景學森　孔芹　孫偉偉　魏小鳳　蒲文鵬　王冠平

摘要：在宿遷市餐廚垃圾抽樣調(diào)研的基礎(chǔ)上，對垃圾組分、成分進行了檢測分析，結(jié)果顯示：該市餐廚垃圾組分平均含水率高達79.52%，含油率3.82%，與其他城市餐廚垃圾差異不大。固體組分主要為食物廚余，其次為骨頭貝類等物，不同餐館的餐廚垃圾，這兩類組分差異最為顯著。VS/TS平均含量87.18%，固體物中蛋白質(zhì)含量27.1%，有機物含量高，營養(yǎng)豐富，針對這些特點，建議該市餐廚垃圾采用厭氧發(fā)酵處理技術(shù)。

關(guān)鍵詞：餐廚垃圾；組分；成分；特性分析

DOI： 10.14068/j.ceia.2015.05.021

中圖分類號：X708 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6444（2015）05-0088-04

餐廚垃圾主要是指食品加工和飲食過程中產(chǎn)生的易腐廢棄物[1]，我國每年約產(chǎn)生4 000萬t的餐廚垃圾，隨著我國城市化進程的加快，餐廚垃圾的產(chǎn)生量以每年8%～10%的速度不斷增長[2]。餐廚垃圾具有組分復雜，含水率高，油脂、有機質(zhì)含量高的特點，高溫易腐敗，并分散刺鼻惡臭[3]。餐廚垃圾主要產(chǎn)生于餐館、飯店、食堂、廚房等人口生活區(qū)，產(chǎn)生源數(shù)量龐大，區(qū)域分散，給市政管理帶來巨大的挑戰(zhàn)，如果處置不當，必將嚴重污染環(huán)境、損害居民健康。

1 樣品的采集及分析方法

1.1 調(diào)查研究方法

本文調(diào)查對象為宿遷市，城鎮(zhèn)人口138萬。各類餐飲單位、企業(yè)食堂、學校食堂等約1716家，經(jīng)全覆蓋問卷調(diào)研，餐廚垃圾產(chǎn)生量約60 t/d。將該市餐館劃分為特色餐館、大眾餐館、食堂3種類型[4-5]，根據(jù)餐館所在地理位置、人口密度等隨機選取了3家特色餐館、8家大眾餐館、1家食堂為抽樣對象，研究該市餐廚垃圾總體特性。

1.2 分析檢測方法

按照《城市生活垃圾采樣和物理分析方法》（CJ/T 3039—95）進行樣品采集，在泔水桶內(nèi)，將餐廚垃圾攪拌混勻，消除沉淀、分層現(xiàn)象，取餐廚垃圾20 kg，置于取樣桶中，適當粉碎混合后，取其中5 kg作為分析樣品。樣品加冰塊，在4℃下密封保存，保存時間不超過3天。

在制樣過程中，采用手工分類的方法將骨頭、塑料、織物、木竹、金屬等從樣品中分揀出來，沖洗、烘干后，再用電子天平對各組分的質(zhì)量進行稱量，通過計算，即可得到各組分占樣本總質(zhì)量的百分比。經(jīng)過預處理后的樣品，破碎混勻后，達到均質(zhì)化，作為試樣進行成分分析。餐廚垃圾成分包括水分、油脂和固體，含水率參考GB 5009.3—2010、總油脂依據(jù)GB/T 14772—2008測定。鹽分、蛋白質(zhì)、總碳、總氮分別參照HJ/T 51—1999、 GB/T 5009.5—2003、CJ/T 96—2013測定。

2 餐廚垃圾特性分析

2.1 組成分析

按照上述方法，對樣品的主要成分和物理組成進行監(jiān)測分析，結(jié)果如表1所示。由于對該市餐館的類別缺乏數(shù)量調(diào)研，因此將這12個抽樣樣本的算術(shù)平均值作為該市餐廚垃圾總體特征的估計。由表1可知，該市餐廚垃圾含水量較高，平均值為79.5%，符合我國餐廚垃圾高含水率的基本特點，且各樣品之間差異較小，相對標準偏差僅為0.06，表現(xiàn)出顯著的均一性。平均含油率為3.8%，相對標準偏差為0.26，說明各樣品之間的差異比較明顯，可能是兩方面的原因，一是各餐館提供的食物中的油脂存在較大差異，二是個別餐館對餐廚垃圾中的油脂已經(jīng)進行了部分回收；平均總固體（TS）為16.67%，和茍劍鋒等人的研究結(jié)果是一致的[6-7]，表明我國北方居民的飲食結(jié)構(gòu)是比較相似的，區(qū)域之間的差異并不太大。高含油量和含鹽率都可抑制厭氧發(fā)酵的順利進行。有研究得出，油脂發(fā)酵極易產(chǎn)生致癌物質(zhì)黃曲霉素，危害人類健康；李小鳳、王巧玲[8-9]等也得出餐廚垃圾中含油量越高，厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣量越小的結(jié)論。因此，油脂高含量的餐廚垃圾在未經(jīng)預處理時，不宜直接用作厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣。

