陶艺 欧阳峰

摘要：餐厨垃圾地域差距大，有机负荷高。单独进行处理效率不高，产生的社会和经济效益不甚理想。基于此，餐厨垃圾与其他消化基底物的联和处理应运而生。本文介绍几种主流的餐厨垃圾及联合处理物的基本特性以及其联合处理方法，总结并提出了未来的研究方向。

关键词：餐厨垃圾;生物处理;联合处理

餐厨垃圾约占城市生活垃圾的60%，年产量超过6000万吨。餐厨垃圾中含淀粉、动物脂肪、食物纤维等物质，具有高含水率、高油脂、易腐熟等特点，是一种较难资源化的废弃物。传统的方式是采用厌氧消化，使得餐厨垃圾处理后产生沼气，但是，由于餐厨垃圾中可发酵成分含量高，单独进行厌氧消化时很容易发生酸化，且厌氧消化适宜的C/N为25～35，而餐厨垃圾的C/N不在此范围。故研究者将餐厨垃圾与其他底物混合消化，本文将介绍三种常见的餐厨垃圾混合消化：餐厨垃圾与污泥、餐厨垃圾与秸秆以及餐厨垃圾与动物粪便联合消化。

1餐厨垃圾与污泥联合处理

1.1市政污泥基本特性

随着我国人民生活水平的提高，市政污泥的产量也日益增大[1]，市政污泥主要来源于污水处理厂，具有含水率高，微生物含量大的特点。统计分析表明，市政污泥中有机质含量达到384g/kg，氮磷等养分含量达到48.3g/kg[2]。可见，市政污泥成分复杂，如果不及时妥善处理，很容易引发二次污染，对人居与社会环境造成十分恶劣的影响。

1.2餐厨垃圾与污泥联合处理研究进展

联合市政污泥与餐厨垃圾进行生物处理，可以平衡碳氮比，通过耦合实现二者资源化处理。目前，国内外比较流行的联合处理技术是联合厌氧发酵、联合生物干化和联合生物蒸发[3]。三者均具有减少和稳定餐厨垃圾和污泥的作用，运行机制类似。联合厌氧发酵可回收能源与材料，同时减少餐厨垃圾和城市污泥的体积，增强二者的耦合效应，剩余沼渣也可以进一步填埋[4]。联合生物干化是对污泥和餐厨垃圾的预处理过程，主要降低物料的水分含量，同时保留大部分有机物化学氧化总热值，以提高再生燃料的热值，减容的同时，也利于储存和转运[5]。联合生物蒸发属于水处理技术，其主要目的是去除废液中的水分，同时减少混合物中的污染物。蒸发后的污泥可作为膨胀剂和微生物载体回收利用。

2餐厨垃圾与秸秆联合处理

2.1秸秆基本性质

秸秆指小麦、水稻等农作物收获种子后的剩余部分，秸秆富含氮、磷和多种有机质。它是一种多用途的可再生生物资源，秸秆的粗纤维含量高（31%-41%），并含有木质素。秸秆作为我国最主要的农业废弃物，年产生量达8万吨以上，其回收利用逐渐引起人们的重视。利用厌氧消化技术联合处理秸秆与餐厨垃圾，可实现二者的资源化利用，减少污染，并可以生产沼气作为能源，已被证明是一种环境友好、经济效益高的处理方法。

2.2餐厨垃圾与秸秆联合处理研究进展

目前的研究表明，餐厨垃圾单独厌氧消化容易导致挥发性脂肪酸和氨氮的积累，且存在产甲烷菌的活性受抑制的问题，消化系统较难稳定运行;秸秆直接进行厌氧消化，不易被酶和微生物降解[6]，效果并不理想。如果餐厨垃圾和秸秆按一定比例混合进行混合厌氧消化，将物料的碳氮比调整到20～30[7]，或者在将餐厨垃圾与秸秆在35℃下进入序批式混合厌氧消化试验[16]，加强了反应体系的营养平衡，提高了系统的稳定性，取得了较高的甲烷生产率和物质降解率。研究表明，餐厨垃圾联合秸秆消化具有较好的发展潜力。

