一、含鹽量對餐廚垃圾發(fā)酵的影響

(1)餐 廚 垃 圾 含 鹽 量 較 高 會 使 微 生 物 活 性 受 到 抑 制 ,生 化 反 應(yīng) 減 弱 ,所 釋 放 的 熱 量 減 少 ,堆 料 的 含 鹽 量 越高 ,所 達(dá) 最 高 溫 度 越 低 ,且 高 溫 期 維 持 時 間 越 短 ,不 利 于 滅 菌 .

(2)含 鹽 量 低 于 1.5%時 pH值 隨 反 應(yīng) 的 進(jìn) 行 而 逐 漸 升 高 ，含 鹽 量 高 于 1.5%時，堆 料 的pH基 本 低 于 5.5，不 利 于 堆 肥 微 生 物 的 生 長 。

(3）4 個 反 應(yīng) 器 內(nèi) 堆 料 的 含 水 率 均 呈 下 降 趨 勢 ，含 鹽 量 高 于 1.5% 時 由 于 微 生 物 代 謝 酶 活 性 受 阻，生 物 增 長慢 ，產(chǎn) 生 的 水 分 減 少 ，致 使 含 水 率 下 降 速 度 快 。

（4）至 堆 肥 結(jié) 束 時 1＃、2＃、3＃、4＃反 應(yīng) 器 內(nèi) 堆 料 的 水 溶 性C/N 比 ，由 初 始 的 30 分 別 下 降 到 ,9、10、15和17，含 鹽 量 較 高 時 不 利 于 堆 肥 的 腐 熟 。

(5)含 鹽 量 對 堆 料 溫 度 PH含 水 率 和 水 溶 性C/N比 的 影 響 程 度 不 同 ，綜 合 考 慮 ，餐 廚 垃 圾 堆 肥 時 含 鹽 量不 應(yīng) 超 過1.5%

餐廚垃圾是城市生活垃圾的重要組成部分。國家環(huán)境公報(bào)顯示，我國2005年的城市生活垃圾清運(yùn)量已達(dá)15576.8萬t，按照餐廚垃圾占城市生活垃圾30%-40％計(jì)算，餐廚垃圾清運(yùn)量為4673.0萬～6230.7萬t，而且隨著餐飲業(yè)的高速發(fā)展，產(chǎn)生量還在迅速增加。
目前對于餐廚垃圾的資源化技術(shù)主要集中在飼料化和肥料化技術(shù)上。飼料化技術(shù)是通過消毒、烘干等工序?qū)⒉蛷N垃圾制成飼料原料，但由于餐廚垃圾可能含有口蹄疫、豬瘟病菌等多種病原體和有害微生物，存在食物鏈風(fēng)險(xiǎn)，容易造成人畜之間的交叉?zhèn)魅荆虼藨?yīng)重視廚余再生飼料技術(shù)的安全問題。肥料化技術(shù)是將餐廚垃圾轉(zhuǎn)變成富含有機(jī)質(zhì)和氮、磷、鉀等營養(yǎng)元素的有機(jī)質(zhì)肥料，這種使垃圾實(shí)現(xiàn)從自然界來又回歸自然界的良性循環(huán)，是經(jīng)濟(jì)有效處理和消納餐廚垃圾的重要途徑。然而餐廚垃圾的高含鹽率使得堆肥產(chǎn)品品質(zhì)不高，不僅抑制微生物的活性，降低堆肥效率，而且容易造成土壤酸化和損害作物根部，長期使用還會導(dǎo)致土壤的鹽堿化。我們通過水洗預(yù)處理的方式降低餐廚垃圾的含鹽量，對水洗法降低餐廚垃圾含鹽量的影響因素進(jìn)行研究，并對后續(xù)脫水工藝的最優(yōu)化條件進(jìn)行了探索。
二、實(shí)驗(yàn)
2.1材料
餐廚垃圾采集于深圳食堂，經(jīng)手工篩選除去其中的骨頭、筷子等大塊雜質(zhì)，再經(jīng)食物破碎機(jī)破碎為粥狀物質(zhì)，混勻，4℃保存待用。

餐廚垃圾相關(guān)理化性質(zhì)

2.2實(shí)驗(yàn)步驟和方法
實(shí)驗(yàn)主要分為水洗實(shí)驗(yàn)和脫水實(shí)驗(yàn)2部分。

采用的預(yù)處理工藝流程

餐廚垃圾預(yù)處理工藝流程
水洗脫鹽實(shí)驗(yàn)：將餐廚垃圾與水混合攪拌，控制水量、攪拌時間和溫度3個參數(shù)。反應(yīng)后，取一定量混合物，用離心機(jī)固液分離，上清液過45μm濾膜后，進(jìn)行TOC的測定，固體入馬弗爐灰化（600℃，6h），然后將灰分溶于50ml，去離子水，過45μm濾膜，測定其氯離子含量。
脫水實(shí)驗(yàn)：將水洗后的餐廚垃圾放入螺旋脫水機(jī)中脫水，以減重法測定固體物質(zhì)的含水率。
2.3設(shè)備和儀器
離子色譜（DIONEXICS-1500），TOC測定儀（SHIMADZU TOC-VCPH），離心分離機(jī)（HITACHI himacCR22GH），馬弗爐，水浴鍋，攪拌器，烘箱等。
2結(jié)果與討論
2.1水洗除鹽實(shí)驗(yàn)
水洗是通過加入水，對餐廚垃圾的鹽分進(jìn)行稀釋和淡化的過程。含鹽率是一個重要的參考因素，但由于水洗過程中會產(chǎn)生大量的有機(jī)廢水，隨著廢水的排放，會帶來有機(jī)物的流失，同時也存在二次污染問題，因此對實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的廢水水質(zhì)進(jìn)行了檢測。綜合含鹽率和廢水TOC，得出水洗除鹽的最佳工藝條件。
2.1.1水量對餐廚垃圾含鹽率的影響

