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      學校食堂承包餐廚垃圾組分及生化指標分析

      2021-09-08 21:39:30

      隨著城市化進程加快,“垃圾圍城”現象日益加劇.如何解決城市生活垃圾問題已經成為困擾城市經濟可持續發展的難題之一.在城市生活垃圾中,餐廚垃圾高達40%~50%,而且所占比例逐年升高[2].目前餐廚垃圾的處理方式主要有填埋、焚燒、用作飼料和生物降解.直接進行填埋,除了會占用大量土地資源,還會產生滲濾液、惡臭等,造成二次污染[3].歐盟已經出臺法令禁止生垃圾直接填埋處置.由于廚余垃圾濕基熱值僅約為2100 kJ/kg,采用焚燒法處理餐廚垃圾時需添加燃料,發電效能較低,如果焚燒不充分,還會產生二噁英等有害氣體,污染環境[4].餐廚垃圾營養豐富,但未經消毒處理的餐廚垃圾重新進入食物鏈后,不但容易引起畜禽感染疾病,還可能會造成某些疾病在人群中的傳播[5].因此,目前北京等多個城市已經通過立法,禁止餐廚垃圾直接用作飼料.生物降解法利用菌種處理餐廚垃圾,可將餐廚垃圾中富含的有機物分解成水、二氧化碳和有機質,消化率高達90%,不但可以使垃圾減量,而且分解后的少量殘渣是高效的有機生物肥料,被認為是一種較為理想的處理方式.  河源學校食堂承包食堂供餐量大,產生的餐廚垃圾量大、集中,不易摻雜雜物.如果能夠“就地取材”,建立小型餐廚垃圾處理站,利用生物降解方式將其變為有機肥,用于校園綠化施肥,無疑將是學校餐廚垃圾無害化、減量化和資源化的一種較理想的處理方式.由于生活水平、飲食習慣的不同,不同地區餐廚垃圾的組成成分會不同.另外,即使同一地區,學校食堂的餐廚垃圾與家庭餐廚垃圾組成成分也會不同.其物理和生物化學特性也會隨著組成成分的不同而發生變化.探索學校餐廚垃圾的組分及生化特性,是餐廚垃圾的生物降解處理的前提.本文選取深圳某高校食堂的餐廚垃圾,對餐廚垃圾的組分、生化特性、熱力特性等進行分析和檢測,以及為深圳學校餐廚垃圾的處理方式、設備設計及工藝等提供依據.   

      河源學校食堂承包

      學校食堂承包實驗部分 1.1材料與試劑    餐廚垃圾由深圳某高校的3個食堂提供,采樣分別標記為第1、第2、第3采樣點.采樣時,需將潲水桶內的餐廚垃圾充分攪拌,混合均勻后,再用勺子直接采取1 kg左右的餐廚垃圾作為樣本[6].每個采樣點每日平行采樣5份,連續采樣一周(5天).  試劑:乙酸鋅、亞鐵氰化鉀、甲基紅、鹽酸、氫氧化鈉、堿性酒石酸銅甲液、堿性酒石酸銅乙液、石油醚、乙醚、硫酸銅、硫酸鉀、硼酸、鉻酸鉀、硝酸銀、重鉻酸鉀、硫酸亞鐵銨、濃硫酸、試亞鐵靈指示液等. 1.2 儀器設備DS-1高速組織搗碎機,成都華衡儀器有限公司;DHG-9123A型電熱恒溫鼓風干燥箱,上海精宏實驗設備有限公司;SXL-108型程控箱式電爐,上海精宏實驗設備有限公司;K-360凱氏定氮儀,瑞士BUCHI有限公司;809Titrando電位滴定儀,瑞士萬通中國有限公司;pH-3C 數字酸度計,上海儀電科學儀器股份有限公司.  1.3 樣品處理為了保證采集到的餐廚垃圾樣本組成均勻.本文采用DS-1高速組織搗碎機先對樣本進行破碎、攪拌約30 min,然后根據各檢測項目所需的數量,進行縮分和取樣.2結果與討論    2.1 餐廚垃圾的組分分析餐廚垃圾的組分分析采用手工分類的方法進行,即直接用鑷子將樣本中的蔬菜、肉類、谷物(米飯、面食)從樣品中分揀出來,再用電子天平對各組分的質量進行稱量,通過計算即可得到各組分占樣本總質量的百分比,以及各組分之間的比例[6],結果見表1.    從表1 以看出,谷物占餐廚垃圾的比例最-高,平均值達到了51.05%,而一般城市餐廚垃圾谷物含量在20%左右.這主要是因為學校食堂按“2兩”、“4兩”規格打飯,往往造成打多了,吃不完,只能倒掉.學校餐廚垃圾各組分之間,蔬菜∶肉/魚∶谷物∶其他的比例大約為3:1:5:1. 2.2 生化特性的檢測 2.2.1主要營養成分含量    餐廚垃圾的營養成分主要是指其中的糖類、脂肪、蛋白質等大分子物質,這些大分子物質的含量,直接影響到餐廚垃圾的處理方式.本文采用返滴定法[7]測定餐廚垃圾中的糖類、酸水解法[8]測定脂肪,凱氏定氮法[9]測定蛋白質、電位滴定法[10]測定鹽分,結果見表2. 由表2可見,餐廚垃圾中總糖、脂肪、蛋白質的總和占到餐廚垃圾的20%以上,說明餐廚垃圾具有非常豐富的營養成分,有利于生物降解利用.城市餐廚垃圾鹽分含量一般在0.2%~1.0%[11],本實驗測得鹽分為0.84%,餐廚垃圾中的鹽分,不利于餐廚垃圾經生物降解后產生的有機肥的利用,因為鹽分會使土壤板結.2.2.2 熱力特性的檢測    餐廚垃圾的總碳、灰分、水分可以用來判斷餐廚垃圾是否適合直接焚燒處理.本文采用文獻[12-14]的方法分別對總碳、灰分和水分進行了測定,測定結果見表3. 通常認為,城市生活垃圾可焚燒性的界限值為含水量≤50%、灰分≤60%、可燃成分(總碳為主要的可燃成分)≥25%[11].表3結果顯示,學校餐廚垃圾的平均灰分和總碳分別為7.77%和39.19%,滿足焚燒性處理的要求.但學校餐廚垃圾有極高的含水量,含水量達到70.90%,水在加熱時會變成水蒸氣,帶走大量熱量,降低垃圾熱值.因此,如果不進行“液固分離”,僅從熱值考慮,學校餐廚垃圾不適合焚燒處理

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