餐廚垃圾及其處理方案

1、學(xué)號(hào)：學(xué)12031235論文題目：餐廚垃圾及其處理方案學(xué)院：化學(xué)化工學(xué)院專業(yè)：化學(xué)班級(jí)：12級(jí)化學(xué)(2)班劉林芳指導(dǎo)教師：件博萬完成日期：2016年4月20日誠(chéng)信聲明本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)論文，是本人在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)與幫助下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果，所有數(shù)據(jù)及結(jié)果絕對(duì)真實(shí)有效，成果不存在知識(shí)產(chǎn)權(quán)爭(zhēng)議，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。對(duì)本文的研究做出重要奉獻(xiàn)的個(gè)人和集體均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人一力承擔(dān)。本人簽名：2016 年 4 月 20 日16目錄摘要4Abstract:4引言41 餐廚垃圾的概

2、述51.1 餐廚垃圾的定義51.2 餐廚垃圾的特征51.2.1 危害性51.2資源性52 國(guó)內(nèi)外餐廚垃圾的處理現(xiàn)狀62.1 國(guó)內(nèi)餐廚垃圾的處理現(xiàn)狀62.2 國(guó)外餐廚垃圾的處理現(xiàn)狀63 餐廚垃圾的主要處理技術(shù)73.1 填埋處理73.2 燃燒處理73.3 肥料化處理73.3.1 好氧堆肥73.3.2 厭氧消化83.4 飼料化處理93.5 能源化處理104 餐廚垃圾處理工藝比較114.1 餐廚垃圾處理技術(shù)比較分析114.2 推薦采用工藝技術(shù)115 參考文獻(xiàn)13致謝14餐廚垃圾及其處理方案指導(dǎo)老師：仵博萬學(xué)生：劉林芳專業(yè)：化學(xué)班級(jí)：12化學(xué)2班隴東學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院甘肅慶陽745000摘要：人們生活水平

3、的提高，餐飲業(yè)迅速崛起，餐飲垃圾也隨之增加。針對(duì)餐廚垃圾具有含水率、鹽分含量、有機(jī)物含量高，易腐變質(zhì)等特點(diǎn)，分析國(guó)內(nèi)外餐廚垃圾的主要處理技術(shù)，且對(duì)不同技術(shù)進(jìn)行比照分析，結(jié)合社會(huì)效益、環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益，找出餐廚垃圾資源化、無害化的處理技術(shù)。關(guān)鍵詞：餐廚垃圾；資源化；無害化Foodwasteandtreatmentoptions(Instructor:WuBowanStudents:LiuLinfangSpecialty:ChemicalClass:12Chemical(Class2)(Chemistryandchemicalengineeringcollege,LongdongUniversi

4、ty,QingyangGansu745000)Abstract:Thepeopleislivingstandardsimprove,therapidoftherestaurantindustry,foodwastealsoincreases.Forfoodwastehasamoisturecontent,saltcontent,highorganiccontent,perishableandothercharacteristics,analyzesthemainfoodwastetreatmenttechnologiesathomeandabroad,andcomparativeanalysi

5、sofdifferenttechnologies,combinedwithsocial,environmentandeconomicbenefits,identifyfoodwasteresourcerecovery,harmlessprocessingtechnology.Keywords:foodwaste;resources;harmless引言：隨著經(jīng)濟(jì)和城市化進(jìn)程的加快，城市生活垃圾的排放量越來越大，其餐廚垃圾廢棄物所占比例日漸上升，占到城市生活垃圾的37%62%。餐廚垃圾處理不當(dāng)極易引起變質(zhì)、腐敗滋生有害微生物及蚊蠅，產(chǎn)生大量毒素，并散發(fā)出惡臭氣味，嚴(yán)重污染水體和大氣環(huán)境。因此，餐

