餐厨垃圾厌氧消化处理技艺探析

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1、餐厨垃圾厌氧消化处理技艺探析　　摘要：指出了厌氧消化技术能够把废弃物污染处理和有效利用结合起来，是餐厨垃圾处理的发展趋势。对厌氧消化处理技术的原理、分类进行了简要分析，并以实例为证比较干式、湿式两种技艺在餐厨垃圾厌氧消化处理中的优缺点，从而为餐厨垃圾处理提供一些思路。关键词：厌氧消化；餐厨垃圾；综合利用中图分类号：X705文献标识码：A文章编号：1674-9944（2012）12-0086-021引言随着我国餐饮行业的快速发展，餐饮企业的数量大幅增加，2010年全国餐饮业零售额突破了2万亿元，每天的餐厨垃圾产生量巨大。据统计，我

2、国城市餐厨垃圾每年产生量不低于6000万t。餐厨垃圾中有机质含量高，是一种宝贵的可再生资源，如果能将这些垃圾都利用起来，就相当于节约1200万亩耕地。因此，通过稳定可靠的技术工艺，将这些餐厨垃圾进行有效处理并加以利用，实现“变废为宝”，是解决我国能源短缺的有效途径之一。2餐厨垃圾的特点6餐厨垃圾又称泔脚，是居民生活消费中产生的生活废物，极易腐烂、传播病菌。其主要成分是米、面粉类食物残渣、动植物油以及肉骨等，化学组成中有淀粉、脂类、无机盐以及纤维素等。餐厨垃圾营养元素十分丰富，含有大量的微生物菌种，具有很高的产甲烷能力[1]，兼具

3、废物和资源二重性；此外，餐厨垃圾处理难度大。餐厨垃圾的固体含量一般在20%左右，含水率高65%～95%，油脂含量一般在1%～5%，脱水性能差；热值为2100～3100kJ/kg[2]，和生活垃圾一起焚烧，达不到垃圾焚烧发电所要求的5000kJ/kg热值[3]。在高温条件下，餐厨垃圾变质速度快，其回收利用价值降低。3餐厨垃圾厌氧消化原理目前，处理餐厨垃圾工艺主要有填埋法、焚烧法、堆肥处理、饲料化处理、物理破碎、菌种扩培以及厌氧消化处理等。本文将详细探讨其中的厌氧消化处理。6厌氧消化法又称厌氧生化处理，是指在与空气隔绝接触情况下即无

4、氧条件下，借助厌氧菌等生物化学作用，对有机物进行生化降解和稳定的过程。伯力特（Bryant）等人于1979年根据微生物的生理种群提出了厌氧消化三阶段处理理论，即水解酸化、产氢产乙酸、产甲烷三个阶段，这也是目前公认的一种理论模式。第一阶段，是在水解与发酵细菌作用下，使碳水化合物、蛋白质、脂肪水解与发酵转化成由糖、氨基酸、脂肪酸、甘油及二氧化碳、氢等；第二阶段，是在产氢产乙酸菌的作用下，把第一阶段的产物转化成氢、二氧化碳和乙酸。第三阶段，是通过两组生理上不同的产甲烷菌的作用，一组把氢和二氧化碳转化成甲烷，另一组是对乙酸脱羟产生甲烷[

5、4]。餐厨垃圾中的有机物在经过上述复杂过程最终分解成以CH4和CO2为主要成分的混合气体。4厌氧消化分类及特点厌氧消化根据不同标准，可以划分为不同类别。根据废物中有机固体浓度大小的不同，厌氧消化可分为干法厌氧消化和湿法厌氧消化。干法厌氧消化，即在不改变原始固体废物状态的情况下进行厌氧消化，具有运行成本低、稳定性好，对物料的适应性较强等特点，可在高温下进行；湿法厌氧消化是固体含量小于15%的情况下，液化、酸化和产气在一个反应器中进行，具有投资少、工艺简单易管理等特点。根据反应级数的不同，厌氧消化又可分为单相厌氧消化和两相厌氧消化，

6、其中单相厌氧消化投资少，运行维护简单；两相厌氧消化产气效率高，但维护复杂。依据运行是否连续，厌氧消化可以分为连续厌氧消化和间歇厌氧消化，连续厌氧消化可以实现连续进料，提升单位时间的餐厨垃圾处理量，但产甲烷效率不高；间歇厌氧消化时，进出料不连续，但其出料的脱水滤液可部分回流循环处理。根据厌氧消化中甲烷菌的适应温度不同可分为常温、中温（30～40℃）、高温（50～60℃）厌氧消化，其中常温厌氧消化无法杀灭病菌实践中较少采用；中温厌氧消化工艺成熟，能耗低，应用较多；高温厌氧消化的消化速度快，但稳定性差。65厌氧消化法处理餐厨垃圾工艺比

7、较分析目前，国内餐厨垃圾处理较为普遍的是干法厌氧消化和湿法厌氧消化技术。本文以现实案例的运用来比较二者在运营中的优缺点，为其他地方选择合适的处理工艺提供参考依据。5.1湿法厌氧消化处理餐厨垃圾以北京董村生活垃圾综合处理厂项目为例[5]，该垃圾处理厂设计处理量为200t/d的泔水，或者是100t/d泔水和100t/d的有机液态垃圾。采用Biomax湿式厌氧消化工艺（图1），选用中温反应器，厌氧细菌温度是33～39℃，储罐生物气体容积为2000m3，并设计有残渣脱水和稳定化的处理预案，稳定后的生物气可以燃烧供热，提纯后的生物气可以作

8、为车用燃气，滤饼可以作为营养土利用或者经过深加工作为肥料出售，具有良好的资源回收再利用价值，但此种工艺工程投资较大，工艺复杂，处理难度和运营成本较高。5.2干法厌氧消化处理餐厨垃圾干法厌氧消化处理餐厨垃圾在我国发展时间比较短，应用得还不是很普遍，将干法厌氧消化运