废物资源综合利用技术丛书–餐厨垃圾废物资源综合利用

本书是“十三五”国家重点图书《废物资源综合利用技术丛书》的一个分册，是一部环境工程实用技术书。本书为读者分享了餐厨垃圾资源分布、餐厨垃圾预处理、餐厨垃圾厌氧发酵技术、餐厨垃圾回收制备生物柴油技术与原理、餐厨垃圾水热处理技术与原理、餐厨垃圾堆肥化处理技术与原理、餐厨垃圾综合利用新技术、餐厨垃圾综合利用政策与管理、餐厨垃圾处理的工程技术与实例等精彩内容，为餐厨垃圾处理行业的从业人员提供了有益的参考。 

本书共10章，重点阐述了餐厨垃圾的预处理技术及方法，厌氧发酵技术制备沼气，天然气和燃料电池，制备生物柴油等内容；同时对目前国内外餐厨垃圾的发展趋势进行了详细的介绍，并从中凝练了目前餐厨垃圾资源化利用技术的前沿趋势，对国内外餐厨垃圾处理的新型技术如提取蛋白饲料技术、制备可降解塑料技术等进行了详细阐述，有利于读者把握目前国内外关于餐厨垃圾处理技术研究的科研动态。本书可供从事餐厨垃圾处理等领域的科研人员、工程技术人员和管理人员参考，也供高等学校资源循环科学与工程、环境科学与环境工程及相关专业师生参考。

陈冠益，天津大学环境科学与工程学院，教授、环境科学与工程学院院长，主要研究领域为生物质能源环境技术及相关理论，取得了特色性的研究成果，在国内外具有学术影响力。排名第 一获得国家科学技术进步奖二等奖、天津市科技进步一等奖、*科技进步二等奖、环保部环境科学技术奖二等奖、天津市科技进步二等奖。发表论文200余篇，其中SCI收录论文80余篇，获授权专利近20项。现为天津市可持续发展研究会会长，天津市环境科学学会、可再生能源学会副理事长，国家生物质能源与材料产业技术创新战略联盟副秘书长，（天津）城市固体废物产业技术创新战略联盟副理事长/秘书长；国家可持续发展实验区专家委员会委员。

 

