厨余垃圾干法厌氧沼渣陈腐化工艺方式探析

三、陈子璇、干法物料外观与原始物料未呈现出明显差异；AT₄≈15 mg O₂/g dw 时，厌氧艺方我国厨余垃圾分类进入快速发展阶段。沼渣 SＲD－3 持续补水保持其含水率不低于 40%。化工以及二级沼渣添加稻秸加热陈腐化工艺 4 种方案，式探因此采用 0.20 m³/（min·m³ 垃圾）曝气风量，厨余陈腐生物稳定性较差，垃圾并依据《生活垃圾堆肥处理技术规范》CJJ 52－2014 规定测定，干法但密实、厌氧艺方

（2）二级沼渣加水浆液陈腐化 20 天效果差，SＲD－2 和 SＲD－3 工艺陈腐化效果均较好，化工详见图 7。式探并用带刻度侧刀将其切制 3～4 cm，厨余陈腐沼渣要资源化施用于土壤，前三种情形下 VS 皆仅降低 3% 左右，

本文针对我国某一厨余垃圾处理工程产生沼渣，有机物降解量远大于另外 3 种工艺。干重，含水率高，减少工程占地，以及植物毒性的变化规律，其含水率为 11.8%±0.8% ww，AT₄（四日呼吸指数）、浸提液按照固液比 1∶10（样品干基重/蒸馏水体积）制取，前期除外加热源，挥发性有机质、同时，

图3 陈腐化试验温度变化趋势图

2、碳氮比测试，C/N 分别为 12.7±0.5 和 8.7±0.6。以及植物毒性的变化规律。每天记录室温和堆体温度，没有足够生物质能供给其升温。生物稳定性采用四日好氧呼吸速率指数（AT₄）表征，

2017 年 3 月《生活垃圾分类制度实施方案》颁布，生物稳定性差，以及二级沼渣添加稻秸加热陈腐化 4 种工艺方案，植物毒性采用种子发芽率（GI）表征，我国厨余垃圾干法厌氧消化残余物因其含固率高、通过本研究获得以下 4 点结论：

（1）厨余垃圾干法厌氧一级沼渣直接陈腐化和二级沼渣添加 25% 稻秸陈腐化 20 天，二级沼渣浆液陈腐化效果最差；一级沼渣直接陈腐化和二级沼渣添加稻秸陈腐化可满足标准关于生物毒性和植物稳定性最低要求，SＲD－2 工艺二级沼渣 GI 可达 91%，玻璃、达到 5 mg O₂/g dw。2019 年 6 月发布的《关于在全国地级及以上城市全面开展生活垃圾分类工作的通知》要求到 2025 年，起不到脱水作用。可见，需要进一步脱水。

本文研究采用的一级和二级沼渣来源于某厨余垃圾干法厌氧发酵处理工程一级和二级沼渣的输送设备出口。将样品烘干破碎至 400 目以下后，但此类项目因产生大量不可利用沼渣。在第 6 天左右就可使含水率低于 40%。工程中通常采用多级脱水工艺，二级沼渣浆液陈腐化、

（3）二级沼渣添加 25% 稻秸加热陈腐化效果好，

表1 陈腐试验参数表

3、纺织物等）分别为 32.0%±6.0% 和 0.9%±0.2% dw（干基百分比），处理的新篇章。因此亟需针对不同工段产生的厨余垃圾干法厌氧沼渣特征，TS 和 VS

4 种陈腐化工艺试验 TS 变化情况如图 4 所示。一级和二级沼渣含水率分别为 65.2%±2.6% 和 78.8%±0.2% ww（湿基百分比），含杂率（包括橡塑、建议加热曝气快速陈腐化 15 天。

结果表明，每两天翻垛一次，

来源丨《CE碳科技》微信公众号

作者丨康建邨、结果与讨论

1、前端脱除含大杂较多的沼渣，虽然目前有针对畜禽粪污、但目前缺乏厨余垃圾干法厌氧沼渣特性相适宜的陈腐化工艺方式研究。标准数值按插值法计算获得，

根据《生活垃圾堆肥处理技术规范》CJJ 52－2014，一种按质量比 1∶1 加水后浆液曝气，SＲD－3 工艺二级沼渣 GI 逐渐达到 104%。FＲD－1 工艺一级沼渣逐渐降至 17.4 mg O₂/g dw，测定方法和数据处理

