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图1 LBR、UASB 串联式厌氧消化工艺
滤床式反应器(LBR)、升流式厌氧污泥床(UASB)串联极大地提高了餐厨垃圾产甲烷效率,同时降低沼气发酵压力,在餐厨垃圾资源化利用中,厌氧消化技术资源利用效果较好。
3.2生物干化技术
现阶段我国大部分城市的垃圾分类工作逐步开展,但仍存在大量餐厨垃圾混杂在生活垃圾、城市污泥中一同进行焚烧或者填埋。部分餐厨垃圾处理企业将餐厨垃圾回收,经分选、固液分离、提油等预处理后,剩余的固渣也会选择就近焚烧或者填埋。因此,焚烧技术仍然是我国目前餐厨垃圾处理的主要技术之一。焚烧是通过900℃~1000℃的高温对餐厨垃圾中的可燃物组分进行氧化分解,从而实现餐厨垃圾的减量化。焚烧后残余物质量只有20%左右,体积为10%左右,减量化程度较高。但若餐厨垃圾未经充分燃烧,会产生二噁英、二氧化硫、氯化氢和氮氧化物等有毒有害气体,造成大气的二次污染。
由于采用焚烧法对餐厨垃圾和城市污泥可以进行高效、彻底的处理,产生的热能可以回收利用,因此受到广泛关注。然而,餐厨垃圾和市政污泥的高水分含量降低了燃烧热值。因此,餐厨垃圾和污泥的干燥脱水处理非常重要。生物干化技术主要利用微生物好氧发酵产生的生物能降解有机物为动力,结合通风蒸发脱水,实现废弃物的快速干燥。
3.3好氧堆肥技术
好氧堆肥技术是利用好氧微生物在有氧条件下利用自身的代谢功能对餐厨垃圾中的有机质进行生物降解,最终形成稳定的高肥力腐殖质。在堆肥过程中,物料的含水率、粒径、通风情况以及温度都对堆肥效果有重大的影响。有学者进行餐厨垃圾高效好氧堆肥工艺优化实验,以有机物降解率为试验指标探讨通风量、环境温度、含水率、粒径等4个因素对堆肥效果的影响。结果表明:4个因素对有机物降解的影响显著性顺序为环境温度>含水率>粒径>通风量,同时得出最佳堆肥方案为环境温度40℃、含水率50%、粒径30mm、通风量4L/min。当前环境下好氧堆肥技术较为成熟,且堆肥可以产生有机肥料,实现废物资源化利用,同时改善了当前大量使用化肥导致的土壤退化等问题,具有极好的应用价值。
3.4联合生物蒸发处理
生物蒸发是好氧堆肥和生物干化技术的发展。对废水中的有机物含量有很高的要求。在研究初期,主要以生物干化污泥为添加剂对餐厨垃圾进行处理。为了扩大生物蒸发处理的对象,研究人员将餐厨垃圾与一般高浓度有机废水混合,调节有机物含量,以满足生物蒸发处理的要求。生物干化污泥可以为餐厨垃圾和高浓度废水提供结构支撑和接种微生物。生物蒸发技术可以同时处理餐厨垃圾、脱水污泥和高浓度废液,实现餐厨垃圾和高浓度废液的“零排放”。最后对剩余污泥进行卫生填埋处理,具有显著的经济效益和社会效益[4]。
4结束语
综上所述,餐厨垃圾作为一种资源性废弃物,对其中的资源和能源进行回收受到了广泛的关注。加之全球呼吁碳减排落实行动,我国“十四五”又是碳达峰、碳中和的关键期、窗口期,这进一步表明餐厨垃圾资源化处理处置的必要性。餐厨垃圾、市政污泥联合生物处理可使污染物得到有效处置,促进餐厨垃圾资源化利用与绿色化处理的协同发展。
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