浅析餐厨垃圾的厌氧处理一引言随着中国城市经济快速增长，人口不断增加和人们生活水平的不断提高，餐厨垃圾产出量不断增加，成为城市垃圾收集、运输和处理的主要难题。

餐厨垃圾主要指城市中餐厅与厨房产生的易腐、易生物降解的废弃物（主要是残羹剩饭），脱水性能较差，高温易腐，发出难闻的异味。

与其他垃圾相比，具有含水量、有机物含量、油脂含量及盐分含量高，营养元素丰富等特点，具有很大的回收利用价值。

餐厨垃圾处置不当将污染环境、损害居民身体健康且造成巨大的资源浪费。

而餐厨垃圾占城市生活垃圾的30%～60%，因此如何处理餐厨垃圾是我国城市化发展所面临的重要问题。

2.1国内的现状在我国，餐厨垃圾没有固定的处理渠道，也没有专门的处理公司，没有形成专业化，产业化。

当下餐厨垃圾多数被作为饲料喂养家畜。

但是餐厨垃圾并没有经过处理，里面可能含有有害的物质或者垃圾里病菌滋生，影响家畜的健康，如果再流向市场，被人所食用，最终会影响人类的健康。

少量的餐厨垃圾未经处理直接排入下水道，以致出现地沟油提炼食用油,影响人们健康;另外在我国城市生活垃圾几乎没有经过分选，从而餐厨垃圾常同生活垃圾混合进行处理。

而餐厨垃圾极易腐败，散发出恶臭气体，给暂存地点、转运过程中的环境造成很大的影响。

因此实现餐厨垃圾的资源化、减量化、无害化，对中国城市环境有着非常重要的影响。

以下是国内一些城市的处理现状：表2 国内城市餐厨垃圾处理现状日产量t/d管理现状处理现状①饲养猪北京 1 050尚未完成全面化管理②同生活垃圾混合处理③规划建四座处理规模为200 ～400 t/d处理厂杭州 1 000无序化状态①82.5% 喂猪②7.2% 非法制油③9.3% 同生活垃圾混合处理上海 1 000未完成全面化管理①饲养猪②同生活垃圾混合处理③建规模为40 t/d机械化生产线［5］深圳800未完成全面化管理①91.62% 喂猪②同生活垃圾混合处理重庆600无序化管理①喂猪②非法制油③同生活垃圾混合处理④公司回收率小于10%西安500无序化管理①喂猪②非法制油③同生活垃圾混合处理乌鲁木齐400未完成全面化管理①喂猪②同生活垃圾混合处理③建规模为50t/d综合处2.2国外研究现状在国外，许多国家建立了独立的餐厨垃圾管理体系。

在美国、日本等发达国家，餐厨垃圾处理早已实现了法制化和产业化，成了一项成熟的环保产业。

另外国外的餐厨垃圾处理技术和方法都十分先进。

国外餐厨垃圾处理方法主要有:粉碎直排、好氧堆肥、厌氧堆肥、蚯蚓堆肥、固态发酵、生物处理机、厌氧消化等。

国外餐厨垃圾处理方法还有提取生物降解塑料技术，利用餐厨垃圾发酵生产乳酸，进而合成聚乳酸。

这种技术为餐厨垃圾的资源化和降低乳酸生产成本开辟了一条新的途径。

三.餐厨垃圾的特性3.1餐厨垃圾的特点主要体现在1、采用厌氧发酵餐厨垃圾，厌氧微生物能强化餐厨垃圾中油类的分解，耐盐毒性较强；2、餐厨垃圾本身含有大量水分，只需加入少量回流水即可达到含水率要求；3、无需供氧，且对N、P等营养元素的要求要比好氧条件低，减少附加费用；4、能产生具有利用价值的甲烷气体或氢气，实现能源的回收，具有较大的经济价值；5、调浆池中采用70℃～80℃高温预处理，既可有效杀灭病原菌，还可使浆料预热，使其进入发酵罐后在高温下进行厌氧发酵；6、调浆罐及消化器采用灶台余热进行加热，能有效利用余热，节省能源；调浆罐中辅以热管，可有效提高传热效率，提高能量利用率；7、接种物采用养殖场厌氧消化池污泥作为底物并用餐厨垃圾进行驯化，既可有效利用底物中的微生物菌群，同时通过驯化可使其习性与餐厨垃圾性质相匹配，有利于消化器快速启动；8、适用于各大、中型餐馆及学校、医院等公共食堂餐厨垃圾的现场处理。

