引言:廚房垃圾占日常生(shēng)活垃圾的非常大(dà)部分(fēn),且水分(fēn)含量較高,其獨特的化學物(wù)理特性使其很難處置。怎樣高效運用各類新的處置技術應用和工(gōng)藝方法,增強對廚餘垃圾的能源化處置,在确保處置成效的時候輸出更高效的能量,是非常值得衆多科技人員(yuán)深入研究的科研課題。
1、廚餘垃圾的産量和主要成分(fēn)
1.1其它國家和我(wǒ)國的廚餘垃圾産量
西方發達國家的廚餘垃圾占日常生(shēng)活垃圾的比例比發展國家要低。可是,廚餘垃圾歸屬于所有國家日常生(shēng)活垃圾中(zhōng)的重要一(yī)環,有效解決和處理廚餘垃圾,對提升居住環境,具備至關重要的社會價值。
1.2廚餘垃圾的特性特性
由于我(wǒ)國地域遼闊,由于生(shēng)活習慣不同,所形成的廚餘垃圾在類型和特性上都會有非常大(dà)的差異。在重慶和四川等區域,火(huǒ)鍋的食用占比較高,因此 廚餘垃圾中(zhōng)的油脂成分(fēn)較高。此外(wài),有關研究表明,西安地區廚餘垃圾的含鹽度約爲1.24%之間。因此 ,國内的廚餘垃圾具備高油、高鹽的特性。
2、廚餘垃圾的能源化處理技術及其适應性
2.1燒毀的方法
選用焚燒法處置廚餘垃圾具備很高的處置效果,并能形成約5%的易于處置的殘餘物(wù)。焚化全過程必須在專用型垃圾焚燒爐中(zhōng)做好,它的熱效率比較高,形成的熱能能夠轉化成電(diàn)能或水蒸汽。可是,廚餘垃圾的含水量較高,燃燒值較低,所以在焚燒處理環節中(zhōng)必須添加許多輔助助燃劑。廚房垃圾的脫水處置消耗了大(dà)批量的能源,而焚燒處理形成的尾氣要做好相對應的技術性處置才可以實現相對應的廢氣排放(fàng)标準。綜上所述,選用焚燒處理處置廚餘垃圾,存在着大(dà)量的費(fèi)用投資(zī)和排放(fàng)限制等問題,促使其無法規模性應用推廣。
2.2熱解環節
遇熱分(fēn)解是将廢棄物(wù)在高溫高壓情況下(xià)進行遇熱分(fēn)解,将廢棄物(wù)中(zhōng)含的能量轉化爲油、炭、氣等方式,再做好開(kāi)發利用。廚餘垃圾中(zhōng)含的氨、氦、硫等在熱解環節中(zhōng)持續保持還原模式,所以對處置設備産生(shēng)的腐蝕性較小(xiǎo)。因此 遇熱分(fēn)解法具備非常廣泛的發展和應用前景,但其相應技術應用都還沒進到具體(tǐ)推廣環節,現階段的運用案例還并不多。
2.3生(shēng)物(wù)發酵制氫
氫氣用作一(yī)類高品質、高潔淨度的優質能源,已廣泛運用于代替煤炭、原油等傳統式能源。并且生(shēng)物(wù)發酵制氫方法有着化學反應條件平穩、耗能低等特性,所以備受人們的普遍性重視。
生(shēng)物(wù)學進行發酵關鍵有細菌和光合作用形成氫氣和進行發酵形成氫氣兩大(dà)類方式 ,涉及到光合菌和發酵細菌這兩大(dà)類微生(shēng)物(wù)菌種菌群。在活性污泥法中(zhōng)獲取微生(shēng)物(wù)菌種,并對不一(yī)樣成分(fēn)的生(shēng)活垃圾各自開(kāi)展進行發酵制氫試驗,國内國外(wài)諸多學者對此進行了理論研究和實踐性探究,得出結果:糖類廢物(wù)的具體(tǐ)産氫量是蛋白(bái)類和酯類廢物(wù)的20倍上下(xià)。此文利用對産氫全過程中(zhōng)乳酸菌的抑菌作用開(kāi)展探究,得出結果:對底物(wù)開(kāi)展預熱處置,能夠優質地降低這類作用在進行發酵前的影響。
選用微生(shēng)物(wù)菌種發酵法制造氫氣,常用的原材料主要是生(shēng)活廢棄物(wù)、城區廢水和排洩物(wù)等相應有機廢料,不僅能夠制造出氫氣供人運用,而且可以淨化水環境,有着較好的生(shēng)态環保效果。所以,不論是從生(shēng)态環境保護方面,或是從能源開(kāi)發方面,生(shēng)物(wù)制氫都有着很好的行業前景。
2.4生(shēng)物(wù)柴油的生(shēng)産
根據有關研究統計分(fēn)析得知(zhī),每噸的廚餘垃圾通過煉制能夠産生(shēng)20~80kg的廢油脂,通過集中(zhōng)化生(shēng)産加工(gōng)和清理,能夠做成低碳酯類化學物(wù)質(如脂肪酸甲酯等),即生(shēng)物(wù)柴油。最常見的生(shēng)物(wù)柴油制取辦法有超臨界甲醇法和生(shēng)物(wù)酶法,前面一(yī)種具體(tǐ)采用甲醇在超臨界狀态下(xià)的化學物(wù)理特性,跟廢油脂産生(shēng)化學反應,産生(shēng)生(shēng)物(wù)柴油。這類生(shēng)活垃圾處理制作工(gōng)藝不用加入催化劑,也不會産生(shēng)副産品,所以不用對其生(shēng)成物(wù)開(kāi)展分(fēn)離(lí)加工(gōng)處理,化學反應全過程中(zhōng)也不易産生(shēng)大(dà)批量廢液。此外(wài),該制作工(gōng)藝的化學反應速率很高,隻需2~4min,就可實現化學反應穩定,對物(wù)料純淨度的要求也較低,另外(wài)水和脂肪酸對化學反應産生(shēng)的影響不大(dà)。生(shēng)物(wù)酶法是一(yī)類将能再生(shēng)油脂物(wù)料轉換爲生(shēng)物(wù)柴油的新技術新工(gōng)藝。本工(gōng)藝具有很強的環保性,通過相關試驗研究,産品的有關核心技術要求達到了德國、英國等西方發達國家的生(shēng)物(wù)柴油标準規定,并做到了國内0号柴油标準規定。
