隨著人口數(shù)量的不斷增長和人們生活質(zhì)量的不斷改善，餐廚垃圾排放量隨之增加。截止2015年，我國餐廚垃圾產(chǎn)量達(dá)0.9億噸左右，且不斷保持增長趨勢(shì)，餐廚垃圾已經(jīng)占到城市固體廢物的55%左右。解決餐廚垃圾的處置問題是一項(xiàng)重要而緊迫的任務(wù)，也是破解日益嚴(yán)重的垃圾包圍城市困境的重要手段之一。

1.餐廚垃圾的特征與危害

餐廚垃圾主要來源于居民生活、食品加工、飲食服務(wù)、單位供餐等。其主要組成包括：淀粉、糖類、蛋白質(zhì)、纖維素、油脂及無機(jī)鹽等，除此之外，還含有一定量的微量元素，如鉀、鈣、鎂、鐵以及磷等。

餐廚垃圾的主要特征是：

(1)易腐性。由于餐廚垃圾中有機(jī)物含量較高，使其在中溫或高溫條件下，易于腐爛，產(chǎn)生惡臭氣味，危害環(huán)境及人體健康；

(2)營養(yǎng)元素豐富。餐廚垃圾中除了有機(jī)物含量高外，還富含鉀、鈣、磷、氮等微量元素，再利用潛力較大；

(3)含水率較高。餐廚垃圾中含水率高達(dá)80-90%，不利于收集、運(yùn)輸?shù)?，且滲濾液濃度較高，一旦發(fā)生泄露，可通過地表徑流和滲透等方式，污染地表水和地下水；

(4)存在有毒、致病菌和病源微生物等。隨意堆放等不恰當(dāng)?shù)奶幚?，易?dǎo)致病源菌傳播和感染，從而威脅居民身心健康。

餐廚垃圾的危害較大，主要為：

(1)餐廚垃圾有機(jī)物含量高，容易腐敗變質(zhì)，產(chǎn)生惡臭，污染大氣環(huán)境;

(2)餐廚垃圾中攜有病源菌，隨意堆放容易滋生蚊蠅，傳播病菌;

(3)餐廚垃圾含水率較高，運(yùn)輸過程中會(huì)發(fā)生滴漏現(xiàn)象，污染市政環(huán)境，產(chǎn)生的滲濾液會(huì)嚴(yán)重污染地表和地下水;

(4)餐廚垃圾數(shù)量巨大，給城市垃圾處理帶來難度，大大提高處理成本。

餐廚垃圾造成的污染已經(jīng)對(duì)環(huán)境和人們的日常生活構(gòu)成重大危害，同時(shí)也是“地溝油”，“泔腳豬”等的主要誘因。

2.餐廚垃圾處理處置現(xiàn)狀

餐廚垃圾目前已是城市環(huán)境污染的主要來源之一，其對(duì)居民的日常生活和身體健康產(chǎn)生較大的負(fù)面影響。餐廚垃圾常用的處理處置方法，如喂養(yǎng)畜禽、衛(wèi)生填埋、焚燒、用作肥料、好氧堆肥等。盡管這些方法的見效快，但仍存在資源利用率較低等缺陷。

若能將餐廚垃圾中豐富的生物質(zhì)進(jìn)一步資源化利用，其不僅有利于保護(hù)環(huán)境，也增加了人類對(duì)可再生資源的利用程度，充分體現(xiàn)了可持續(xù)發(fā)展、循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展方向。因此，尋找更清潔綠色、高效循環(huán)的餐廚垃圾處理方法，已成為當(dāng)前各國不斷探尋和開發(fā)的重要目標(biāo)。

2.1用作家禽喂養(yǎng)

直接喂養(yǎng)動(dòng)物，因存放期間可能發(fā)生的病毒、致病菌、病原微生物，將會(huì)造成疾病的傳播、交叉感染等隱患，且無法解決同源性問題，容易引起牲畜病變，進(jìn)入食物鏈后，影響人類健康。

2.2衛(wèi)生填埋

因餐廚垃圾本身含水量高、易腐爛，直接填埋會(huì)產(chǎn)生一系列問題，如滋生蚊蠅、產(chǎn)生的甲烷等溫室氣體無組織排放、產(chǎn)生揮發(fā)性氣體形成刺鼻有害氣味、高濃度的滲濾液污染河流、地下水等影響水環(huán)境等。

2.3焚燒法

焚燒法是指將垃圾放置在密閉焚燒爐內(nèi)，在高溫條件下，將垃圾中的有機(jī)物徹底分解，從而達(dá)到減量化的目的。餐廚垃圾含水率高達(dá)80%，且脫水困難，同時(shí)餐廚垃圾的熱值較低，燃燒時(shí)需額外添加輔助燃料，增加焚燒處理成本;此外，在焚燒過程中會(huì)產(chǎn)生SO2、NOx、二噁英、呋喃等有害氣體，造成二次污染。因此，采用焚燒法處理餐廚垃圾存在投資大，二次污染等問題，難以廣泛應(yīng)用。

