固体有机物腐熟时间长是制约工业化大规模生产有机肥料的一个瓶颈, 如何提高腐熟效率,缩短腐熟时间成为有机肥制备中至关重要的关键技术问题。利用微波加热速度快,效率高的特点,我们利用了微波的热效应与非热效应进行预处理。在将餐饮废物堆肥的处理过程中,需要先将其降解成易被微生物利用的小分子有机物(例如:单糖、氨基酸),然后才能通过发酵作用将单糖转化为腐殖质.其中将餐饮废物转化为单糖是关键步骤(Victor Lo*, 2017)。
在我国也有相应的研究:用微波预处理后,有机物的腐熟时间从未处理的30-60缩短至4-8天(张小勇、莫海涛,2008)。与常规恒温水浴加热相比,在恒定温度和酸浓度的条件下,微波加热辅助水解时间缩短约为原来的1/7,且糖液颜色较浅,W(单糖)提高了20.8% (陈小翠,2009)。
根据我国的城市垃圾特性,研发了适用于低温、高盐、高有机质、微正压环境中连续运行的微波城市垃圾处理反应器;研究了垃圾的微波处理过程,开发了整套城市垃圾微波处理工艺;研发设计了先进的能量及物料循环利用系统。进行了气体、液体、固体三大类处理产物的综合利用技术研究。应用气体洗涤技术、气液分离技术、浮选分离技术、微波活化技术等技术手段,开发了气体产物处置、固体产物制备有机肥技术。
图2.2.2有机物二级分解
传统的厨余堆肥处理时间长(30-60天)、肥效不稳定、易滋生病虫害、臭气,微波厨余垃圾微波处理工艺处理时间短(12小时内)、产生高效有机肥、双重杀菌(微波杀菌、高温发酵杀菌)、三重除臭(微波除臭、高温发酵除臭、纳米活性炭除臭),势必得到广大人民群众的欢迎。各技术详细对比表如下:
技术对比指标 |
卫生填埋 |
堆肥处理 |
焚烧发电 |
微波+高温发酵 |
占地面积 |
大 |
中 |
小 |
小 |
选址条件 |
较困难,需远离市区,运输距离较远 |
较易,需避开居民密集区,运输距离适中 |
易,可靠近市区建设,运输距离较近 |
易,可靠近市区建设,运输距离较近 |
地表水污染 |
污染风险最高 |
在不良管理条件下与卫生填埋相仿 |
在炉灰处理时,存在对地表水污染的风险 |
无废水排放 |
地下水污染 |
可采取防渗措施,但存在渗漏风险 |
无 |
灰渣中含有机质、重金属等污染物 |
无 |
大气污染 |
排放大量温室气体,恶嗅有毒气体等 |
产生难闻气味,易滋生病虫害 |
产生二噁英等微量剧毒物 |
无味、无污染,不产生二噁英 |
土壤污染 |
填埋场及周边区域 |
堆肥厂及周边区域 |
飞灰及炉渣堆放厂周边 |
无 |
产品市场 |
沼气回收发电 |
有机肥 |
热能或电能 |
高品质有机肥 |
管理要求 |
一般 |
较高 |
较高 |
较低 |
对比结论 |
厨余垃圾微波处理技术为现阶段国际领先的垃圾处理技术。 |
表 2.2.1 各技术指标对照表