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城市垃圾处理过程中餐厨垃圾作为资源化利用和碳减排重点对象，需要高度重视餐厨垃圾的处理方法，分析不同处理技术的碳足迹，针对其处理过程中的运输、处理及运营中做好管理工作。科学进行厨余垃圾分类，并且根据其特性选择有针对性处理技术，这样更能提高餐厨垃圾处理效率，减少餐厨垃圾对生活环境造成的影响。研究分析了餐厨垃圾资源利用的方法，并阐述其资源污水处理必要性，最终探讨了污水处理工艺内容，以及提高餐厨垃圾的资源利用率。

1、餐厨垃圾概述

餐厨垃圾通常是指居民在日常生活、食品加工、饮食服务、单位供餐等活动中产生的垃圾，这部分垃圾包括菜叶，剩菜，剩饭，蛋壳，果皮，骨头，茶渣等，其主要来自于家庭厨房餐厅，菜市场以及饭店等有关食品加工行业。其特点是具有较高的水分以及有机化合物，长期存储极容易发生腐败产生较多的细菌，产生恶臭影响环境，滋生的蚊虫四处飞走很容易将细菌传播到各个地方，影响我国人民的身体健康。除此之外还会对水环境，空气环境等造成恶劣影响。加强餐厨垃圾处理技术研究与应用，实现餐厨垃圾无害化、资源化处理是垃圾分类背景下践行环境保护的重要内容。在环境保护的基础上融入绿色循环，将餐厨垃圾转化为日常生活中所需资源以及能源，这样既可以保障我国环境不受影响，还可以有效实现碳减排的目的。在这一过程中，需要针对餐厨垃圾资源化利用的方法进行分析，如将其制作成肥料饲料，厌氧处理产生可利用的沼气，制备生物燃料等。

2、餐厨垃圾资源化利用方法分析

餐厨垃圾资源化利用是我国环境保护，资源再利用的重要体现，在处理利用过程中需要以社会发展需求为基础，通过将厨余垃圾进行不同资源转化，以此实现生态环保、经济环保目的。

2.1 餐厨垃圾处理方式

通常情况下，餐厨垃圾有机物含量较高，经过合适的处理和加工，可以转化为新的能源或资源，及经过严格处理后作为肥料、饲料等方式进行资源化利用。其中，餐厨垃圾中的油脂部分可以被用来制作成生物柴油，用于公共交通等车辆作为替代燃油使用；水可以通过污水处理技术将水中杂质以及污染物质去除用于农业灌溉或者生活用水；渣可以利用微生物发酵方式进行沼气沼渣制作，用于电力发电，生物饲料，生物肥料制作。

2.2 制备生物柴油

餐厨垃圾中油脂部分可通过提取及加工成生物柴油。现阶段我国工业生产中针对生物柴油制作主要利用脂交换方法，酯交换法在生物柴油制备过程中主要利用甲醇作为交换醇，通过进行甲醇交换醇进行处理，可进一步实现生物柴油提炼，将其用于日常生活中及工业。利用油脂脱酸方法，将油脂垃圾进行碱炼中和，与此同时借助蒸馏精炼、有机溶剂萃取、预酯化、酸催化等操作，这样可在一定程度上提升油脂生物柴油制备水平。在制备生物柴油中，需要重视对废弃油脂分离，由于餐厨垃圾废弃油脂中成分较多，例如水含量以及酸碱值，这些情况均不适合进行生物柴油制备，而这种情况下也无法直接将其碱催化酯交换制作生物柴油，需要进行有效的处理。

2.3 利用发酵制作生物气

可燃气体是现阶段人们日常生活中的重要燃料，餐厨垃圾在资源化处理过程中可以充分将其发酵，将餐厨垃圾制作成可燃气体。在制作过程中需要利用厌氧发酵技术实现生物系回收。可燃气体主要包括两种氢气以及甲烷，通过这两部分可燃气体制作回收，并且将其进行分离再进行应用，这样可以有效实现餐厨垃圾资源化，同时更好的起到环境保护作用。据相关调查数据显示，针对餐厨垃圾生物气资源制备过程中，利用厌氧发酵进行氢气获得，其获得氢气的体积可高达60%，其生产效率为5.49m/（m3/d），说明了餐厨垃圾资源化效率较高。

2.4 利用灭菌制作饲料

餐厨垃圾资源化过程中可以将其制成饲料，用于畜牧饲养或养殖，提高资源利用效率，也是餐厨垃圾资源化利用的方向之一。在饲料制作过程中需要将餐厨垃圾进行杀菌灭毒处理，通过杀菌灭毒，使饲料达到基础的卫生标准，除此之外，还需要将餐厨垃圾中的营养元素进行保留，这样才能在饲料使用过程中，提升畜牧业养殖业经济收益。在餐厨垃圾饲料加工过程中具有较多方法，例如微生物发酵法以及高温消毒法。微生物发酵法比较常用，主要是利用微生物将餐厨垃圾内的废物进行发酵，通过微生物代谢产生出有益菌而后将其制作成饲料。而微生物发酵方法又分为固态发酵法和液态发酵法。固态发酵法在发酵过程中不含水分，具有周期短，产率高，能耗低等特点，目前被广泛应用于餐厨垃圾饲料制作过程中。