在制取生(shēng)物(wù)柴油時,因爲廚餘垃圾中(zhōng)帶有很多雜(zá)物(wù),必須選用适合的預處理舉措和工(gōng)藝處理,進而保障其轉換率滿足有關标準規定,另外(wài)确保産品含量不受影響。要嚴苛維持酯交換反應的完全性,完全去(qù)除甘油等副産品,避免産生(shēng)發動機運轉不佳等情況。另外(wài),雖然生(shēng)物(wù)柴油有着不錯的環境效應,但其所需的經濟費(fèi)用較高,國外(wài)具體(tǐ)選用降稅或免稅的形式,使其成本費(fèi)用靠近一(yī)般柴油。
3、工(gōng)藝的适應性
在20世紀20年代末,MBT技術應用被認爲是垃圾處理領域中(zhōng)具體(tǐ)的技術應用進步,伴随着厭(yàn)氧消化技術應用的快速發展和人們對環保新能源的要求,它也從處理簡單、分(fēn)類、清潔的有機垃圾發展到了處理不同程度的混合生(shēng)活垃圾。同好氧法相比,厭(yàn)氧法屬于産能法,在生(shēng)産過程中(zhōng)容易實現密封,臭氣易于控制,厭(yàn)氧法在生(shēng)産中(zhōng)的應用也日益廣泛。
廚房垃圾分(fēn)類發展比較快的區域,幹濕分(fēn)類已基本上建立共識。所以,廚餘垃圾的處置應越來越多地考量其構成的多元性和技術應用的适用性。伴随着垃圾分(fēn)類處理作業的推動,尤其是近些年環保督查的推動,廚餘垃圾分(fēn)類處置的技術應用需要日趨緊迫。此外(wài),基本上全部世界區域内的首要有機生(shēng)活垃圾處理技術應用以各種合作模式進到我(wǒ)國。比如,Kompogas,Eismann,OWS等幹消解技術應用,德國Wehrle環境下(xià)的淋濾水解技術應用,歐洲地區高壓擠壓分(fēn)離(lí)技術應用等。對不一(yī)樣的業主而言,在技術應用和加工(gōng)工(gōng)藝線路的選用上面對着很大(dà)的考驗和困擾。
應最先認識各類制作工(gōng)藝的特征以及對原料的适用性。幹厭(yàn)氧消化技術應用的特征是,當原料的固态成分(fēn)超過25%時,原料中(zhōng)的重質和質輕成分(fēn)被有機質包圍,不容易出現沉積和飄浮。所以,幹式消化技術應用對垃圾分(fēn)類處理采集和預分(fēn)選的作用标準并不高;而當固态成分(fēn)少于20%時,發生(shēng)重物(wù)沉降,輕物(wù)漂浮,系統将失去(qù)穩定性,無法正常運行。按照國内居民生(shēng)活方式的特性,假如廚餘垃圾歸類實際效果不錯,廚餘中(zhōng)的水分(fēn)将超過80%,乃至85%之上,則表明幹法消化過程的穩定性能存在不足。通常情況下(xià),濕式消化需要固體(tǐ)成分(fēn)小(xiǎo)于12%,并需要最大(dà)限度地去(qù)除惰性成分(fēn),預防反應罐中(zhōng)沉積和懸浮物(wù)的累積。因此,濕式消化對垃圾預處理提出了更高的要求。另外(wài),因爲必須加入工(gōng)藝水,污水處理的任務量也非常大(dà),必須事前充分(fēn)考慮。所以,垃圾分(fēn)類的優劣會直接影響技術的适應能力,另外(wài),無論是幹式或濕式消化,都需要從整體(tǐ)工(gōng)作流程的視角考慮沼渣脫幹及其後續沼渣、沼液的處置與出路難題。
在整個過程中(zhōng),廚餘垃圾的處置與使用,及其環境影響與成本費(fèi)用層面,應考慮以下(xià)幾個方面:1、技術應用成熟完善,具備充分(fēn)長的平穩運作經驗;2、全過程簡易,過程越長,有可能産生(shēng)的問題越多,成本費(fèi)用越高;3、對于不一(yī)樣類别效果的生(shēng)活垃圾,對物(wù)料的适應能力較強;4、産品出口清晰,并不會形成更錯綜複雜(zá)的情況;5、資(zī)源化再生(shēng)、減量化、無害化處理作用優良;6、二次環境污染調控,特别是臭氣的控制效果較好;7、全過程成本較低。
4、結束語
從能源資(zī)源化的方面來處置廚餘垃圾,對于建設資(zī)源節約型和環境友好型社會,具有十分(fēn)重要的現實作用和意義。對于環境保護研究者而言,在日常事務中(zhōng)應積極推進,參考外(wài)國優秀的廚餘垃圾處置技術應用和工(gōng)作經驗,從而與國内的廚餘垃圾産生(shēng)量做好高效結合,創建一(yī)整套更滿足中(zhōng)國國情的廚餘垃圾能源化處置管理體(tǐ)系,爲國家生(shēng)态環保和新能源技術快速發展加入源源不絕的生(shēng)命力。