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餐廚垃圾在我國生活垃圾中占有很高的比例，如果不對(duì)其進(jìn)行合理處置，將會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重危害。因此，我們提出將餐廚垃圾進(jìn)行生物質(zhì)炭處理后再用于堆肥原料，以廢治廢，實(shí)現(xiàn)“減量化、無害化、資源化”，具有很好的現(xiàn)實(shí)意義及可行性。

1 餐廚垃圾的特性及處理現(xiàn)狀

餐廚垃圾是人類生活生產(chǎn)中所產(chǎn)生的食品廢棄物，根據(jù)產(chǎn)生來源可分為餐飲垃圾和廚余垃圾[2]。它們極易腐敗變質(zhì)，散發(fā)惡臭，傳播細(xì)菌和病毒，因此對(duì)其資源化處理處置十分有必要。

我國各地區(qū)餐廚垃圾的成分特性有所區(qū)別，但總體具備3個(gè)顯著的特點(diǎn)[3]。(1)含水率高，80％以上的含水率是餐廚垃圾難以處理的主要原因[4]。高含水率極大的提高了處理難度，一方面，餐廚垃圾會(huì)污染其他可回收垃圾，另一方面，餐廚垃圾形成的滲濾水在運(yùn)輸、處理等過程中破壞了周邊水體。（2）餐廚垃圾含有豐富的有機(jī)物及各種微量元素，擁有很高的重復(fù)利用價(jià)值，若對(duì)其進(jìn)行簡(jiǎn)單處理，是一種資源浪費(fèi)。(3)餐廚垃圾中有機(jī)質(zhì)占到的比例高達(dá)95%以上[2]，易腐爛發(fā)臭，滋生蚊蟲，產(chǎn)生滲濾水，極大地影響周圍環(huán)境衛(wèi)生，若處理不當(dāng)而直接利用，會(huì)造成病原菌的傳播和感染[5]。

餐廚垃圾之前通常以填埋方式處理，占用大量的土地資源，且會(huì)導(dǎo)致大量的臭水臭氣排出 [7]。然而焚燒處理又會(huì)由于餐廚垃圾的水份高，發(fā)熱量低而無法直接進(jìn)行焚燒發(fā)電，還需要額外添加助燃劑，且極易產(chǎn)生二噁英等致癌氣體 。此外，餐廚垃圾常被用作家禽飼料，其所含的有害物質(zhì)、病原菌等在動(dòng)物體內(nèi)積累，然后通過食物鏈危及人類健康。綜上所述，傳統(tǒng)的餐廚垃圾處理方式不僅投資大，二次污染嚴(yán)重，造成有機(jī)物的浪費(fèi)，且由于含有有害物質(zhì)，不能用于制作飼料。

2 餐廚垃圾生物質(zhì)炭制備

生物質(zhì)炭不僅熱穩(wěn)定性好，抗生物化學(xué)分解，同時(shí)具有巨大的比表面積和高孔隙率，其表面含有豐富的官能團(tuán)，化學(xué)吸附能力強(qiáng)。吳琪琳等以板栗殼為原料，制備了固定碳含量為83%～91%，熱值為30～35MJ/kg的熱解炭；金桃等以餐廚垃圾為原料，制備出熱值為30.18 MJ/kg的水熱炭。研究表明，生物質(zhì)炭可調(diào)節(jié)土壤pH，緩解污染物毒性，優(yōu)化微生物生存環(huán)境，以利于污染物的降解。Xu等在土壤中添加生物質(zhì)炭后，土壤由堿性改良為中性。張偉明等研究發(fā)現(xiàn)生物質(zhì)炭可降低土壤容重，提高孔隙率，改善植被環(huán)境。生物質(zhì)炭還可作為吸附劑，應(yīng)用于各個(gè)方面。吳艷姣等]制成的炭球-活性炭吸附量是活性炭的數(shù)倍。馬東興制備的氮摻雜微孔炭材料，CO2吸附量達(dá)到11.77 wt%。