2.5 利用生物处理制成肥料

餐厨垃圾还可以制作成肥料，即将餐厨垃圾进行生物处理，保留其中养分，经过处理转化为植物营养土，通过植物营养土进行植物种植，既满足植物生长需求，同时还可以有效解决餐厨垃圾运输等问题。2020年某小区街道开展餐厨垃圾处理活动，将餐厨垃圾转化为植物营养土用于社区内植物花草种植过程中，这样既能满足社区园林绿化需求，还可极大程度减少餐厨垃圾运输过程中对环境造成的污染。北京海淀区社区居民在活动过程中利用厨余垃圾一体化机进行餐厨垃圾处理，不需要将餐厨垃圾进行长时间运输，自行处理餐厨垃圾1000kg，将其转化为100kg营养土，这样有效形成了社区在环境建设过程中的“绿色微循环"。

3、餐厨垃圾资源化过程中污水处理必要性

3.1 减少对区域环境污染

餐厨垃圾处理过程中产生的污水，含有大量的动植物油脂、淀粉、果蔬汁、饮料、油脂等有机物，若不经过处理合理、高效的处理直，将会成为二次污染物造成水体及环境污染。而污水中存在着较多的细菌，细菌随着空气传播以及水传播，很容易造成传染病等情况发生，影响城市居民的身体健康，因此需要重视对餐厨垃圾处理中的污水处理。

3.2 改善水生植物生存环境

餐厨垃圾形成的污水中具有较多的有机物，若不经过处理进入到水体后会迅速消耗水中的氧气，造成水体严重缺氧，而且污水的油脂不能溶于水，附在水面上会造成水面覆氧能力降低，这种情况下导致水生生物无法通过氧气维持生存，更加影响水域内鱼类的生长，这种情况下同样需要积极加大餐厨垃圾中的污水处理工作重视程度。

因此，在餐厨垃圾处理中需要积极加强对餐厨垃圾处理过程中的污水处理技术研究，这样才能实现真正意义的餐厨垃圾资源化利用。

4、餐厨垃圾资源化过程中污水处理工艺

4.1 工艺过程描述

餐厨垃圾资源化过程中污水处理前，需要通过对餐厨垃圾的进行筛选，分解，榨取，水油分离，固液分离，去除臭气等一系列的操作，以此充分保障餐厨垃圾的回收以及利用，进一步对产生的污水进行高效、合理的处理。污水处理工艺作为一项系统性工程，在处理过程中需要依据餐厨垃圾形成污水的特性和污染物的分析合理的应用工艺。我国一些学者对餐厨垃圾资源化过程中污水处理的工艺进行分析。在餐厨垃圾资源化污水处理过程中，需要包含多个系统，例如油水分离系统，残渣过滤系统，污水深度处理系统。本研究中主要以生化机的污水处理内容进行研究，该生化机可以缩短餐厨垃圾资源中污水处理效率，减少污水中的异味。

4.2 油水分离工艺

油水分离工艺是餐厨垃圾资源化污水处理中的重要组成部分，在其处理前需要通过将餐厨垃圾进行有效的筛选分类，挤压榨取，通过这部分操作后，可以有效实现餐厨垃圾液体获得，保证其内部油脂以及污水能够全面融合。将油水输入到油水分离系统中将油脂和水分进行分离，分离后的油脂中需要保证含水量较低，通常情况下部分企业在开展污水处理，油水分离过程中油脂中含水量为20~25%，油脂分离效果数据需要低于该数据，以油中含水不超过5%为主，这种情况下需要积极针对油水分离工艺进行设计研究。设计过程中增加重力分离，粗粒化以及吸附凝结优化，通过这部分工艺优化和在不消耗能源的情况下实现自动分离。整个水体处理过程中保证油颗粒能够

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集中在集油区域，并且控制时间在60min，等到时间限制后将集油区域的油清理，将其可以用作其他领域。

ED系统主要由电极、离子交换膜、隔板、辅助垫片等组成，并被液压装置压紧在机架上。含盐水经过循环泵进入ED膜堆，并通过隔板将盐水分布在各个淡水室，在两极板的强电场作用下，盐水中的阴阳离子发生定向移动，阴离子穿过阴离子交换膜迁移到浓室，继续迁移时受到阳离子交换膜的阻挡而停留在浓室，阳离子亦然。随着离子的迁移，浓水室的含盐量越来越大，淡水室的含盐量越来越小，达到出水条件后在各自水箱中溢流排出。

