摘要
隨著我國城市人民生活水平的提高,餐廚垃圾的產生量迅速增加。近年來,我國餐廚垃圾的年清運量已達5000萬噸以上,各大主要城市的餐廚垃圾日產生量均在1000噸以上。由于缺乏適宜的處理處置技術,我國餐廚垃圾引發的“潛水油”、“潛水豬”以及城鄉環境衛生和環境污染問題日益嚴重,巫待解決。另一方面,餐廚垃圾有機質含量,營養成分豐富,配比均衡,是理想的厭氧沼氣能源化基質。利用餐廚垃圾厭氧發酵獲得能源物質,對于解決我國日益嚴重餐廚垃圾環境污染問題與能源危機具有十分重要的現實意義。
本文以杭州市為例,對杭州市餐廚垃圾現狀進行問卷調查,掌握杭州市餐廚垃圾產生、收運以及處置現狀,并對典型餐廚垃圾的理化性質進行分析;通過餐廚垃圾厭氧發酵試驗,對餐廚垃圾厭氧沼氣發酵條件和發酵過程中的微生物種群結構進行了初步研究,為進一步揭示餐廚垃圾厭氧沼氣發酵微生物學機理,提升反應器產甲烷效率奠定了基礎。
具體的結果如下:
通過問卷調查形式對杭州市上城區、下城區、拱墅區、西湖區以及西湖風景區進行餐廚垃圾現狀調查。調查發現,杭州市餐廚垃圾年產生量達到27.14萬噸,82.60%的餐廚垃圾用于飼養牲口,僅9%由環衛部門統一收運進行安全處置;目前杭州市餐廚垃圾分類收集率為55.73%,餐廚垃圾專用車輛收運率不到18%。結果表明,杭州市餐廚垃圾產生量大,分類收集率低,清運設施簡陋,餐廚垃圾主要用于喂豬,存在嚴重的環境衛生與食品安全隱患。對浙江大學華家池、西溪、玉泉、紫金港等四個校區的食堂餐廚垃圾進行了分析。
結果表明,浙江大學各校區食堂餐廚垃圾粗蛋白、總淀粉、粗脂肪含量的變化范圍分別為13.50~24.25%、14.590/q~54.90%、15.76%~35.04%,而粗纖維含量在4.12%以內;進一步分析表明,餐廚垃圾中VS含量達到20%一30%,C加在9一21之間,是較為理想的厭氧沼氣發酵基質,厭氧沼氣能源化利用可作為當前杭州市餐廚垃圾處理處置優先選擇的技術手段。在實驗室條件下對餐廚垃圾高溫厭氧沼氣發酵條件和發酵過程微生物進行了初步研究。研究表明,在機械破碎預處理、物料濃度為15gVS/L、接種30%v/v污泥、55℃高溫等條件下,餐廚垃圾甲烷轉化率,可達到 0.457lL CH4/gVS。在此基礎上,利用PCR一DGGE與Hungate厭氧滾管計數等微生物學手段,對工藝條件下發酵過程微生物生態進行了研究。發現餐廚垃圾厭氧發酵過程中微生物種群演替規律明顯,但產甲烷菌數量與產甲烷速率之間未發現明顯的相關性。以上研究為進一步揭示餐廚垃圾厭氧沼氣發酵微生物學機理與提升反應器產甲烷效率提供了方向。
綜上所述,本文通過杭州市餐廚垃圾現狀調查發現了很廚垃圾資源化技術工程應用的潛在市場;通過針對餐廚垃圾理化性質進行的厭氧發酵實驗,探討了彼廚垃圾厭氧沼氣發酵工藝控制條件及其微生物學機理,并對長廚垃圾厭氧發酵技術的可行性,為彼廚垃圾厭氧沼氣發酵工程化應用研究提供了依據。
關鍵詞:很廚垃圾,沼氣發酵,微生物,可行性