目前，利用餐廚垃圾制作生物質(zhì)炭主要有熱解法與水熱炭化法兩種，熱解炭通過物理作用進(jìn)行吸附，而水熱炭則是利用表面官能團(tuán)與物質(zhì)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)來達(dá)到吸附效果。

3 餐廚垃圾生物質(zhì)炭回用優(yōu)化堆肥

餐廚垃圾中豐富的微生物菌群及大量的營(yíng)養(yǎng)成分使其具備做堆肥原料的良好條件，但餐廚垃圾的高含水率和酸性環(huán)境不利于微生物生存，從而影響堆肥的進(jìn)行。因此，堆肥法由于餐廚垃圾本身因素的制約，若將餐廚垃圾制成生物質(zhì)炭，再回用于堆肥，可以從而有效提升堆肥效率及堆肥質(zhì)量。

3.1 減少堆肥中有害氣體的排放

堆肥過程中，堆體中的含氮物被微生物通過氨化作用被反應(yīng)生成氨氣，進(jìn)而形成銨態(tài)氮。堆體中因氨氣揮發(fā)導(dǎo)致的N損失占總量的一半甚至更多。生物質(zhì)炭可通過物理吸附減少部分氨氣的排放；此外，生物質(zhì)炭表面的酸性官能團(tuán)與銨態(tài)氮反應(yīng)，達(dá)到了減量的目的，同時(shí)抑制了銨態(tài)氮再次轉(zhuǎn)變成氨氣，達(dá)到保氮效果。好氧堆肥中產(chǎn)生的N2O及CH4是重要的溫室氣體，利用生物質(zhì)炭強(qiáng)大的吸附能力等特性，將其加入堆體，既能保氮，又能去除和減少有害氣體的產(chǎn)生，一舉兩得。

3.2 調(diào)節(jié)pH值

pH值的變化嚴(yán)重影響著堆體內(nèi)微生物生長(zhǎng)繁殖，堆體有機(jī)質(zhì)的分解速率受pH的影響很大，直接影響堆肥進(jìn)程。生物質(zhì)炭多呈堿性，且在制作過程中溫度越高，pH值則越高。因此，餐廚垃圾生物質(zhì)炭可有效緩解其堆肥過程中pH過低的問題。

3.3 改善含水率

堆體中的水分起到了媒介作用，且可以通過蒸發(fā)作用將熱量吸收從而調(diào)節(jié)堆溫。將生物質(zhì)炭提前加入堆體，使堆體的孔隙度增加，氧氣充足，從而使前期堆體含水率下降。同時(shí)，在堆肥后期，生物質(zhì)炭的保水作用保證了微生物生長(zhǎng)代謝所需的基本水分。因此，生物質(zhì)炭在前期降低了堆體含水率，優(yōu)化了通風(fēng)供氧條件，使得有機(jī)質(zhì)順利降解，又在后期保證了堆體的含水率優(yōu)化了堆肥品質(zhì)。

3.4 優(yōu)化微生物環(huán)境

餐廚垃圾生物質(zhì)炭巨大的比表面積、獨(dú)特的表面官能團(tuán)、高孔隙率等特性，使得堆肥微生物可以較好的生存繁殖。在堆肥過程中，生物質(zhì)炭表面的酸性官能團(tuán)數(shù)量也隨生物氧化作用的增強(qiáng)而增多，保氮作用增強(qiáng)。餐廚垃圾生物質(zhì)炭的特性、微生物種類與堆體接近，可更高效的促進(jìn)微生物分解有機(jī)物，提高堆肥效率。

4 總結(jié)

我們探討了餐廚垃圾生物質(zhì)炭?jī)?yōu)化堆肥技術(shù)的可行性。通過合理的優(yōu)化處理及資源化利用，將餐廚垃圾變廢為寶，既降低了餐廚垃圾的產(chǎn)量，又提高了堆肥效率，具有很好的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。