2.4用作肥料

國內(nèi)外有直接將餐廚垃圾作為肥料使用的，一般都是將發(fā)酵后的殘?jiān)鳛榉柿希?jīng)過微生物分解后的餐廚垃圾用于植物利用，在國外已經(jīng)得到一定的推廣。但通常餐廚垃圾中鹽分較高，制成的有機(jī)肥容易導(dǎo)致的土地鹽堿化，另外也存在肥效不穩(wěn)定，經(jīng)濟(jì)效益不高等情況。

2.5好氧堆肥

在有氧條件下，利用好氧菌對(duì)廢物中的有機(jī)質(zhì)進(jìn)行氧化和分解的生命代謝活動(dòng)，是一種將傳統(tǒng)好氧堆肥技術(shù)與外加生物菌種強(qiáng)化作用結(jié)合起來的堆肥技術(shù)。好氧堆肥處理技術(shù)成熟、安全、成本低，最終可轉(zhuǎn)化為有機(jī)復(fù)合肥料或土壤改良劑，應(yīng)用前景廣泛。但該法占地面積大且周期長，易產(chǎn)生臭氣和污水對(duì)環(huán)境造成污染，不適合大規(guī)模應(yīng)用。

3.餐廚處理壓榨后厭氧處理技術(shù)

這種厭氧消化技術(shù)在餐廚垃圾/廚余垃圾處理廠有多年的使用驗(yàn)證，系統(tǒng)穩(wěn)定性高，可靠性強(qiáng)。其主要優(yōu)勢(shì)在于：(1)技術(shù)工藝成熟，系統(tǒng)穩(wěn)定性高：多年專注餐廚/廚余垃圾濕式及半干式厭氧發(fā)酵技術(shù)所建造的十余座餐廚/廚余垃圾廠至今均穩(wěn)定運(yùn)行;(2)具有自主研發(fā)能力和獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán)核心技術(shù)：如液壓式柱塞壓榨機(jī)，液壓式球閥柱塞泵，雙管熱交換器，消化池底部刮砂系統(tǒng)及浮渣排除系統(tǒng)，確保工藝系統(tǒng)外購設(shè)備不超過25%;(3)該工藝預(yù)處理單元無需復(fù)雜的分揀工藝，尤其適用于雜質(zhì)含量高的有機(jī)垃圾，有機(jī)質(zhì)損失小;(4)預(yù)處理單元不需添加外界工藝水，減少了后端的沼液處理成本;(5)該工藝可以同時(shí)處理餐廚垃圾以及廚余垃圾混合物，降低了建廠成本;(6)運(yùn)營能耗低，保證了所建廠的經(jīng)濟(jì)性。

3.1工藝技術(shù)流程

工藝流程采用：預(yù)處理+中溫/高溫厭氧發(fā)酵+沼氣能源化。該工藝預(yù)處理單元協(xié)同處理餐廚垃圾和廚余垃圾，同時(shí)在后續(xù)厭氧消化過程中協(xié)同發(fā)酵產(chǎn)生沼氣，沼氣可發(fā)電或者制成壓縮天然氣，發(fā)酵剩余后的沼液可制成液態(tài)有機(jī)肥或進(jìn)入污水處理廠處理，沼渣可用于園林綠化。

餐廚垃圾及廚余垃圾通過運(yùn)輸車輛運(yùn)至餐廚垃圾處理廠，經(jīng)地磅稱重并記錄，建立臺(tái)賬。稱重后的餐廚垃圾及廚余垃圾由車輛運(yùn)至預(yù)處理車間內(nèi)的卸料口，隨后物料被倒入物料接收池內(nèi)。餐廚垃圾處理線的收料池采用不銹鋼材料建造，通過底部向上傾斜式單螺旋輸送機(jī)推送物料至餐廚垃圾粉碎機(jī)。

廚余垃圾處理線的收料池底裝有板式輸送機(jī)，將物料輸送至滾筒篩前端輸送帶上，滾筒篩具有破袋功能，篩分出來的雜質(zhì)可運(yùn)至填埋場(chǎng)進(jìn)行填埋，篩下物則通過皮帶輸送至磁選機(jī)，在此分揀出其中的金屬物質(zhì)并加以利用，其他物料則通過抓斗輸送至廚余垃圾粉碎機(jī)。

