餐廚垃圾直接堆肥的危害分析

1、餐廚垃圾直接堆肥的危害分析2010-05-24 09:08:06 作者：韓杰榮 來源：中國生物能源網(wǎng) 瀏覽次數(shù)：868 網(wǎng)友評論 4 條因為城市生活垃圾中易腐有機物主要來自于餐廚過程而且類別繁多，一般 我們將城市生活垃圾中易腐有機物統(tǒng)稱為餐廚垃圾。餐廚垃圾中易腐有機物的含 量為 4050，主要包括廚余垃圾、餐飲業(yè)垃圾、食品行業(yè)尾料等，主要以 淀粉類、食物纖維類、動物脂肪類等物質(zhì)為主，具有含水率高，油脂、鹽分含量 高，易腐爛、發(fā)酵、發(fā)臭等特點。餐廚垃圾中易腐有機物水分和油脂含量高，如 果與其他生活垃圾混合焚燒會大大降低焚燒的熱能利用，同時其中的脂類物質(zhì)在 重金屬的催化條件下成為產(chǎn)生二惡英的重要因

2、子；而填埋處理則會產(chǎn)生大量沼氣 及滲濾液，對環(huán)境造成二次污染，因此目前的易腐有機物大多采取生物處理。餐廚垃圾有機物含量高，碳/氮比合理、營養(yǎng)元素全面，和常用的有機肥生 產(chǎn)原料指標(biāo)接近，因此，也有一些研究方法和處理思路將餐廚垃圾做為堆肥原料 加以處理。經(jīng)過我們實驗研究，認(rèn)為餐廚垃圾直接堆把的危害不亞于直接填埋， 本文注重討論餐廚垃圾直接堆肥所產(chǎn)生的危害問題。一、餐廚垃圾直接堆肥應(yīng)用原理及優(yōu)點餐廚垃圾直接堆肥是指在人工控制的條件下，利用好氧微生物作用使有機 固體廢物穩(wěn)定化的過程。堆肥能否成功的關(guān)鍵是微生物菌種的選擇，堆肥物料碳 /氮比的調(diào)節(jié)，水分、溫度、氧氣與酸堿度的適當(dāng)控制。持支持觀點的人們認(rèn)為

3、餐廚垃圾直接堆肥處理有以下優(yōu)點：處理方法簡單、堆肥產(chǎn)品中能保留較多的氮，可用于農(nóng)業(yè)或制作動物飼料。 能有效地實現(xiàn)生活垃圾的資源化、減量化和無害化。堆肥場地的重復(fù)使用減少垃 圾填埋所產(chǎn)生的征地問題；能有效地使垃圾中的有機物穩(wěn)定下來，降低有害物質(zhì) 的生成減少對自然環(huán)境的污染并得到堆肥產(chǎn)品（一種能改善土壤結(jié)構(gòu)提高水保持 能力、抗腐蝕、能提高土壤中微生物活動能力的有機肥料），存在一定經(jīng)濟收益， 建設(shè)投資較省，單位處理能力投資約為 20-45 萬元（t/d）。二、餐廚垃圾直接堆肥的不可行性對餐廚垃圾直接堆肥的處理方法，我們在經(jīng)過仔細(xì)的調(diào)研究，是持反對態(tài) 度的，下面從不同的側(cè)面來討論不可行的問題：2.1

4、傳統(tǒng)堆肥方式占用場地太大以天津市河?xùn)|區(qū)為例，堆肥經(jīng)過 7d 一次發(fā)酵達(dá)到無害化后，再將其清理出 倉，運至二次發(fā)酵區(qū)，進(jìn)行 6-12 個月的進(jìn)一步腐熟，最終產(chǎn)品是粗堆肥。日處 理規(guī)模為 590t/d，日產(chǎn)垃圾堆肥 200t，工程占地面積 19. 4 萬。其中可堆肥 物占 38. 76 %，約為 228.7 t/ d，共需建造一次發(fā)酵倉（長 193. 16 m ，寬 1 8 m，堆高 2. 5 m，鋼筋砼排架結(jié)構(gòu)，采用靜態(tài)強迫通風(fēng)好氧發(fā)酵工藝）186 個， 二次堆肥發(fā)酵時間需要半年，所占場地面積更是無法想象。因此近年來，大型反應(yīng)器、強制通風(fēng)靜態(tài)垛和條垛堆肥等都受到極大限制， 堆肥設(shè)備正向小型化、移