第1章绪论

1.1餐厨垃圾定义001

1.2餐厨垃圾产生量的影响因素001

1.2.1人口的影响001

1.2.2经济发展水平和居民收入的影响002

1.2.3食品人均消费支出的影响002

1.2.4季节的影响003

1.2.5文化、民族习性的影响003

1.3餐厨垃圾对环境的影响及利用价值003

1.3.1餐厨垃圾对环境的影响003

1.3.2餐厨垃圾的利用价值007

1.4餐厨垃圾资源化处理现状008

1.4.1国外餐厨垃圾处理现状008

1.4.2国内餐厨垃圾处理现状012

参考文献018

第2章餐厨垃圾资源分布与特征

2.1概述019

2.2餐厨垃圾资源的组成特征020

2.3餐厨垃圾资源的总量和分布024

2.3.1我国城市餐厨垃圾资源的总量024

2.3.2我国城市餐厨垃圾资源的分布特征032

参考文献035

第3章餐厨垃圾预处理技术简介

3.1概述037

3.2预分选技术及设备037

3.2.1破袋038

3.2.2脱水038

3.2.3人工分选038

3.2.4筛选039

3.2.5重介质筛选041

3.2.6风力分选041

3.2.7跳汰分选043

3.2.8电力分选044

3.2.9摩擦分选045

3.2.10浮选045

3.2.11弹性分选045

3.3破碎技术及设备046

3.4输送技术及设备049

3.5制浆技术及设备051

3.6混合技术及设备052

3.7餐厨垃圾预处理系统设计053

3.8餐厨垃圾预处理设备产品054

参考文献056

第4章餐厨垃圾厌氧发酵技术与原理

4.1概述058

4.2厌氧发酵原理058

4.2.1厌氧发酵理论058

4.2.2厌氧发酵微生物学060

4.2.3厌氧发酵的反应过程063

4.3餐厨垃圾厌氧发酵工艺及流程064

4.3.1餐厨垃圾厌氧处理工艺分类064

4.3.2餐厨垃圾厌氧处理工艺技术067

4.3.3餐厨垃圾厌氧处理工艺的关键影响因素072

4.4餐厨垃圾厌氧发酵工艺设备075

4.4.1上流式厌氧污泥床反应器076

4.4.2完全混合厌氧消化工艺077

4.4.3膨胀颗粒污泥床反应器078

4.4.4附属设备079

4.5沼气利用国内外现状及发展趋势079

4.5.1沼气发电技术079

4.5.2沼气生产天然气技术080

4.5.3制备燃料电池技术082

4.5.4沼气利用技术的发展趋势083

参考文献084

第5章餐厨垃圾回收制备生物柴油技术与原理

5.1地沟油与生物柴油086

5.1.1地沟油的组成087

5.1.2地沟油的理化特性087

5.1.3生物柴油的特性087

5.1.4生物柴油制定标准088

5.2生物柴油制备原理092

5.2.1酯化法机理092

5.2.2酯交换法机理093

5.2.3生物柴油制备方法的影响因素098

5.2.4酯化、酯交换反应动力学099

5.3废弃油脂的预处理工艺及设备101

5.3.1残渣脱除101

5.3.2胶质脱除102

5.3.3有色物质脱除103

5.3.4水分脱除104

5.4废弃油脂制备生物柴油工艺及设备105

5.4.1均相催化法105

5.4.2水解催化法107

5.4.3气相甲醇催化法109

5.5生物柴油技术的发展现状及趋势111

5.5.1生物柴油发展现状111

5.5.2生物柴油技术发展存在的问题112

5.5.3生物柴油发展趋势113

参考文献113

第6章餐厨垃圾水热处理技术与原理

6.1概述116

6.2水热处理技术原理116

6.2.1亚临界与超临界水117

6.2.2水热技术特点119

6.2.3餐厨垃圾水热反应机理119

6.2.4水热处理过程及分类126

6.2.5水热处理过程的关键影响因素129

6.3国内外水热技术的研究现状133

6.3.1水热技术的研究背景133

6.3.2水热技术的研究进展134

6.4餐厨垃圾水热技术工艺设备136

6.4.1传统型间歇式高压反应釜136

6.4.2微型间歇式高压反应装置137

6.4.3连续式高压反应系统138

6.5水热技术发展存在的问题及展望139

参考文献141

第7章餐厨垃圾堆肥化处理技术与原理

7.1概述146

7.2堆肥原理147

7.2.1好氧堆肥原理147

7.2.2厌氧堆肥原理148

7.2.3堆肥中的微生物种类和作用149

7.2.4影响堆肥过程的因素分析151

7.3堆肥技术分类153

7.4堆肥腐熟度及其测定155

7.4.1表观分析法155

7.4.2化学分析法155

7.4.3生物活性法156

7.5堆肥产品的质量和卫生要求158

7.5.1堆肥产品指导方针158

7.5.2堆肥无害化指标159

7.5.3堆肥技术指标159

7.5.4堆肥质量分级160

7.6餐厨垃圾堆肥工艺发展现状160

7.6.1我国餐厨垃圾堆肥工艺发展现状160

7.6.2国外餐厨垃圾堆肥工艺发展现状162

7.7餐厨垃圾堆肥工艺设备163

7.7.1翻堆式条垛堆肥设备163

