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摘要：為探究破碎廚余垃圾對公共排水系統的影響，對我國廚余垃圾排水水質、污水管道設計、化糞池設計及維護開展了調查研究。廚余垃圾的COD∶TN∶TP=174.2∶5.7∶1，具備緩解污水處理廠碳源緊張的基礎。破碎廚余垃圾排放至下水道后，管道末端污水的COD、TN和TP濃度分別為413.0、64.55和8.13mg/L，化糞池出口污水的COD、TN和TP濃度分別為300.4、54.53和4.33mg/L。破碎后的廚余垃圾顆粒直徑在1.5～6.4mm之間，在管道內的起動臨界流速為0.014～0.037m/s，遠小于0.6m/s，故因廚余垃圾處理器造成下水道堵塞的可能性較小。廚余垃圾處理器的應用會使化糞池的設計容積增加20.9%，同時可使清掏周期最大縮短68d。

廚余垃圾具有含水率高、含鹽量高、有機質含量高、熱值低、生物降解性能好等特性。雖然處理生活垃圾的方式很多，但是廚余垃圾的這些特性導致常規的衛生填埋、焚燒或堆肥等垃圾處理方式會出現新的環境問題。因此，實施垃圾分類，將廚余垃圾從生活垃圾中分離成為重要的解決措施。

廚余垃圾處理器（FWD）是一種從源頭分離廚余垃圾的常見方式，可以將廚余垃圾就地破碎成顆粒沖入下水道，這種處理方式在許多國家和地區已被推行使用。全球超過90個國家在使用廚余垃圾處理器，美國一些城市的安裝率高達90%，新西蘭、澳大利亞和日本家庭安裝率也分別達到了30%、20%和35%。廚余垃圾處理器甚至被列入美國國家綠色建筑標準，80%的新建住房將廚余垃圾處理器作為一個戶內的標準配件。國內北京、上海、深圳、廈門等城市從2012年起也相繼發布了管理條例和法規，鼓勵使用或要求精裝修配套安裝廚余垃圾處理器。

將廚余垃圾從生活垃圾中分離并轉移到排水系統中，雖然可以降低垃圾清運難度和處理負荷，避免環境二次污染，但是在我國飲食習慣和排放制度下，廚余垃圾破碎后的排放水質是否達標、廚余顆粒是否會造成排水管堵塞、是否會增加化糞池處理負荷等問題亟需研究。筆者在對我國廚余垃圾排水水質、污水管道設計、化糞池設計及維護的調查研究基礎上，初步探討了廚余垃圾處理器的應用對公共排水系統的影響。

01 材料與方法

本研究以廈門市住區作為調研對象，選擇精裝修配套安裝FWD的小區7個，小區采用的FWD為Bone-Hammer、In Sink Erator、JOINTWAY三家公司生產的工程定制款。在調研小區中，隨機抽取6戶居民于6月進行為期1周的廚余垃圾收集試驗。收集的廚余垃圾根據破碎難度主要可分為4類：一類為殘羹剩飯、茶葉渣、咖啡渣、橘皮、蔬菜枝梗；二類為西瓜皮、玉米棒；三類為蝦殼、魚骨、蛋殼、花生殼、開心果殼、蘋果核；四類為雞骨、蟹殼、小排骨、羊蝎子。以每戶為單位，經廚余垃圾處理器破碎后采集樣本進行化驗。同樣地，對7個小區的排水樣本進行逐一收集（采樣點見圖1），測定破碎廚余垃圾經管道運輸后和經化糞池處理后的各項指標。

02 結果與分析

2.1 破碎廚余垃圾性質

破碎廚余垃圾（含破碎用水）具有高鹽高油的特點。經測試（采樣點1），TDS在5 520～19770mg/L之間，平均值為12269mg/L；動植物油在661～2140mg/L之間，平均值為1265mg/L。高鹽度廢水的離子強度大，可造成微生物質壁分離、細胞失活，當TDS>5000mg/L時，會導致活性污泥系統不可逆崩潰。美國環保署2004年的統計數據顯示，美國每年有47%的下水道堵塞是由油脂引起的，油脂長期在管道中冷凝固化或形成堅硬、難溶的油脂沉積物（以金屬離子脂肪酸鹽為主的混合物），是導致管道過水能力下降的原因。

破碎廚余垃圾的碳氮比較高。破碎廚余垃圾的COD濃度在8 210～12000mg/L之間，平均值為10436.7mg/L；TN濃度在279～384mg/L之間，平均值為342.7mg/L；TP濃度在56.6～64.0mg/L之間，平均值為59.9mg/L。經破碎處理后廚余垃圾的COD∶TN∶TP為174.2∶5.7∶1，與其他研究者得出的200∶4.5∶1、400.9∶4.7∶1有所不同，這可能是不同的飲食習慣造成的。

2.2 傳輸過程中的水質影響

目前，我國對污水排放標準有明確規定，對是否設置化糞池之類的污水前端處理設施并未作要求。因此存在2種生活污水排放模式：市政管網及污水處理系統完善且采用分流制的城區已在逐步取消化糞池，生活污水直接排入城鎮下水道，以適應不斷完善的城市污水管網和污水處理設施；其他地區仍然設置化糞池，生活污水經化糞池預處理后再排入城鎮下水道。但居民生活污水排入城鎮下水道，都需要符合《污水排入城鎮下水道水質標準》（GB/T 31962—2015）的要求。

管道末端含有破碎廚余垃圾的生活污水各項指標濃度顯著降低，碳氮比明顯減小。管道末端采樣點2的排水COD在309.0～517.0mg/L之間，平均值為413.0mg/L；TN濃度在58.30～70.80mg/L之間，平均值為64.55 mg/L；TP濃度在3.86～12.40mg/L之間，平均值為8.13 mg/L；TDS在1210～1380mg/L之間，平均值為1295mg/L；動植物油在0.22～5.72mg/L之間，平均值為2.97mg/L。管道末端含破碎廚余垃圾的生活污水的COD∶TN∶TP為50.8∶7.9∶1。這是因為污水管道是連接污水源頭與末端釋放的重要部分，在污水傳輸過程中，管道沉積物表面的微生物會降解污水中的污染物質。管道內環境與污水處理系統有很多相似之處，可作為小型生物反應器，污水中存在的微生物、基質以及電子受體在管道沉積物中均存在，與污水處理系統不同的只是管道沉積物中異養菌濃度較低、基質濃度較高。此外，其他生活污水與廚余污水存在室外合流，因此破碎廚余垃圾污染物濃度的減小是微生物降解、油脂反應沉積、室外合流稀釋的共同作用。結合前述破碎廚余垃圾的COD、TN、TP、TDS、動植物油含量，按廚余垃圾粉碎過程用水量9.31L/（人?d）和人均日用水量174.33L/（人?d）進行權重法估算，結果見表1?？芍?，破碎廚余垃圾排入生活污水中，各項指標濃度增量可觀，因此破碎廚余垃圾未經處理直接排入下水道增加了排放水質超標的可能性。

關鍵詞： 廚余垃圾 公共排水系統 廚余垃圾破碎 污水管網