餐廚垃圾俗稱泔腳、泔水,也叫潲水又稱餿水,是餐飲垃圾和廚余垃圾的統稱,主要是居民在生活消費過程中形成的生活廢物,是食物垃圾中最主要的一種。特點是極易腐爛變質,散發惡臭,傳播細菌和病毒。
中文名餐廚垃圾
外文名Kitchen waste
類型餐飲垃圾、廚余垃圾
包括果皮、蛋殼、茶渣等
來源及特點餐廚垃圾是食物垃圾中最主要的一種,包括家庭、學校、食堂及餐飲行業等產生的食物加工下腳料(廚余)和食用殘余(泔腳)。其成分復雜,主要是油、水、果皮、蔬菜、米面、魚、肉、骨頭以及廢餐具、塑料、紙巾等多種物質的混合物。中國餐廚垃圾數量十分巨大,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,其特點可歸納為:
⑴含水率高、可達80%-95%。
⑵鹽分含量高、部分地區含辣椒、醋酸高。
⑶有機物含量高、蛋白質、纖維素、淀粉、脂肪等。
⑷富含氮、磷、鉀、鈣及各種微量元素。
⑸存在有病原菌、病原微生物。
⑹易腐爛、變質、發臭、滋生蚊。
分類根據來源不同,餐廚垃圾主要分為餐飲垃圾和廚余垃圾。前者產生自飯店、食堂等餐飲業的殘羹剩飯,具有產生量大、來源多、分布廣的特點,后者主要指居民日常烹調中廢棄的下腳料,數量不及餐飲垃圾龐大。
餐廚垃圾危害(1)污染環境、影響市容。
因餐廚垃圾含有較高的有機質和水分,容易受到微生物的作用,而發生腐爛變質現象;且廢棄放置時間越久,腐敗變質現象就越發嚴重。特別是到了夏季,溫度較高,腐爛變質也越快,這時候容易產生大量的滲濾水以及惡臭氣體,滋生蚊蟲,對環境衛生造成惡劣影響。
(2)危害人體健康。
餐廚垃圾中的肉類蛋白以及動物性的脂肪類物質,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有效處理的餐廚垃圾后,容易發生“同類相食”的同源性污染,并造成人畜之間疫病的交叉傳染,危害人體健康,并可能促進某些致命疾病的傳播。如歷史上大規模爆發的傳染病:1986年英國出現的瘋牛病、口蹄疫等。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物飼料,從而引起疾病的大規模傳染。
(3)傳播疾病。
餐廚垃圾的露天存放會招致蚊蠅鼠蟲的大量繁殖,其是疾病流傳的主要媒介。
(4)餐廚垃圾中堆放時產生的下滲液進入到污水處理系統,會造成有機物含量的增加,從而加重污水處理廠的負擔,增加運行成本。
綜上所述,餐廚垃圾對環境和人群的危害已十分嚴重,是城市環境一個重要污染源,對人們的正常生活與身體健康構成了威脅這一問題已經引起了政府的高度重視和人們的廣泛關注。
資源據農業部有關專家測算,餐廚垃圾內含大量的營養物質,主要成分是油脂和蛋白質。可替代玉米、魚粉、豆粕等加工成高能蛋白優質飼料,也是制取生物柴油的適合原料。
專家解釋,按干物質含量計算,5000萬噸餐廚垃圾相當于500萬噸的優質飼料,內含的能量相當于每年1000萬畝耕地的能量產出量,內含的蛋白質相當于每年2000萬畝大豆的蛋白質產出量。也就是說,如果我國一年產出的餐廚垃圾全部得以利用,相當于節約了1000萬畝耕地。
何炳光指出,面對中國耕地緊張、糧食短缺,每年需要大量進口糧食飼料的現狀,合理利用餐廚垃圾是增加資源利用率、在一定程度上解決中國糧食問題的有效途徑。并且這種利用,符合減量化、再利用、資源化特點,是發展循環經濟的生動案例。
餐廚垃圾處理方式1.粉碎直排處理
粉碎直排處理是歐美國家處理少量分散餐廚垃圾的主要方法,是在餐廚垃圾發生點對其直接進行破碎、粉碎處理,然后采用水力沖刷,將其排入城市市政下水管網,與城市污水合并進入城市污水處理廠進行集中處理。破碎法對于處理少量分散產生的餐廚垃圾如家庭廚余垃圾,具有價格便宜、技術簡便等優點,能降低城市垃圾的含水率,減少收集量,利于提高城市垃圾的發熱量。
2.填埋處理