评价ED最直观的性能在于淡水回收率、电流效率、脱盐能力和使用寿命等因素。除了自然条件外，进出水流速和模式、离子含量和种类、电流密度和离子交换膜的性质等，均深深影响着ED设备的性能。

郭春禹等采用国产低含量淡化均相ED设备，考察了不同操作条件下的单程脱盐率，研究表明，膜堆的单程脱盐率随着进水含盐量、流速的增大而降低，随着电流密度的增加而升高，脱盐率随水中离子种类变化顺序为：NaCl>Na2SO4>NaCl+Na2SO4>NaCl+MgSO4>NaHCO3>MgSO4。这为ED处理水质较杂的脱硫废水提供了一定的经验数据。

由于离子在离子交换膜中的传质速率远大于在水中，因此随着电流密度的不断升高，膜两侧会出现浓差极化现象，导致能耗的增加及膜破坏的可能，因此工作电流密度应在极限电流密度之下。MENG等研究表明，膜堆的最大工作电流密度应处于极限电流密度的70%～80%。

离子交换膜是ED最核心的部分，几乎决定着ED系统的性能。李丽等实验对比了中外5家生产商制备的离子交换膜除盐性能，结果表明，其中AGC传质性能较好、能耗较低，应用于纯盐浓缩工艺更占优势。

王天成通过计算流体动力学方法对隔网形状进行模拟研究，研究发现，采用菱形隔网可使进水分布更均匀，传质更均匀，流动死区更小，从而减缓浓差极化，降低能耗。

如此多的因素影响了ED膜堆的性能，无疑增加了其理论计算，限制了其实用和推广，因此建立ED的传质模型是非常有必要的。祝海涛等综述了Maxwell-Stefan等6种ED传质模型，对比了各个模型的优缺点，并提出了ED模型未来的研究方向在于采用仿真工具并结合经验方程和系数，进一步优化ED的传质模型。

2、ED在火电厂水处理中的应用

除了应用于海水淡化及海水制盐外，ED还广泛用于火电厂的水处理工艺中。自上世纪70年代起，ED常用于锅炉补给水的脱盐处理中，如上海崇明发电厂、吴淞发电所和保定石油化工电厂等。运行结果显示ED脱盐效果较好，水回收率较高，大大地减轻了离子交换系统的负担。但是限于当时技术的不成熟如膜易破损、出现黄水、易结垢和除硅效果差等，以及反渗透在脱盐处理中的迅速成熟，ED在工业水处理中未能大量使用。据BURN等统计，截止到2015年，在全球水脱盐处理总容量中，反渗透技术约占65%，多级闪蒸占21%，而ED仅占3%。

但是近些年来，随着ED技术的不断研究和优化，在火电厂水处理中也得到更多的研究和应用。陈文婷等通过中试研究了频繁倒极电渗析（EDR）处理电厂循环水排污水（硬度739mg/L，电导率3.039mS/cm），结果表明，在产水率高于80%的前提下，脱盐率大于80%，出水水质（硬度162mg/L，电导率0.5696mS/cm）优于循环水回用水质标准，能耗为1.93kW·h/t。谢春玲等通过中试验证了双膜法ED组合的工艺处理循环水排污水的可行性，通过ED处理RO浓水，淡水回至RO进水，系统总回收率高达96.1%。

目前，ED在火电厂水处理中的应用是与离子交换法结合成电去离子（EDI）技术，其有机结合了ED与离子交换的特点，具有除盐率高、无需化学药剂再生、自动化程度高、运行成本低等优势，广泛应用于锅炉补给水、凝结水精处理等系统的深度除盐工艺中。然而，EDI至今在超纯水制备中仍占据较小份额，传统的离子交换树脂法市场比例仍接近于90%，相应的市场规模仍然需求巨大。

近几年来，随着火电厂脱硫废水等末端高盐废水闩欧诺牟欢贤平纬闪艘“预处理-浓缩减量结晶蒸发"为主的水处理工艺。脱硫废水水质波动大，硬度大、悬浮物和盐含量高且复杂，处理困难。电厂普遍采用三联箱技术、双碱法等预处理技术，后续常采用管式微滤膜和中空纤维超滤等进一步除硬和除浊。浓缩减量技术是废水工艺的关键所在，关乎着系统的工艺、投资和运行。浓缩减量技术可分为热法和膜法，热法主要包括机械蒸汽再压缩（MVR）、低温多效蒸发（LTMED）和多级闪蒸（MSF）等，膜法主要包括高压反渗透膜（SWRO）、碟管式反渗透膜（DTRO）、正渗透（FO）和ED等。较多研究者如AMSHAWEE、YAQUB和韦锋涛等对比了各种浓缩减量技术的优缺点及能耗