將樣品按來源分為特色餐館（#1～3樣）、大眾餐館（#4～11樣）、食堂（#12樣）3類，結(jié)果如圖1所示。3類餐館所產(chǎn)生的餐廚垃圾的總油脂、TS差異較大，相對標準偏差分別為0.14、0.24，但是樣本總體的總油脂、TS相對標準偏差分別為0.26、0.30（見表1），比前者更大，這表明前者的差異可能是由多種因素隨機造成的，餐館類型的差異并不足以對餐廚垃圾的含水率、總油脂、TS造成顯著的差異。因此，對餐廚垃圾的主要成分而言，研究餐廚垃圾的來源的意義不大，將抽樣樣本的均值作為樣本總體的估計即可。

由表1可知，餐廚垃圾中固體物主要以食物垃圾、骨頭貝類為主，平均含量分別為83.77%、15.48%，其次是少量的木竹、塑料、陶瓷、玻璃、織物。一般而言一次性筷子、包裝袋、紙巾等一次性用品廢棄物，以及陶瓷、玻璃會和生活垃圾一起收集，但是由于管理上的差異，仍有少量此類雜物會混入餐廚垃圾，也就出現(xiàn)了如表1所示的結(jié)果。因為金屬廢棄物具有較高的回收價值，會很快進入資源回收利用環(huán)節(jié)，所以表1中幾乎看不到金屬廢棄物。

來自特色餐館、大眾餐館、食堂的餐廚垃圾中的骨頭含量分別為27.4%、12.4%、4.5%，呈現(xiàn)比較顯著的差異（見圖2），這可能是因為特色餐館中排骨、雞鴨、貝類食物消費較多，所以垃圾中骨頭貝類雜物也較多。

2.2 成分分析

餐廚垃圾中固體廢棄物主要以食物廚余為主，包括米飯、肉類、面條、蔬菜等。由表2可知，各樣本的TS含量差異較大，特別是#1、#12樣，TS含量大于20%，遠大于平均值，表現(xiàn)出極大的特異性，而其他10個樣本的TS含量在11.9%～17.6%，均值為14.73%，相對標準偏差僅為0.13；#1、#12樣本分別來自烤鴨店和食堂，前者鴨骨較多，而后者幾乎沒有湯類，所以TS含量較高。VS/TS的均值為87%，相對標準偏差分別為0.12，遠小于TS的相對標準偏差0.30，這說明，各餐館經(jīng)營菜品、管理方式的差異，會導致餐廚垃圾的組成有較大差異，但VS/TS是相對穩(wěn)定的，其平均值高達87%，這說明該市餐廚垃圾具有很高的可生物降解性，是優(yōu)良的厭氧發(fā)酵的原料。

總固體中的有機質(zhì)可分為淀粉、蛋白質(zhì)、脂肪等。此次調(diào)研僅僅對蛋白質(zhì)含量進行了檢測。由于菜品的差異，所以蛋白質(zhì)含量的相對標準偏差大于VS/TS的相對標準偏差。餐廚垃圾蛋白質(zhì)平均含量為29.29%，而北京市餐廚垃圾蛋白質(zhì)平均含量為24.59%[4]，并無顯著差異。

一般而言，C/N在15～25都是厭氧發(fā)酵較佳水平[10]，過高或過低都會對發(fā)酵過程產(chǎn)生抑制作用。從表1可知，該C/N平均值為10.32，處于較低水平，進行厭氧發(fā)酵時，需適當補充碳源。

平均鹽分含量為1.61，和李成立[11]對青島市的研究成果接近，當鹽分含量大于1.5%時，將會對厭氧發(fā)酵產(chǎn)生強抑制作用[12]，而且高鹽分會降低有機肥料的肥料化效率。

