餐廚垃圾生物處理.pptx

餐廚垃圾生物處理的現(xiàn)狀,目錄,1、餐廚垃圾的定義、現(xiàn)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(shù) 4、餐廚垃圾生物處理優(yōu)點(diǎn)及存在難題,餐廚垃圾,餐廚垃圾，指的是食品加工、餐飲服務(wù)、單位供餐活動(dòng)中產(chǎn)生的食品殘余和加工廢料。 俗稱泔腳：是居民在生活消費(fèi)過程中形成的生活廢物，極易腐爛變質(zhì)，散發(fā)惡臭，傳播細(xì)菌和病毒。,餐廚垃圾現(xiàn)狀,餐廚垃圾主要成分包括米和面粉類食物殘余、蔬菜、動(dòng)植物油、肉骨等，從化學(xué)組成上，有淀粉、纖維素、蛋白質(zhì)、脂類和無機(jī)鹽。 廚余的主要特點(diǎn)是有機(jī)物含量豐富、水分含量高、易腐爛，其性狀和氣味都會(huì)對(duì)環(huán)境衛(wèi)生造成惡劣影響，且容易滋長病原微生物、霉菌毒素等有害物質(zhì)。 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(xí)慣，餐廚垃圾成了中國獨(dú)有的現(xiàn)象。中國餐桌浪費(fèi)驚人，每天產(chǎn)生巨量的餐廚垃圾。,來自北京市發(fā)展改革委的數(shù)字，北京市每天產(chǎn)生1200噸餐廚 垃 圾。清華大學(xué)環(huán)境系固體廢物污染控制及資源化研究所的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，中國城市每年產(chǎn)生餐廚垃圾不低于6000萬噸。 專家認(rèn)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(dāng)，它已成為影響食品安全和生態(tài)安全的潛在危險(xiǎn)源。雖然處置不當(dāng)會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)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(cuò)了地方的資源”。,餐廚垃圾的特點(diǎn),餐廚垃圾是食物垃圾中最主要的一種,包括家庭、學(xué)校、食堂及餐飲行業(yè)等產(chǎn)生的食物加工下腳料(廚余)和食用殘余(泔腳)。其成分復(fù)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(zhì)的混合物。我國餐廚垃圾數(shù)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(diǎn)可歸納為： 含水率高、可達(dá)80% - 95%。 鹽分含量高、部分地區(qū)含辣椒、醋酸高。 有機(jī)物含量高、蛋白質(zhì)、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(zhì)、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、肉骨等，富含淀粉、蛋白質(zhì)、脂肪、無機(jī)鹽以及微量元素，是名副其實(shí)的“寶貝”。 由于處理過程中監(jiān)管不力、方法不當(dāng)，大部分泔水進(jìn)入私人作坊回收體系，除了喂豬之外，還有部分被少數(shù)不法分子用來提煉食用油，流入食品市場，重上市民餐桌?！袄i”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(shù)的有機(jī)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(jī)質(zhì)和水分，容易受到微生物的作用，而發(fā)生腐爛變質(zhì)現(xiàn)象；且廢棄放置時(shí)間越久，腐敗變質(zhì)現(xiàn)象就越發(fā)嚴(yán)重。特別是到了夏季，溫度較高，腐爛變質(zhì)也越快，這時(shí)候容易產(chǎn)生大量的滲濾水以及惡臭氣體，滋生蚊蟲，對(duì)環(huán)境衛(wèi)生造成惡劣影響（何晟，2010）1。,（2）危害人體健康。餐廚垃圾中的肉類蛋白以及動(dòng)物性的脂肪類物質(zhì)，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(jīng)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(jìn)某些致命疾病的傳播。如歷史上大規(guī)模爆發(fā)的傳染?。?986年英國出現(xiàn)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(dòng)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(huì)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，2006）4。 （4）餐廚垃圾中堆放時(shí)產(chǎn)生的下滲液進(jìn)入到污水處理系統(tǒng)，會(huì)造成有機(jī)物含量的增加，從而加重污水處理廠的負(fù)擔(dān)，增加運(yùn)行成本。 綜上所述，餐廚垃圾對(duì)環(huán)境和人群的危害已十分嚴(yán)重，是城市環(huán)境一個(gè)重要污染源，對(duì)人們的正常生活與身體健康構(gòu)成了威脅這一問題已經(jīng)引起了政府的高度重視和人們的廣泛關(guān)注。,面對(duì)每天都會(huì)產(chǎn)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(nèi)外主要的處理方法有：焚燒、堆肥、濕熱處理、生產(chǎn)生物柴油、蛋白飼料、厭氧發(fā)酵產(chǎn)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(duì)于多數(shù)垃圾處理技術(shù)較落后或垃圾分類不嚴(yán)格的地方，通常餐廚垃圾會(huì)與生活垃圾一起焚燒處理。