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餐厨垃圾好氧堆肥技术跟餐厨垃圾处理技术展望

2020-10-23 12:50:26
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<一>、餐厨垃圾好氧堆肥技术
  餐厨垃圾营养均衡,富含氮、磷、钾、钙及各种微量元素,具备转化为有机肥的潜质。我国农村一直就有堆肥的传统,常用的根据需氧与否可分为好氧堆肥和厌氧发酵;近些年,随着MSW处理技术的发展,有机垃圾堆肥技术有了不少新突破,出现了蚯蚓堆肥和集装箱堆肥法等新技术。
  前期通过相应的餐饮垃圾处理装置进行预处理,而后在好氧条件下,通过微生物的增殖、生长等生命活动把餐厨垃圾有机物转变成稳定的腐殖质,同时利用发酵过程产生的热量杀死病原体的过程。其基本原理为:微生物合成的各种水解酶可以穿过细胞膜,将餐厨垃圾中的大分子物质水解为能穿过细胞膜的可溶性小分子,这些小分子有机质渗入到细胞内,一部分被微生物用来合成新的细胞物质,另一部分经过一系列的氧化作用转化为腐殖质,并放出能量供微生物利用。在好氧堆肥过程中,温度变化十分明显,代表了不同的反应阶段:
  ①起始阶段(15~45℃)。堆料中的淀粉等简单有机质被被中温性好氧菌迅速分解,同时产生大量热能,使堆料温度大幅度上升。常见的中温性好氧菌有无芽抱杆菌、芽抱杆菌和霉菌。
  ②反应阶段(45~65℃)。随着温度的升高,餐厨垃圾中的果胶质等复杂有机物,开始逐渐被微生物分解,并开始腐殖质的形成。在该阶段中,以嗜热性微生物起主导作用,如嗜热真菌属、褐色嗜热链霉菌、普通嗜热放线菌等。
  ③腐熟阶段。当餐厨垃圾中可生物降解的成分被完全转化后,系统温度下降到仅稍高于气温,此时进入腐熟保肥阶段。在这一阶段,堆料继续缓慢腐解,较终成为与土壤腐殖质十分相近的物质。为了保存肥效,将堆肥压紧,造成厌氧状态。
  好氧堆肥过程受到多种因素的影响,包括堆肥微生物的选育,垃圾的碳氮比(C/N)、含水率,以及环境pH、温度和溶氧度。含油量和含盐量越高,堆肥的高温阶段维持时间越短,堆肥效果和杀菌效果越差,而各因素对堆肥进程影响顺序为:含水率>初始环境温度>粒径>通风量。
  好氧堆肥的发酵过程可控制,操作简单,处理负荷与处理量较大,运行费用低,保氮效果比较突出。但由于餐厨垃圾含油量和含盐量较大,对微生物的新陈代谢活动产生影响,增加了预处理难度,降低了产品品质,此外,好氧堆肥周期较长,产生较多的废水和臭气,需要进行专门的控制和处理。目前,好氧堆肥的研究热点为小型化、移动化和专用化堆肥设备。
  <二>、餐厨垃圾处理技术展望
  餐厨垃圾处理技术的多样化,证明了餐厨垃圾的合理及时处理在城市垃圾处理中的重要性,特别是近年餐厨垃圾资源化技术大量研究,也说明将餐厨垃圾变废为宝具有广阔的发展前景。但是目前餐厨垃圾几种处理技术都把餐厨垃圾集中收集运输到一个固定场所,然后才能通过厨余垃圾处理装置进一步处理。这样不仅增加了餐厨垃圾的收集难度和运输成本,也难免在运输过程中出现泄露而污染环境,且占用大量土地。所以有学者提出餐厨垃圾原位减量技术,该技术的核心部分就是微生物菌种的选育和设备参数的优化以及菌种的控制,其对人体和社会的安全性不容忽视。这很可能是今后餐厨垃圾处理技术的研究热点之一。
  餐厨垃圾的资源化和能源化处理大多都离不开微生物的分解,而餐厨垃圾的高油脂和盐分含量会微生物的生长,从而降低餐厨垃圾的降解,并且盐分含量对餐厨垃圾处理产品质量有着重要影响。因此,今后需要深入研究餐厨废弃物中高盐和油脂含量对生物降解产品的影响规律,并为此提出恰当的解决方法。

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