嘉兴市餐厨废弃物秋冬理化特性

洪丹丹， 张 滨， 周纯纯， 刘 辉， 胡万鹏， 刘 丹， 孙 萍

(嘉兴学院生化学院，浙江嘉兴 314001)



嘉兴市餐厨废弃物秋冬理化特性

洪丹丹， 张 滨， 周纯纯， 刘 辉， 胡万鹏， 刘 丹， 孙 萍*

(嘉兴学院生化学院，浙江嘉兴 314001)

摘要[目的]明确嘉兴市餐厨废弃物秋冬理化特性。[方法]针对餐厨废弃物一日三餐随季节的变化情况，跟踪分析其含水率、挥发性固体(VS)、总固体含量(TS)、氨氮、总氮(TN)、总碳(TC)及pH，分析餐厨废弃物性质变化对后续加工处理的要求。[结果]嘉兴市餐厨废弃物的含水率为70%左右；TS和VS值均为0.1～0.5；TC含量为70～80 mg/L；TN含量为6～16 mg/L；pH略偏酸性(6～7)。[结论]试验结果为后续的餐厨废弃物的资源化提供了理论依据。

关键词餐厨废弃物；理化性质；处理处置；秋冬季

随着我国城市化进程的日益加快，人民生活水平逐步提高，餐桌上的饮食品种也日益多样化[1]，并且人民群众对于餐桌上食品的来源及质量关注也越来越多。但是很少有人关注到餐厨废弃物的产量，按照每人每天在0.10～0.15 kg推算，我国餐厨废弃物日产量超过7万t[2-3]。随着食品种类和成分的增加及餐桌上浪费现象的日益严重，导致餐厨废弃物逐渐成为影响环境的一个重要问题，后续城市生活垃圾的工艺是否也要进行相应的变革，而且城市生活垃圾的处理也已成为制约我国经济可持续发展的障碍之一，从而引起了广大研究人员的关注。目前，城市生活垃圾处理水平已成为反映一个城市文明程度以及城市管理者的环境意识和现代意识的标志，对生活垃圾的无害化、减量化和资源化的处理已成为当前各级政府与环保专业人士共同关注的热点，各地政府也出台了相应政策[4-11]。

餐厨废弃物作为生物质的重要组成部分，其产生相对集中，易于集中资源化处理，一般产生于企事业单位、学校、农贸市场、超市以及餐饮服务行业，是城市生活垃圾的重要组成部分(北京37%，天津54%，上海59%，沈阳62%，深圳57%，广州57%，济南41%)[12]。据报道，嘉兴由餐馆产生的餐厨废弃物产量为163 t/d[13]，如何处理数量巨大的餐厨废弃物成为城市管理者面临的巨大难题。从源头上了解我国餐桌上饮食成分及其变化特性对后续处理工作起着重要作用，但目前国内外关于该方面的研究鲜见报道。鉴于此，笔者以嘉兴市为例，研究了餐厨废弃物秋冬理化性质，旨在为后续的餐厨废弃物的资源化提供理论依据。

1材料与方法

1.1材料三餐厨余的原料均取自嘉兴学院梁林校区学生食堂，食堂为满足广大师生的营养需求，全年供应的餐饮品种全面，所以餐厨废弃物的总体成分相对稳定。每月选取连续5 d进行取样，基本是在每餐饭后30 min内在食堂内泔水桶将其搅拌均匀并进行取样，以便于进行成分组成和理化性质的比较分析，经过简单分拣，剔除骨头、塑料袋、筷子等杂物后用食物粉碎机将其粉碎至粒径2～5 mm，搅拌均匀，置于-18 ℃冰箱中冷冻保存。

水池取样时间大约为集中用餐后的30 min，从而保证各食堂三餐的厨余均已混入泔水池，在取样前将餐厨垃圾搅混，而且每天会有专门人员收运走当天的泔水池中的餐厨废弃物，取到的样品可代表当天的实际情况。

1.2方法每个月连续采集样品5 d，早、中、晚三餐分别混合样品待分析。直接称量样品，计算质量百分比。含水率采用烘干法测定；物料的TS、VS均采用烘干减重马弗炉法测定；pH采用pH计法测定；TN采用碱性过硫酸钾-紫外分光光度法测定，取5.0 mL水样至25.0 mL比色管，加去离子水至10.0 mL刻度处，加2.5 mL盐酸溶液定容，在220和275 nm紫外光波长下比色；氨氮的测定采用靛酚蓝比色法，取水样5.0 mL置于25.0 mL比色管中，加去离子水至10.0 mL刻度处，加2.5 mL酚溶液，加2.5 mL次氯酸钠碱性溶液，显色1 h，加0.5 mL掩蔽剂定容，于625 nm波长处比色;TC采用LiquiTOCII型总有机碳分析仪测定。

