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Según el medio de tratamiento, se puede dividir en tratamiento no biológico y tratamiento biológico: el tratamiento no biológico incluye trituración mecánica, relleno sanitario, incineración. para generación de energía, gasificación, etc. El tratamiento biológico incluye fermentación anaeróbica, fermentación aeróbica y preparación de pienso ecológico.
(1) Trituración mecánica. Aproveche al máximo el sistema de tratamiento de aguas residuales urbanas. Los desechos domésticos son triturados por la trituradora de basura y luego ingresan al sistema de alcantarillado municipal para su tratamiento. Durante el proceso de trituración mecánica, los residuos de alimentos no sufren cambios químicos, pero se reduce el tamaño de las partículas. Este método esencialmente sedimenta los desechos de alimentos y, en lugar de digerirlos, transfiere los desechos. Sólo las ciudades o regiones con nuevos planes pueden aceptar esta parte del tratamiento de residuos; de lo contrario, inevitablemente supondrá un desafío para el sistema original de tratamiento de aguas residuales urbanas.
(2) Relleno sanitario. Enterrar los residuos de alimentos bajo tierra, incluido el proceso de degradación continua de la materia orgánica por parte de microorganismos, es el relleno sanitario de los residuos de alimentos. El proceso de tratamiento bioquímico de microorganismos ha sido un tema de investigación en los últimos años. La conclusión general es que los microorganismos descomponen preferentemente la materia orgánica y la convierten en nutrientes necesarios para su propio crecimiento y reproducción. En el caso de un exceso de materia orgánica, pueden degradar aún más la materia orgánica en materia inorgánica para aumentar la fertilidad del suelo.
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El relleno sanitario tiene las ventajas de una operación simple y de bajo costo. Al mismo tiempo, ocupa una gran superficie y lleva mucho tiempo. Hay contaminación secundaria por lixiviados, que liberan olores, y el biogás subproducto puede provocar explosiones fácilmente. A medida que la gente presta cada vez más atención a las cuestiones ambientales y los recursos de la tierra se vuelven cada vez más escasos, la tasa de desperdicio de alimentos en los vertederos sanitarios disminuye año tras año.
(3) Incineración para generar electricidad. Debido a su alto contenido en agua, los residuos de alimentos no son aptos para la combustión directa. Deben deshidratarse primero y luego oxidarse por completo y descomponerse en un incinerador. En general, la combustión de peróxido puede reducir los sólidos en un 65% a una temperatura no inferior al 15% (1000℃). El calor de alta calidad quemado se utiliza generalmente para generar electricidad, mientras que el calor de baja calidad se puede utilizar para calefacción. Las cenizas se pueden utilizar como materia prima para materiales de construcción. Para garantizar la estabilidad continua del proceso de incineración, generalmente se puede mezclar un 20% de carbón.
En la actualidad, la tecnología de incineración de residuos se divide principalmente en tres categorías: combustión estratificada, combustión en lecho fluidizado y tecnología de combustión rotativa (es decir, horno rotatorio).
Este método tiene una alta tasa de procesamiento, el vapor de energía generado por la conversión se usa para la generación de energía y el calor de baja calidad se usa para calentar. El grado de reducción es grande y la utilización de recursos y. se logra una reducción del desperdicio de alimentos; sin embargo, la incineración de desechos convencional produce inevitablemente contaminantes atmosféricos como furanos, dioxinas y cenizas volantes. Además, las cenizas del incinerador (generalmente entre un 5% y un 20% antes de la incineración) contienen un alto contenido de metales pesados, que contaminan gravemente el medio ambiente.
(4) Fermentación anaeróbica. La fermentación anaeróbica significa que en condiciones anóxicas o incluso anaeróbicas, parte de la materia orgánica se convierte en microorganismos mediante microorganismos y la otra parte se descompone en CH4 (algunos procesos se pueden descomponer directamente en H2) y CO2. También se pueden producir ácidos o alcoholes orgánicos seleccionando diferentes microorganismos. La temperatura, el pH, la relación C/N, los oligoelementos y el contenido de oxígeno restringen significativamente la velocidad y la tasa de conversión de la fermentación anaeróbica [3]. En la actualidad, la tecnología de fermentación anaeróbica ha logrado grandes avances en Europa y la tecnología nacional representativa es Biomax.
La tecnología de fermentación anaeróbica centralizada es relativamente madura y tiene un alto grado de automatización. Puede producir gas o ácidos orgánicos y alcohol, tiene una buena utilización de recursos y es muy económica. El residuo se puede convertir en fertilizante orgánico. Es muy utilizado en el tratamiento de residuos domésticos urbanos y es una forma eficaz de limpiar y reciclar los residuos alimentarios.
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(5) Fermentación aeróbica. El compostaje aeróbico de residuos de alimentos [1] se refiere al proceso de biodegradación de residuos de alimentos mediante bacterias especiales cultivadas artificialmente o microorganismos aeróbicos naturales en condiciones ricas en oxígeno. De manera similar a la fermentación anaeróbica, parte de la materia orgánica se convierte en microorganismos, pero a diferencia de la fermentación anaeróbica, en cambio, se convierte en fertilizante orgánico y no produce CH4 ni H2.
