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【学术前沿】中国沼气:餐厨垃圾干式厌氧发酵研究进展

时间:2022-05-26      浏览:799

  餐厨垃圾包括餐饮垃圾和厨余垃圾。餐饮垃圾指餐馆、食堂等的饮食剩余物,包括果蔬、肉、油脂、面点等加工废弃物以及过期食品等;厨余垃圾指家庭日常生活中丢弃的果蔬、瓜果皮及食物方面的下脚料、剩菜剩饭等易腐有机垃圾。

  我国每年约产生2.10*108 t的餐厨垃圾,若将这些垃圾全部利用,能够节约200万公顷玉米的能量和600万吨生物柴油。但目前在我国真正用于资源化处理(好氧堆肥、厌氧堆肥)的餐厨垃圾仅有不到2%,其余超过98%的餐厨垃圾均被直接焚烧。

  厌氧发酵能够将餐厨垃圾中的有机部分转化为再生能源,且发酵后的沼渣还可作为优质肥料。因此,厌氧发酵也成为了我国当前餐厨垃圾资源化的主要处理方式,在全国餐厨垃圾处理试点城市中,80%的餐厨垃圾都采用了厌氧发酵的方式处理。

  餐厨垃圾的主要成分为碳水化合物(干基)55.2%~61.9%,蛋白质(干基)13%~27%,油脂(干基)4.6%~42%,纤维素(干基)2.6%~6.5%等。

  目前的厌氧发酵技术可分为干式厌氧发酵、半干式厌氧发酵和湿式厌氧发酵。

  干式厌氧发酵技术相比于湿式厌氧发酵技术,反应器体积小、容积产气率高、加热耗能低、总甲烷损失量低,且用水量少,不会出现湿式厌氧发酵中出现的浮渣、沉淀等问题;后期处理更容易,沼渣可直接作为有机肥料使用。因此,干式厌氧发酵技术是更适合于处理餐厨垃圾这样数量庞大的有机固体废物的。

  早在20世纪50年代,国外便已经开始了对干式厌氧发酵的研究,而我国则起步较晚,大多停留在科研机构和高校实验室研究试验阶段,国内工程应用较少。

  主要的应用案例有:聊城使用的覆膜槽干式厌氧发酵处理畜禽污染物,日处理量150t,日产沼气11000m3;厦门和哈尔滨的生活垃圾处理厂可处理总固体浓度高达50%以上的废弃物;杭州餐厨垃圾处理一期工程,日处理量可达200t,日产沼气13000 m3,日发电量达26000kW·h,毛油日产量5.3t。

  但干式厌氧发酵技术也存在着酸抑制、气泡、混合不均匀等问题,严重影响着干式厌氧发酵的系统稳定性和产气效率。


  利用干式厌氧发酵技术处理餐厨垃圾有很明显的优势和好处,但干式厌氧发酵技术目前还存在着较多的问题,还需要进一步完善和发展工艺。如何在保证系统稳定性和效率的同时,增加经济效益,形成一条适合于工程应用和推广的稳定可靠的发酵处理工艺,还有待今后的研究和探索。
  针对以上问题,可以使用以下这几种方法来解决或者改善。

 

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参考文献:

[1]王炯科,汤晓玉,王文国.餐厨垃圾干式厌氧发酵研究进展[J].中国沼气,2021,39(3):35-41.

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