焚燒處理法對(duì)于垃圾減量化很有效，能夠達(dá)到減量90或更高5。對(duì)于一些技術(shù)較發(fā)達(dá)的地區(qū)，垃圾焚燒廠會(huì)利用垃圾焚燒產(chǎn)生的熱量發(fā)電，以獲得經(jīng)濟(jì)效益。但由于餐廚垃圾的特殊性質(zhì)，垃圾焚燒處理會(huì)產(chǎn)生大量的有害氣體，不能滿足無害化的要求。對(duì)于霉變、嚴(yán)重變質(zhì)和已被化學(xué)污染的餐廚垃圾則應(yīng)采用焚燒法進(jìn)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(huì)吞食大量有機(jī)物，并將其與土壤混合，通過砂囊的機(jī)械研磨作用和腸道中生化作用促進(jìn)有機(jī)物分解轉(zhuǎn)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(shí)還能抑制堆肥過程中產(chǎn)生的臭味7。,密封式容器堆肥 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(chǎn)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(duì)周邊環(huán)境影響較小的堆肥方式。它常常連接一個(gè)可以除去在堆肥初期產(chǎn)生的揮發(fā)性脂肪酸(VFA)的生物過濾裝置，以進(jìn)一步降低對(duì)環(huán)境的影響。,厭氧堆肥 餐廚垃圾經(jīng)過分揀、粉碎等預(yù)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(zhì)、脂質(zhì)等有機(jī)物水解，再由產(chǎn)醋酸細(xì)菌，如膠醋酸菌和某些梭狀芽孢桿菌將高級(jí)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(zhì)中含有氮、磷、鉀等適于農(nóng)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(zhì)，所得的甲烷可送到發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行發(fā)電10。餐廚垃圾的厭氧發(fā)酵可以實(shí)現(xiàn)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(yīng)處理餐廚垃圾，使其結(jié)構(gòu)和性能發(fā)生物理化學(xué)變化，促進(jìn)固體脂肪溶出的方法11。反應(yīng)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(jìn)一步回收利用。與其他方法相比，它不僅實(shí)現(xiàn)了資源化，而且更容易實(shí)現(xiàn)消毒滅菌12。,生產(chǎn)生物柴油,生物柴油是指動(dòng)植物油脂通過酯交換反應(yīng)生成的脂肪酸甲酯等低碳酯類物質(zhì)。生物柴油是一種優(yōu)質(zhì)的可再生替代能源，與石化柴油相比，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(yīng)，經(jīng)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(chǎn)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(chǎn)物產(chǎn)生，利用甲醇在超臨界狀態(tài)下的特殊性質(zhì)，可使酯交換反應(yīng)在幾分鐘內(nèi)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(yīng)發(fā)生，該方法對(duì)環(huán)境友好，且產(chǎn)物符合要求。,發(fā)酵生產(chǎn)蛋白飼料,發(fā)酵生產(chǎn)蛋白飼料 該技術(shù)利用微生物發(fā)酵餐廚垃圾中的有機(jī)物，使其轉(zhuǎn)化為高蛋白含量的產(chǎn)物以制成蛋白飼料。此方法處理餐廚垃圾的周期較短，產(chǎn)率高且耗能低，是一種比較理想的餐廚垃圾處理方法?？刹捎靡?：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(chǎn)蛋白飼料16；也可以用餐廚垃圾乳酸發(fā)酵殘?jiān)砑?5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(xiàng)技術(shù)處理餐廚垃圾的工廠建成使用18。,厭氧發(fā)酵產(chǎn)氫,傳統(tǒng)的化學(xué)法產(chǎn)氫能耗大且成本高，而利用餐廚垃圾厭氧發(fā)酵產(chǎn)氫成本低廉，還可實(shí)現(xiàn)餐廚垃圾處理的無害化、減量化、資源化，被認(rèn)為是最有發(fā)展前景的處理技術(shù)之一。厭氧發(fā)酵產(chǎn)氫通過發(fā)酵產(chǎn)氫微生物的生理代謝進(jìn)行，發(fā)酵產(chǎn)氫的微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(duì)有機(jī)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(jìn)行。其產(chǎn)氫途徑主要分為3種：丙酮酸脫羧作用產(chǎn)氫(在丙酮酸脫氫酶和氫化酶的作用下重組)；甲酸裂解產(chǎn)氫；通過輔酶I(NADH或NAD+)的氧化還原平衡調(diào)節(jié)作用產(chǎn)氫20。,高溫炭化處理,該技術(shù)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(chǎn)生的氣體在800的高溫下(二惡英在此溫度下分解)進(jìn)行二次加溫20h，使餐廚垃圾變?yōu)樘炕?。