bǔ)充一定量堿度低溫下動(dòng)力學(xué)速率低，處理低濃度有機(jī)質(zhì)不能實(shí)現(xiàn)能量平衡無(wú)尾氣污染甲烷菌對(duì)環(huán)境條件敏感1.9.3厭氧發(fā)酵工藝因素及控制對(duì)餐廚垃圾進(jìn)行厭氧發(fā)酵處理時(shí)，由于餐廚垃圾的含水率、有機(jī)物含量較高，在反應(yīng)過(guò)程中對(duì)一些因素必須嚴(yán)格控制，如含水率、ph值、堿度等。過(guò)高的含水率會(huì)影響反應(yīng)的升溫過(guò)程，從而直接影響反應(yīng)周期，同時(shí)高的含水率也降低了反應(yīng)器的容積負(fù)荷，降低了反應(yīng)器的效率。因此，對(duì)餐廚垃圾的水分調(diào)節(jié)，提高含固率也是必要的。在餐廚垃圾厭氧發(fā)酵中，有機(jī)物的酸化過(guò)程產(chǎn)生大量有機(jī)酸的積累，ph值下降，保持足夠的堿度才能保證產(chǎn)甲烷過(guò)程的正常進(jìn)行。另外，餐廚垃圾氮、硫量亦較高，一定濃度的游離nh3、h2

57、s對(duì)甲烷菌有抑制作用，可視具體情況，通過(guò)控制適當(dāng)?shù)膒h值和投加調(diào)理劑對(duì)其進(jìn)行控制。從有機(jī)廢物固體階段發(fā)酵工藝可見，在發(fā)酵理論和發(fā)酵控制上，固體發(fā)酵和液體發(fā)酵是相同的。厭氧發(fā)酵的特性和效能取決于三個(gè)方面的因素：作用者（厭氧微生物）、作用對(duì)象（有機(jī)物）以及作用條件（環(huán)境條件、接觸傳質(zhì)等）。有機(jī)廢物厭氧處置工藝，即是從工程化的角度，去創(chuàng)造最佳的適合厭氧微生物生存的環(huán)境條件和作用條件，以取得最大的有機(jī)物降解效果。其基本的運(yùn)行控制和優(yōu)化條件有：相分離、溫度、含水率、基質(zhì)條件以及預(yù)處理促進(jìn)等。1.9.4餐廚垃圾厭氧沼氣處理的必要性作為國(guó)內(nèi)餐廚垃圾問(wèn)題最為嚴(yán)重的城市之一，重慶市在政府領(lǐng)導(dǎo)和相關(guān)技術(shù)專家的推動(dòng)下，重慶環(huán)衛(wèi)集團(tuán)于2009年在國(guó)內(nèi)最先開始建設(shè)餐廚垃圾厭氧發(fā)酵熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目。該項(xiàng)目采用先進(jìn)的“厭氧消化、熱電聯(lián)產(chǎn)”工藝， 日處