由圖2可以看出，加水量對餐廚垃圾含鹽率有很大影響，當(dāng)m（水）／m（餐廚垃圾）=3時，含鹽率由0.88%降至0.21%，同時，水洗廢水的TOC濃度也明顯降低，主要是因?yàn)榇罅克南♂屪饔谩ｋm然濃度降低，但是TOC總量也隨著水量的增加而增大，如當(dāng)m（水）／m（餐廚垃圾）＝0.5時，水洗1kg餐廚垃圾的TOC排放總量為9.69g，而當(dāng)m（水）／m（餐廚垃圾）=3時，其總的TOC排放量升至21.61g。因此為了降低水洗廢水的處理壓力，水量不宜過大。綜合考慮，選取m（水）／m（餐廚垃圾）=2為最佳用水量，不僅除鹽效果較為理想，水洗1kg餐廚垃圾排放廢水TOC總量也可控制在15g以內(nèi)。

圖2水量對餐廚垃圾含鹽率和廢水水質(zhì)的影響
2.1.2攪拌時間對餐廚垃圾含鹽率的影響
攪拌時間對餐廚垃圾含鹽率和水洗廢水TOC的影響見圖3，實(shí)驗(yàn)設(shè)定的條件為m（水）／m（餐廚垃圾）=2，反應(yīng)溫度為室溫（25℃）。結(jié)果表明，攪拌時間對餐廚垃圾除鹽率影響不大，大多維持在85%左右；但是TOC濃度會有小幅上升，這是由于攪拌時間過長，部分大分子難溶有機(jī)物開始水解，轉(zhuǎn)化成小分子有機(jī)物溶于水中。因此攪拌時間不宜過長，10min即可達(dá)到較好效果。

圖3攪拌時間對餐廚垃圾含鹽率和水質(zhì)的影響
2.1.3溫度對餐廚垃圾除鹽率的影響
由圖4看出，溫度使餐廚垃圾除鹽率有一定提高，但也會增加廢水的TOC。當(dāng)溫度由25℃升高至48℃時，餐廚垃圾含鹽率由0.23%降至0.18%，這是由于溫度能提高鹽的溶解度。但是溫度升高也會造成水中TOC濃度增大，當(dāng)溫度為48℃時，水中TOC達(dá)到10.201g/L，是20℃廢水的1.49倍，因?yàn)闇囟葧涌煊椭⒗w維素等有機(jī)物質(zhì)的水解，大量游離態(tài)的油脂水解成可溶態(tài)油脂，導(dǎo)致垃圾本身的油脂含量降低。這可以在實(shí)驗(yàn)中直觀地得到印證，反應(yīng)后的溶液表面漂浮著一層明顯的油脂，因此水溶液TOC增加較快。為了降低TOC的排放，常溫（25℃）下進(jìn)行脫鹽試驗(yàn)即可。但也有研究表明高溫下對餐廚垃圾進(jìn)行此類處理，可方便回收餐廚垃圾中的油脂等物質(zhì)。

圖4水洗溫度對餐廚垃圾含鹽率和水質(zhì)的影響

2.3堆肥實(shí)驗(yàn)結(jié)果
在上述最優(yōu)條件下，將餐廚垃圾進(jìn)行水洗、脫水處理，隨后添加鋸末，將混合堆料的含水率控制在55%左右，混合均勻，于反應(yīng)器中進(jìn)行小規(guī)模堆肥試驗(yàn)，反應(yīng)通過強(qiáng)制通風(fēng)和攪拌加快餐廚垃圾的好氧消化。同時將未經(jīng)過水洗處理的餐廚垃圾與之作對比試驗(yàn)研究。
為減小誤差，試驗(yàn)取樣3份進(jìn)行檢測，堆肥產(chǎn)品相關(guān)理化指標(biāo)見表2。堆肥產(chǎn)品氯離子色譜疊加見圖7。
表2堆肥產(chǎn)品相關(guān)理化指標(biāo)

圖7不同堆肥產(chǎn)品中氯離子含量的離子色譜
結(jié)果表明：水洗后樣本中含鹽量明顯減少，含鹽率由（1.38±0.02）％降為（0.57±0.05）％；另外水洗后堆肥樣本的pH也較高，這是由于水洗之后減少了餐廚垃圾中的油脂含量，從而降低了油脂酸化對堆肥品質(zhì)的影響。有機(jī)質(zhì)含量、含水率等指標(biāo)相差不大。
3結(jié)論
1）水洗法能有效去除餐廚垃圾中的鹽分，最佳工藝條件為：m（水）／m（餐廚垃圾）=2，攪拌時間10min，溫度25℃時，經(jīng)過水洗脫鹽后，餐廚垃圾含鹽率由（0.84±0.11）％降至（0.22±0.02）％，含鹽量明顯降低，廢水的有機(jī)物含量較小。
2）未經(jīng)過水洗預(yù)處理的餐廚垃圾堆肥產(chǎn)品含鹽量（1.38±0.02）％，而經(jīng)過水洗后，堆肥中含鹽量降為（0.57±0.05）％，同時水洗處理可降低油脂酸化對堆肥品質(zhì)的不利影響。