炭化物可被用作地板除濕劑、土壤改良劑、白蟻?qū)除劑和建材石板等，以實(shí)現(xiàn)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(chǎn)生物農(nóng)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(chǎn)生物農(nóng)藥也成為當(dāng)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(nèi)毒素，破壞腸壁的上皮細(xì)胞，引起致死的敗血病，從而造成昆蟲全身麻痹致死。生物農(nóng)藥對(duì)人畜無害，對(duì)環(huán)境影響很小，是新型的綠色農(nóng)藥。用Bt固態(tài)發(fā)酵處理餐廚垃圾，設(shè)備要求較低，工藝簡單，產(chǎn)品具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益和應(yīng)用前景，且可實(shí)現(xiàn)餐廚垃圾的無害化、資源化處置。,發(fā)酵產(chǎn)燃料酒精 該方法利用運(yùn)動(dòng)發(fā)酵單胞(Zymomonasmobilis10225)對(duì)餐廚垃圾進(jìn)行發(fā)酵，以生產(chǎn)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(duì)環(huán)境的影響較小，且成本相對(duì)較低，可回收能源并產(chǎn)生對(duì)人類有益的二次產(chǎn)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(zhì)，可提供微生物生長需要的淀粉、纖維素、糖類等物質(zhì)，用微生物對(duì)其進(jìn)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(chǎn)生大量的單細(xì)胞菌體蛋白得到積累，另外也避免了餐廚垃圾對(duì)環(huán)境和人體所可能造成的威脅，從而實(shí)現(xiàn)餐廚廢物的無害化、資源化利用。,參考文獻(xiàn),1何晟. 淺析餐廚垃圾利用處置不當(dāng)產(chǎn)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(yù)防醫(yī)學(xué)，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(duì)策J. 研究與探討，2006，11（11）：2425 5付婉霞，王會(huì)紅餐廚垃圾資源化技術(shù)及應(yīng)用J建設(shè)科技，2008(s2)：9495 6王星，王德漢，張玉帥，等國內(nèi)外餐廚垃圾的生物處理及資源化技術(shù)進(jìn)展J環(huán)境衛(wèi)生工程，2005，13(2)：2529 7 Rundberget T， skaar I，F(xiàn)laoyen AThe Prensence of Prensence of and Penicollium and Penicillium mycoloxins in F00d wasteJInt Jd Micmbiol，2004，90：181188 8Amncon N Q，Edwards c A，Bierman P，et a1IIlfluences of venllicomposts on Field Stmwberries： 1Effects on Gmwth and YieldsJBioresourceTechnol，2004，93(2)：145153 9劉會(huì)友，王俊輝，趙定國厭氧消化處理餐廚垃圾的工藝研究J能源技術(shù)，2005，26(4)：151一154 10陳國美餐廚垃圾生產(chǎn)肥料管理研究D天津：天津大學(xué)，2007 11杜欣，陳婷，李歡，等2種典型餐廚垃圾資源化處理工藝的環(huán)境影響分析J環(huán)境工程學(xué)報(bào)，2010，4(1)：189一194 12任連海，聶永豐，劉建國，等餐廚垃圾濕熱處理的影響因素J清華大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2006，46(9)：155l1554，1559 13張龍生，劉拓餐廚垃圾生產(chǎn)生物柴油現(xiàn)狀及對(duì)策J環(huán)境衛(wèi)生工程，2009，17(6)：50一52 14He H Y，Wang T，Zhu S L Continuous Pmduction of Biodiesel Fuel from vegetable Oil Using supercritical Methnol ProcessJ Fuel，2006，35(7)：l一6 15錢伯章，朱建芳生物燃料生產(chǎn)和技術(shù)發(fā)展趨勢J當(dāng)代化工，2005，34 (6)： 361365,16龔仁，宋鵬，陳五嶺餐廚垃圾發(fā)酵生產(chǎn)生物活性蛋白飼料的工藝研究J飼料工業(yè)，2008，29(24)：39-42 17王孝強(qiáng)，尹瑋，汪群慧，等餐廚垃圾乳酸發(fā)酵殘?jiān)a(chǎn)蛋白飼料的研究J哈爾濱商業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2008，24(4)：404408 18梅耀武將餐廚垃圾變?yōu)樯锓柿虾蜕镲暳希築GB餐廚垃圾資源化處理技術(shù)介紹J科技潮，2009 (4)：19 19孫營軍，丁穎，吳偉祥，等餐廚垃圾發(fā)酵生物制氫研究進(jìn)展J科技通報(bào)，2009，25(2)：226232 20牛冬杰，趙雅萱，劉常青，等餐廚垃圾厭氧產(chǎn)氫綜述J環(huán)境污染與防治，2007，29(5)：37l一375 21任文元餐廚垃圾綜合處理及利用對(duì)策研究J現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè)，20lO，22(22)：408410 22王丹陽，弓愛君，張振星，等北京市餐廚垃圾的處理現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢J環(huán)境衛(wèi)生工程，2010，18(1)：2426,