餐厨垃圾(餐饮垃圾和厨余垃圾的统称)

2023-03-16 118阅读

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餐厨垃圾

餐饮垃圾和厨余垃圾的统称

餐厨垃圾俗称泔脚、泔水,也叫潲水又称馊水,是餐饮垃圾和厨余垃圾的统称,主要是居民在生活消费过程中形成的生活废物,是食物垃圾中最主要的一种。特点是极易腐烂变质,散发恶臭,传播细菌和病毒。

中文名餐厨垃圾
外文名Kitchen waste
类型餐饮垃圾、厨余垃圾
包括果皮、蛋壳、茶渣等

来源及特点

餐厨垃圾是食物垃圾中最主要的一种,包括家庭、学校、食堂及餐饮行业等产生的食物加工下脚料(厨余)和食用残余(泔脚)。其成分复杂,主要是油、水、果皮、蔬菜、米面、鱼、肉、骨头以及废餐具、塑料、纸巾等多种物质的混合物。中国餐厨垃圾数量十分巨大,并呈快速上升趋势。

餐厨垃圾具有显着的危害和资源的二重性,其特点可归纳为:

⑴含水率高、可达80%-95%。

⑵盐分含量高、部分地区含辣椒、醋酸高。

⑶有机物含量高、蛋白质、纤维素、淀粉、脂肪等。

⑷富含氮、磷、钾、钙及各种微量元素。

⑸存在有病原菌、病原微生物。

⑹易腐烂、变质、发臭、滋生蚊。

分类

根据来源不同,餐厨垃圾主要分为餐饮垃圾和厨余垃圾。前者产生自饭店、食堂等餐饮业的残羹剩饭,具有产生量大、来源多、分布广的特点,后者主要指居民日常烹调中废弃的下脚料,数量不及餐饮垃圾庞大。

危害

(1)污染环境、影响市容。

因餐厨垃圾含有较高的有机质和水分,容易受到微生物的作用,而发生腐烂变质现象;且废弃放置时间越久,腐败变质现象就越发严重。特别是到了夏季,温度较高,腐烂变质也越快,这时候容易产生大量的渗滤水以及恶臭气体,滋生蚊虫,对环境卫生造成恶劣影响。

(2)危害人体健康。

餐厨垃圾中的肉类蛋白以及动物性的脂肪类物质,主要来自于提供肉类食品的那些牲畜家禽,牲畜在直接吃食未经有效处理的餐厨垃圾后,容易发生“同类相食”的同源性污染,并造成人畜之间疫病的交叉传染,危害人体健康,并可能促进某些致命疾病的传播。如历史上大规模爆发的传染病:1986年英国出现的疯牛病、口蹄疫等。再比如说,在许多地方传播的禽流感等的起因,可能是由于病牛、病羊或病猪的尸体被制成了成了动物饲料,从而引起疾病的大规模传染。

(3)传播疾病。

餐厨垃圾的露天存放会招致蚊蝇鼠虫的大量繁殖,其是疾病流传的主要媒介。

(4)餐厨垃圾中堆放时产生的下渗液进入到污水处理系统,会造成有机物含量的增加,从而加重污水处理厂的负担,增加运行成本。

综上所述,餐厨垃圾对环境和人群的危害已十分严重,是城市环境一个重要污染源,对人们的正常生活与身体健康构成了威胁这一问题已经引起了政府的高度重视和人们的广泛关注。

资源

据农业部有关专家测算,餐厨垃圾内含大量的营养物质,主要成分是油脂和蛋白质。可替代玉米、鱼粉、豆粕等加工成高能蛋白优质饲料,也是制取生物柴油的适合原料。

专家解释,按干物质含量计算,5000万吨餐厨垃圾相当于500万吨的优质饲料,内含的能量相当于每年1000万亩耕地的能量产出量,内含的蛋白质相当于每年2000万亩大豆的蛋白质产出量。也就是说,如果我国一年产出的餐厨垃圾全部得以利用,相当于节约了1000万亩耕地。

何炳光指出,面对中国耕地紧张、粮食短缺,每年需要大量进口粮食饲料的现状,合理利用餐厨垃圾是增加资源利用率、在一定程度上解决中国粮食问题的有效途径。并且这种利用,符合减量化、再利用、资源化特点,是发展循环经济的生动案例。

处理方式

1.粉碎直排处理

粉碎直排处理是欧美国家处理少量分散餐厨垃圾的主要方法,是在餐厨垃圾发生点对其直接进行破碎、粉碎处理,然后采用水力冲刷,将其排入城市市政下水管网,与城市污水合并进入城市污水处理厂进行集中处理。破碎法对于处理少量分散产生的餐厨垃圾如家庭厨余垃圾,具有价格便宜、技术简便等优点,能降低城市垃圾的含水率,减少收集量,利于提高城市垃圾的发热量。