2结果与分析

2.1含水率的变化由图1可知，随着时间及一日三餐的变化，含水率的变化不大，含水率与其他固体废弃物相比较高，基本维持在70%左右，而与废水相比较，餐厨废弃物又具有更高的含固率，这也是餐厨废弃物的特殊性所在。这主要是由于取样时基本是在每餐饭后30 min内在食堂内泔水桶将其搅拌均匀，所以含水量基本维持不变，另一方面从后续处理上说，餐厨废弃物由于与固体及液体垃圾性质上存在较大差异，所以对餐厨废弃物进行单独处理较合理有效。在工艺上考虑餐厨废弃物的含水率较高，首先应该先将餐厨废弃物中的水分去除，从而一方面降低了餐厨废弃物的日处理量，另一方面体积缩小也便于运输和后续的处理处置。

图1　餐厨废弃物含水率测定Fig.1　Moisture content determination of kitchen waste

2.2TS、VS的变化VS/TS的比值可间接表示餐厨废弃物降解难易的程度。从单独的TS和VS的比值上看，一般餐厨废弃物的TS和VS值均在0.1～0.5(图2)，即餐厨废弃物中有机质含量较高，便意味着餐厨废弃物存在着很高的资源化利用价值，如能将有机物从固相转移至液相中去，将大大提升餐厨废弃物的利用效率，产生甲烷等可燃气体进而综合利用。而对于VS/TS的比值而言，早餐的VS/TS比值相比午餐和晚餐的要低，而午餐和晚餐基本接近，这与国民生活习惯基本相近，一般早餐主要包括鸡蛋、咸菜、粥和包子等，相对多为淀粉类物质，而午餐和晚餐主要含有米饭、面条、蔬菜和鱼肉类，相对含油量较高。VS/TS比值高说明餐厨废弃物具有较高的资源化利用价值。因此，早餐的可降解程度相比午餐和晚餐要高，后续处理技术可有针对性地设置。

2.3TC的变化由图3可知，餐厨废弃物的TC含量为70～80 mg/L，碳元素所占的比例较高，如后续用微生物处理方法加以处理，其碳源有一定的保证。

2.4氨氮、总氮的变化及碳氮比碳、氮均是微生物生长所必需的元素，而餐厨废弃物中碳和氮的含量也是相对较高的，这也是原本利用餐厨废弃物生产饲料的原因之一，从跟踪测定的结果上看，总氮含量为6～16 mg/L(图4)，其后续资源化利用价值较大。

图2　TS、VS和VS/TS比值的测定Fig.2　Detection of TS, VS and VS/TS

图3　餐厨废弃物TC测定Fig.3　Total carbon detection in kitchen waste

2.5pH的变化餐厨废弃物的pH略偏酸性，为6～7(图5)，又由于餐厨废弃物中有机质含量高，所以易于酸化腐败，如果不加以控制，易对环境产生恶劣影响，建议后续处理时，应及时收集并处理，不能及时处理的餐厨废弃物应进行冷冻保存[14-15]。

3结论

嘉兴市餐厨废弃物的含水率为70%左右；TS和VS值均在0.1～0.5；TC含量在70～80 mg/L；TN含量为6～16 mg/L；pH略偏酸性(6～7)。餐厨废弃物含有大量有机质，如果能适当处理，具有较大的利用价值，可实现社会效益、经济效益和环境效益的共赢。

图4　氨氮、总氮及碳氮比的测定Fig.4　Detection of total nitrogen in ammonia nitrogen and the ratio of carbon to nitrogen

图5　餐厨废弃物pH的测定Fig.5　Detection of pH in kitchen waste

参考文献

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[15] SHIMIYA Y,MIYAWAKI O．A test apparatus for freezing-thawing dehydration of food wastes[J]．Japan journal of food engineering，2006，7(1)：31-38．

基金项目浙江省嘉兴市科技局项目(2014AY21013)；国家自然科学基金项目(21306062) 。

作者简介洪丹丹(1995- )，女，浙江宁波人，本科生，专业：化学工程与工艺。*通讯作者，讲师，硕士，从事水污染控制工程研究。

收稿日期2016-03-25

中图分类号X 705

文献标识码A

文章编号0517-6611(2016)14-015-03

Physicochemical Properties of Kitchen Waste in Autumn and Winter in Jiaxing City

HONG Dan-dan, ZHANG Bin, ZHOU Chun-chun, SUN Ping*et al

(College of Biochemistry, Jiaxing University, Jiaxing, Zhejiang 314001)

Abstract[Objective] To research the physicochemical properties of kitchen waste in autumn and winter in Jiaxing City. [Method] According to the seasonal change situation of kitchen waste, we analyzed the moisture content, volatile solid content, total solid content, ammonia nitrogen, total nitrogen, total carbon and pH. Then, the requirements for subsequent processing were analyzed according to the changes of physicochemical properties. [Result] Moisture content of kitchen waste in Jiaxing City was about 70%; TS and VS values were between 0.1 and 0.5; TC content was 70-80 mg/L; TN content was 6-16 mg/L; pH was slightly acidic between 6 and 7. [Conclusion] This research provides theoretical basis for the follow-up treatment of kitchen waste.

Key wordsKitchen waste; Physicochemical properties; Treatment; Autumn and winter