吳 爽
(1.同濟大學,上海200092;2.上海環(huán)境衛(wèi)生工程設計院有限公司,上海200232)
上海某地區(qū)餐廚垃圾特性分析*
吳爽1,2
(1.同濟大學,上海200092;2.上海環(huán)境衛(wèi)生工程設計院有限公司,上海200232)
對上海某地區(qū)餐廚垃圾進行特性測試,并與集市垃圾和居民生活垃圾特性進行比較。該地區(qū)餐廚垃圾含水率、密度高于其他產生源生活垃圾,分別為82.51%和831 kg/m3,含鹽量為2.83%。蛋白質、脂肪含量分別為16.01%和17.73%。
上海;餐廚垃圾;特性
餐廚垃圾的產生源包括餐飲業(yè)、集市、農副產品批發(fā)市場、居民聚集區(qū)等,因此根據其來源不同可分為餐飲垃圾和廚余垃圾。隨著餐飲等服務行業(yè)發(fā)展,垃圾分類投放推廣等多重因素影響,目前城市餐廚垃圾分類收運量呈明顯上升趨勢。合理處理處置分類收集后的餐廚垃圾已成為行業(yè)熱點。筆者主要針對上海某地區(qū)分類收運環(huán)節(jié)中的餐廚垃圾進行特性調查,為其處理處置方式選擇提供技術依據。
選取上海某地區(qū)餐廚垃圾作為調查對象,并各選定1個收運環(huán)節(jié)的集市垃圾和居民生活垃圾作為對比樣本。調查的時間段為2015年,頻率為每月采集1個樣本。在樣本采集時選取該地區(qū)3個片區(qū)的餐廚垃圾進行混勻縮分采集。
測試參數包括成分、密度、含水率、無機元素、脂肪、含鹽量、蛋白質、有機質和生物降解度。其中成分和密度參數為現場測試,其余參數為實驗室分析得到。
成分、密度、含水率測試參考CJ/T 313—2009生活垃圾采樣和分析方法中相關要求;無機元素中碳、氫、氧、氮、硫元素測試使用儀器方法,檢測器型號為珀金埃爾默PE2400Ⅱ;氯元素測試參考GB/T 3558—2014煤中氯的測定方法中艾氏卡混合劑熔樣-硫氰酸鉀滴定法;脂肪參考GB/T 5009.6—2003中索氏抽提法,使用無水乙醚抽提稱重測試得到游離脂肪;含鹽量參考GB/T 12457—2008中的間接沉淀滴定法進行測試;蛋白質參考GB 5009.5—2010中凱氏定氮法測試得到粗蛋白質;生物降解度測試參考GB/T 23857—2009方法;有機質參考CJ/T96—2013中的灼燒法進行測試。
將每月采集的樣本按照餐廚及其他類分類制樣,餐廚垃圾樣本烘干研磨后對化學組成和生物特性物質測試。
2.1物理特性
餐廚垃圾、居民生活垃圾、集市垃圾的物理特性測試結果見表1和圖1。3類垃圾在物理組成上存在一定的差異,餐廚垃圾中餐廚類成分(包括廚余和果類)的含量最多為(86.73%),比居民生活垃圾高19.43個百分點,比集市垃圾高5.66個百分點。居民生活垃圾中易燃類成分(包括紙類、塑料、竹木、布類)含量最高,約占30%。
表1 物理特性
圖1 物理成分組成
從餐廚垃圾具體組成看,其含有塑料、紙類、竹木、布類、金屬等,占13.27%。其中紙張類以餐巾紙為主,塑料以餐具包裝為主,另外還夾帶牙簽、無紡布、破碎的餐具、金屬瓶蓋等垃圾。
生活垃圾的物理組成決定了生活垃圾的其他理化特性,餐廚垃圾中廚余果類含量高、又含有大量泔水,因此其含水率和密度明顯高于其他2類垃圾。從2015年的調查結果看,該地區(qū)餐廚垃圾的含水率為82.51%,密度為831 kg/m3。
根據以上分析,餐廚垃圾與其他產生源生活垃圾在物理特性上有明顯差異,易腐有機成分含量高、含水率和密度明顯高于其他性質生活垃圾,是決定該類垃圾單獨收運、處理的重要因素之一。
2.2化學組成
對3類垃圾中餐廚類性質的樣本進行化學組成測試,結合這類垃圾含量和含水率進行計算,得到濕基組成情況,見表2。
從表2可知,濕基狀態(tài)下餐廚垃圾的碳、氮含量最低,分別為3.87%和0.20%。居民生活垃圾最高,碳含量為5.80%,氮含量為0.31%。3類垃圾的C/N分別為19.35、18.71和18.91,餐廚垃圾的碳氮比最高,居民生活垃圾最低,均在厭氧消化可接受的范圍內[1]。本研究中餐廚垃圾的碳氮比與李榮平等[1]測試的C類餐廚垃圾碳氮比較為接近,從成分上看都屬于米飯、蔬菜、骨頭等餐飲垃圾。
表2 化學組成(濕基)%
2.3生物特性
