厨余垃圾堆肥质量检测评价研究_李剑颖.pdf

厨余垃圾堆肥质量检测评价研究李剑颖1，2，赖金丽1，2，孙 宇1，2，任晓灵1，2（1.北京市城市管理研究院，北京100028；2.生活垃圾检测分析与评价北京市重点实验室，北京100028）【摘要】对北京市堆肥处理设施分出厨余垃圾进行检测分析，结果表明：厨余垃圾水分含量为 79.19%83.36%，有机质含量为 89.62%96.22%，全氮含量为 1.16%1.42%，全磷含量为 2.36%2.94%，全钾含量为 1.03%1.30%，总养分含量为 4.97%5.65%，pH 为 4.205.30，重金属含量低，厨余垃圾宜作为好氧堆肥原料；对堆肥得到的产品质量进行抽样检测得到，堆肥产品水分含量平均值为 19.35%，有机质含量平均值为 73.34%，全氮含量平均值为 2.66%，全磷含量平均值为 0.67%，全钾含量平均值为 0.85%，总养分含量平均值为 4.17%，pH 平均值为 6.44，重金属污染物单因子含量排序为 CrPbAsCdHg，植物种子发芽指数平均值为 0.74，所有指标均符合 NY/T 5252021有机肥料标准限值要求，堆肥产品质量合格，可以用于改善土壤肥力。【关键词】厨余垃圾；堆肥产物；植物种子发芽指数；重金属；养分中图分类号：X799.3文献标识码：A文章编号：1005-8206（2023）01-0033-05DOI：10.19841/ki.hjwsgc.2023.01.005Study on Quality Detection and Evaluation of Kitchen Waste CompostingLI Jianying1，2，LAI Jinli1，2，SUN Yu1，2，REN Xiaoling1，2（1.Beijing Municipal Institute of City Management，Beijing100028；2.Beijing Key Laboratory of Municipal Solid WasteDetection Analysis and Evaluation，Beijing100028）【Abstract】The kitchen waste from composting treatment facilities in Beijing was tested and analyzed.The resultsshowed that the water content of kitchen waste was 79.19%83.36%，the organic matter content was 89.62%96.22%，thetotal nitrogen content was 1.16%1.42%，the total phosphorus content was 2.36%2.94%，the total potassium content was1.03%1.30%，the total nutrient content was 4.97%5.65%，the pH was 4.205.30，and the content of heavy metals waslow，so the kitchen waste could be used as aerobic compost material.The quality of the products obtained by compost wastested by sampling，showed the average water content of compost products was 19.35%，the average organic matter contentwas 73.34%，the average total nitrogen content was 2.66%，the average total phosphorus content was 0.67%，the average totalpotassium content was 0.85%，the average total nutrient content was 4.17%，and the average pH was 6.44.The single factorcontent of heavy metal pollutants was CrPbAsCdHg，and the average germination index of plant seeds was 0.74，allindicators meet the limit requirements of the NY/T 5252021 Organic Fertilizer.The quality of composting products wasqualified，and could be used to improve soil fertility.【Key words】kitchen waste；compost products；plant seed germination index；heavy metal；nutrient1引言厨余垃圾是指居民家庭日常生活中和相关企业、公共机构在食品加工、单位供餐、饮食服务等活动中，以及农贸市场、农产品批发市场产生的垃圾，包括菜帮菜叶、剩菜剩饭、瓜果皮壳、食物残渣、食品加工废料、废弃食用油脂、腐肉碎骨、畜禽内脏、水产品等固体废弃物1。厨余垃圾占生活垃圾比例在 36.0%73.7%，恰当的处理会收获较高的经济和环境效益2-3。不同国家对厨余垃圾处理的政策各不相同，但总体趋势都是支持厨余垃圾向减量化、资源化、无害化方向发展4。目前，厨余垃圾的处理主要有填埋、焚烧、粉碎直排、能源生产、制作肥料和饲料5。美国将有机废物统一收集后，分类出厨余垃圾进行堆肥处理6。