6、廚垃圾的有效處理，不僅有利于保護(hù)人類健康，也能夠大大減少餐廚垃圾造成的環(huán)境污染，具有重要的社會(huì)效益和環(huán)境效益。1 餐廚垃圾的概述1.1 餐廚垃圾的定義1餐廚垃圾是指家庭、學(xué)校、機(jī)關(guān)公共食堂以及餐飲行業(yè)產(chǎn)生的剩飯、剩菜、蔬菜根葉、瓜果的皮核、廢棄動(dòng)物組織等廚余垃圾和廢棄食用油脂。餐廚垃圾的主要成分包括蛋白質(zhì)、淀粉類、食物纖維類、動(dòng)物脂肪類等有機(jī)物質(zhì)。與其他垃圾相比,具有含水率高、有機(jī)質(zhì)比例高、油脂成分高、鹽分高等特點(diǎn),容易腐爛發(fā)酵、滋生細(xì)菌,具有典型的資源和廢物雙重特性。1.2 餐廚垃圾的特征1.2.1 危害性餐廚垃圾的危害主要表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面： 1污染水體與大氣。在餐廚垃圾中，廢棄食用油脂的

7、污染最為嚴(yán)重，它在水體中經(jīng)過復(fù)雜的生物化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生一系列組成復(fù)雜的醛、酸等惡臭性物質(zhì)，這些物質(zhì)是污染地下水和大氣的罪魁之一； 2傳播疾病，危害人體健康。餐廚垃圾露天存放會(huì)招致蚊蠅鼠蟲的大量繁殖，其是疾病傳播的主要媒體。廢棄食用油脂被不法分子加工成劣質(zhì)食用油即“地溝油”、“泔水油”，人們假設(shè)長(zhǎng)期食用這些問題油脂，不但會(huì)導(dǎo)致慢性中毒，而且還容易患上肝癌、胃癌、腸癌等疾病。1.2資源性餐廚垃圾是由多種混合物組成，例如：米面、水、果皮、油等等，其中主要是以蛋白質(zhì)、糖類、動(dòng)物脂肪為主，具有較高的油脂、鹽分的含量。從化學(xué)組成成分來看，主要是有脂類、蛋白質(zhì)、纖維素等，相比其它的垃圾物，具有含水率高、鹽分油

8、脂含量高、有機(jī)物含量高等多個(gè)方面的優(yōu)勢(shì)，因此也具備較大的回收利用價(jià)值。2 國(guó)內(nèi)外餐廚垃圾的處理現(xiàn)狀2-72.1 國(guó)內(nèi)餐廚垃圾的處理現(xiàn)狀在國(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；之后又有美國(guó)擎通集團(tuán)垃圾處理機(jī)介入。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)生的慣性力將垃圾擊碎，再通過齒板、齒田的相對(duì)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行再次切割、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)萬家電器集團(tuán)研制的萬家SLC370型食物垃圾處理機(jī)，采用濕法厭氧發(fā)酵處理垃圾，將餐廚的食物垃圾粉碎成極小顆粒，進(jìn)入排水系

9、統(tǒng)，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。近年來，國(guó)內(nèi)一些大中型城市紛紛探索餐廚垃圾資源化利用新模式并初步形成了北京模式、上海模式、寧波模式、西寧模式等餐廚垃圾資源化利用模式。在餐廚垃圾處理方法方面，我國(guó)使用較多的有蚯蚓堆肥、容器式堆肥。2.2 國(guó)外餐廚垃圾的處理現(xiàn)狀早在20世紀(jì)40年代，美國(guó)就成功地研制開發(fā)出家庭食物垃圾處理機(jī)，解決了家庭食物垃圾堆存的煩惱。如今美國(guó)家庭普遍使用這種機(jī)器，在美國(guó)，餐廚垃圾產(chǎn)生量較大的單位設(shè)置垃圾粉碎機(jī)和油脂別離裝置，餐廚垃圾經(jīng)粉碎機(jī)粉碎后進(jìn)入油脂別離裝置，碎料排入下水道，油脂則送往相關(guān)加工廠如制皂廠加以利用；餐廚垃