En la actualidad, la tecnología central de la fermentación aeróbica de residuos de alimentos se centra principalmente en la optimización y domesticación de microorganismos aeróbicos y la mejora racional de los reactores. La fermentación aeróbica de residuos de alimentos incluye principalmente prensado y deshidratación, separación de agua y aceite, degradación bioquímica, tratamiento de gases de cola, purificación de aguas residuales, tratamiento de fertilizantes orgánicos, etc. En el proceso de degradación bioquímica, los desechos de alimentos con un tamaño de partícula de 1,5 a 8 cm generalmente se utilizan como materia prima y se agregan bacterias y materiales auxiliares para la fermentación. El tiempo de fermentación es de aproximadamente 4 semanas.
Si el contenido de grasa y sal de los residuos de alimentos es demasiado alto, se reducirá la actividad de los microorganismos. Además, la fermentación aeróbica centralizada ocupará una gran superficie, producirá olores contaminantes y tendrá bajos beneficios económicos. El número de plantas de compostaje inofensivas en mi país está disminuyendo año tras año, lo que está relacionado con las pilas mixtas de basura urbana, los altos costos de clasificación y los bajos beneficios económicos de las empresas de compostaje.
Lo que vale la pena recomendar es la tecnología de degradación rápida aeróbica a alta temperatura, que utiliza una flora microbiana eficiente para convertir los desechos de alimentos en fertilizante orgánico mediante fermentación aeróbica durante un día. Este método tiene las ventajas de alta velocidad, buena adaptabilidad a la salinidad y buena actividad a altas temperaturas (incluso alcanzando los 80°C).
En comparación con el compostaje aeróbico, el proceso de reacción aeróbica a alta temperatura no produce sustancias nocivas, produce relativamente menos gas, requiere menos tiempo, es controlable, fácil de operar, se degrada rápidamente, tiene buenos efectos de utilización de recursos y puede manejar mezclas ambientalmente. amigable con los residuos y opera a bajo costo. Además, el 90% de los residuos orgánicos cumplen con las normas de vertido y el aceite se recupera durante el proceso de pretratamiento de los residuos anteriores. El 10% de las emisiones sólidas se utilizan como materia prima de fertilizantes orgánicos para plantaciones y cultivos ecológicos. Todo el proceso de tratamiento está libre de contaminación y no hay contaminación secundaria. Cumple con el principio nacional de "reducción, inocuidad y aprovechamiento de recursos" para el tratamiento de los desperdicios de alimentos. En la actualidad se han puesto en el mercado y se han promocionado y aplicado equipos integrados para el desperdicio de alimentos.
(6) Elaborar pienso ecológico. Los piensos ecológicos [1] se refieren a los piensos preparados a partir de residuos de alimentos. Los métodos de procesamiento para preparar piensos ecológicos a partir de residuos alimentarios se dividen principalmente en tres categorías: fermentación para producir proteína bacteriana, método de ensilaje y método de deshidratación. Los métodos de fermentación se utilizan ampliamente en mi país para preparar proteínas bacterianas; el método típico de ensilaje es la fermentación con bacterias del ácido láctico; la deshidratación para preparar alimentos secos generalmente incluye secado directo a alta temperatura, secado por ebullición, fritura al vacío y otros métodos.
(7) Gasificación. Aunque existe una variedad de tecnologías de gasificación convencionales en campos como la industria química del carbón, debido al alto contenido de agua de los desechos de alimentos, existen muy pocas tecnologías de gasificación que puedan aplicarse de manera estable, económica y razonable al tratamiento de desechos de alimentos. Aquí sólo se recomienda la tecnología de gasificación con soplete de plasma de alta temperatura [8]. Esta tecnología tiene las características de respuesta rápida, alto valor agregado y protección ambiental. La tecnología central se domina en el extranjero y se utiliza principalmente en Estados Unidos, Canadá y Japón. Con esta tecnología se pueden vaporizar junto con el aceite sólidos simplemente deshidratados. Debido a la reacción de gasificación del plasma a alta temperatura y al tiempo de residencia razonable del flujo de aire, básicamente no se producen contaminantes orgánicos como dioxinas y furanos. Los componentes activos del gas de síntesis son CO y H2. La escoria sólida se puede utilizar como materia prima para el aislamiento de edificios, pero aún no se utiliza ampliamente en China y es necesario introducir tecnologías básicas.
2 Conclusión
En la actualidad, el método principal de tratamiento de residuos de alimentos no biológicos en mi país es la incineración para generar energía, y la tecnología de generación de energía de gasificación con antorcha de plasma de alta temperatura es la tecnología más prometedora para sustituir la incineración. La tecnología de gasificación de residuos a gran escala aún se encuentra en la etapa de promoción y aplicación, y el potencial de mercado es enorme.
La fermentación anaeróbica y el compostaje aeróbico tradicional pueden lograr la utilización de recursos y la reducción del desperdicio de alimentos. En términos generales, las ventajas del tratamiento microbiano de los residuos de alimentos son un proceso simple, una baja inversión inicial, un alto grado de automatización y una baja contaminación secundaria, aunque tiene desventajas como un alto consumo de energía, un bajo grado de reducción, una escasa adaptabilidad a la salinidad y la baja capacidad de adaptación a la salinidad. Es necesario agregar materiales auxiliares con frecuencia, pero se puede reciclar y tiene un cierto rendimiento. En la actualidad, como nuevo tipo de solución de residuos, los pequeños equipos integrados para residuos de cocina se utilizan ampliamente en comedores gubernamentales, comedores escolares, hoteles, restaurantes, barrios residenciales, plantas de procesamiento de alimentos, aeropuertos, comunidades callejeras, grandes fábricas y venta al por mayor de productos agrícolas. Mercados, bases de producción de frutas y verduras, plantas procesadoras de alimentos, etc.
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