餐厨垃圾与绿化废弃物处理

上海国际旅游度假区废弃物，主要包括绿化废弃物、游客携带垃圾以及厨余垃圾三大类。随着度假区的绿化建设和养护以及游客的增多，绿化废弃物以及餐厨垃圾的数量越来越多，在总垃圾量中占有很大比例，同时垃圾的分类收运与处置也已成为垃圾减量化、无害化与资源化的主要前提。因此，为实现这两类垃圾高效低碳、绿色环保的资源化处置与利用，申迪园林公司与其合作单位共同研制开发了突破传统餐厨垃圾处置瓶颈的高效低耗餐厨垃圾与绿化废弃物混合资源化处置技术与设备，该技术的研发不仅实现了度假区餐厨垃圾及绿化废弃物的就地收运与处置，也为传统餐厨垃圾处理存在的问题提供了一个新的解决途径。

一、工艺介绍

将绿化废弃物粉碎后作为调理剂和辅料，与餐厨垃圾混合进行高温好氧发酵处置，同时针对传统高温好氧发酵工艺高温加热耗能的弊端，采用板状重力热管技术，充分利用热管的传导原理与相变介质的快速热传递性质，以及热管优良的等温性和恒温特性，实现利用低品位能，即可满足系统的供热要求，同时可以使热源系统的热效率达到80 %以上。

低品位热能来源广泛，从太阳能、空气能、风能、地热能等新能源，生物质能、工业、生活余热等均可获得，可以使餐厨垃圾等有机废弃物在60 ºC以上的高温条件下，得到无害化、资源化的完善处理。热管技术的利用使餐厨垃圾等有机废弃物的高温生物处理突破了能耗大的瓶颈。

图6-4-1 工艺流程图

同时，绿化废弃物作为高碳有机化合物，和餐厨废弃物有机结合，作为处置过程中的调理剂，不仅为餐厨垃圾处置增加了空隙率，降低了含水率，满足了最佳的碳氮比需求，同时通过高温好氧发酵生物技术，为两大类有机废弃物的资源化处置提供了出路。此外，对于树叶及小树枝等可直接作为辅料协同餐厨垃圾共同处置，对于较大的树枝等，还可加工为生物质燃料，补充反应系统所需的热能。

采用嗜热好氧微生物进行高温发酵，将餐厨垃圾结合绿化废弃物混合处置，将其中不稳定的有机质转变为较稳定的腐殖质，达到快速降解腐熟。同时高温过程可杀灭餐厨垃圾中的病原菌、虫卵等，反应原料中一部分有机物直接被微生物分解矿化，另外一部分形成腐殖质中的部分成分，包括胡敏酸和富里酸等化合物，发酵产物可加工制成有机肥料。

二、技术特点

（1）反应设备应用了超导传热的热管技术，热管具有超导热性，具有理想的等温性，同时热管还具有工作温度的可控性及热流密度的可调性；其中重力热管还有传热方向的不可逆性等优点。使餐厨垃圾等有机废弃物的高温生物处理突破了能耗大的瓶颈口，使之采用低品位热能，就能满足处理工艺要求的温度。

（2）热管式太阳能餐厨垃圾等有机废弃物高温生物处理机是将处理设备的筒体制成板状重力热管。当外界高温水通过进水口进入供热水箱，处于热管加热端内的工质吸收汽化潜热，工质蒸发，蒸汽上升至热管放热端，即筒壁，通过筒壁向筒内物体释放汽化潜热，也即加热物料，释放汽化潜热后的冷凝液，依靠重力返回热管加热端，由此，组成不断吸热、放热的循环，供热水箱进来的高温水被吸热后，低温水从出水口排出，进出水口与外界的供热水箱组成循环供热，由此，组成了高效供热、传热系统。由于热管是抽成高真空的元件，管内工质以水为主体组成，水在大气压下沸点为100 ℃，在高真空状态下水的沸点降为50 ℃左右，因此，高温水立即能启动热管内的工质沸腾、蒸发，管内工质蒸发传热时其热阻值几乎等于零，所以热管被称为超导传热元件，能达到高速、高效的传热效果。

（3）太阳能有机废弃物生物处理机由于采用了超导传热的热管技术，使餐厨垃圾等有机废弃物的高温生物处理突破了能耗大的瓶颈口，使之采用低品位热能，就能满足处理工艺要求的温度。而低品位热能来源广泛，从太阳能、空气能、风能、地热能等新能源，生物质能、工业、生活余热等均可获得，将其单独或组合运用，提供80 ℃以上的热水，就能使餐厨垃圾等有机废弃物在60 ℃以上的高温条件下，得到无害化、资源化的完善处理。