10、圾產(chǎn)生量較小的單位，則將其混入有機(jī)垃圾中進(jìn)行處理因?yàn)槊绹?guó)生活垃圾分類收集的比例很高，廚房垃圾進(jìn)行分門別類放置。近時(shí)期的發(fā)展則是傾向于采用堆肥工藝制成肥料或加工成動(dòng)物飼料進(jìn)行資源化回收利用。目前韓國(guó)把餐廚垃圾列為可燃垃圾，燃燒的垃圾中餐廚垃圾占30%50%。但由于餐廚垃圾的燃燒導(dǎo)致二惡英增加、能源浪費(fèi)等一系列問題，韓國(guó)政府將限制餐廚垃圾燃燒處理。同時(shí)由于餐廚垃圾填埋而引起的滲濾液和氣味等問題，韓國(guó)全國(guó)于2005年起所有填埋場(chǎng)不再接受餐廚垃圾。韓國(guó)通常利用微生物菌種集中處理餐廚垃圾來制造飼料。日本主要通過制定相關(guān)法律、法規(guī)對(duì)餐廚垃圾的產(chǎn)生和處理過程進(jìn)行管理，則重點(diǎn)著手于非傳統(tǒng)方式的餐廚垃圾資源化技

11、術(shù)研究。3 餐廚垃圾的主要處理技術(shù)8-143.1 填埋處理餐廚垃圾的填埋處理，是目前中國(guó)處理餐廚垃圾采用的直接處理方式。餐廚垃圾直接倒入垃圾填埋場(chǎng)與其它家庭垃圾混合填埋。在此過程中的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單、運(yùn)行成本低、加工能力強(qiáng)大。缺點(diǎn)是占用了大量的土地資源，花費(fèi)了大量的土地收購(gòu)成本。餐廚垃圾具有含水量高、有機(jī)物含量高的因素，垃圾填埋場(chǎng)會(huì)產(chǎn)生大量的滲濾液、有害氣體，并直接影響地下水和空氣等自然資源，形成二次污染，危害人體健康。此外，餐廚垃圾直接填埋，所含的能量造成浪費(fèi)，這些資源沒有得到有效利用。當(dāng)前的土地資源緊缺，產(chǎn)量越來越多的餐廚垃圾已不適合填埋處理。3.2 燃燒處理在餐廚垃圾的燃燒過程中產(chǎn)生的能量可以

12、用于發(fā)電，從而到達(dá)廢棄物轉(zhuǎn)化為可以方便使用的資源。該工藝的優(yōu)點(diǎn)是處理能力強(qiáng)，減少?gòu)U棄物的效果好。產(chǎn)生的熱可以通過渦輪機(jī)做功發(fā)電，實(shí)現(xiàn)廢棄物的資源利用。由于燃燒發(fā)電對(duì)餐廚垃圾的熱值具有較高的要求，但是餐廚垃圾的水分含量通常在80至90之間，這樣的過高的水分含量導(dǎo)致熱值非常低，如果在這種條件下使用的燃燒技術(shù)處理，將大大增加餐廚垃圾的前期處理成本。與此同時(shí)，由于不完全燃燒可能產(chǎn)生的氣體排放到環(huán)境中，將會(huì)損害人體健康。由于考慮到環(huán)境效益，餐廚垃圾的燃燒處理的可行性很低。3.3 肥料化處理3.3.1 好氧堆肥餐廚垃圾的好氧堆肥技術(shù)是在有氧的條件下，好氧微生物主要是菌類對(duì)有機(jī)物進(jìn)行降解的過程。通過自身的活

13、動(dòng)，微生物能夠?qū)⒉糠忠呀?jīng)吸收了的有機(jī)物氧化成為無機(jī)物，并且也提供微生物活動(dòng)生長(zhǎng)所必須的能量，另外一部分則被合成為新的細(xì)胞質(zhì)，以此促進(jìn)微生物不斷生長(zhǎng)，產(chǎn)生出更多的生物體，有機(jī)物在這一過程中逐漸地被降解，并且最終腐熟。好氧堆肥技術(shù)已經(jīng)比較成熟，廣泛應(yīng)用于國(guó)外。其工藝流程圖如以下圖1:圖1處好氧堆肥處理工藝流程圖此工藝的優(yōu)點(diǎn)是采用了相對(duì)簡(jiǎn)單的技術(shù)，好氧堆肥技術(shù)處理的產(chǎn)品可以用來作為農(nóng)業(yè)產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)廢棄物再利用。但好氧堆肥技術(shù)主要適合于腐爛，有機(jī)質(zhì)含量較高，含水率一般在50%到60%的餐廚垃圾。此外，堆肥所需要占用的土地較大，且加工周期長(zhǎng)，從而增加了經(jīng)營(yíng)成本。同時(shí)，好氧堆肥技術(shù)處理在非密閉的環(huán)境中進(jìn)行，

