上海市分类后家庭厨余垃圾理化特性分析
上海市分类后家庭厨余垃圾理化特性分析
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夏旻;邰俊;余召辉
【摘 要】选择上海市不同区域(内环、内外环间、外环)的6个小区,对小区内分类后的家庭厨余垃圾进行采样、分析.通过对样品的采集,积累上海市厨余垃圾理化特性基础数据,为厨余垃圾后续资源化处置提供参考.
【期刊名称】《安徽农业科学》
【年(卷),期】2015(000)007
【总页数】3页(P276-278)
【关键词】乔四美最后的结局上海市厨余垃圾;理化特性;资源化利用
【作 者】夏旻;邰俊;余召辉
【作者单位】fall过去式上海市环境工程设计科学研究院有限公司,上海200232;上海市环境工程设计科学研究院有限公司,上海200232;上海环境卫生工程设计院,上海200232
【正文语种】中 文
【中图分类】S181.3
厨余垃圾、菜场垃圾和餐厨垃圾可以统称为有机湿垃圾。相对于厨余垃圾和菜场垃圾，上海市对餐厨垃圾的收、运、处等管理体系的建立起步较早。从2006年开始，上海市陆续出台《上海市餐厨垃圾自行收运管理办法》、《上海市人民政府办公厅印发关于进一步加强本市地沟油整治和餐厨废弃物管理工作意见的通知》(沪府办［2010］46号)、上海市实施《中华人民共和国食品安全法》办法、《上海市人民政府办公厅转发市食品安全委员会办公室关于进一步加强本市餐厨废弃油脂从严监管整治工作实施意见的通知》(沪府办发［2011］54号)、《上海市餐厨垃圾处理管理办法》(上海市人民政府令第98号)、《上海市餐厨废弃油脂处理管理办法》(上海市人民政府令第97号)等相关法律规范，为餐厨垃圾收费、收运/处置单位的资质确认等提供了依据。上海市从2011年开始进行生活垃圾干、湿分类工作，随着分类工作的逐步推进，湿垃圾处理量呈逐年增长趋势。对于分类后的湿垃圾处置，上海市基本沿用餐厨垃圾的处置办法，目前以堆肥处理为主，但是由于相关技术研究工作起步较晚，厨余垃圾基础特性数据较为匮乏，居民家庭源头数据的采集对厨余垃圾特性数据库的建立是一个很好的补充。
另外，对于餐厨垃圾的处理，《餐厨垃圾处理技术规范》(以下简称《技术规范》，已在2013年5月1日起正式实施。《技术规范》中对餐厨垃圾的堆肥、厌氧及饲料化处置等技术手段的工艺参数有了明确的规定。作为有机湿垃圾的一种，厨余垃圾的资源化处置同样也可借鉴《技术规范》。但是，与餐厨垃圾相比，厨余垃圾的含水率、含油率、含盐率等指标有所不同。对厨余垃圾源头数据的采集、整理，可以为垃圾预处理手段的选择提供重要依据，提高厨余垃圾对后续资源化处理的适用性。
1 居民小区厨余垃圾采样方案
采样在2014年下半年(7～9月)进行，选择上海市不同区域内(内环以内、内外环间、外环以外等3个区域)的6个街道，对分类后的家庭厨余垃圾样品进行采集，并对该批样品进行含水率、脂肪、蛋白质、重金属等16项指标的测试，最终形成家庭厨余垃圾源头特性基础资料。样品测试的具体指标见表1。
表1 厨余垃圾理化特性测试指标注:＊＊重金属、有机质仅为湿垃圾厨余组分的含量。序号 测试指标 序号 测试指标1含水率 5含固率2脂肪 6 元素分析(C、H、N、S、O、Cl)3＊＊4蛋白质 7 重金属(Pb、Cr、Hg、As、Cd)含盐量
该研究中样品分析包括现场分析和实验室分析。现场分析主要测试垃圾的容重和组分;实验室分析主要测试垃圾的含水率、发热量、有机质、重金属等。具体方法依据见表2。
花甲之年是多少岁表2 监测方法依据序号 指标 方法依据1 含水率 《生活垃圾采样和分析方法》(CJ/T 313－2009)2 脂肪 《食品中脂肪的测定》(GB/T 5009.6－2003)3 蛋白质 《食品安全国家标准 食品中蛋白质的测定》(GB 5009.5 －2010)4 含盐率 《食品中氯化钠的测定》(GB/T 12457－2008)5 含固率 含固率=100%－含水率－脂肪6 元素 《元素分析仪方法通则》(JY/T017－1996)、《煤中氯的测定方法》(GB/T 3558－1996)7 重金属Pb/Cr/Cd《水和废水监测分析方法》电感耦合等离子体原子发射光谱仪法HJ/T 300－2007 8 重金属Hg/As《水和废水监测分析方法》原子荧光法HJ/T 300－2007
