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1、餐廚垃圾生物處理的現狀,目錄,1、餐廚垃圾的定義、現狀及危害 2、餐廚垃圾常用處理辦法 3、餐廚垃圾微生物資源循環(huán)處理技術 4、餐廚垃圾生物處理優(yōu)點及存在難題,餐廚垃圾,餐廚垃圾，指的是食品加工、餐飲服務、單位供餐活動中產生的食品殘余和加工廢料。 俗稱泔腳：是居民在生活消費過程中形成的生活廢物，極易腐爛變質，散發(fā)惡臭，傳播細菌和病毒。,餐廚垃圾現狀,餐廚垃圾主要成分包括米和面粉類食物殘余、蔬菜、動植物油、肉骨等，從化學組成上，有淀粉、纖維素、蛋白質、脂類和無機鹽。 廚余的主要特點是有機物含量豐富、水分含量高、易腐爛，其性狀和氣味都會對環(huán)境衛(wèi)生造成惡劣影響，且容易滋長病原微生物、霉菌毒素等有害物
2、質。 一分鐘前還是佳肴，一分鐘后成了垃圾。由于飲食文化和聚餐習慣，餐廚垃圾成了中國獨有的現象。中國餐桌浪費驚人，每天產生巨量的餐廚垃圾。,來自北京市發(fā)展改革委的數字，北京市每天產生1200噸餐廚 垃 圾。清華大學環(huán)境系固體廢物污染控制及資源化研究所的統(tǒng)計數據表明，中國城市每年產生餐廚垃圾不低于6000萬噸。 專家認為，營養(yǎng)豐富的餐廚垃圾是寶貴的可再生資源。但由于尚未引起重視，處置方法不當，它已成為影響食品安全和生態(tài)安全的潛在危險源。雖然處置不當會產生嚴重的后果，但餐廚垃圾也并非一無是處。國家發(fā)改委環(huán)資司副司長何炳光指出，餐廚垃圾具有廢物與資源的雙重特性，可以說是典型的“放錯了地方的資源”。,餐
3、廚垃圾的特點,餐廚垃圾是食物垃圾中最主要的一種,包括家庭、學校、食堂及餐飲行業(yè)等產生的食物加工下腳料(廚余)和食用殘余(泔腳)。其成分復雜，主要是油、水、果皮、蔬菜、米面、魚、肉、骨頭以及廢餐具、塑料、紙巾等多種物質的混合物。我國餐廚垃圾數量十分巨大，并呈快速上升趨勢。 餐廚垃圾具有顯著的危害和資源的二重性，其特點可歸納為： 含水率高、可達80% - 95%。 鹽分含量高、部分地區(qū)含辣椒、醋酸高。 有機物含量高、蛋白質、纖維素、淀粉、脂肪等。 富含氮、磷、鉀、鈣及各種微量元素。 存在有病原菌、病原微生物。 易腐爛、變質、發(fā)臭、滋生蚊。,餐廚垃圾的危害,餐廚垃圾中的主要成分有糧食、蔬菜、油類、肉
4、骨等，富含淀粉、蛋白質、脂肪、無機鹽以及微量元素，是名副其實的“寶貝”。 由于處理過程中監(jiān)管不力、方法不當，大部分泔水進入私人作坊回收體系，除了喂豬之外，還有部分被少數不法分子用來提煉食用油，流入食品市場，重上市民餐桌。“垃圾豬”和“地溝油”難以杜絕，給人類健康帶來極大威脅。通過微生物技術的有機處理，可以變有害為無害。,餐廚垃圾的危害,（1）污染環(huán)境、影響市容。因餐廚垃圾含有較高的有機質和水分，容易受到微生物的作用，而發(fā)生腐爛變質現象；且廢棄放置時間越久，腐敗變質現象就越發(fā)嚴重。特別是到了夏季，溫度較高，腐爛變質也越快，這時候容易產生大量的滲濾水以及惡臭氣體，滋生蚊蟲，對環(huán)境衛(wèi)生造成惡劣影響（
5、何晟，2010）1。,（2）危害人體健康。餐廚垃圾中的肉類蛋白以及動物性的脂肪類物質，主要來自于提供肉類食品的那些牲畜家禽，牲畜在直接吃食未經有效處理的餐廚垃圾后，容易發(fā)生“同類相食”的同源性污染，并造成人畜之間疫病的交叉?zhèn)魅?，危害人體健康，并可能促進某些致命疾病的傳播。如歷史上大規(guī)模爆發(fā)的傳染病：1986年英國出現的瘋牛病、口蹄疫等2（劉卓寶，2001）。再比如說，在許多地方傳播的禽流感等的起因，可能是由于病牛、病羊或病豬的尸體被制成了成了動物飼料，從而引起疾病的大規(guī)模傳染（Haug，1993）3。,（3）傳播疾病。餐廚垃圾的露天存放會招致蚊蠅鼠蟲的大量繁殖，其是疾病流傳的主要媒介（李小卉，