四餐厨垃圾厌氧处理过程及工艺简介4.1处理过程厌氧处理过程大概可以分为以下四个阶段：第一阶段——水解阶段。

在一定温度下，借厌氧生物菌群的作用，将餐厨垃圾中的多糖分解为单糖、蛋白质分解为肽与氨基酸、脂肪分解为甘油与脂肪酸。

第二阶段——酸化阶段。

由产酸细菌和某些梭状芽孢杆菌等将单糖类、肽、氨基酸、甘油、脂肪酸等物质转化成简单的有机酸、醇以及二氧化碳、氢、氨和硫化氢等，其主要的产物是挥发性脂肪酸，其中以乙酸为主，约占80%。

第三阶段——产氢产乙酸阶段(又叫酸性衰退阶段)。

专性产氢产乙酸菌对还原性有机物的氧化作用，生成H2、HC03-．CH3COOH。

同型产乙酸细菌将H2、HC03-、转化为CH3COOH，少量的CH4、CO2、N2生成。

此阶段会产生硫化氢、硫酸、粪臭素等副产物。

由于大量有机酸的分解导致pH值上升。

第四阶段——产甲烷阶段。

，产甲烷菌将有机酸、醇以及二氧化碳和氨等物质分解为甲烷和二氧化碳，或通过氢还原二氧化碳的作用，形成甲烷。

4.2工艺简介4.2.1 工艺流程图 1处理步骤：1、筛选：餐厨垃圾收集后，通过磁力分选机去除金属异物；2、脱水：由于餐厨垃圾水分很大，必须进行脱水处理，进行浓缩；3、粉碎：采用湿式锤片粉碎机将原料进行粉碎；4、投料：将粉碎后的浆体物料送入调浆罐调节其水分，，使浆料含水率达90%～92%；采用碱调节pH,使pH=6.5～7.5，并对物料进行预加热；5、投加菌种：启动厌氧消化器时，将驯化后的污泥作为接种物，按接种物量∶原料量=1∶1加入厌氧消化器，开始反应；6、厌氧发酵：正常产气后每天定时、不定量地添加处理过的餐厨垃圾，厌氧消化期间，经常搅拌；7、气体净化利用：厌氧发酵后所产生的沼气经脱硫后储存并利用；8、加絮凝剂：经厌氧消化后的残余物加入的质量份数为20%的氯化钙作为絮凝剂，投加量为处理量的5%；9、分离发酵产品：絮凝后的物料经离心机进行分离，得轻相的上清液和重相的固形物料。

上清液部分回流至调浆罐作为调节水使用，部分通过餐馆下水道排放，集中进入污水处理厂进一步处理；固形物料经烘干后作为饲料销售。

4.2.2工艺设备根据工艺要求，设计了餐厨垃圾厌氧发酵的备料装置和发酵装置，分别如图2、图3所示。

图2餐厨垃圾厌氧发酵备料装置图3餐厨垃圾厌氧发酵装置4.2.3确定工艺参数1.温度。

厌氧发酵是一个微生物的作用过程，温度作为影响微生物生命活动过程的重要因素，主要通过影响酶活性来影响微生物的生长速率和对基质的代谢速率。

厌氧消化有三个温度范围，常温20℃-25℃，中温30℃-40℃，高温50℃-60℃，餐厨垃圾处理过程中，由于处理量太大，考虑工艺简单和运行成本，本工艺采用55℃左右的高温发酵，以提高运行速率和产气量。

温度的维持采取太阳能和沼气联合供能的方式。

以太阳能热水保温为主，当太阳能不足以维持温度时，由发酵产生的沼气用以补充。

2.pH 值。

厌氧发酵菌可以在pH 为5-10 范围内发酵，但以pH 值为7-8 为最适合，产甲烷菌对pH 值很敏感，当pH 值低于6.5 时不再活跃。

在餐厨垃圾发酵的最初阶段会产生大量有机酸，使物料的pH值下降到5以下，从而抑制消化发酵过程，因而需添加石灰石或KOH 溶液等加以中和。

随着发酵反应的继续，由于氮的消化使氨的浓度不断上升，pH 值也随着上升，当稳定产甲烷时，pH 值一般维持在7.2-8.2 之间。

3.搅拌速度。

搅拌可以使餐厨消化物质均一化，提高物质与细菌的接触，加速消化底物的分解。

餐厨垃圾的总固体含量较高，一部分沼气产生后滞留在消化底物中，只有通过搅拌来释放滞留的沼气，因而搅拌是提高发酵速率和产气量的重要措施之一。

厌氧发酵搅拌方式有机械搅拌、发酵液回流搅拌和沼气回流搅拌。

由于机械搅拌的搅拌效果好，可操控性强，适合于批量生产，因而餐厨垃圾的厌氧处理工艺采用机械搅拌，为防止过度搅拌破坏菌群的正常繁殖，搅拌速度控制目标为物料移动速度不大于0.5m/s。

