餐厨垃圾处理处置方法和餐饮垃圾厌氧发酵工艺-河北航凯机械制造有限公司
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餐厨垃圾处理处置方法和餐饮垃圾厌氧发酵工艺

2019-11-11 14:23:23

【一】、餐厨垃圾处理处置方法
  1、粉碎直排
  餐厨垃圾物理处理法主要包括粉碎直排及填埋处理。粉碎直排是指将餐厨垃圾经在厨房配置的餐厨垃圾处理装置(如餐厨垃圾机械研磨装置)粉碎后直接排入市政下水管网的方法。这种机械研磨处理装置是通过高速转动的刀片将装在内胆的各种食物垃圾切碎搅拌后排入下水道。粉碎直排法利用餐饮垃圾处理设备可在程度上解决下水道堵塞问题,但仍存在很多问题。此种处理方法容易产生污水和臭气,滋生病菌,同时油污凝结成块会造成排水管堵塞,降低城市下水道的排水能力。同时餐厨垃圾排入下水道系统会导致污水油脂含量,增加城市污水处理负担。
  2、填埋、堆肥
  堆肥处理是指在人工控制的条件下,将餐厨垃圾置于堆肥房内或采用塑料膜将垃圾堆覆盖,利用微生物将垃圾中的易降解有机物逐步降解,终形成稳定的腐殖质。餐厨垃圾有机物含量高,营养元素。C/N比较低,是良好的微生物营养物质,适用于用作堆肥原料。但这种处理方式所需场地大、处理周期长,产生的污水废气会产生二次污染,增加环境负荷。
  垃圾填埋场是采用卫生填埋方式下的垃圾集中堆放场地,垃圾填埋因为成本低、卫生程度好在国内被广泛应用。但是这种处理方式并没有进行无害化处理,残留着大量的、病毒;还潜伏着沼气、重金属污染等隐患;垃圾渗漏液还会长久地污染地下水资源,存在的潜在危害。因此,一些已经禁止未经处理的餐厨垃圾进入填埋场,如韩国于2005年起所有的填埋场已不再接受餐厨垃圾;德国计划从2020年起要逐步取消垃圾填埋。
  3、生物处理
  由于餐厨垃圾中有机组分较高含有大量的淀粉和纤维素等,具有较高的生物降解性,厌氧发酵就是在厌氧条件下将餐厨垃圾经厌氧微生物代谢降解,同时生成甲烷和二氧化碳。厌氧发酵处理虽然存在处理周期长,对厨余垃圾处理装置密封性要求严格,菌种控制难等缺点,但因其具有能耗低、处理,同时可产生高肥效的有机肥及甲烷气能源等优点,使厌氧发酵在餐厨垃圾处理中得到较为广泛的应用。餐厨垃圾由于基质组分复杂,如脂肪、淀粉、蛋白质等,这使得反应条件难以控制。
  总体来看,餐厨垃圾厌氧发酵产氢是一种较为的解决餐厨垃圾环境污染的处理方法。该领域未来的发展方向将是如何以氢气产生过程中的优势菌种的选育培养、微生物生态因子的投加控制、生物反应器的优化设计等为手段提高餐厨垃圾的氢气产生总量、氢气浓度、氢气产生速率。
  【二】、餐饮垃圾厌氧发酵工艺
  厌氧堆肥是指在厌氧条件下,利用产甲烷菌的作用,将有机物分解,其中大部分的C、H、O转化为甲烷和二氧化碳,可作为生物沼气,而N、P、K等元素则保存到残渣中,通过堆肥过程制成有机肥料。与直接好氧堆肥相比,厌氧发酵经过厌氧产气,减少了堆肥的数量和占地面积,同时,产生的沼气可以用作发酵厂的能源,或者供给电厂发电,降低了能源消耗。
  由于需要特定的厌氧条件,厌氧发酵的反应器一般是密闭的,发酵的过程会受到反应器运行参数的影响。根据反应器环境温度的不同分为中温工艺和高温工艺;根据进料的含水率分为湿式工艺和干式工艺(液态和固态);根据反应器的级数分为单相工艺和两相工艺;根据反应器运行模式分为序批式工艺和连续式工艺。
  ①中温工艺和高温工艺。温度是影响微生物活性的一个重要因素,以产甲烷菌为例,有分别适应低温(15℃)、中温(35℃)、高温(50℃)的种类,但是温度很低时有机物的降解速度太慢,所以常用的是中温和高温工艺。中温工艺温度范围为35~38℃,优点是反应温和,能耗较小,且不容易受到氨氮的;高温工艺温度范围为55~60℃,与中温相比,降解速度较快且产气率较高,但是能耗较高,过程不稳定,受氨氮影响较大。
  ②湿式工艺和干式工艺。湿式工艺的进料含固率小于20%,整个发酵系统与传统的污泥厌氧稳定化处理技术类似,优点是进料的混合及搅拌比较容易,热交换和物质交换,但在实际运行中,需要对进料进行比较复杂的预处理,包括分选去除硬质垃圾、将垃圾调成匀浆等;干式工艺的进料含固率为20%~30%,其优点是不需要厨余垃圾处理装置进行复杂的预处理过程即可进料,但是需要解决高含固率物体的搅拌和物质交换问题。
  ③单相工艺和两相工艺。有机物厌氧降解大体上经过两个阶段,即水解酸化阶段和产甲烷阶段,其中水解酸化阶段的活性微生物能适应的pH范围为5~8,而产甲烷菌的适宜pH范围为6.8~7.5。传统的单相工艺中,水解酸化阶段和产甲烷阶段在同一反应器内进行,很容易出现“酸化”现象,影响产气。两相工艺的水解酸化阶段和产甲烷阶段分别在单独的反应器内进行,可同时满足各自活性微生物的适环境条件,提高了产气的效率。
  ④序批式工艺和连续式工艺。序批式工艺的运行模式为一次进料后,直接封闭反应器,待反应结束后再清空反应器,进行下一批反应,在不同的处理周期之间需要对反应器进行清洁和消毒。此工艺控制简单,但是所需反应器数量较多,投资、运行成本较高。连续式工艺的运行模式为发酵物连续进入反应器,同时连续取出降解产物,不需要对反应器进行清洁消毒。此工艺对反应器数量需求较少,运行较为简单,但是需要较高的自动化程度。
  将餐厨垃圾厌氧发酵,可以实现垃圾的减量化和资源化,发酵过程不仅得到有机肥,还能回收大量生物沼气,发酵后不产生二次污染,在欧美等发达得到广泛应用。我国在项技术的研究起步较晚,目前尚无实际应用的报道,在厌氧发酵机制、影响因素和产品回收方法等方面,都需要进行深入的研究以及数据的积累。