14、產(chǎn)生的氣味影響周圍的環(huán)境，導(dǎo)致二次污染。由于高水分的餐廚垃圾在堆肥過程中的存在較難處理的弊端。好氧堆肥技術(shù)處理餐廚垃圾并不適用于土地稀缺，人口較多的城市。3.3.2厭氧消化餐廚垃圾的厭氧消化處理是指在厭氧條件下，微生物將有機(jī)垃圾進(jìn)行分解成甲烷和二氧化碳的過程，運(yùn)輸進(jìn)廠的餐廚垃圾首先進(jìn)入固液別離系統(tǒng)，具上層油脂進(jìn)入油水別離系統(tǒng)，固體部分泵入消化罐內(nèi)，進(jìn)行厭氧發(fā)酵。發(fā)酵過程產(chǎn)生的沼氣經(jīng)凈化處理后輸入熱電聯(lián)產(chǎn)單元利用，產(chǎn)生的部分熱能用來預(yù)加熱反應(yīng)物料和維持發(fā)酵罐溫度，發(fā)酵過程產(chǎn)生的殘?jiān)M(jìn)入脫水環(huán)節(jié)，脫水后的發(fā)酵殘?jiān)c外加的園林垃圾進(jìn)行聯(lián)合堆肥，到達(dá)脫臭、進(jìn)一步脫水以及資源化的目的，殘?jiān)罱K形成堆肥產(chǎn)

15、品進(jìn)行綜合利用。脫水產(chǎn)生的廢水大部分經(jīng)處理到達(dá)三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)后排入城市污水管網(wǎng)。具工藝圖如以下圖2圖2厭氧消化工藝流程圖厭氧發(fā)酵技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是減少餐廚廢棄物效率較高，回收、處理效果較好，產(chǎn)生的沼氣可用于發(fā)電等。厭氧發(fā)酵過程中發(fā)酵后無異味，不產(chǎn)生二次污染，公眾接受程度較高該技術(shù)較為成熟，已經(jīng)越來越廣泛的應(yīng)用在國(guó)外，案例較多。3.4 飼料化處理飼料化處理技術(shù)主要是采用高溫加熱等手段加熱餐廚廢棄物，經(jīng)過烘干處理，殺毒滅菌，除去鹽分等程序，可以最終生成蛋白飼料添加劑、沼氣、再生水等可利用物質(zhì)。其工藝流程圖如以下圖3:圖3飼料化工藝流程該過程包括破碎篩分系統(tǒng)、固液別離系統(tǒng)、飼料產(chǎn)生系統(tǒng)、冷卻篩分系統(tǒng)、細(xì)碎系統(tǒng)。

16、該處理技術(shù)具有加工的機(jī)械化程度高、占地面積小、資源利用程度高的優(yōu)勢(shì)。缺點(diǎn)是蛋白飼料添加劑重新進(jìn)入食物鏈，最終返回到人身體之中的風(fēng)險(xiǎn)將無法預(yù)測(cè)。目前國(guó)家有關(guān)部委正在評(píng)估有關(guān)餐廚垃圾飼料化產(chǎn)物利用的風(fēng)險(xiǎn)問題，該處理技術(shù)前景并不朗。3.5 能源化處理餐廚垃圾的能源化處理是在近幾年迅速興起的，主要包括燃燒法、熱分解法、發(fā)酵制氫等。燃燒法處理廚余垃圾效率較高，最終產(chǎn)生約5%的利于處置的殘余物，燃燒是在特制的燃燒爐中進(jìn)行的，產(chǎn)生的熱能可轉(zhuǎn)換為蒸汽或者電能，從而實(shí)現(xiàn)能源的回收利用，但餐廚垃圾的含水率高，熱值較低，燃燒時(shí)需要添加輔助燃料，從而造成投資大的問題，同時(shí)尾氣處理也是一個(gè)難題。熱分解法是將垃圾在高溫下