2.填埋处理

中国很多地区的厨余垃圾都是与普通垃圾一起送入填埋场进行填埋处理的。填埋是大多数国家生活垃圾无害化处理的主要处理方式。由于厨余垃圾中含有大量的可降解组分,稳定时间短,有利于垃圾填埋场地的恢复使用,且操作简便,因此应用得比较普遍。随着对厨余垃圾可利用性的认识越来越广泛,无论在欧美、日本还是中国,餐厨垃圾的填埋率都正在呈现下降的趋势,甚至有很多国家已禁止餐厨垃圾进入填埋场处理了。

3.肥料化处理

餐厨垃圾的肥料化处理方法主要包括好氧堆肥和厌氧消化两种。好氧堆肥过程是在有氧条件下,利用好氧微生物分泌的胞外酶将有机物固体分解为可溶性有机物质,再渗入到细胞中,通过微生物的新陈代谢,实现整个堆肥过程。

同时,由好氧堆肥引申出一些类似的方法,如蚯蚓堆肥是近年来发展起来的一项新技术,利用蚯蚓吞食大量厨余垃圾,并将其与土壤混合,通过砂囊的机械研磨作用和肠道内的生物化学作用将有机物转化为自身或其他生物可以利用的营养物质。餐厨垃圾的厌氧消化处理是指在特定的厌氧条件下,微生物将有机垃圾进行分解,其中的碳、氢、氧转化为甲烷和二氧化碳,而氮、磷、钾等元素则存留于残留物中,并转化为易被动植物吸收利用的形式。

4.饲料化处理

目前的饲料市场潜力巨大。由于餐厨垃圾作为原料,价格低廉,供应量巨大,产品营养丰富、利润区间幅度较大,具有较强的市场竞争力。

饲料化有两种方式:

(1)生物处理制饲料。原理是将培养出的菌种加入餐厨垃圾密封贮藏,菌种进行繁殖并杀除病原菌制成饲料。

(2)高温消毒制饲料。原理是采用高温消毒原理,杀除病毒、经粉碎后加工成饲料,可供禽畜食用。比较成熟的餐厨垃圾加工饲料方法是将制粒技术、挤压膨化和干燥技术等手段综合利用。挤压后饲料中的细菌浓度要远远低于其他样品中的细菌浓度。由于挤压时不断升高的温度,一个单螺杆干燥挤压工艺可以大大减少潜在的病原菌浓度。目前已经有些厂家研制了配套技术设备并投入运行使用。

5.能源化处理

餐厨垃圾的能源化处理是在近几年迅速兴起的,主要包括焚烧法、热分解法、发酵制氢等。

焚烧法处理厨余垃圾效率较高,终产生约5%的利于处置的残余物,焚烧是在特制的焚烧炉中进行的,产生的热能可转换为蒸汽或者电能,从而实现能源的回收利用,但餐厨垃圾的含水率高,热值较低,燃烧时需要添加辅助燃料,从而造成投资大的问题,同时尾气处理也是一个难题。

热分解法是将垃圾在高温下进行热解,使垃圾中所含的能量转换成燃气、油和碳的形式,然后再进行利用,热解法具有广阔的应用前景,但技术尚未达到实用阶段,目前应用较少。氢作为一种高质量的清洁能源,是普遍认为的最有潜力的替代能源,很多学者对此做了研究。厨余垃圾的能源化处理必将受到越来越多的关注。

实际效果

宁波市充分利用宁波开诚生态技术有限公司自主开发的餐厨垃圾处理技术,政府出台《宁波市餐厨废弃物管理办法》,并且与2010家餐厨垃圾生产单位签订了收运合同,签约率为72%。垃圾处理及产品则由开诚公司市场化运作。

在开诚公司看到,原本污秽恶臭的菜汤馊饭,经过分捡、压榨、烘干、发酵等工序,做成可喂养禽畜的微生物复合饲料原料,还提炼出了工业油脂,可以用来生产肥皂。开诚公司通过与清华大学、浙江大学等高等院校合作,深层次发掘餐厨垃圾综合利用潜能,力争实现餐厨垃圾处理“零剩余”。据宁波市发改委副主任陶成波介绍,2006年~2009年,宁波累计收运餐厨垃圾7.7万吨,制成饲料原料5200吨,不饱和润滑剂1800余吨。

微生物发酵生产生物蛋白饲料

方法

以餐厨垃圾作为原料来生产蛋白饲料,一方面不仅可以减少其对环境及人类所可能造成的污染与危害,另一方面也可以再利用餐厨垃圾,促进畜牧业等的发展,从而实现环境经济的共同效益。