5、動化和專用化趨勢發(fā)展。2.2 新型堆肥方式能耗過高，所產(chǎn)肥料成本過高，沒有市場競爭力作為規(guī)?；幚砉S，新型堆肥工藝大大減少了一次和二次堆肥的時間和 占地面積。為了提高效率，新型堆肥工藝采用了半烘干后發(fā)酵及添加 em 菌等新 工藝措施。但是僅烘干一項，將含水率為 8090%餐廚垃圾原料烘干到含水率為 4 050%堆肥料，所需要能耗驚人。傳統(tǒng)的二效蒸發(fā)，烘干每噸餐廚垃圾原料需要 耗費 228kg 新鮮蒸汽，需要費用約為 45 元；而采用新型工藝的 mvr 系統(tǒng)，烘干 1 噸餐廚垃圾原料需要耗電 16kwh 左右，每噸費用約為 9 元。在這樣的工藝下生 產(chǎn)出來的有機肥，成本極高，基本上沒有市場競爭

6、力。2.3 直接堆肥產(chǎn)生的滲濾液和臭氣處理成本高昂根據(jù)好氧堆肥有關(guān)資料，垃圾好氧堆肥產(chǎn)生的廢氣中主要污染物為 co ，也2伴隨著厭氧過程的發(fā)生，其主要廢氣污染物有 ch 、nh 、h s。直接堆肥處理 2004 3 2噸餐廚垃圾 co 日產(chǎn)量為 800 kg/ d。ch 的排放量為 58 kg/ d，nh 和 h2s 的排2 4 3放量分別為 7kg/ d 和 2kg/ d。在正常工況下，餐廚垃圾堆肥場界處 h s 超標(biāo)，2應(yīng)至少設(shè)置 500 m 的衛(wèi)生防護(hù)距離。處理 200 噸餐廚垃圾平均每天可產(chǎn)生 13.6 67t 滲濾液，cod 為 10000mg/l，bod 為 6000mg/l。垃圾

7、堆肥滲濾液是一種高濃 度有機廢水, 并含有豐富的微生物, 具有良好的可生化性。但是垃圾堆肥滲濾液 中的 cod、硝酸鹽等鹽類、部分金屬離子等理化指標(biāo)均不能滿足排放要求，需要加以處理。以現(xiàn)有的生物除臭和污水處理工藝，處理 200 噸規(guī)模堆肥場所產(chǎn)生的 二次污染，總投入和日運行費用都是相當(dāng)不經(jīng)濟的。2.4 餐廚垃圾中的油脂對于堆肥過程有很強的抑制性餐廚垃圾中油脂主要以可浮油、分散油、乳化油、溶解油、固相內(nèi)部油脂 等 5 種形式存在。眾所周知，現(xiàn)有除油工藝不能完全去除餐廚垃圾中的油脂， 餐廚垃圾的含油脂比例一般在 11-18%之間，根據(jù)清華大學(xué)的實驗，實驗室內(nèi)的 最高除油率約在 75%左右，然而目前

8、最好的除油工藝只能去除 7-12%的油脂。同 時經(jīng)實驗，餐廚垃圾高含量油脂會抑制微生物的生長，除油后堆肥樣本的 ph 較高, 這是由于減少了餐廚垃圾中的油脂含量，從而降低了油脂酸化對堆肥品質(zhì) 的影響。2.5 餐廚垃圾中的高鹽分去除成本過高，而不去除又會造成嚴(yán)重后果根據(jù)中南大學(xué)和深圳職業(yè)技術(shù)學(xué)院的實驗，水洗、脫水后樣本中含鹽量明 顯減少，含鹽率由(1. 380. 02)%降為(0. 570. 05) %；有機質(zhì)含量、含水 率等指標(biāo)相差不大。餐廚垃圾含鹽率由 ( 0. 840. 11) %降至 (0. 220. 0 2) %，含鹽量明顯降低，同時滲濾液中有機物含量較小。同樣，未經(jīng)過水洗預(yù)處 理的餐

9、廚垃圾堆肥產(chǎn)品含鹽量 (1. 380. 02)%（與樣品的含鹽量一致），而經(jīng) 過水洗后，堆肥中含鹽量降為(0. 570. 05)%。而我們在實驗中發(fā)現(xiàn)，餐廚垃 圾中的高鹽分同樣也會抑制微生物的生長，只有少數(shù)耐鹽菌群可以生存，而耐鹽 菌群的對有機質(zhì)的生化效果較差，這嚴(yán)重制約了好氧堆肥工藝的處理效果。華南農(nóng)業(yè)大學(xué)在堆肥后肥料的盆栽試驗中，選用肥料與珍珠巖、泥炭的混 合物作為試驗基質(zhì)，植物為黑麥草。試驗發(fā)現(xiàn)，當(dāng)采用堆肥時，種子發(fā)芽率為 2 3.33，平均株高 12.63 cm；采用泥炭：珍珠巖為 1：1 時，種子發(fā)芽率 93.33， 平均株高 6.68 cm。研究認(rèn)為，餐廚垃圾堆肥的高鹽分抑制了種子