餐廚垃圾生物特性參數測試結果見表3,可以看到干基狀態(tài)下餐廚垃圾的含鹽量最高,其含量為2.83%,分別比居民生活垃圾和集市垃圾高了1.05和1.81個百分點。脂肪、蛋白質含量也高于居民和集市垃圾,分別為17.73%和16.01%。集市垃圾中脂肪含量相對較低為7.11%。說明餐廚垃圾中動物性成分含量較高,集市中主要以蔬菜、瓜果為主。
表3 生物特性%
王權等[2]對氯化鈉與餐廚垃圾厭氧發(fā)酵抑制影響研究中提到,當氯化鈉含量低于6.0 g/L時,抑制作用不明顯。本研究的餐廚垃圾其濕基狀態(tài)含鹽量為0.25%,結合該餐廚的密度可以換算得到6.0 g/L含鹽量即0.72%,因此該餐廚垃圾目前的含鹽量對厭氧發(fā)酵產酸無抑制作用。從該餐廚垃圾脂肪、蛋白質、有機質含量情況看,具有一定飼料及肥料特性,但在生產生活中使用仍具有一定技術難度,包括無害化、生物致病性等處理技術。
3.1結果
1)該區(qū)域的餐廚垃圾具有較高的含水率和密度,在收運環(huán)節(jié)應注意密閉收運,防止滴漏,以免影響市容。
2)餐廚垃圾的碳氮比為19.35,在厭氧消化接受范圍內,濕基狀態(tài)碳、氮、氧等元素含量要低于其他產生源生活垃圾,與其水分含量高有關。
3)該餐廚垃圾具有一定營養(yǎng)成分,與飼料、肥料接近,其濕基含鹽量為0.25%,從目前研究情況看不會影響厭氧發(fā)酵產酸作用。
3.2討論
1)根據應玲等[3]的研究,2014—2020年上海市餐廚垃圾的產生量逐年上漲,因此對餐廚垃圾的收運、處理都是一個考驗。從測試情況看,餐廚垃圾清運過程中至少清運了20%~50%泔水,做好泔水的分類收集、處理是緩解餐廚處理的重點之一。
2)目前餐廚垃圾處理方式多樣,包括焚燒、衛(wèi)生填埋、機械破碎、厭氧消化、生態(tài)飼料、好氧堆肥、蚯蚓堆肥等[4]。本研究測試的參數主要以物理、化學組成特性參數為主。若作為處理技術選擇時,還應根據不同處理工藝要求增加測試參數,如發(fā)熱量、糞大腸菌群、蛔蟲卵死亡率、重金屬等。
[1]李榮平,葛亞軍,王奎升,等.餐廚垃圾特性及其厭氧消化性能研究[J].可再生能源,2010,28(1):76-80.
[2]王權,宮常修,蔣建國,等.NaCl對餐廚垃圾厭氧發(fā)酵產VFA濃度及組分的影響[J].中國環(huán)境科學,2014,34(12):3127-3132.
[3]應玲,陳善平,張瑞娜,等.上海市餐廚垃圾產生量預測分析[J].環(huán)境衛(wèi)生工程,2015,23(4):4-7.
[4]胡新軍,張敏,余俊鋒,等.中國餐廚垃圾處理的現狀、問題及對策[J].生態(tài)學報,2012,32(14):4575-4584.
Characteristic Analysis for Shanghai One Area Food Waste
Wu Shuang1,2
(1.Tongji University,Shanghai 200092;2.ShanghaiEnvironmentalSanitation Engineering Design Institute Co.Ltd.,Shanghai200232)
We tested the characteristics of food waste from Shanghai one area,and compared with market waste and residents living waste.These food waste's moisture was 82.51%and the density was 831 kg/m3respectively,which both were higher than other household waste.The salt content,protein and fat were 2.83%,16.01%and 17.73%respectively.
Shanghai;food waste;characteristic
X799.3;X705
A
1005-8206(2016)05-0070-03
國家科技計劃項目(2014BAL02B01)
2016-02-24
吳爽(1983—),工程師,主要從事環(huán)境監(jiān)測工作。