现阶段,餐厨垃圾制作蛋白饲料的途径主要有:高温干燥和微生物发酵两种。多采用微生物发酵法。因其后者更具优越性:接种前的灭菌过程可以有效消灭餐厨垃圾存在的有害病原菌,使得最终生物蛋白饲料的安全性得到保障;另外一方面,通过微生物的生长代谢,改善了餐厨垃圾的品质,并产生了大量的微生物菌体蛋白,很大程度上提高了产物中的蛋白质量。

生产常用菌种

用于生产生物蛋白饲料的菌种必须符合以下条件:

第一,可以较好的同化发酵底物中的基质碳源及无机氮源,进而合成小肽和有机酸等小分子物质;

第二,菌种生长繁殖速度较快,最终产物菌体单细胞蛋白含量较高;

第三,菌种须是安全的,菌体本身无毒性、无致病性,不会对环境固有的生态平衡造成危害;

第四,菌种的性质较稳定,不易发生突变。

从现有国内外研究进展看,有以下几类常用菌种有:

(1)乳酸菌

乳酸菌,即可以发酵利用碳水化合物最终生成乳酸的一类菌种。动物体内的大部分乳酸菌皆为益生菌,具有帮助消化,改善动物肠脏健康的功效,是人类食品和动物饲料中种,按照乳酸代谢途径来分类,大体可分为4类:专性异型、同型、兼性异型以及异型双歧杆菌乳酸发酵。这些菌种形成乳酸的主要来源是摄取细菌所产生的糖类。另外乳酸可以有效的抑制有害微生物的生长代谢以及有机物的腐败。

(2)酵母菌

应用于发酵餐厨垃圾生物产蛋白饲料的主要包括:啤酒酵母、热带假丝酵母、产朊假丝酵母、皮状皮孢酵母等。此类菌株都可以可分泌多种水解酶,且其活性含量高达50%~60%,并可以有效的促进细胞分裂,起到加强营养和抗病促长的效果。

(3)霉菌

霉菌是一类丝状真菌的统称。黑曲霉、黄曲霉、烟曲霉、根霉等真菌,分泌产物大量的酶类,比如蛋白酶、果胶酶、淀粉酶、纤维素酶、植酸酶等,这几类酶可以促进底物中淀粉、纤维素等诸多高分子化合物转化为单糖等小分子物质,便于微生物的生长利用。并且霉菌菌体中蛋白质含量较高,达到 20%~30%,因此在实际生产中被广泛使用。

(4)芽孢杆菌

芽抱杆菌芽孢生命力较强不易致死,在强酸、强碱、高氧、低氧环境下都可以正常的生存代谢。因此在饲喂时其可以以活菌形式进入到动物的消化系统,进而抑制肠道中可能存在的有害菌。另外由于期体积比一般病源菌分子要大很多,从而占据一定的空间优势,能抑制有害微生物的的生命活动。

(5)放线菌(Actinomycetes)

放线菌常被用于蛋白饲料的生产。特别是一些高温放线菌,可以较好的分解纤维素和木质素。除此之外,放线菌在生长代谢过程中还可以分泌出抗生素类等物质,从而抑制肠道中的有害病原菌,提高机体的免疫能力。一般,放线菌的菌体蛋白中营养物质较丰富。

发酵工艺

发酵是指通过特定微生物的生长代谢对底物中的有机物进行分解和转化的过程。发酵方式主要包括固态发酵和液态发酵两种。固态发酵,即以气相为连续相的一种生物反应过程,主要是在在具有一定湿度的水不溶性固体基质中,利用微生物进行发酵的工艺体系;液态发酵则是以液相为连续相的生物反应过程。固态发酵日益受到重视,因为其具有能耗低、产率高、周期短等优点。

固态发酵的培养基来源比较广泛常见,如工农业生产中所产生的下脚料等;这种生产过程能耗低、投资少、技术较易掌握;在发酵的过程中,亦无三废产生,对环境造成的污染很小;另外发酵过程一般不需要严格的无菌环境。

因此固态发酵是缓解能源危机、防治环境等的一种有效途径,是绿色生产的主要方式(Pnadey,1992;Rahgava,2000)但也要注意到,固态发酵也存在一些不足之处,比如不便于机械化操作,加大劳动强度,产品有限等(Robinson,2003)。

意义

餐厨垃圾含有较丰富的营养物质,可提供微生物生长需要的淀粉、纤维素、糖类等物质,用微生物对其进行发酵,一方面可以通过接种前的高温灭菌杀灭那些有害病原菌,另一方面通过接种有益的微生物改善去组成成分,另外产生大量的单细胞菌体蛋白得到积累,另外也避免了餐厨垃圾对环境和人体所可能造成的威胁,从而实现餐厨废物的无害化、资源化利用。

参考资料

1.餐厨垃圾如何处理·瑞新环境

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