按处理媒介分为非生物处理和生物处理:其中非生物处理包括机械破碎、卫生填埋、焚烧发电、气化等;生物处理包括厌氧发酵、好氧发酵、制备生态饲料等。
(1)机械破碎。充分利用城市污水处理系统,将家庭垃圾通过垃圾粉碎机破水后进入市政污水系统进行处理。机械破碎过程中餐厨垃圾并未发生化学变化,仅降低了粒径,该方法实质上是将餐厨垃圾污水污泥化,不是消解处理而是转移污废,仅适用于具有新规划的能接纳该部分污废处理的城市或区域,否则势必会对原有的市政污水处理系统造成挑战。
(2)卫生填埋。将餐厨垃圾填埋于地下,包括持续的微生物对有机物降解过程即为餐厨垃圾卫生填埋。一般性结论为微生物优先分解有机物并将其转化为自身生长繁殖所需的营养物质,在有机物富余的情况下可进一步将有机物生化降解为无机物增加土壤的肥沃程度。卫生填埋具有操作简单,费用低的优点,同时具有占地面积大且需占用时间长,存在渗滤液二次污染,释放臭气,副产沼气易引发爆炸重大安全隐患。
(3)焚烧发电。餐厨垃圾含水率较高不宜直接燃烧,须先进行脱水处理,而后在焚烧炉中彻底氧化分解,一般以不低于1000℃的温度过氧燃烧,可将固状物减量65%(±15%),燃烧的高品位热一般用于发电,低品位热可用来供暖。该方式处理速率高,转化产生的动力蒸汽用来发电,低品位热量用来供热,减量化程度大,实现了餐厨垃圾的资源、减量化;但是常规的垃圾焚烧不可避免地产生呋喃、二噁英、飞灰等大气污染物,另外焚烧炉灰渣(一般为燃前的5%~20%)重金属含量较高,污染环境较为严重。
(4)厌氧发酵。厌氧发酵是指微生物在氧气不足甚至无氧气的厌氧条件下通过自身代谢,将一部分有机质转化为微生物本体,另外一部分则分解为CH4(有的工艺可直接分解为H2)、CO2,亦可通过选择不同的微生物制备有机酸或醇。温度、酸碱度、碳氮比、微量元素、含氧量显著制约着厌氧发酵的速率和转化率,目前厌氧发酵技术已经在欧洲得到长足的发展,国内应用代表工艺有Biomax。
集中厌氧发酵技术相对成熟,具有自动化程度高,能生产燃气或有机酸、醇,资源化程度好,经济性较高,渣可制成有机肥等优点,广泛应用于城市生活垃圾处理,为餐厨垃圾清洁资源化的有效途径。
(5)好氧发酵。相对好氧堆肥而言,高温好氧反应过程无任何有害物质产生,产出的气体比较小、耗时短、过程可控制、易操作、降解快、资源化效果好,可以处理混合环保垃圾,运行费用低。而且90%的有机垃圾在前段垃圾预处理的过程中污水达标排放、油脂回收利用。10%的固体排放物作为有机肥原料用于生态种植养殖。整个处理过程无公害,不存在二次污染。符合国家餐厨垃圾处理的“减量化、无害化、资源化”就地处理原则。目前已有餐厨垃圾一体化设备投入市场,并且已经推广应用。
(6)制备生态饲料。生态饲料是指以餐厨垃圾为原料制备的饲料。制备生态饲料的餐厨垃圾处理方法主要分为发酵生产菌体蛋白、青贮法、脱水法3大类。国内应用较多的是发酵法制备菌体蛋白;青贮法的典型做法为乳酸菌发酵;脱水制备干饲料通常包括直接高温干燥、煮沸干燥、真空油炸等方法。
(7)气化。虽诸如煤化工等领域主流的气化技术种类繁多,但因餐厨垃圾含水量较高,能运行稳定、经济合理的应用于餐厨垃圾处理的气化技术仅有极为有限的数种,这里仅推荐高温等离子炬气化技术。该技术处理餐厨垃圾可将简单脱水处理后的固状物连同油脂一并气化,因高温等离子气化反应温度高,气流停留时间合理,基本不产生二噁英、呋喃等有机污染物,合成气有效成分为CO、H2。