6、2006）4。 （4）餐廚垃圾中堆放時產生的下滲液進入到污水處理系統(tǒng)，會造成有機物含量的增加，從而加重污水處理廠的負擔，增加運行成本。 綜上所述，餐廚垃圾對環(huán)境和人群的危害已十分嚴重，是城市環(huán)境一個重要污染源，對人們的正常生活與身體健康構成了威脅這一問題已經引起了政府的高度重視和人們的廣泛關注。,面對每天都會產生大量餐廚垃圾的餐飲單位、食堂等處，需要大規(guī)模集中處理。 目前國內外主要的處理方法有：焚燒、堆肥、濕熱處理、生產生物柴油、蛋白飼料、厭氧發(fā)酵產氫、高溫炭化處理等。,餐廚垃圾的常規(guī)處理辦法,焚燒處理： 目前，對于多數垃圾處理技術較落后或垃圾分類不嚴格的地方，通常餐廚垃圾會與生活垃圾一起焚燒
7、處理。焚燒處理法對于垃圾減量化很有效，能夠達到減量90或更高5。對于一些技術較發(fā)達的地區(qū)，垃圾焚燒廠會利用垃圾焚燒產生的熱量發(fā)電，以獲得經濟效益。但由于餐廚垃圾的特殊性質，垃圾焚燒處理會產生大量的有害氣體，不能滿足無害化的要求。對于霉變、嚴重變質和已被化學污染的餐廚垃圾則應采用焚燒法進行處理。,堆肥處理,蚯蚓堆肥 蚯蚓本身是一種雜食性腐生生物，在其新陳代謝過程中會吞食大量有機物，并將其與土壤混合，通過砂囊的機械研磨作用和腸道中生化作用促進有機物分解轉化6。蚯蚓消化道可分泌蛋白酶、脂肪分解酶、纖維分解酶、甲殼酶、淀粉酶等，能有效分解餐廚垃圾，同時還能抑制堆肥過程中產生的臭味7。,密封式容器堆肥
8、美國的餐廚垃圾堆肥處理以密封式容器堆肥為主8。由于餐廚垃圾含有大量病菌，因此密封式堆肥多采用好氧的方式，以利用堆體產生的高溫來殺滅病菌6。密封式容器堆肥能有效減少因堆肥散發(fā)的酸臭味和由此孳生的害蟲，是一種對周邊環(huán)境影響較小的堆肥方式。它常常連接一個可以除去在堆肥初期產生的揮發(fā)性脂肪酸(VFA)的生物過濾裝置，以進一步降低對環(huán)境的影響。,厭氧堆肥 餐廚垃圾經過分揀、粉碎等預處理之后，可用于厭氧發(fā)酵。在厭氧發(fā)酵過程中，首先利用厭氧菌將多糖、蛋白質、脂質等有機物水解，再由產醋酸細菌，如膠醋酸菌和某些梭狀芽孢桿菌將高級脂肪酸分解為醋酸和氫，最后由甲烷菌將醋酸分解，生成cH。和cO：9。發(fā)酵后的固體物質
9、中含有氮、磷、鉀等適于農作物生長的元素，可加工后作為肥料，而以甲烷為主的發(fā)酵氣體通過凈化裝置除雜質，所得的甲烷可送到發(fā)電系統(tǒng)進行發(fā)電10。餐廚垃圾的厭氧發(fā)酵可以實現充分的資源化。,濕熱處理,濕熱處理 是在含水環(huán)境中通過熱水解反應處理餐廚垃圾，使其結構和性能發(fā)生物理化學變化，促進固體脂肪溶出的方法11。反應完成后，上層為油相，下層為固相。固相可通過過濾后處理，最終可制成飼料或肥料，而上層油脂也可進一步回收利用。與其他方法相比，它不僅實現了資源化，而且更容易實現消毒滅菌12。,生產生物柴油,生物柴油是指動植物油脂通過酯交換反應生成的脂肪酸甲酯等低碳酯類物質。生物柴油是一種優(yōu)質的可再生替代能源，與石
10、化柴油相比，它可以使s0：等硫化物的排放量減少約30，C0：等溫室氣體的排放量減少6013。餐廚垃圾粗加工提煉垃圾油后，加入甲醇和催化劑濃H：sO。發(fā)生酯交換反應，經過靜置沉淀分層并清洗，除甲醇后干燥除水，即得生物柴油成品。,目前，國際上利用餐廚垃圾生產生物柴油的方法還有超臨界甲醇法14和生物酶法15。超臨界甲醇法無需催化劑，無副產物產生，利用甲醇在超臨界狀態(tài)下的特殊性質，可使酯交換反應在幾分鐘內完成。生物酶法則是加人高活性的生物酶作為催化劑催化反應發(fā)生，該方法對環(huán)境友好，且產物符合要求。,發(fā)酵生產蛋白飼料,發(fā)酵生產蛋白飼料 該技術利用微生物發(fā)酵餐廚垃圾中的有機物，使其轉化為高蛋白含量的產物以