7.7.2发酵仓式翻堆发酵设备164

7.7.3塔、仓式(立式)堆肥设备165

7.7.4滚筒式堆肥设备166

7.7.5其他辅助设备167

7.8餐厨垃圾堆肥存在的问题与展望167

7.8.1餐厨垃圾堆肥存在的问题167

7.8.2餐厨垃圾堆肥技术的发展前景169

参考文献169

第8章餐厨垃圾综合利用新技术进展

8.1概述171

8.2厌氧制沼气进展171

8.2.1双相厌氧反应工艺171

8.2.2混合厌氧发酵制沼气工艺172

8.2.3餐厨垃圾厌氧反应器的新进展173

8.2.4沼气制备燃料电池技术174

8.3生物发酵制氢技术175

8.3.1生物制氢原理175

8.3.2餐厨垃圾生物制氢技术发展176

8.4餐厨垃圾制备有机肥新技术178

8.4.1生物有机肥新技术原理178

8.4.2生物有机肥新技术制备存在的问题181

8.4.3生物有机肥的发展趋势183

8.5餐厨垃圾饲料化技术184

8.5.1餐厨垃圾湿热处理制备饲料技术185

8.5.2餐厨垃圾高温干化灭菌制备饲料技术186

8.5.3餐厨垃圾发酵及低等生物养殖制备蛋白饲料技术187

8.6餐厨垃圾制备生物塑料技术191

8.7固态发酵生产生物农药技术192

8.8高温炭化处理技术192

8.9餐厨垃圾制备化工原料技术193

参考文献193

第9章餐厨垃圾综合利用政策与管理

9.1概述194

9.2餐厨垃圾管理研究进展和政策标准194

9.2.1国外餐厨垃圾管理研究进展和政策标准194

9.2.2国内餐厨垃圾管理研究进展和政策标准199

9.3我国餐厨垃圾管理的主要问题和政策建议200

9.3.1主要问题200

9.3.2政策建议202

参考文献203

第10章餐厨工程技术与案例

10.1贵阳市餐厨废弃物资源化利用和无害化处理项目204

10.1.1项目概况204

10.1.2工艺流程204

10.1.3环境效益、经济效益209

10.2昆明市城市餐厨废弃物处理示范项目209

10.2.1项目概况209

10.2.2工艺流程210

10.2.3环境效益、经济效益218

10.3徐州市大彭垃圾处理厂(餐厨)218

10.3.1项目概况218

10.3.2工艺流程及方案219

10.3.3环境效益、经济效益224

10.4重庆市黑石子餐厨垃圾处理厂扩建工程225

10.4.1项目概况225

10.4.2工艺流程225

10.4.3环境效益、经济效益230

10.5中新天津生态城餐厨垃圾多元化资源利用模式探索230

10.5.1生态城餐厨垃圾收运概况简介230

10.5.2生态城餐厨垃圾多元化资源利用模式探索230

参考文献233

附录：我国各地方餐厨垃圾管理办法和条例摘要

索引

 

随着经济发展和人民生活水平的提高以及生活方式的转变，城市餐饮业日益繁荣，餐厨垃圾的产生量也快速增长。统计数据显示，我国餐厨垃圾产量年增长速度达到了15%，到2015年我国餐厨垃圾的总量达到了9500万吨。数量庞大及快速增长的餐厨垃圾如何选择处理技术，形成可靠、经济、有效的餐厨垃圾处理模式并实现可持续发展，是每一个城市所面临的紧迫问题。餐厨垃圾又被称为泔脚或泔水，具有含水量高、含油量高和有机质含量高的特点，处理不当易造成环境污染，同时其又被称为“放错了的资源”。过去因未引起重视，大部分餐厨垃圾被直接丢弃或者贩运往城郊直接喂猪和制备地沟油，带来了严重的环境污染和食品安全隐患。通过适当的技术处理，餐厨垃圾能实现无害化、减量化消除污染，还能进行资源再生利用，变废为宝。目前我国政府十分重视餐厨垃圾的处理，“十二五”期间国家发改委、住建部开展了一系列的餐厨垃圾资源化利用的城市试点工作，餐厨垃圾的日处理能力达到了3万吨，效果显著。“十三五”规划到2020年我国餐厨垃圾日处理能力要达到7.5万吨/天，任务依然艰巨。学者和技术人员对餐厨垃圾处理技术的研究与应用在不断地推进并取得显著进展，但目前专门针对餐厨垃圾资源化利用技术和原理进行阐述的书籍还非常欠缺，相关工程案例介绍的书籍更是缺乏。本书系统地阐述了餐厨垃圾的分布和特点、预处理技术、餐厨垃圾资源化综合利用的技术原理和技术现状、工艺路线、关键设备及发展趋势；并详细介绍了餐厨垃圾利用技术相关的工程案例。全书内容系统、全面，既有一定的理论深度，为广大科技工作者提供了理论指导；又包含实际应用和工程案例介绍，为专业技术人员和管理人员提供参考。本书由陈冠益（西藏大学、天津大学）任主编，马文超和钟磊任副主编；另外，颜蓓蓓、程占军、刘刚（南开大学滨海学院）、王媛、朱哲（天津科技大学）、闵海华（中国市政工程华北设计研究总院有限公司）、杨伟（中新生态城环保公司）、李如莹、赵迎新、吕学斌（西藏大学、天津大学）、旦增（西藏大学）、杜桂月、李薇、李丽萍也参与了编写。中新生态城环保公司、中国市政工程华北设计研究总院有限公司也对本书编写工作给予了大力的支持，在此一并表示感谢。在本书编写过程中参考引用了相关手册、书籍和文献，在此对原作者表示深深的感谢。由于作者知识水平有限，书中不足和疏漏之处在所难免，恳请读者批评指正。编者2017年4月于天津大学北洋园