17、進(jìn)行熱解，使垃圾中所含的能量轉(zhuǎn)換成燃?xì)?、油和碳的形式，然后再進(jìn)行利用，熱解法具有廣闊的應(yīng)用前景，但技術(shù)尚未到達(dá)實(shí)用階段，目前應(yīng)用較少；氫作為一種高質(zhì)量的清潔能源，是普遍認(rèn)為的最有潛力的替代能源，很多學(xué)者對(duì)此做了研究。4餐廚垃圾處理工藝比較4.1 餐廚垃圾處理技術(shù)比較分析結(jié)合目前對(duì)餐廚垃圾的主要處理技術(shù)介紹，并充分考慮上述技術(shù)應(yīng)用的實(shí)際情況,對(duì)主要技術(shù)比較夠得出下表1餐廚垃圾主要處理技術(shù)一覽表1、參處理稱技術(shù)、好氧堆肥處理厭氧消化處理飼料化處理無害化程度較高高高減量化程度較高高較高資源化程度較高高高技術(shù)安全性較好好好技術(shù)先進(jìn)性先進(jìn)先進(jìn)一般技術(shù)可靠性好好好占地面積大較大較小投資金額萬元/噸1235

18、30501025運(yùn)營(yíng)成本元/噸8012045150200500產(chǎn)品質(zhì)量較好好好產(chǎn)品應(yīng)用多多較多4.2 推薦采用工藝技術(shù)經(jīng)過上述幾種處理工藝流程比較，結(jié)合各種技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)，推薦采用餐廚垃圾綜合處理技術(shù)：厭氧消化技術(shù)、好氧堆肥技術(shù)和生物柴油制取技術(shù)。才可以實(shí)現(xiàn)餐廚垃圾的資源化和無害化處理。其綜合流程圖如以下圖4:雜物餐廚垃圾收集圖4綜合工藝流程理由如下：廢棄油脂：廢棄油脂從餐廚垃圾中別離出來，經(jīng)過油水別離器的方式通過在預(yù)處理階段。這些油脂可以回收的“地溝油”、廢食用油混在一起，通過化學(xué)處理轉(zhuǎn)變?yōu)樯锊裼突蚱渌ぴ?，可以?shí)現(xiàn)更好的經(jīng)濟(jì)效益。處理產(chǎn)品沼氣：發(fā)酵后產(chǎn)生沼氣含有甲烷、二氧化碳、硫化氫等

19、氣體。甲烷氣體是可燃的，濃度通常為60%-75%,進(jìn)入熱電聯(lián)供燃?xì)鉁u輪機(jī)發(fā)電后，剩余的熱量被用于廢棄物處理設(shè)備本身。沼液利用：發(fā)酵后產(chǎn)生沼氣后的沼液通過脫氮、鹽、硫工序，可以用于有機(jī)肥在農(nóng)業(yè)灌溉、景觀綠化等領(lǐng)域。沼渣利用：脫水后剩余的殘?jiān)?jīng)過好氧堆肥的肥料可視為成品出售。好氧堆肥過程中通常要加入秸稈等材料，以減少水分和補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)素。5參考文獻(xiàn)1 戚建強(qiáng),孫紅軍,李紅.餐廚垃圾處理技術(shù)進(jìn)展探討J.綠色科技,2012,01:127-129.2 胡新軍,張敏,余俊鋒,張古忍.中國(guó)餐廚垃圾處理的現(xiàn)狀、問題和對(duì)策J.生態(tài)學(xué)報(bào),2012,v.3214:4575-4584.3 藍(lán)俞靜,劉玉德,繩以健,石文天,

20、張媛,劉洋.餐廚垃圾處理設(shè)備的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)J.北京工商大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）,2012,v.30;No.11006:76-79.4 吳修文,魏奎,沙莎,王軍,袁修坤.國(guó)內(nèi)外餐廚垃圾處理現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)J.農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程,2011,No.24512:49-52+62.5 王星,王德漢,張玉帥,陸日明.國(guó)內(nèi)外餐廚垃圾的生物處理及資源化技術(shù)進(jìn)展J.環(huán)境衛(wèi)生工程,2005,02:25-29.6 王向會(huì),李廣魏,孟虹,馬琳,趙國(guó)玨.國(guó)內(nèi)外餐廚垃圾處理狀況概述J.環(huán)境衛(wèi)生工程,2005,02:41-43.7 華云,王麗莉,張波.我國(guó)餐廚垃圾處理現(xiàn)狀及主要處理技術(shù)應(yīng)用情況J.城市管理與科技,2009,v

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