2 厨余垃圾理化特性分析
2.1 厨余垃圾物化特性分析 从2011年开始，笔者就已联合其他单位开展上海市垃圾分类问卷调查。通过对反馈数据的统计，2011年45.14%的居民知晓现行的垃圾分类方式，试点小区居民选择的正确率明显大于非试点小区的正确率。2013年，课题组针对居民、大学生、中小学生发放并回收6 600份问卷调查。结果显示，54.06%以上的居民、90.1%的中小学
生以及66%的大学生“非常了解”或者“部分了解”垃圾分类工作，89.02%的受访者基本上能够区分目前正在推行的“干湿”两分方式，而且试点小区和非试点小区的知晓率并未出现很大差别。2013年与2011年的调研结果表明，市民整体上对垃圾分类知晓率在提高，学生体的接受程度和参与意愿较高，但市民的参与率和正确投放率却不尽如人意。课题组在进行现场调研时发现除了像闸北杨波小区的居民参与率、正确投放率可以实现90%以上外，大多数小区的正确投放率仅有10%～20%，剩余的指标完成都依靠保洁员二次分拣，在保洁员没有进行二次分拣的区域，垃圾在进入处理设施后还需进行再次分拣后才能处理。调研发现，大部分人还是认为垃圾分类收集、运输、处理是政府的职责，主动参与垃圾分类的意愿并不强烈。
对选定的6个小区的厨余垃圾样品进行物化特性分析，分析指数包括厨果类含量、含水率和含固率等指标，结果如表3所示。由表3可以看出，6个小区的厨余垃圾经小区保洁员进行二次分拣后，厨果类含量很高，使得这些垃圾在末端进行资源化处置时的工作量极大地降低。根据对样品采集小区的观察，课题组选择的6个小区基本都有保洁员对居民投放的垃圾进行二次分拣，采集到的样品属于二次分拣后的垃圾，因此垃圾中厨果类含量较高。通过厨果类含量的采集数据，可以说明上海市生活垃圾干湿分类的推进工作虽然困难重重，但
依然稳步向前。如果居民众能在家中就进行较为彻底的干、湿垃圾分类工作，还可以减轻小区保洁员在源头分类的工作量，因此推进生活垃圾分类，提高众分类意识已是厨余垃圾资源化利用顺利推进的重要环节。
表3 居民小区分类后厨余垃圾物化特性 %采样地点 厨果类含量 含水率 含固率外环外小区一92.95 89.33 10.0 88.17 11.1外环外小区二 62.09 80.36 18.0 79.39 18.9内外环间小区一 100.00 80.18 18.4 78.43 20.1内外环间小区二 96.04 71.68 25.9 73.08 24.6内环内小区一 97.34 68.03 30.1 68.78 29.4内环内小区二 100.00 81.88 16.6 83.06 15.5
2.2 厨余垃圾元素分析 对选定的6个小区的厨余垃圾样品进行元素分析，结果如表4所示。由表4可以看出，源头厨余垃圾的C/N比基本在14%～20%左右。C/N是指原料中有机碳素和氮素含量的比例关系，微生物生长对C/N有一定的要求。对于厌氧消化工艺，厌氧消化适宜的C/N以(25～30)∶1为宜。如果C/N太高，细胞的氮含量不足，系统的缓冲能力低，挥发性有机酸积累，pH容易降低。另外，C/N过高还会导致产甲烷菌快速消耗氮源，从而影响沼气产量。C/N太低，氮量过多，pH可能上升到8.5以上，氨氮容易积累，会抑制消化进程。对于堆肥系统而言，温度是影响微生物活动和堆肥工艺过程的重要因素，温度的高
低决定堆肥速度的快慢。堆肥温度变化总体上分为4个阶段:升温期(初始温度～50℃)、高温期 (50℃以上)、降温期(35～50℃以下)和稳定期(35℃以下)。C/N比的变化会影响高温期的持续时间、最高温度、大于55℃的时间、降温期持续时间等工艺参数，进而影响堆肥产品品质和应用价值。因此，物料厨余垃圾在末端处置时无论采用何种资源化技术，都应注意反应器内垃圾C/N比的变化。
