厨余垃圾文献调研报告

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1、一、特性表不同来源食品废弃物（Foodwaste简写FW）的特性如上图统计（来自《Characterizationoftypicalhouseholdfoodwastesfromdisposers:Fractionationofconstituentsandimplicationsforresourcerecoveryatwastewatertreatment》2015年），黄色为TS%较高的食品/厨房废弃物（food/kitchenwaste）的特性，可以看出C/N较低（低于20，厌氧发酵适宜的C/N为20

2、-25），因此发酵过程可能存在氨氮的抑制。尤其在高固形物发酵过程中会出现大量氨释放，例如市政有机固废中（OFMSW），其特性C/N较低，容易造成氨积累，一些干发酵工艺需要回流沼渣作为接种物，这会使沼渣中残留的氨氮在长期复混过程中使罐内氨氮浓度升高（参考《AmmoniainfluenceinanaerobicdigestionofOFMSW》2009年）。厨房废弃物的氮主要以有机氮（例如蛋白质）和无机氮（例如氨氮）两种形式存在在固相和液相中。中国的厨房废弃物蛋白质含量通常较高，范围在11-28%（基于干重）之间

3、，造成氨氮和硫化物等抑制物。这样为了避免发酵失败往往降低有机装载率，因此限制了效率（参考《Enhancednitrogendistributionandbiomethanationofkitchenwastebythermalpre-treatment》2016年）。如上表所示，厨房废弃物主要成分为糖类物质占干重的60%，惰性成分占13%，还有少量的脂肪和蛋白质（参考《Engineeringpropertiesforhighkitchenwastecontentmunicipalsolidwaste》2015

4、年）。二、干湿工艺对比《废物生物处理》郑平冯孝善主编1、垃圾固态厌氧发酵：固态厌氧消化中，总固体浓度的影响实质是水分的作用，首先，总固体含量高，物料含水率就低，而且水分大多以吸持状态存在，微生物难以利用。其次，垃圾夹带的一些无机盐可在水中离解，并在每一离子周围聚集一群水分，即离子水化。在物料含水率较低的情况下，这种水化离子中的水分占总水分的比例很高，微生物很难得到生长所需的自由水分。不仅如此，含水率低时，少量溶质即可产生高浓度溶液，一方面造成高渗透压，抑制微生物生长和代谢，另一方面造成毒性物质超过临界浓度，毒

5、害微生物生长和代谢。通过，经过分选后城市垃圾的固体含量为20%左右，适宜进行固态厌氧消化。例如比利时用于垃圾固态厌氧消化的Dranco工艺，垃圾先行分选，回收有关资源，分选后的物料进行湿度破碎（粒径12-22mm），并控制适宜的TS含量，再取中温或高温厌氧消化。厌氧消化后的物料经脱水干化，用作农肥或饲料添加剂。2、垃圾液态厌氧消化：瑞典研究了将城市垃圾与城市污水污泥混合进行液态厌氧消化的BIOMET工艺。该工艺的特点是：分离出去无机中颗粒，进料TS浓度为8%，间歇投料（每周2-3次），缓慢搅拌，处理装置为圆柱

6、形卧式常规消化器，发酵温度38℃，物料停留时间为20-30天，消化物料经过脱水，用作土壤改良剂。在HRT为27d，VS负荷为1.6kg/m3/d的条件下，TS分解率达37%，VS分解率达48%，甲烷产率为0.29m3/kg-VS。厌氧消化后，垃圾总氮含量降低，氨氮和总磷成倍增加。重金属浓度低于瑞典国家标准。OFMSW干发酵预处理步骤较湿法简单（只需移除大块物质），但往往设备较为昂贵，因此投资费用较高。干发酵一般不设置机械搅拌装置，大多为塞流式反应器，采取低速喂料意味着引入的废物不能及时与罐内物料充分混合，阻碍

7、接种进而导致局部过载，因此通常需要发酵后的物料与鲜料返混，比如Dranco工艺新料：沼渣可以为1:6。干发酵较湿法更粗犷和灵活，可以处理不同的废物（石头、玻璃、木头、塑料、金属等）。针对连续高固形物系统，原料相对低的含水量使得加热更困难，通常进料前通过蒸汽提升原料温度。但是干发酵原料的泵送是个挑战。针对市政固体废弃物（MSW）湿法发酵优点为：1、可以分离出有机物中重颗粒；2、均一的混合促进发酵和产气；3、搅拌设备和泵送设备比高浓度泵能耗低；4、加热均匀；5、可降低砂石的磨损（参考《Wetanaerobicdi

8、gestionofMSWprotectsenergyresources》2005年）；6、可用清水稀释抑制物。缺点：1、有机装载率低；2、有可能形成浮渣层，干扰微生物降解，阻塞管道和泵；3、预处理过程复杂，需要通过预处理移除惰性固体并均质废弃物；4、若市政固废中存在有毒化合物，后者将很容易扩散从而抑制微生物，即对抑制物冲击敏感；5、预处理移除惰性部分时会造成VS的损失；6、需要消耗大量的水和热量；7