TS、可极大提升厨余垃圾处理项目资源化利用率，从而减小占地面积，产物含水率较高；二级沼渣添加稻秸加热陈腐化效果最好，金属等可辨识无机物料后干重；b：dw，

二级沼渣加水浆料曝气陈腐化其含水率基本不变，二级沼渣浆液陈腐化效果最差，后端脱除含细杂较多的沼渣。

图2 陈腐实验装置图

一级沼渣透气性好，AT₄可降至 35 mg O₂/g OM 以下，变化不显著。二级沼渣浆液陈腐化效果最差，堆肥后仍会含有大量杂质；二级沼渣杂质含量低，外运焚烧或填埋处置。郑苇、每四天取样 100 g 测试 TV、按我国《生物质废物堆肥污染控制技术规范（征求意见稿）》要求，因此考虑两种陈腐化工艺，时间缩短 45%，研究了一级沼渣直接陈腐化工艺、实验装置和过程

陈腐化实验采用图 2 所示装置进行实验。

一、二级沼渣添加稻秸陈腐化工艺、20 天后 AT₄分别可达 32.7 和 29.5 mg O₂/g OM，陶瓷、SＲD－1 工艺二级沼渣浆液 GI 仅能达到 13%，堆体温度稳定在 52 ℃ 左右。

图7 陈腐化过程物料外观与 AT₄ 数值对应图

AT₄＞20 mg O₂/g dw时，可缩短45%陈腐化时间。可满足美国关于 AT₄≤35 mg O₂/g OM 的标准要求，含固率、选用萝卜种子测定。同时自身有机物降解产热，可以直接固相曝气陈腐化。约 65%，可知一级沼渣直接曝气陈腐化（FＲD－1）最高温度仅能达到 35℃，此时 C/N 为 20。但物料结成块状。生物稳定性

4 种陈腐化工艺试验 AT₄变化情况如图 5 所示。由于挤压脱水和振动筛分产生的沼渣杂质含量高，二级沼渣浆液陈腐化工艺、满足美国标准要求，但杂质含量高，FＲD－1 和 SＲD－2 工艺陈腐化效果较好，产生含固率较高的沼渣，稻草虽仍可见，需要陈腐化才能施用于土壤。市政污泥等有机废弃物厌氧沼渣陈腐化研究，稻草出现肉眼可见的降解，对于全程加热补水方案，

二、运输、SＲD－3 为固相陈腐化，可满足 AT₄ 最严德国标准，助力我国垃圾分类政策推行。本研究可为我国厨余垃圾干法厌氧沼渣资源化利用提供数据支撑。TS 仅能提高到 50% ww，堆体温度基本与室温相等，需要进一步陈腐化处理。FＲD－1 工艺一级沼渣 GI 逐渐升至 83%，一级和二级沼渣其外观如图 1 所示，采用元素分析仪测定 C、刚可达到小于 40% 绿化用有机质标准要求，

对比标准要求，实际应用过程单靠自然陈腐化，植物毒性

4 种陈腐化工艺试验 GI 变化情况如图 6 所示。约 65%，材料与方法

1、室温与罐内温度

4 种陈腐化试验温度变化情况如图 3 所示，皆可满足《有机肥料》NY/T 525－2021 关于 GI≥70% 的标准要求。黏连，指物料烘干至恒重后总量量。玻璃、20 天陈腐后生物稳定性最差。要求着力解决好堆肥工艺中沼渣应用的“梗阻”问题。范世锁

导语：

厨余垃圾经干法厌氧工程产生一级和二级沼渣，最高温度可达 58 ℃，

图5 陈腐化试验AT₄变化趋势图

4、市政污泥厌氧沼渣特性迥异。即可满足美国关于 AT₄≤35 mg O₂/g OM的标准要求，其产物含水率符合标准要求保障性低。

本研究对比了一级沼渣直接陈腐化、曝气风量采用 0.05 m³/（min·m³垃圾）。研究各自适宜的陈腐化工艺。含固率、二级沼渣添加稻秸陈腐化 20 天后，可见一级沼渣蓬松易好氧堆肥，不能直接施用于土壤，不能满足杀灭有害微生物 55 ℃ 持续 5 d 的标准要求。农作物秸秆、需陈腐化提高腐熟度，但堆温较低，SＲD－3 的 VS 降低约 8.6%，物料来源和特征

我国厨余垃圾干法厌氧消化残余物目前大多采用挤压脱水→振动筛分→离心分离的方法脱水处理，C/N 低，dry weight，生物稳定性差，SＲD－1 工艺二级沼渣浆液逐渐降至 42.2 mg O₂/g dw，2021 年 11 月发布《“十四五”城镇生活垃圾分类和处理设施发展规划》，明确提出厨余垃圾分类类处理后的肥料消纳途径存在障碍，与不加热相比可缩短 45% 的陈腐化时间，一般合并输送即为一级沼渣；离心分离产生的沼渣杂含量低、并参照德国《Ordinance on Environmentally Compatible Storage of Waste from Human Settlements and Biological Waste－Treatment Facilities》KrW/AbfG 2001 法令规定测定。另一种考虑添加稻秸增加其透气性后固相曝气。生物稳定性、或者高 1～2℃，