11、制成蛋白飼料。此方法處理餐廚垃圾的周期較短，產率高且耗能低，是一種比較理想的餐廚垃圾處理方法。可采用以2：2：l的黑曲霉、熱帶假絲酵母、枯草芽孢桿菌為混合菌劑，接種量1，添加15尿素，30發(fā)酵48 h后晾曬、烘干生產蛋白飼料16；也可以用餐廚垃圾乳酸發(fā)酵殘渣，添加25的尿素，30發(fā)酵3 h后晾曬、烘干制成蛋白飼料17。 目前，已有利用此項技術處理餐廚垃圾的工廠建成使用18。,厭氧發(fā)酵產氫,傳統(tǒng)的化學法產氫能耗大且成本高，而利用餐廚垃圾厭氧發(fā)酵產氫成本低廉，還可實現餐廚垃圾處理的無害化、減量化、資源化，被認為是最有發(fā)展前景的處理技術之一。厭氧發(fā)酵產氫通過發(fā)酵產氫微生物的生理代謝進行，發(fā)酵產氫的微
12、生物主要有腸桿菌屬(Enterobacter)、梭菌屬(clostridium)、埃希氏腸桿菌屬(Escherichia)和桿菌屬(Bacillus)4大類19，在發(fā)酵過程中通過對有機物的脫氫作用，平衡氧化還原過程中的剩余電子，以保證代謝過程的順利進行。其產氫途徑主要分為3種：丙酮酸脫羧作用產氫(在丙酮酸脫氫酶和氫化酶的作用下重組)；甲酸裂解產氫；通過輔酶I(NADH或NAD+)的氧化還原平衡調節(jié)作用產氫20。,高溫炭化處理,該技術是在400500的高溫和幾乎無氧的條件下燒蒸餐廚垃圾廢渣，再將產生的氣體在800的高溫下(二惡英在此溫度下分解)進行二次加溫20h，使餐廚垃圾變?yōu)樘炕?。炭化物可?/p>
13、用作地板除濕劑、土壤改良劑、白蟻驅除劑和建材石板等，以實現餐廚垃圾處理的資源化20。,其他處理方法,固態(tài)發(fā)酵生產生物農藥 餐廚垃圾的成分適于微生物的發(fā)酵，采用微生物發(fā)酵生產生物農藥也成為當前的研究方向之一。目前最常用的菌種為蘇云金芽孢桿菌(Bt)，其有效成分為伴孢晶體或殺蟲蛋白，伴孢晶體在昆蟲的堿性腸道中能被活化形一成內毒素，破壞腸壁的上皮細胞，引起致死的敗血病，從而造成昆蟲全身麻痹致死。生物農藥對人畜無害，對環(huán)境影響很小，是新型的綠色農藥。用Bt固態(tài)發(fā)酵處理餐廚垃圾，設備要求較低，工藝簡單，產品具有巨大的經濟效益和應用前景，且可實現餐廚垃圾的無害化、資源化處置。,發(fā)酵產燃料酒精 該方法利用運
14、動發(fā)酵單胞(Zymomonasmobilis10225)對餐廚垃圾進行發(fā)酵，以生產酒精22。 由于餐廚垃圾易被微生物降解，目前主要集中在利用微生物發(fā)酵處理餐廚垃圾中各種可以利用的資源。生物處理法處理餐廚垃圾對環(huán)境的影響較小，且成本相對較低，可回收能源并產生對人類有益的二次產物，成為處理餐廚垃圾的主流方法。,餐廚垃圾含有較豐富的營養(yǎng)物質，可提供微生物生長需要的淀粉、纖維素、糖類等物質，用微生物對其進行發(fā)酵，一方面可以通過接種前的高溫滅菌殺滅那些有害病原菌，另一方面通過接種有益的微生物改善去組成成分，另外產生大量的單細胞菌體蛋白得到積累，另外也避免了餐廚垃圾對環(huán)境和人體所可能造成的威脅，從而實現餐
15、廚廢物的無害化、資源化利用。,參考文獻,1何晟. 淺析餐廚垃圾利用處置不當產生的危害J. 環(huán)境衛(wèi)生工程，2010，18（4）：1315. 2劉卓寶. 令全世界恐慌的瘋牛病J. 上海預防醫(yī)學，2001，13(5)：1520 3Haug R.T. The practical handboox of compost engineeringJ. Lewis Publishers, 1993(2): 285. 4李小卉. 餐廚垃圾的危害及綜合治理對策J. 研究與探討，2006，11（11）：2425 5付婉霞，王會紅餐廚垃圾資源化技術及應用J建設科技，2008(s2)：9495 6王星，王德漢，張玉帥，
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