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2010-05-2409:08:06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)生二惡英的重要因子；而填埋處理則會產(chǎn)生大量沼

2、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控制。持支持觀點的人們認為餐廚垃圾直接堆肥處理有以下優(yōu)點：處理方法

3、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（一種能改善土壤結構提高水保持能力、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)過仔細的調(diào)研究，是持反對態(tài)度的，下面從不同的側面來討論不可行的問題：2.1 傳統(tǒng)堆肥方式占用場地太大以天津市河東區(qū)為例，堆肥經(jīng)過7d

4、一次發(fā)酵達到無害化后，再將其清理出倉，運至二次發(fā)酵區(qū)，進行6-12個月的進一步腐熟，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nf。其中可堆肥物占38.76%，約為228.7t/d，共需建造一次發(fā)酵倉（長193.16m，寬18m，堆高2.5m，鋼筋砼排架結構，采用靜態(tài)強迫通風好氧發(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，大型反應器、強制通風靜態(tài)垛和條垛堆肥等都受到極大限制，堆肥設備正向小型化、移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

5、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4050%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（統(tǒng)，烘干1噸餐廚垃圾原料需要耗電16kWh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)好氧堆肥有關資料，垃圾好氧堆肥產(chǎn)生的廢氣中主要污染物為CO2，也伴隨著厭氧過程的發(fā)生，其主要廢氣污染物有

6、CH、NH、HS。直接堆肥處理200噸餐廚垃圾CO日產(chǎn)量為800kg/d。CH的排放量為58kg/d,NH和H2s的排放量分別為7kg/d和2kg/d。在正常工況下，餐廚垃圾堆肥場界處H2S超標，應至少設置500m的衛(wèi)生防護距離。處理200噸餐廚垃圾平均每天可產(chǎn)生13.667t滲濾液，CODfe10000mg/L,BOM6000mg/L=垃圾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

7、費用都是相當不經(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)清華大學的實驗，實驗室內(nèi)的最高除油率約在75%左右，然而目前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重后果根據(jù)中南大學和深圳職業(yè)技術學院的實驗

8、，水洗、脫水后樣本中含鹽量明顯減少，含鹽率由(1.38±0.02)%降為(0.57±0.05)%；有機質(zhì)含量、含水率等指標相差不大。餐廚垃圾含鹽率由(0.84±0.11)%降至(0.22±0.02)%，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)過水洗預處理的餐廚垃圾堆肥產(chǎn)品含鹽量(1.38±0.02)%(與樣品的含鹽量一致)，而經(jīng)過水洗后，堆肥中含鹽量降為(0.57±0.05)%。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，這嚴重制約了好氧堆

9、肥工藝的處理效果。華南農(nóng)業(yè)大學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)，當采用堆肥時，種子發(fā)芽率為23.33，平均株高12.63cm；采用泥炭：珍珠巖為1：1時，種子發(fā)芽率93.33，平均株高6.68cm。研究認為，餐廚垃圾堆肥的高鹽分抑制了種子發(fā)芽，高養(yǎng)分促進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用的限制因素。2.6餐廚垃圾中復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

10、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行不斷研究，餐廚垃圾近來采用生物堆肥的方式進行處理，不僅機械處理能力較高，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，可能會導致土壤的鹽堿化問題。如用餐廚垃圾資源化再生處理技術，每天以處理1t餐廚垃圾為例進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)查與相關測定，

11、得出如下數(shù)據(jù)結論：初始餐廚垃圾的含水率為75%最終肥料白含水率為25%（依據(jù)微生物肥料行業(yè)標準（NY227-94）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)以上兩條規(guī)定進行計算，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進行換算，最終肥料的含鹽率達到38.88g/liter,遠遠高于國外肥料的鹽分測定標準（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進行分析：表1鹽堿地分類指標名稱程度全鹽含量（%名稱程度全鹽含量（）輕度0.4-0.7輕度0.1-0.2鹽堿

12、地鹽化標準中度0.7-1.2鹽堿地分級指標中度0.2-0.4重度1.2以上重度0.4-0.6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2End-UseTestValuesRecommendedforCompost(肥料的最終測試標準)TestParameterGermanAustrianWERL(USA)Salt （鹽）<2.5g/liter<2g/liter<2mmhos/cm根據(jù)：COMPOSTQUALITYSTANDARDS&GUIDELINESPreparedfor:NewYorkStsteAssociationofRecycler

13、sDec2000（堆肥質(zhì)量標準以及指導方針由紐約可再生循環(huán)部2000年10月出臺）3.3 結果分析根據(jù)表1分析結果可以得出：如果直接采用餐廚垃圾進行資源化利用，最終生產(chǎn)肥料鹽分質(zhì)量百分比為4.24%,一旦長期施用土地中，可能導致土壤出現(xiàn)不同程度的鹽堿化。因此，利用餐廚垃圾進行直接生產(chǎn)肥料，存在含鹽率超標問題，需經(jīng)其它處理措施將鹽分降低再進行資源化利用。四、結論3.4 理論方面來看，餐廚垃圾直接堆肥只是原理可行，但現(xiàn)行技術卻無法解決其重要技術難題，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。3.5 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有待進一步的研