国际上关于餐厨垃圾生物处理技术的研究主要为餐厨垃圾资源化利用(好氧堆肥、制备饲料或酒精等)与能源化利用(制备沼气、生物柴油、氢气或焚烧发电等)。从餐厨垃圾生物处理技术主题分布图虚线框所示意的词频集中区域可以看出,目前餐厨垃圾生物处理技术相关专利申请主要集中在厌氧发酵及制备饲料、肥料、沼气、酒精、氢气和生物柴油等。
   (1)制备蛋白饲料
   餐厨垃圾制备蛋白饲料的方法有三种:①将餐厨垃圾分选、破碎后进行湿热处理,经固液分离后在固形物中添加麸皮,接种一定量的微生物进行厌氧生物发酵;②将热带假丝菌母、黑曲霉、谷草芽孢杆菌、解脂假丝酵母与经过处理后的餐厨垃圾混合发酵;③利用蚯蚓处置餐厨垃圾生产动物蛋白饲料。各国对餐厨垃圾饲料化规定存在不同之处:欧盟全面禁止餐厨垃圾任何形式的饲料化行为,美国、加拿大、日本和韩国自疯牛病发生后禁止对餐厨垃圾处理后提炼产品作动物饲料,我国尚无法规明确禁止使用餐厨垃圾处理用作饲料。
   (2)制备肥料
   餐厨垃圾堆肥技术基本可以分为厌氧发酵堆肥和好氧发酵消化两类。高温好氧堆肥是目前一种较普遍的方法,可以在较短的周期内完成物料堆肥的熟化过程,同时在过程中产生的高温能明显的抑制有害菌。但由于餐厨垃圾中含有很多油及脂肪等,油脂会将固形物包裹起来形成厌氧环境,导致堆肥效果不理想。另外餐厨垃圾中含有盐分,导致制成的肥料中也会含有盐。目前堆肥肥料大都用于林业、草坪或荒漠改造中。厌氧发酵处理可以有效地减少有机物的浓度,并产生甲烷以供利用,但厌氧发酵的处理周期要较好氧堆肥长,一般要2~3周以上反应才进行的比较彻底。
   (3)制备沼气
   近年来利用餐厨垃圾制备沼气是一项比较热门的技术,主要关注点包括预处理方法、生物培养基、厌氧发酵设备、产物的回收利用等。其中基于工艺过程的预处理、产氢、肥料化、饲料化等联合利用方式是主要焦点,可以提高利用效率并降低成本。
   (4)制备氢气
   氢气具有清洁无污染、能量密度高等特点,被认为是最具应用价值的可再生能源之一。利用餐厨垃圾厌氧发酵产氢成本低,还可以实现餐厨垃圾处理的减量化和资源化。目前的发展方向是提高产氢效率、产氢量和氢气的浓度,采取的主要手段是选育培养高效产氢菌种、调控优势菌种的微生物生态因子,包括添加产氢过程促进剂、降低抑制剂的浓度及改进生物产氢反应器等。
   (5)制备乙醇
   餐厨垃圾制备燃料乙醇的基本工艺可以分为预处理、水解、发酵和纯化等4个部分。水解和发酵是影响垃圾降解效率及乙醇发酵产率的关键步骤,因而目前对利用餐厨垃圾制备乙醇的研究主要集中在酶解工艺和发酵工艺。
   (6)制备生物柴油
   利用餐厨垃圾加工生物柴油的工艺方法有碱催化酯交换反应、酸催化酯交换法、脂肪酶催化酯交换反应、超临界甲醇流体法和加氢工艺法。目前利用餐厨垃圾制备生物柴油的技术已较为成熟,发展优势明显。

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