（4）高温降解餐厨垃圾的微生物菌剂是由多种好氧耐高温菌种制成的E米复合微生物菌。主要由细菌、放线菌、光和菌、酵母和真菌等多种益生微生物菌，通过独特的培养技术，将这些菌种有机地整合在一起，形成各种微生物之间互相依存、协同作用的一个有机整体。复合菌种对人体、群体、环境无影响，无毒性，遗传稳定性好，同时，具有耐高温、繁殖快、活性高，对有机废物分解力强。复合菌种能有效地降解餐厨垃圾中的盐分、脂肪，动植物蛋白及淀粉等有机废弃物，产出高活菌、高蛋白、高能量的固体再生资源。

三、工艺设备

本工艺研发的设备采用多能源自动供热系统，应用超导传热的板状重力热管技术，快速实现高温等温加热，加热热管工质的热水主要来自于低品位能源利用及热泵的高效增温。对餐厨垃圾及绿化废弃物的混合物进行高温好氧发酵，反应温度为55~85 ℃，有机质含量为20%~90 %，反应物含水率≤80 %，反应p H值范围为6~9，反应物中C/N为25:1~35:1，C/P为75:1~150:1，鼓风量为0.5~5 立方米/分钟，反应时间为12~96小时，微生物菌剂投加量为反应物总质量的0.2%~2 %。反应后产出物含水率≤30 %，可用做肥料、土壤改良剂以及种植土原辅料。

四、技术优势

（1）采用多能源自动供热系统，可因地制宜选择最廉价的低品位能源（如光能、风能，地热能、生物质能、工厂余热等；采用直接制热模式，没有热能和电能互相转换的能量损耗；多种新能源的互补、优化、集成模式，极大地提高了供热系统的能效比。

（2）采用热管技术，内置真空，具有理想的等温性，降低反应体系中加热水沸点，且加热过程无热转换，无论是汽化段或是凝结段，蒸汽的状态都是饱和的，由汽化段产生的蒸汽流向凝结段的压降几乎为零，减少能量损耗。

图6-4-2 餐厨垃圾及绿化废弃物高温好氧发酵资源化处置设备

（3）将绿化废弃物与餐厨垃圾混合处置，提高反应物孔隙率及反应体系中氧气传输速率，同时在餐厨垃圾中富含N、P元素的同时，通过加入绿化废弃物补充反应产物中K元素，并降低餐厨垃圾中含水率及盐度，弥补传统堆肥工艺营养不全面，含盐量高，容易形成土地盐碱化等不足。

（4）具有高效杀菌灭菌功效。高温杀菌：复合微生物菌种在60℃以上的高温好氧条件下快速生长的同时，长时间高温将灭杀这些有机废弃物中的大肠杆菌、沙门氏菌、志贺氏菌等病原菌及蛔虫卵等；分泌物杀菌：复合微生物菌种在快速生长的同时，分泌的一些有机酸、抗生素等有效成分，可以抑制和杀灭有机废弃物中的致病菌和虫卵；生长竞争抑制杀菌灭虫：苍蝇和蛔虫等卵变成成虫的过程中，主要依靠幼虫摄入腐烂物质中的特定成分而产生的变态激素，由于高温发酵减少腐烂物质的生成，以及高温菌产生的高氧化物质，抑制幼虫产生变态激素，从而达到消灭虫蝇的效果。

（5）加热水可反复循环利用，反应产物可同时作为发酵菌剂，减少微生物菌剂投加量。处理周期短，产物无异味，处理过程环境污染性小。

（6）产出物既可以作为一种土壤增效剂，降解化肥、溶解土壤中被固化的营成分，增加土壤中有效养分的含量；还可作为土壤修复剂，抑制和杀死土壤中的病原菌，有效地控制和预防农作物病虫害的发生；同时由于产出物具有较高的腐殖质含量和肥效，还可以作为种植土原辅料代替其中泥炭及有机肥成分。

通过开发太阳能、空气能等（低品位能源）生物处理设备，创新一种高效益、低能耗工艺技术，从根本上解决餐厨垃圾及绿化废弃物等“有机废弃物处理难”的问题，为度假区餐厨垃圾及绿化废弃物等有机废弃物的资源化利用提供了高收益、低能耗的技术保证。