高压蒸汽灭菌工艺处理餐厨垃圾

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餐厨垃圾俗称泔水,是居民日常生活及餐饮行业、单位食堂在生产、经营过程中所产生的食物加工废料及食物残余。餐厨垃圾在物理性状上呈现固液混合态;化学成分复杂,主要包括水、无机盐、有机酸,还有各种大分子有机化合物(主要包括蛋白质、淀粉、纤维素、杂多糖、脂肪等)。由于餐厨垃圾富含有机质,因而有可能为各种病源微生物及各种携带病源微生物的蝇虫提供良好的生长繁殖环境,如果处理不当就可能导致疾病的传播。因此,利用科学合理的方法处理餐厨垃圾,不仅可以防止环境污染,消除对居民身体健康的威胁,而且还使宝贵的有机质资源得以回收利用,转化为饲用资源,在带来经济效益的同时产生环境效益与社会效益。
1餐厨垃圾中微生物含量及其危害性分析
1.1餐厨垃圾中微生物含量分析
针对济南市的餐厨垃圾状况,济南市环境卫生研究所于2004年7~10月,对从多家餐饮场所收集到的混合餐厨垃圾进行了微生物检测。
1.1.1细菌总数
餐厨垃圾在自然状态下放置24h,其细菌总数即达到每克样品108数量级,如表1所示,即每克样品中含有数亿个细菌,而后至48h总数变化不大,依然维持在108数量级上,放置72h的样品,其细菌总数有所下降,降低了一个数量级。由于餐厨垃圾富含有机质,为细菌提供了生长繁殖的环境,但其pH很低,因此很多细菌的生命活动被抑制甚至杀死,只有那些可以耐受低pH环境的菌种可以存活下来,芽孢杆菌类的细菌可以以其休眠体芽孢的形式来抵抗外界不利的生存环境,并能够长期存活,一旦遇到适宜条件即可重新萌发恢复生命。

1.1.2酵母菌总数
餐厨垃圾在自然状态下放置24-72h,酵母含量变化不大,基本维持在每克样品约有1000万个活菌,如表2所示。酵母菌是真核生物,对环境的抗逆性较强,能够耐受比较低的pH环境,可以存活较长时间。
1.1.3霉菌总数
随着餐厨垃圾暴露时间的延长,会有很多霉菌在其表面繁殖,且霉菌产孢子的数量巨大,孢子又极不容易杀死,特别是某些霉菌如黄曲霉,其在生长繁殖过程中会产生黄曲霉毒素,可以导致人畜病患。

1.1.4大肠杆菌的含量
由表3可以看出:餐厨垃圾中大肠杆菌的含量很高,每克样品中含有数万个菌。大肠杆菌是生活在人畜肠道内的一种条件致病菌,当肠道内的大肠杆菌过量后引起肠道正常菌群失衡可以引起多种肠道疾病,而且具有人畜共患的可能。

1.1.5致病性病源微生物
针对某些具有严重致病性的病源微生物如沙门氏菌,志贺氏菌,金黄色葡萄球菌,结核杆菌等进行了初步的固体平板培养,在大量的平板中只有少数几个平板上出现个别疑似菌落。限于课题经费及实验室安全,未能对疑似菌落进行深入研究。
1.2餐厨垃圾的危害性分析
根据检测结果餐厨垃圾样品中细菌的活菌含量、酵母菌活菌含量非常高,分别达到108个/g和107个/g数量级,即每克样品中含有数以亿计的细菌和数千万的酵母菌,它们通过吞食餐厨垃圾中的有机营养成分生长、繁殖,并且导致餐厨垃圾腐败发臭。通过检测还发现餐厨垃圾中含量的大肠杆菌,达到104个/g数量级,即每克餐厨垃圾样品中含有数万个大肠杆菌,如果餐厨垃圾得不到有效控制和处理则有可能对水体、环境造成污染。
2高压蒸汽灭菌工艺处理餐厨垃圾
针对高菌落含量的餐厨垃圾我们选用高压蒸汽灭菌工艺处理,其工艺流程如图1所示。

图1高压蒸汽灭菌工艺流程
在135℃、0.4MPa的条件下,有效灭活餐厨垃圾所携带的各种病菌、病毒及寄生虫卵等;再经固液分离,固体部分进行压榨脱脂,使纤维类物质达到初步脱水,得到的大块固体物质可直接干燥粉碎,作为优质的饲用原料;液体部分经油水分离器分离成油脂和水,油脂经调节酸度、沉淀等工艺处理后作工业原料,废水经静滤处理后部分固体物质进入压榨设备。
废水中主要含有有机质分子及一些无机盐类,通过活性污泥进行处理,处理工艺如图2所示。

图2废水处理工艺流程

图3废气处理工艺流程
生产中产生的废水充入贮水池,然后泵入水解池酸化水解2~3h,流入中间击暂存并调节酸度,然后泵入两级串连上流污泥床式生物反应器UASB,经生物充分降解后自流入二沉池沉淀,同时活性污泥回流,清水达标后排放。
生产过程中的废气主要来源于干燥机干燥过程,废气主要由水蒸气和粉尘组成。其处理工艺如图3所示。
经干燥机排气管所排放的废气由引风机引出,经冷凝,冷凝水回收循环利用,废气经引风机排放,除尘器的灰尘回收可返回午燥机再利用。
原料分拣过程中被分拣出的玻璃、易拉罐、塑料、筷子等杂物可以重新加以利用。
3餐厨垃圾经高压蒸汽灭菌处理后检测结果
餐厨垃圾生产过程严格执行中华人民共和国饲料卫生标准GB13078-2001。我们采用通行的饲料质量标准及检验方法对本工艺处理后的餐厨垃圾的蛋白饲料进行了抽样检测,结果如表4所示。
表4处理后的餐厨垃圾检测结果

由表4可以看出,餐厨垃圾经过本工艺处理后的蛋白饲料制品完全达到现行饲料行业标准,作为商品进入饲料市场具有相当的竞争力。处理后产生的油脂可直接作为工业原料使用,感观上色泽鲜亮,气味正常。
4结论
餐厨垃圾经高温高压蒸汽灭菌后,将其中的干物质直接烘干粉碎制成蛋白饲料制品,液体经过油水分离设施处理将其中提取的油脂直接作为工业原料使用,废水通过生物降解法处理后达标排放,真正做到对餐厨垃圾的无害化、资源化处理,既消除了餐厨垃圾对环境、人们身体健康构成的潜在危害,又使其作为一种有机质资源得到回收利用、变废为宝。同时对于该处理工艺过程中产生的废水、废气、分捡出的杂物进行了有效地处理,杜绝了二次污染。