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餐厨垃圾好氧堆肥技术及餐厨垃圾资源化处理技术

2020-11-16 13:19:31
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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设备进行预处理,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】、餐厨垃圾资源化处理方案技术比选
  自十二五”以来,我国在餐厨废物无害化处理方面取得了比较大的进展,收运体系也日趋完善,垃圾无害化处理率明显提升。目前餐厨废物产生量很多并呈增长态势,而在餐厨废物处理方面还存在着不足。
  现如今很多发展较快城市的餐厨垃圾处理己从简单的卫生填埋、焚烧等较为单一的无害化处理逐步的走向资源化处理的方向,目前主要的餐厨垃圾资源化处理方式有饲料化、好氧堆肥处理、厌氧消化综合处理。
  当在对比不同能源时,看可以数量、质量上的不同进行考虑。可以用来发电的能源,除了所有的一次能源,还有一部分的二次能源也可以,因此本节计算时,就会用不同的形式进行表示,利用平均发电率让能源间转换成电能,让能源间都能在量上进行比较。
  此外,如果汽车发动机是用的柴油,可以把柴油发动机的效率直接当做换算值。
  1、好氧堆肥
  好氧堆肥又叫做高温堆肥,因为一般情况下好氧堆肥所需的温度较高,通常控制在50摄氏度~60摄氏度。好氧堆肥在通风条件好的情况下,利用充足的好氧菌对废物进行吸收、氧化以及分解。好氧微生物把部分有机物氧化成简单的无机物,同时释放出可供微生物生长活动所需的能量,另一部分有机物则被合成新的细胞质,使微生物不断生长繁殖,产生出多生物体。好氧堆肥技术降解有机质速度快、堆料分解彻底,同时能杀灭病原微生物,是处理高有机质固体废物的一种手段。
  该工艺的优点是技术比较简单,同时有利于促进土壤固粒结构的形成,能增加土壤保水、保温、透气、保肥的能力,而且与化肥混合使用又可弥补化肥所含养分单一,长期单一使用化肥使土壤板结,保水、保肥性能减退的缺陷,实现了餐厨垃圾垃圾的资源化。但堆肥周期长、占地面积大。
  2、餐厨垃圾饲料化
  餐厨垃圾饲料化是通过物理或生物的手段将收集的厨余垃圾处理分体机成满足要求的动物饲料过程。
  物理法是将餐厨垃圾先进行脱水灭菌然后干燥粉碎制得饲料原料,工艺简单,但此饲料中往往会混有洗涤剂等有害成分,达不到规定的饲料标准。
  生物法是通过生物发酵技术进行处理餐饮垃圾的技术,利用微生物、复合酶为作为发酵剂菌种将饲料原料转化为复合饲料,这种方式技术要求含量高,周期较长、工序复杂,成本较高。
  3、厌氧消化综合处理
  厌氧消化:指有机质在无氧条件下,由兼性菌和厌氧细菌将餐厨垃圾中的可生物降解的有机物分解为CH4、CO2、H2O和H2S的消化技术。

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