表4 厨余垃圾元素分析采样地点 碳∥%湿基 碳氮比外环外小区一氢∥%湿基氮∥%湿基硫∥%湿基氧∥%湿基4.37 0.85 0.21 0.05 3.28 20.81 4.77 0.91 0.27 0.05 3.65 17.67外环外小区二 8.37 1.67 0.56 0.10 6.12 14.95 8.86 1.75 0.51 0.11 6.69 17.37内外环间小区一 8.46 1.61 0.51 0.11 5.52 16.59 9.11 1.77 0.51 0.12 6.16 17.86内外环间小区二 12.34 2.39 0.99 0.16 8.29 12.46 11.88 2.32 0.87 0.16 8.34 13.66内环内小区一 13.90 2.55 0.95 0.17 9.68 14.63 13.69 2.35 0.94 0.16 9.68 14.56内环内小区二 7.90 1.44 0.43 0.09 5.41 18.37 7.35 1.38 0.40 0.09 5.10 18.38
表5 厨余垃圾生化特性 %湿基采样地点 脂肪 蛋白质 含盐量(NaCl)0.7 2.16 0.09 0.7 2.32 0.10外环外小区二 1.6 2.14 0.19 1.7 2.33 0.20内外环间小区一 1.5 2.14 0.20 1.5 2.22 0.22
内外环间小区二 2.4 3.12 0.35 2.4 3.15 0.34内环内小区一 1.9 7.70 0.32 1.8 7.40 0.31内环内小区二 1.5 1.25 0.18外环外小区一1.4 1.22 0.17
燕麦粥怎么做2.3 厨余垃圾生化特性分析 对选定的6个小区的厨余垃圾样品进行生化特性分析，分析指标包括脂肪含量、蛋白质含量和含盐量等，结果如表5所示。由表5可以看出，上海市居民厨余垃圾中脂肪、蛋白质和含盐量均较低，这与居民生活习惯有很大关系。与餐饮单位相比，居民家中烹饪所用油、盐量明显减少，加上上海市所在的本帮菜系本身口味较淡，居民家常菜中3种指标的含量都比较低。另外，厨余垃圾中有一部分居民丢弃的水果、菜叶，也降低了垃圾中脂肪、蛋白质和含盐量。
2.4 厨余垃圾重金属含量分析 食品中的重金属含量一直是人民众关心的热点问题之一。通过对厨余垃圾中镉、铬、铅等重金属元素的测定，可以为食品受重金属污染程度提供部分信息。课题组对选定的6个小区的厨余垃圾样品进行重金属含量测试，结果如表6所示。由表6可知，上海市厨余垃圾中的重金属水平比较理想，监测到的5种重金属含量均低于《食品中污染物限量》(GB2762－2012)的规定限值，说明居民食用果蔬较为安全卫生。在我国，蔬菜和畜禽赖以生长的水体和土壤已经受到了不同程度的重金属污染，另外空气中
的重金属也会沉积在水体和土壤中。通过动植物的富集作用，重金属在蔬菜和肉禽体内积累，最终将被处在食物链最上端的人类摄入。另外，由于市场上仍存在地沟油、劣质炊具等违法违规产品，这些产品上的污染物质也会通过不同的烹饪方式进入食物。因此，土壤和食品中的重金属水平无论何时都是值得人们警惕的问题。重金属的存在除对摄入人自身的损害之外，对有机垃圾的末端资源化也有影响。现有资源化方式都以生化处理为主，生化反应中的微生物对重金属比较敏感，若餐厨垃圾中含有较多重金属，无疑提高预处理压力。根据张静等的研究［1］，传统的堆肥技术对餐厨垃圾中的Pb、Cd、Ni、Cu、Zn和 Cr等典型重金属元素虽不能消解，但可以将这些重金属元素稳定络合在堆肥产品中，降低重金属的迁移性，使进入土壤的重金属总量减少。而厌氧技术却正好相反，根据燕艳等的研究［2］，利用不同厌氧消解工艺对餐厨垃圾进行处理，最终形成的残余物中重金属含量较餐厨垃圾原料有所增加，因此对厌氧处理残余物的处置与利用需注意重金属问题。

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