餐廚垃圾被輸送至粉碎機(jī)后進(jìn)行粉碎作業(yè)，粉碎機(jī)具有破袋功能，將餐廚垃圾(包括石頭、骨頭、貝殼、餐具以及塑料袋等雜質(zhì))破碎成符合要求的粒徑大小，粉碎的物料通過重力作用落入餐廚垃圾粉碎機(jī)下方的物料緩沖池。

廚余垃圾則通過廚余垃圾處理線的抓斗輸送至廚余垃圾粉碎機(jī)進(jìn)行粉碎作業(yè)，粉碎后的物料通過重力作用落入下方制漿機(jī)，制漿機(jī)內(nèi)接有厭氧消化單元的回流沼液，可將物料稀釋并制成有機(jī)漿狀物，使固相部分的有機(jī)質(zhì)充分融入液相。處理之后的漿狀物通過重力作用落入下方物料緩沖池。

圖1 工藝流程圖

粉碎后的餐廚垃圾與制漿后的廚余垃圾被同時(shí)存儲(chǔ)在物料緩沖池內(nèi)，形成有機(jī)漿液混合物，通過輸送泵送至生物壓榨機(jī)進(jìn)行第一輪粗壓榨。有機(jī)漿液混合物進(jìn)入生物壓榨機(jī)后，能高效的實(shí)現(xiàn)有機(jī)漿液混合物中有機(jī)可發(fā)酵部分與雜質(zhì)的分離，最大限度的進(jìn)行固液分離。

一次壓榨后的有機(jī)漿液可直接通過柱塞泵送至消化池進(jìn)行厭氧反應(yīng)。同時(shí)，為了能最大限度的提取有機(jī)質(zhì)，可將一次壓榨后的固體雜質(zhì)加熱后再進(jìn)行二次壓榨，將二次壓榨后分離出來的液相泵送至厭氧消化池進(jìn)行厭氧反應(yīng)，剩余的固體雜質(zhì)可直接送至廠外焚燒或填埋處理。

經(jīng)預(yù)處理后的有機(jī)漿液進(jìn)入?yún)捬跸剡M(jìn)行厭氧發(fā)酵。厭氧消化系統(tǒng)配備24小時(shí)不間斷運(yùn)轉(zhuǎn)的底部刮砂器，將消化池內(nèi)的沉砂刮入排砂孔，再通過砂泵將沉砂送至砂水分離器進(jìn)行固液分離，分離出的液體回流至消化池繼續(xù)發(fā)酵產(chǎn)沼，固相直接運(yùn)出廠外處理。

同時(shí)，該系統(tǒng)還配備了24小時(shí)不間斷運(yùn)轉(zhuǎn)的浮渣排除裝置，由慢速攪拌機(jī)對(duì)池內(nèi)的漿液進(jìn)行攪拌并為浮渣排除裝置送料，浮渣經(jīng)浮渣排除裝置收集并送入浮渣過濾機(jī)，分離出的液體一部分回流至廚余垃圾預(yù)處理線對(duì)物料進(jìn)行稀釋制漿，另一部分液體可送至脫水機(jī)房進(jìn)行處理或回流至消化池繼續(xù)發(fā)酵，浮渣經(jīng)分離后裝入密閉容器。

厭氧消化池同時(shí)配備自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，全天候監(jiān)控厭氧生物反應(yīng)。厭氧反應(yīng)產(chǎn)生的沼氣，經(jīng)過收集、儲(chǔ)存、凈化后進(jìn)入沼氣發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電，沼氣發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的一部分電能可滿足廠區(qū)自用，另一部分可用于發(fā)電上網(wǎng)。沼氣發(fā)電機(jī)在發(fā)電的同時(shí)產(chǎn)生大量的余熱，該部分余熱可以滿足處理廠生產(chǎn)運(yùn)行中的全部供熱需求。

3.2厭氧工藝物料衡算

厭氧工藝物料衡算如圖所示，餐廚/廚余垃圾共計(jì)600t，經(jīng)過預(yù)處理后可得到雜質(zhì)176.4t、金屬2t、油脂6t，經(jīng)過預(yù)處理后的餐廚/廚余垃圾進(jìn)入?yún)捬跸?，可得沼?2t、沼液352t、浮渣83.6t。經(jīng)計(jì)算，每噸餐廚/廚余垃圾可產(chǎn)沼氣87.83立方，液態(tài)肥0.59t，垃圾資源化的效率很高。

圖2工藝物料衡算圖本文介紹了一種餐廚垃圾和廚余垃圾處理工藝，并與對(duì)比了其他各種工藝優(yōu)劣之處和適用的地方，最后根據(jù)物料衡算詳細(xì)探討了餐廚垃圾和廚余垃圾的統(tǒng)一處置的資源化、無害化、減量化的措施和方法，為我國城市餐廚垃圾和廚余垃圾的有效處理處置提供了新的方法和思路。