3餐厨垃圾与动物粪便联合处理

3.1动物粪便基本性质

畜禽养殖业是农业污染源的重要组成部分，畜禽粪便的不当排放将造成生态环境中COD、TN、TP超标，因此，许多研究将动物粪作为厌氧消化最常用的原料之一。动物粪便缓冲能力强，营养丰富，但多为难降解成份，单独进行厌氧消化时，系统启动慢，处理周期长，沼气产率低[8]。

3.2餐厨垃圾与动物粪便联合处理研究进展

餐厨垃圾和动物粪便混合厌氧消化可以充分利用其厌氧消化特性和产气潜力，提高发酵效率，动物粪便作为发酵底物，氮含量高，在厌氧发酵过程中容易产生氨氮积累和甲烷产生抑制。如果采用餐厨垃圾与动物粪便共发酵来调整发酵底物的养分比例，会提高发酵效率，在底物浓度不变时，不同比例的动物粪便和厨余垃圾混合，混合发酵产气量明显高于单独厌氧发酵产气量，也有研究指出二者来源和性质的不同会导致产气效果的不同[9]，这表明，餐厨垃圾中含有大量可直接利用有机成分的微生物，与动物粪便混合发酵的协同效应明显[10]。

4 结论

餐厨垃圾具有高水分、高有机质含量、时空差异明显、风险与资源并存等特点。目前常用的餐厨垃圾处理技术通常存在资源利用率低、经济效益不理想的缺陷。利用餐厨垃圾联合其他污染物消化处理，可以实现废物资源化处置，提高公共资源利用率，是一种合理的处置方式。但目前，餐厨垃圾联合处理处于起步阶段，部分工艺尚处于理论与实验阶段，系统装置和设备还在研发和优化中，无法满足市场化要求。未来需要加强污染物协同机制的深入研究，早日推广使用联合处理技术。

参考文献

[1]中华人民共和国生态环境部.2017年中国生态环境状况公报[R]，2018.

[2]李艳霞，陈同斌，罗 维，等.中国城市污泥有机质及养分含量与土地利用[J].生态学报，2003，（11）：2464-2474.

[3]王永会，赵明星，阮文权.餐厨垃圾与剩余污泥混合消化产沼气协同效应[J].环境工程学报，2014，8（6）：2536-2542.

[4]Weemaes M P J，Verstraete W H.Evaluation of current wet sludge disintegration techniques[J].Journal of Chemical Technology & Biotechnology，1998，73（2）：10.

[5]Ma J，Zhang L，Li A.Energy-efficient co-biodrying of dewatered sludge and food waste：Synergistic enhancement and variables investigation[J].Waste Management，2016，（56）：411-422.

[6]Yong Z H，Dong Y L，Zhang X，et al.Anaerobic co-digestion of food waste and straw for biogas production [J].Renewable Energy，2015，78：527-530.

[7]Lin J，Zuo J E，Gan L L，et al.Effects of mixture ratio on anaerobic co-digestion with fruit and vegetable waste and food waste of China[J].Journal of Environmental Sciences，2011，23（ 8） ：1403-1408.

[8]Frauke，Susanne，Eberhard.Effects on the biogas and methane production of cattle manure treated with unease inhibitor[J].Biomass and Bioenergy，2015，75：75 -82.

[9]李榮平，李秀金.半连续式厨余和动物粪便混合厌氧消化[J].北京化工大学学报，2007，34 （ 增刊Ⅱ） ：8 - 11.

[10]孟颖，唐明跃，孙芳青，等.餐厨、果蔬与动物粪便多元混合物料厌氧消化实验研究[J].中国沼气，2013，31（ 04） ：12-16，48.

*作者简介：陶艺（1997-），男，在读硕士研究生，从事固废资源化研究，电邮ty8957622@163.com。欧阳峰（1965-），通讯作者，男，博士（教授），从事固废管理研究，