3 餐廚垃圾處理技術(shù)分析

該市餐廚垃圾具有一般餐廚垃圾的共同特點，平均熱值僅有700 kcal/kg，遠低于我國生活垃圾的熱值；同時含水率高達79.5%，因此，該市餐廚垃圾既不適于直接焚燒，也不適于直接填埋。針對該市餐廚垃圾有機物含量高、營養(yǎng)豐富、鹽分高、C/N低的特點，建議和畜禽糞便、秸稈混合，采用聯(lián)合厭氧發(fā)酵技術(shù)[13-14]。厭氧發(fā)酵技術(shù)可回收地溝油，并將垃圾中的有機質(zhì)降解轉(zhuǎn)化為甲烷等能源氣體，沼渣可用于生產(chǎn)有機肥，是一種綠色環(huán)保、清潔能源技術(shù)。

4 結(jié)論

（1）該市餐廚垃圾含水率為79.52%，含油率為3.82%，和其他城市餐廚垃圾差異不大；垃圾來源對垃圾的含水率、含油率、VS/TS影響不大；源自不同餐館的垃圾，骨頭貝類等固體廢物含量差異最為顯著。

（2）該市餐廚垃圾TS含量為16.67%，主要以食物廚余、骨頭貝類為主，干基平均質(zhì)量分數(shù)分別為83.8%和15.5%，固體物中蛋白質(zhì)含量為27.1%，具有很高的可生物降解性。

（3）針對該市餐廚垃圾高含水率、營養(yǎng)豐富等特點，建議采用厭氧發(fā)酵處理技術(shù)。

參考文獻（References）：

[1] 住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部. CJJ 184—2012 餐廚垃圾處理技術(shù)規(guī)范[S]. 北京： 中國建筑工業(yè)出版社， 2012.

[2] 熊婷， 霍文冕， 竇立寶， 等. 城市餐廚垃圾資源化處理必要性研究[J]. 環(huán)境科學與管理， 2010， 35（2）： 148-152.

[3] 王向會， 李廣魏， 孟虹， 等. 國內(nèi)外餐廚垃圾處理現(xiàn)狀概述[J]. 環(huán)境科學與管理， 2010， 35（2）： 148-152.

[4] 王攀， 任連海， 甘筱. 城市餐廚垃圾產(chǎn)生現(xiàn)狀調(diào)查及影響因素分析[J]. 環(huán)境科學與技術(shù)， 2013， 36： 181-185.

[5] 馬志丹， 田興， 陳捷， 等. 蘇州市餐廚垃圾產(chǎn)量調(diào)查分析[J]. 廣東化工， 2014， 41（9）： 177-178.

[6] 茍劍鋒， 郝建青， 曾正中， 等. 天水市餐廚垃圾組分特征實驗分析[J]. 環(huán)境工程， 2014， 29（9）： 130-133.

[7] 王丹陽， 弓愛君， 張振星， 等. 北京市餐廚垃圾的處理現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].環(huán)境工程， 2010， 18（1）： 24-26.

[8] 王巧玲， 陳澤智， 龔惠娟， 等. 含油量對餐廚垃圾厭氧發(fā)酵的影響[J]. 環(huán)境工程學報， 2012， 6（12）： 4637-4631.

[9] 李小風. 油脂對餐廚垃圾厭氧消化抑制效應的試驗研究[D]. 重慶： 重慶大學， 2010.

[10] 張存勝. 厭氧發(fā)酵處理餐廚垃圾產(chǎn)沼氣的研究[D]. 北京： 北京化工大學， 2013.

[11] 李成立， 陳棟， 孫英杰， 等. 青島市餐廚垃圾調(diào)查及特性研究[J]. 青島理工大學學報， 2013， 34（6）： 77-81.

[12] 徐文龍， 盧英方， Rudolf W， 等. 城市生活垃圾管理與處理技術(shù)[M]. 北京： 中國建筑工業(yè)出版社， 2006.

[13] 謝余寰， 林偉先， 黃海婷， 等. 我國部分城市餐廚垃圾處理現(xiàn)狀調(diào)研及建議分析[J]. 環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展， 2014（3）： 88-89.

[14] 張晨光， 祝金星， 王小韋， 等. 餐廚垃圾糞便和污泥聯(lián)合厭氧發(fā)酵工藝優(yōu)化研究[J]. 中國沼氣， 2015， 33（1）： 13-16.