随着我国垃圾分类进程加快，厨余垃圾问题将更加突出和紧迫
本文通过对比分析几种处理技术的特点、原理、优缺点，为项目工艺选型决策提供参考。
固废科技第23期｜2024年9月12日
随着经济的发展，人民生活水平的不断提高，厨余垃圾的产生量也随着餐饮业的发展而迅速增长，根据中国统计年鉴发布数据，2022年我国城镇厨余垃圾的产生量1.25亿吨，是城市生活垃圾的重要组成部分，约占城市生活垃圾的37%～62%。厨余垃圾较之其他垃圾，具有含水率高（70%～90%）、有机物、油脂及盐分含量高，易腐烂、营养元素丰富等特点，特别适合微生物生长繁殖，处置不当会带来如污染环境、影响市容、威胁人体健康、引发社会关注等一系列的问题。
随着我国垃圾分类进程加快，厨余垃圾问题将更加突出和紧迫。怎样合理安全处置厨余垃圾，实现其无害化、减量化、资源化处置，已成为社会问题和各地政府的沉重负担。决策者该如何选择合适的处理方法，基于文献资料，通过对比分析了几种处理技术的特点、原理、优缺点，为类似工程项目工艺选型决策提供参考。
厨余垃圾处理技术分析
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目前厨余垃圾处理的主要技术包括填埋、焚烧、热解、厌氧消化、好氧堆肥、直接烘干作饲料和微生物处理技术。
填埋处理技术
▲图1 垃圾填埋场现场
焚烧处理技术
焚烧技术是指在焚烧炉内经过高温焚烧，将餐厨垃圾中的有机物彻底氧化分解，从而达到无害化、减量化的目的。焚烧法占地面积小、减量化、无害化彻底，垃圾减量化很有效，能够达到减量90%或更高。焚烧处理对垃圾低位热值有一定要求，一般用于处理有相当热值的可燃性垃圾，如木材、纸张等，对含水率高达70%的餐厨垃圾就不适宜直接焚烧，因为水分含量高会增加焚烧燃料的消耗，增加处理成本。
高含水率会导致焚烧炉内的燃烧不完全，促进二噁英的生成；含盐量高，会提高飞灰中重金属的浸出率；若在焚烧厂垃圾池储存，会增加坑内的浸出水量。目前国内单独焚烧的案例并不多，更多以与生活垃圾焚烧发电厂进行协同处理为主。
热解处理技术
热解法是利用垃圾中有机物的热不稳定性，在无氧或缺氧条件下对之进行加热蒸馏，使有机物产生热裂解，经冷凝后形成各种新的气体(甲烷、一氧化碳、二氧化碳、氢气)、液体(有机酸、焦油、芳肼)和固体(炭黑、炉渣),从中提取燃油、油脂和燃气，燃气进行发电。
厨余垃圾含水量高，低位热值很低，在热解过程中，水分总是先汽化，需要吸收大量外部热量，要增加补充燃料，增大运行成本；同时，被汽化后的水以水蒸气的形式与可燃的热解燃气共存，严重降低了热解燃气的热值和使用价值；另外，厨余垃圾中有机物垃圾成分复杂，导致热解工艺参数处在一个很复杂的不确定因素中，使热解生产工艺不稳定而难以控制。
厌氧消化处理技术
厨余垃圾厌氧消化是指在无氧条件下，在兼性厌氧微生物和厌氧微生物的作用下，在密闭反应中，有效地将固态有机质中可生物降解的有机物转化为清洁能源-沼气，从而达到减量化、无害化、资源化的过程。厨余垃圾含水量大，有机物含量高，采用厌氧消化处理是一种理想的处理方式。有机质是厨余垃圾的主要成分，达40%～60%或以上。厨余垃圾经厌氧消化后，1kg大约可产生0.14m³沼气。沼气经过适当处理后，可作为一种清洁燃料加以利用。
厌氧发酵工艺在是一项成熟、可靠的有机厨余垃圾处理技术，针对厨余垃圾具有水分、油脂、盐分含量高等特性，都可以通过工艺本身的工况调整加以避免。
▲图2 厌氧消化工艺流程
好氧堆肥处理技术
高温堆肥是在有氧的条件下，微生物通过自身的生命代谢活动，进行分解代谢(氧化还原过程)和合成代谢(生物合成过程)的生物转化过程。微生物把一部分被吸收的有机物氧化成简单的无机物，并放出生物生长、活动所需要的能量，把另一部分有机物转换成新的细胞物质，使微生物生长繁殖，产生更多的生物体。微生物将有机物转化为二氧化碳、生物量、热量和腐殖质。
▲图3 厨余垃圾好氧堆肥现场
饲料化处理技术
饲料化处理技术主要采用物理手段将厨余垃圾经过高温加热，烘干处理，杀毒灭菌，除去盐分等，最终生成蛋白饲料添加剂、再生水、沼气等可利用物质。
其优点是机械化程度高，资源化程度高；占地较小。其缺点是难于从根本上避免蛋白同源性问题，人们对其用作饲料存在一定的顾虑。
▲图4 厨余垃圾饲料化技术
微生物生化处理技术
微生物生化处理技术是选取自然界生命活力和增殖能力强的高温复合微生物菌种，在生化处理设备中，对畜禽肉品、过期食品、厨余垃圾等有机废弃物进行高温高速发酵，使各种有机物得到完全的降解和转化。
不仅解决了各类有机物及时、彻底、无害化处理，减少人畜交叉感染和环境污染，同时通过资源循环系统工程，产出高活菌、高能量、高蛋白的固体再生资源-活性微生物菌群。
这些菌群按照不同的配方和特殊的工艺，经过深加工制成高品质的微生物肥料菌剂和生物蛋白饲料，应用在有机、绿色生态农业和畜禽、水产养殖业，实现资源循环再利用。
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围绕厨余垃圾处理工艺的规模、投资运行可靠性、节能环保及资源化利用等方面对上述处理技术方案进行分析对比。
▼表1 厨余垃圾处理技术优劣势比较
展望
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我国餐厨垃圾具有高含水率、高有机质含量、高油脂含量、高含盐量的特性，理化特性地域性差异大，导致餐厨垃圾处理难度及资源化利用难度高。目前我国餐厨垃圾处理工艺以厌氧发酵工艺为主，部分为饲料化技术。
但无论是厌氧消化还是饲料化工艺都存在工艺复杂、周期长、同源污染等缺点。因此，在厨余垃圾资源化领域继续探寻一种创新和先进的厨余垃圾处理技术来同时实现资源回收和能源利用是很有必要的。
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编辑｜吴小清
终审｜彭绪亚
文章摘自《有机固体废物焚烧技术与工程实践》
图书在版编目(CIP)数据
有机固体废物焚烧技术与工程实践=Incineration Technology and Engineering Practice for Organic Solid Waste /彭孝容等著.-北京:科学出版社，2021.3
ISBN 978-7-03-067988-8
Ⅰ.①有…Ⅱ.①彭…Ⅲ.①有机固体-固体废物-垃圾焚化-研究 IV. ①X705
中国版本图书馆CIP数据核字(2021)第019486号
彭孝容 刘海威 陈德喜 高玉萍 著
文章仅代表作者观点，不代表立场。
版权说明：
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