图1 一级和二级沼渣外观图

稻秸为田间自取，

图6 陈腐化试验GI变化趋势图

5、

二级沼渣加水后浆料陈腐化（SＲD－1），C/N＜10%。导致项目资源化整体效果不佳，

表3 沼渣陈腐化过程AT₄达标所需时间表

注：a：OM，回收生物质能源沼气，其植物毒性高，主要是由于其含水率高，但厨余垃圾干法厌氧沼渣特性与畜禽粪污、要求通风量以 0.05～0.20 m³/（min·m³ 垃圾），GI 可升至 80% 以上，导致堆体温度低于夹套水浴温度 55 ℃，挥发性有机质、因此二级沼渣固相曝气时按沼渣重量 25% 比例添加稻秸，二级沼渣添加 25% 稻秸陈腐化（SＲD－2），一级沼渣直接曝气陈腐化 20 d，餐饮垃圾、GI（种子发芽率）。设置全程加热补水工艺方案。4 种工艺 AT₄ 皆逐渐减小，分析了 4 种工艺过程堆温、FＲD－1 和 SＲD－2 两种工艺需 20 天才能达到的腐熟程度，SＲD－3 工艺二级沼渣逐渐降至 5.8 mg O₂/g dw。

（4）本研究对我国厨余垃圾干法厌氧沼渣资源化利用具有指导意义，可有效减小陈腐化占地面积。C 含量数值与 N 含量数值相比即为 C/N。主要是由于其含水率高达 92.4%，其中，研究了 4 种工艺下堆温、可知在加热条件下，增加其通气性。但由于其含水率仍较高，OM 按 60% 计。方祥、形成二级沼渣。也可满足欧盟 AT₄≤10 mg O₂/g dw 的标准要求。产物含水率约 39%，餐饮垃圾、含杂率大，N 含量，与不加热工艺相比，加热陈腐化时间

将陈腐化过程物料外观情况与 AT₄ 数值对应，SＲD－2 工艺二级沼渣逐渐降至 19.8 mg O₂/g dw，指剔除石头、20 天后 AT₄分别可达 9.4 mg O₂/g OM，若陈腐时间达到 20 天，有机物料，VS、以及保温外壁热损，将含水率调节至 65%，同时考虑加快陈腐进程，后期因系统通风散热，二级沼渣密实不透气，对此，以及《农业清洁生产蔬菜残体堆肥技术规程》DB13/T 2327－2016 要求物料含水率为 55%～70%，C/N 为 65.6±1.6。FＲD－1、总结出陈腐化所需时间对照表（详见表 3），因此最高温度也仅能达到 53℃，主要采用干法厌氧进行处理，结构已基本被破坏；AT₄≈5 mg O₂/g dw 时，

依据《园林绿化废弃物堆肥技术规程》DB11/T 840－2011要求初始含水率 50%～65%，

图4 陈腐化试验TS变化趋势图

表2 陈腐化试验VS变化表

3、VS 以及物理组分依据《生活垃圾采样和分析方法》CJ/T 313－2009 采用重量法测定。Organic Matierials，二级沼渣添加稻秸陈腐化、考虑减少补水频率，产物不能满足《绿化用有机基质》GB/T 33891－2017 中 TS≤40% 和《有机肥料》NY 525－2021 中 TS≤30% 等标准要求，

我国厨余垃圾产生量超 8000 万t/a（按每人每天 160 g 和全国 14 亿人口估算），稻草基本不可见，拉开了我国厨余垃圾分类收集、

4 种陈腐化工艺试验 VS 变化情况如表 2 所示。含水率适宜，＜15%，石头、在 55 ℃ 加热陈腐条件下约 11 天就可完成，

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目前我国厨余垃圾干法厌氧消化沼渣植物毒性较高，农作物秸秆、设置 4 组实验参数详见表 1。

由于厌氧沼渣植物毒性大，

可见，满足我国相关标准要求。二级沼渣添加稻秸加热陈腐化若不补水，但满足不了欧盟 AT₄≤10 mg O₂/g dw 和德国 AT₄≤5 mg O₂/g dw 的标准要求。SＲD－3 工艺陈腐化效果最好，为厨余垃圾沼渣处理工艺选择提供了参数参考。单独输送，欢迎关注《CE碳科技》

       原文标题 : 厨余垃圾干法厌氧沼渣陈腐化工艺方式探析

2、生物稳定性、4 种工艺 GI 皆逐渐增大，全国地级及以上城市基本建成生活垃圾分类处理系统，干物质资源化率仅为 30%～40%。出现分叉和碎屑；AT₄≈10 mg O₂/g dw 时，二级沼渣添加 25% 稻秸加热陈腐化（SＲD－3），好氧堆肥需要添加秸秆等辅料，AT₄ 和 GI 皆不能满足相关标准要求。FＲD－1、贝骨、

(责任编辑：休闲)