欧洲各国特别是较发达国家对厨余垃收稿日期：2022-06-16；录用日期：2022-08-03第 31 卷第 1 期2023年2月环境卫生工程Environmental Sanitation EngineeringVol.31 No.1Feb.2023环境卫生工程2023 年 2 月第 31 卷第 1 期圾的管理有较为完善的体制，例如英国和法国对厨余垃圾处理侧重于资源化，新加坡侧重于立法，从源头实现垃圾减量7。荷兰厨余垃圾处理主要是好氧堆肥，在 1999 年全国就有 23 个堆肥厂8。日本对厨余垃圾的处理方式主要是堆肥处理，近几年还出现了生产饲料、生物发电、家庭厨余垃圾处理等新的处理方向。韩国则以厌氧消化-生物气回收、生物反应器浆状好氧处理为主要处理方式9。我国厨余垃圾资源化处理研究起步较晚，近年来才有较快的发展，我国作为农业大国，肥料需求量大，好氧堆肥技术应用前景广阔10-11。北京市实施垃圾分类政策以来，居民参与率逐步提升，城市家庭厨余垃圾日均分出量达3 886 t，餐饮单位厨余垃圾日均分出量为1 989 t，厨余垃圾分出量大幅提升，分出质量也得到逐步改善12。对于厨余垃圾处理，则基本沿用餐厨垃圾处理方法，以堆肥处理为主。但是厨余垃圾经过分类后单独进行堆肥处理，与分类前的餐厨垃圾作为堆肥原料相比，原料厨余垃圾的基础特性数据较为匮乏，得到的堆肥产品质量也较以前会发生变化。目前，北京市厨余垃圾堆肥涉及两个问题：是否分类得当？只有分类得当，才能减少其他垃圾混入，从而提高厨余垃圾堆肥产品质量，这需要对厨余垃圾特性进行检测，以确保堆肥产品质量；堆肥产品用于施肥是否可行？这需要进行产品的检测，评价其是否有害，以指导堆肥产品的应用。所以，有必要对作为堆肥原料的厨余垃圾特性进行检测并对堆肥产品质量开展评价。2材料与方法2.1实验材料选择北京市不同地区（昌平、海淀、延庆、大兴、丰台、通州）的6个堆肥处理设施，对经过垃圾分类后单独堆肥处理的厨余垃圾原料样品进行采集，并对该批样品的水分、有机质、养分含量、pH、重金属等12项指标进行检测，最终形成堆肥原料厨余垃圾特性基础资料。调查所用堆肥产品由位于北京市延庆、海淀、昌平和大兴的4个堆肥处理设施提供，4个采样点的特征工艺均为好氧堆肥。对堆肥样品的水分、有机质、养分含量、pH、重金属、植物种子发芽指数等13项指标进行检测，最终形成堆肥产品质量资料。4个采样点的工艺特征如表1所示。2.2检测方法对选定的6个地区的堆肥处理设施分出的厨余垃圾样品及4个好氧堆肥处理设施的堆肥产品进行实验室检测分析，检测指标及分析方法如表2所示。3结果与讨论3.1北京市不同地区厨余垃圾特性3.1.1厨余垃圾有机质、养分含量及 pH对北京市6个地区的堆肥处理设施分出的厨余垃圾样品进行了抽样调查，测定了水分、有机质、全氮、全磷、全钾及pH等指标，结果见表3。6 个地区厨余垃圾的水分含量为 79.19%83.36%，有机质含量为89.62%96.22%，全氮含量为1.16%1.42%，全磷含量为2.36%2.94%，全钾采样点1234日处理量/t300200700500工艺锯末等作为辅料，进行约 30 d 的好氧罐式发酵锯末作为辅料，使用大型控氧生化处理设备，仅 1 d，实现厨余垃圾从进厂到堆肥产品出厂秸秆、木屑和西瓜秧等作为辅料，进行 21 d一次发酵、2530 d 后腐熟的动态好氧发酵秸秆、木屑和西瓜秧等作为辅料，进行 7 d 一次发酵，筛分后，进行 20 d 的好氧式高温堆肥发酵表 1好氧堆肥采样点工艺特征Table 1Process characteristics of aerobic compostingsampling points表 2厨余垃圾及堆肥产品质量指标检测方法依据Table 2Basis for testing methods of quality indicators ofkitchen waste and compost products指标有机质全氮全磷/全钾pH重金属Pb/Cd/Cr重金属 As/Hg植物种子发芽指数方法依据NY/T 5252021 有机肥料 重铬酸钾法NY/T 5252021 凯氏定氮仪法NY/T 5252021 电感耦合等离子体光谱法NY/T 1121.22006 土壤检测 第 2 部分：土壤 pH 的测定pH 计法HJ 7812016 固体废物 22 种金属元素的测定 电感耦合等离子体发射光谱法GB/T 22105.12008 土壤质量 总汞、总砷、总铅的测定 原子荧光法 第 1 部分：土壤中总汞的测定 原子荧光光谱法；GB/T 22105.22008 土壤质量 总汞、总砷、总铅的测定 原子荧光法 第 2 部分：土壤中总砷的测定 原子荧光光谱法NY/T 5252021 培养法表 3北京市厨余垃圾有机质、养分含量及 pH（干基）Table 3Organic matter，nutrient content and pH of kitchenwaste in Beijing（dry basis）地区ABCDEF水分/%83.3683.0379.1979.8383.3081.05有机质/%90.0593.4589.6291.4395.3696.22全氮/%1.421.261.331.281.411.16全磷/%2.362.862.692.752.942.81全钾/%1.191.251.031.251.301.22总养分/%4.975.375.055.285.655.19pH4.204.705.104.605.304.90 34李剑颖，等.厨余垃圾堆肥质量检测评价研究含 量 为 1.03%1.30%，总 养 分 含 量 为 4.97%5.65%，pH 为 4.205.30。总体来看，受北京市相对单一的饮食习惯和气候条件影响，不同地区分出的厨余垃圾特性相对稳定，厨余垃圾品质较好，营养丰富，pH呈弱酸性，适宜应用好氧堆肥技术进行肥料化处理。3.1.2厨余垃圾重金属含量对北京市6个地区的堆肥处理设施分出的厨余垃圾样品进行了抽样调查，测