中國很多地區的廚余垃圾都是與普通垃圾一起送入填埋場進行填埋處理的。填埋是大多數國家生活垃圾無害化處理的主要處理方式。由于廚余垃圾中含有大量的可降解組分,穩定時間短,有利于垃圾填埋場地的恢復使用,且操作簡便,因此應用得比較普遍。隨著對廚余垃圾可利用性的認識越來越廣泛,無論在歐美、日本還是中國,餐廚垃圾的填埋率都正在呈現下降的趨勢,甚至有很多國家已禁止餐廚垃圾進入填埋場處理了。
3.肥料化處理
餐廚垃圾的肥料化處理方法主要包括好氧堆肥和厭氧消化兩種。好氧堆肥過程是在有氧條件下,利用好氧微生物分泌的胞外酶將有機物固體分解為可溶性有機物質,再滲入到細胞中,通過微生物的新陳代謝,實現整個堆肥過程。
同時,由好氧堆肥引申出一些類似的方法,如蚯蚓堆肥是近年來發展起來的一項新技術,利用蚯蚓吞食大量廚余垃圾,并將其與土壤混合,通過砂囊的機械研磨作用和腸道內的生物化學作用將有機物轉化為自身或其他生物可以利用的營養物質。餐廚垃圾的厭氧消化處理是指在特定的厭氧條件下,微生物將有機垃圾進行分解,其中的碳、氫、氧轉化為甲烷和二氧化碳,而氮、磷、鉀等元素則存留于殘留物中,并轉化為易被動植物吸收利用的形式。
4.飼料化處理
目前的飼料市場潛力巨大。由于餐廚垃圾作為原料,價格低廉,供應量巨大,產品營養豐富、利潤區間幅度較大,具有較強的市場競爭力。
飼料化有兩種方式:
(1)生物處理制飼料。原理是將培養出的菌種加入餐廚垃圾密封貯藏,菌種進行繁殖并殺除病原菌制成飼料。
(2)高溫消毒制飼料。原理是采用高溫消毒原理,殺除病毒、經粉碎后加工成飼料,可供禽畜食用。比較成熟的餐廚垃圾加工飼料方法是將制粒技術、擠壓膨化和干燥技術等手段綜合利用。擠壓后飼料中的細菌濃度要遠遠低于其他樣品中的細菌濃度。由于擠壓時不斷升高的溫度,一個單螺桿干燥擠壓工藝可以大大減少潛在的病原菌濃度。目前已經有些廠家研制了配套技術設備并投入運行使用。
5.能源化處理
餐廚垃圾的能源化處理是在近幾年迅速興起的,主要包括焚燒法、熱分解法、發酵制氫等。
焚燒法處理廚余垃圾效率較高,終產生約5%的利于處置的殘余物,焚燒是在特制的焚燒爐中進行的,產生的熱能可轉換為蒸汽或者電能,從而實現能源的回收利用,但餐廚垃圾的含水率高,熱值較低,燃燒時需要添加輔助燃料,從而造成投資大的問題,同時尾氣處理也是一個難題。
熱分解法是將垃圾在高溫下進行熱解,使垃圾中所含的能量轉換成燃氣、油和碳的形式,然后再進行利用,熱解法具有廣闊的應用前景,但技術尚未達到實用階段,目前應用較少。氫作為一種高質量的清潔能源,是普遍認為的最有潛力的替代能源,很多學者對此做了研究。廚余垃圾的能源化處理必將受到越來越多的關注。[1]
實際效果寧波市充分利用寧波開誠生態技術有限公司自主開發的餐廚垃圾處理技術,政府出臺《寧波市餐廚廢棄物管理辦法》,并且與2010家餐廚垃圾生產單位簽訂了收運合同,簽約率為72%。垃圾處理及產品則由開誠公司市場化運作。
在開誠公司看到,原本污穢惡臭的菜湯餿飯,經過分撿、壓榨、烘干、發酵等工序,做成可喂養禽畜的微生物復合飼料原料,還提煉出了工業油脂,可以用來生產肥皂。開誠公司通過與清華大學、浙江大學等高等院校合作,深層次發掘餐廚垃圾綜合利用潛能,力爭實現餐廚垃圾處理“零剩余”。據寧波市發改委副主任陶成波介紹,2006年~2009年,寧波累計收運餐廚垃圾7.7萬噸,制成飼料原料5200噸,不飽和潤滑劑1800余噸。
微生物發酵生產生物蛋白飼料方法以餐廚垃圾作為原料來生產蛋白飼料,一方面不僅可以減少其對環境及人類所可能造成的污染與危害,另一方面也可以再利用餐廚垃圾,促進畜牧業等的發展,從而實現環境經濟的共同效益。
現階段,餐廚垃圾制作蛋白飼料的途徑主要有:高溫干燥和微生物發酵兩種。多采用微生物發酵法。因其后者更具優越性:接種前的滅菌過程可以有效消滅餐廚垃圾存在的有害病原菌,使得最終生物蛋白飼料的安全性得到保障;另外一方面,通過微生物的生長代謝,改善了餐廚垃圾的品質,并產生了大量的微生物菌體蛋白,很大程度上提高了產物中的蛋白質量。