10、發(fā)芽，高養(yǎng)分 促進(jìn)了已出芽種子的生長，使得黑麥草株高表現(xiàn)出明顯優(yōu)勢。由此可見，高鹽分 成為餐廚垃圾堆肥成品應(yīng)用的限制因素。2.6 餐廚垃圾中復(fù)雜成份用直接堆肥無法實現(xiàn)完全降解經(jīng)實驗，好氧堆肥 7d 和 11d 后，淀粉、油脂、脂肪、蛋白蛋、纖維素的降 解率相差不大，分別為 98%、70%、42%、57%、13%。沒有充分降解的多種物質(zhì)會攜帶大量未經(jīng)滅活的菌群。其中大量的有害菌，在包裝、運輸、施用后繼續(xù)發(fā)揮 作用，成為事實上的疾病傳播渠道。三、餐廚垃圾肥料的含鹽論證分析3.1 堆肥肥料鹽分含量計算隨著國家對有機廢棄物的資源化利用方式進(jìn)行不斷研究，餐廚垃圾近來采 用生物堆肥的方式進(jìn)行處理，不僅機械

11、處理能力較高，而且還生產(chǎn)出有機肥料， 在一定程度上緩解了城市環(huán)境壓力問題，但是，針對餐廚垃圾這種特殊的物料， 具有高含鹽率的特性，生產(chǎn)有機肥料存在鹽分問題，如果一旦施用土地，可能會 導(dǎo)致土壤的鹽堿化問題。如用餐廚垃圾資源化再生處理技術(shù)，每天以處理 1t 餐廚垃圾為例進(jìn)行計算 最終肥料的含鹽率。根據(jù)對城市餐廚垃圾物理特性調(diào)查與相關(guān)測定，得出如下數(shù) 據(jù)結(jié)論：初始餐廚垃圾的含水率為 75%，最終肥料的含水率為 25%（依據(jù)微生物肥料行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(ny 227-94)）現(xiàn)做如下的規(guī)定：按照理論值計算餐廚垃圾在生產(chǎn)肥料的過程中不存在固體質(zhì)量的損失； 餐廚垃圾原始的鹽分按照質(zhì)量百分比為 1.4%，根據(jù)以上兩條

12、規(guī)定進(jìn)行計算，最終計算生產(chǎn)的肥料含鹽率質(zhì)量百分比為 4.24%，如果按照肥料密度為 0.9t/m3進(jìn)行換算，最終肥料的含鹽率達(dá)到 38.88g/liter，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于國外肥料的鹽分測定標(biāo)準(zhǔn)（參照表 2）。 3.2 理論依據(jù)根據(jù)我國土壤鹽堿地的耐鹽承受能力表 1 進(jìn)行分析：表 1鹽堿地分類指標(biāo)名稱鹽堿地鹽化標(biāo)準(zhǔn)程度輕度中度重度全鹽含量（%）0.4-0.70.7-1.21.2 以上名稱鹽堿地分級指標(biāo)程度輕度中度重度全鹽含量（%）0.1-0.20.2-0.40.4-0.6備注：在 1m 厚土層內(nèi)全鹽含量備注：我國大多數(shù)以 30cm 土壤耕層含鹽量表 2 end-use test values reco

13、mmended for compost （肥料的最終測試 標(biāo)準(zhǔn)）test parameter german austrian werl(usa)salt（鹽） 2.5g/liter 2g/liter 2mmhos/cm根據(jù)：compost quality standards & guidelines prepared for:new york stste association of recyclers dec 2000 （堆肥質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)以及指導(dǎo)方針由紐約可再生循環(huán)部 2000 年 10 月出臺） 3.3 結(jié)果分析根據(jù)表 1 分析結(jié)果可以得出：如果直接采用餐廚垃圾進(jìn)行資源化利用，最 終生產(chǎn)肥料鹽

14、分質(zhì)量百分比為 4.24%，一旦長期施用土地中，可能導(dǎo)致土壤出現(xiàn) 不同程度的鹽堿化。因此，利用餐廚垃圾進(jìn)行直接生產(chǎn)肥料，存在含鹽率超標(biāo)問 題，需經(jīng)其它處理措施將鹽分降低再進(jìn)行資源化利用。四、結(jié)論1、 從理論方面來看，餐廚垃圾直接堆肥只是原理可行，但現(xiàn)行技術(shù)卻無法 解決其重要技術(shù)難題，同時也是極為不經(jīng)濟的一種處理方法，形成了環(huán)保產(chǎn)業(yè)并 不環(huán)保的事實與不良影響，所以不建議采用。2、 從餐廚垃圾成分方面分析，餐廚垃圾中鹽分、油脂對堆肥品質(zhì)產(chǎn)生影響。 堆肥的品質(zhì)在一定程度上受到餐廚垃圾中油脂含量、鹽分含量等因素影響，高鹽 分的堆肥產(chǎn)品將抑制植物的生長，如果長期使用還會導(dǎo)致土壤的鹽堿化。因此， 如何降低鹽分在堆肥產(chǎn)品中的含量以及其對植物的影響還