4..预处理。

先采用好氧对餐厨垃圾进行预处理，再采用厌氧处理时启动快，产气量高，处理周期短。

而直接用厌氧发酵，由于挥发酸大量积累，启动困难，产气量少。

与直接厌氧消化相比，日平均产气量可提高6.7倍，甲烷含量也明显增高。

从好氧发酵转为厌氧发酵，速度很快，其实质原因是厌氧微生物的数量很多。

厌氧发酵开始时，厌氧菌的数量即达到了高峰，这主要是接种物数量充足和接种物中含生物量高之故。

五厌氧处理餐厨垃圾的优缺点5.1厌氧处理的优点1.由于餐厨垃圾有机物含量高，经过厌氧生物处理能回收大量甲烷气，实现能源回收，具有较大的经济价值。

2.与好氧处理餐厨垃圾相比，产生较少的臭气和二氧化碳气体，对大气污染较少；厌氧处理则无尾气污染，具有生态优点。

3.餐厨垃圾含水率高，脱水性能差，厌氧处理时，对水分的要求不高且几乎不用调节其含水率，减少了新水消耗量。

4.餐厨垃圾发酵的沼渣、沼液可作为良好的有机肥，经过适当处理后可成为动物饲料。

据了解沼气发酵残余物是一种高效的有机肥和动物饲料，沼渣一般含有机质35%-48%，腐植酸10%-44%，粗蛋白4%-5%，全钾0.6%-1.2%，全氮0.8%-1.5%。

用等量沼液与敞口池粪水进行靶效对比，粮食增长6.5%-15.2%，棉花增产17.5%，油菜增产0.6%，且对病虫害有防治作用。

有关试验表明，用沼液喂猪可使育肥期缩短一个月，节省饲料80kg；用沼渣养鱼投放猪粪增产25.6%。

5.厌氧微生物能促进餐厨垃圾中油类的分解，耐盐毒性较强，且减少能耗。

5.2：餐厨垃圾厌氧处理的缺点1.厌氧微生物的启动时间慢，批量发酵时，发酵周期较长。

2.餐厨垃圾固体含量高，流动性能差，连续进料困难，影响厌氧微生物的接种等。

3.厨余PH值较低，含盐量高，容易发生酸中毒，抑制微生物的正常生长，严重时可使厌氧过程失败。

六、工程实例——宁波餐厨垃圾废水沼气发酵工程6.1工程简介2009 年6月建成了一座餐厨垃圾废水厌氧发酵工程, 经过2个月的调试运转,于2009年8月开始正式运行。

该工程以餐厨垃圾厌氧处理产沼气与发电为目的，先将餐厨垃圾经提油处理和加成饲料的处理后会产生大量有机废水, 该废水的特点为酸性, 有机物含量高, 盐含量高, 这三个因素会对厌氧菌造成一定的抑制作用, 因此需要选用合适的菌种, 并延长活性污泥培养驯化时间。

6.2工艺流程1 氧发酵调试阶段活性污泥的培养及驯化对反应器的正常运行至关重要。

本项目的接种污泥取自宁波骆驼沼气站( 该沼气站以猪粪为原料) 。

( 1)污泥驯化初期( 时间10天) 。

投入污泥，加入稀释后废水，投入反应器，调节PH至中性，恢复淤泥活性。

（2）污泥驯化中期(时间30天) 。

投入一定量的接种污泥, 餐厨垃圾废水稀释为50% ，若出水水质良好。

污泥性质基本稳定, 上清液澄清透明。

这表明, 活性污泥开始驯化, 适应餐厨垃圾废水。

( 3)污泥驯化后期(时间20天)。

餐厨垃圾废提高到进料C O D浓度, 保持一个水力停留期。

随着餐厨垃圾废水投加量的增加,出水C O D有所提高,但仍能保持较高的C O D去除率。