生產常用菌種用于生產生物蛋白飼料的菌種必須符合以下條件:
第一,可以較好的同化發酵底物中的基質碳源及無機氮源,進而合成小肽和有機酸等小分子物質;
第二,菌種生長繁殖速度較快,最終產物菌體單細胞蛋白含量較高;
第三,菌種須是安全的,菌體本身無毒性、無致病性,不會對環境固有的生態平衡造成危害;
第四,菌種的性質較穩定,不易發生突變。
從現有國內外研究進展看,有以下幾類常用菌種有:
(1)乳酸菌
乳酸菌,即可以發酵利用碳水化合物最終生成乳酸的一類菌種。動物體內的大部分乳酸菌皆為益生菌,具有幫助消化,改善動物腸臟健康的功效,是人類食品和動物飼料中種,按照乳酸代謝途徑來分類,大體可分為4類:專性異型、同型、兼性異型以及異型雙歧桿菌乳酸發酵。這些菌種形成乳酸的主要來源是攝取細菌所產生的糖類。另外乳酸可以有效的抑制有害微生物的生長代謝以及有機物的腐敗。
(2)酵母菌
應用于發酵餐廚垃圾生物產蛋白飼料的主要包括:啤酒酵母、熱帶假絲酵母、產朊假絲酵母、皮狀皮孢酵母等。此類菌株都可以可分泌多種水解酶,且其活性含量高達50%~60%,并可以有效的促進細胞分裂,起到加強營養和抗病促長的效果。
(3)霉菌
霉菌是一類絲狀真菌的統稱。黑曲霉、黃曲霉、煙曲霉、根霉等真菌,分泌產物大量的酶類,比如蛋白酶、果膠酶、淀粉酶、纖維素酶、植酸酶等,這幾類酶可以促進底物中淀粉、纖維素等諸多高分子化合物轉化為單糖等小分子物質,便于微生物的生長利用。并且霉菌菌體中蛋白質含量較高,達到 20%~30%,因此在實際生產中被廣泛使用。
(4)芽孢桿菌
芽抱桿菌芽孢生命力較強不易致死,在強酸、強堿、高氧、低氧環境下都可以正常的生存代謝。因此在飼喂時其可以以活菌形式進入到動物的消化系統,進而抑制腸道中可能存在的有害菌。另外由于期體積比一般病源菌分子要大很多,從而占據一定的空間優勢,能抑制有害微生物的的生命活動。
(5)放線菌(Actinomycetes)
放線菌常被用于蛋白飼料的生產。特別是一些高溫放線菌,可以較好的分解纖維素和木質素。除此之外,放線菌在生長代謝過程中還可以分泌出抗生素類等物質,從而抑制腸道中的有害病原菌,提高機體的免疫能力。一般,放線菌的菌體蛋白中營養物質較豐富。
發酵工藝發酵是指通過特定微生物的生長代謝對底物中的有機物進行分解和轉化的過程。發酵方式主要包括固態發酵和液態發酵兩種。固態發酵,即以氣相為連續相的一種生物反應過程,主要是在在具有一定濕度的水不溶性固體基質中,利用微生物進行發酵的工藝體系;液態發酵則是以液相為連續相的生物反應過程。固態發酵日益受到重視,因為其具有能耗低、產率高、周期短等優點。
固態發酵的培養基來源比較廣泛常見,如工農業生產中所產生的下腳料等;這種生產過程能耗低、投資少、技術較易掌握;在發酵的過程中,亦無三廢產生,對環境造成的污染很小;另外發酵過程一般不需要嚴格的無菌環境。
因此固態發酵是緩解能源危機、防治環境等的一種有效途徑,是綠色生產的主要方式(Pnadey,1992;Rahgava,2000)但也要注意到,固態發酵也存在一些不足之處,比如不便于機械化操作,加大勞動強度,產品有限等(Robinson,2003)。
意義餐廚垃圾含有較豐富的營養物質,可提供微生物生長需要的淀粉、纖維素、糖類等物質,用微生物對其進行發酵,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,另外產生大量的單細胞菌體蛋白得到積累,另外也避免了餐廚垃圾對環境和人體所可能造成的威脅,從而實現餐廚廢物的無害化、資源化利用。
參考資料本文發布于:2023-06-05 10:47:19,感謝您對本站的認可!
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