前言:仅在中国，每天至少有25万吨餐厨垃圾从餐桌上产生，这些垃圾需要经过一系列处理，“变废为宝”，以最大限度地减少其对生态环境的污染和破坏，扼制地沟油回流餐桌的黑产业链。为有效解决餐厨垃圾，城市餐厨垃圾处理工程诞生，通过生物化处理，将垃圾转变为可利用的资源。本文对阐述了何为城市餐厨垃圾，而后对城市餐厨垃圾处理技术进行了分析，最后最餐厨垃圾处理工程电气控制自动化进行了研究。

1.城市餐厨垃圾

餐厨垃圾是宾馆、企业餐厅、家庭等剩余饭菜、无用材料的统称。餐厨垃圾与工业垃圾等不同，含有丰富的营养，水分高，垃圾种类多，若是得不到及时的处理，会在垃圾聚集地不断地腐烂，反应致使餐厨垃圾出现样变及浓郁的味道，都会令人产生不适，还会对周边环境造成程度不一的破坏，并且很多病菌、霉菌都是从其中孕育而生的。从物质的存在形式来看，餐厨垃圾中有机物有大量存在的固形物和溶解或悬浮于水中的有机质，其中固形物质占30%以上，在餐厨垃圾中占有最多有机物的形式。

餐厨垃圾成分与地区的经济条件及生活习性相关。我国人口分布随着经济的增长在各城市中集中，并且人均收入的提高使人们的生活习性与以往有较大的改变，生活质量的充实造成城市餐厨垃圾的大量增加。在全球粮食依然紧张，而我国是世界人口大国的局势下，餐厨垃圾的大量产生很是不利，一方面餐厨垃圾的产生代表着浪费，产生的餐厨垃圾其中至少三分之二都是被浪费的食物，另一方面大量餐厨垃圾得不到及时处理，给周边环境造成了破坏，餐厨垃圾堆积地成为了污染根源。现阶段，主要应用的餐厨处理技术有填埋、焚烧、厌氧消化、好氧堆肥及微生物处理、经过烘干处理转变为饲料等几种处理方式^[1]。

2.城市餐厨垃圾处理技术

2.1填埋

现阶段我国餐厨垃圾处理主要采用的手段依然是填埋处理，将清理来的餐厨垃圾与其他不可再利用的生活垃圾进行混合，运进填埋点进行填埋。这种方式的有点显而易见，方便快捷，并且不需要投入什么资金，至于过程中的运费则可以忽略不计，处理量客观。相对而言的缺点也明了，占用大量土地，这会产生一定的土地征用费，而餐厨垃圾掩埋后，由于还有大量的营养物质及水分，会在地下进行“发酵”，对附近地质及地下水等造成污染，并且视情况会形成污染源^[2]。另一方面，餐厨垃圾中含有丰富的营养物质，这些营养物质被直接丢弃，未经过提取利用，造成浪费。并且目前的局势下，土地利用紧张，政府与人们持续关注生态环境，这种方式与时代发展脱节，不再适用于餐厨垃圾处理。

2.2焚烧

垃圾焚烧经过焚烧工艺处理可转换为电能，算是另一种形式的再利用。这种方式的特点是同时处理量大，餐厨垃圾清理效果明显，垃圾转换为电能，实现垃圾利用的最大化。但焚烧工艺有一定的限制，水分含量过高的餐厨垃圾无法进行焚烧处理，若是强行进行焚烧则会增加垃圾处理投入成本，并且会产生特殊气体、固定，对人们的健康造成影响。焚烧工艺自开发以来便备受争议，人们对焚烧技术充满不信任，认为无法彻底焚烧垃圾还会产生大量的污染源，在近年来逐渐被各地政府部门禁止使用。

2.3好氧堆肥

好氧堆肥是在有氧环境下，利用菌类等将有机物分解转变为无机物。好氧堆肥工艺在国外应用比较多，此技术整体来讲并不算困难，在经过处理后的餐厨垃圾，通常用于农业灌溉中，充当肥料使用。此技术的优势与好处太过显著，而劣势也极大，它能够处理的餐厨垃圾有明确的分类，只可以处理富含纤维组织结构的垃圾^[3]。另一方面，好氧堆肥处理垃圾过程中所占用的土地多，处理时间较长，由于需要有氧环境产生的臭气会即可形成空气污染。从经济角度来讲，也决定着此方式的应用范围。

2.4饲料化处理

饲料化处理是将垃圾进行固体、液体分离，固体部分进行过杀菌、烘干等处理程序，再加入特殊菌类将经过处理的餐厨垃圾转变为牲畜饲料。与其他相比则是机械化程度高，人力、物理投入小，处理垃圾所需的工作空间小，垃圾利用率高。而缺陷则是经过处理的餐厨垃圾，很难确保完全消除其中的有害物质，在转变成饲料经过食物链周转一圈后，存在着进入人体的可能性，引起同源性污染，风险大且无法预测^[4]。目前为完全确保人们的食品安全，饲料化处理这项工艺以被我国全面叫停。

2.5厌氧发酵

厌氧发酵处理是指餐厨垃圾中的有机物在厌氧菌的作用下，逐渐降解成小分子物质，最后成为沼气。餐厨垃圾中的有机物质占有百分之90以上，因此转换率可观。餐厨垃圾经过处理后，产生的沼气可通过相关设备转变为热能与动能，电能可直接供入电网中，而热能则可补充市政供热设施的热能需求。而剩下的沼液再通过脱氮、脱硫等环节，变为肥料用于林业灌溉中，沼渣也可作为肥料使用。厌氧发酵可实现垃圾的无害化处理，并且资源利用率高，并且不会产生生态污染，从经济角度出发也具备较高的应用性，在国内外广泛使用。

3.餐厨垃圾处理工程电气控制自动化研究

考虑到城市餐厨垃圾处理工程成本与操作条件，提出城市餐厨垃圾处理工程电器控制自动化方法。根据餐厨垃圾处理工程的要求，选择PID控制器作为电气控制器，分析PID控制器参数，为确保电气控制效果稳定在最好状态，调整电气控制器参数，将调整后的参数存于数据寄存器中，设置PID控制器的信号输出范围，在此范围内根据PID控制器输出指令进行电气化控制。通过实际试验证明此方法与目前的方法相比，电气控制起效时间平均值下降了7.25ms，表明此方法对餐厨垃圾处理工程的电气控制自动化效果更好。

3.1电气控制器选取

PID控制器实质是一种缓性控制器，通过给定值r(t)与实际输出值c(t)，计算控制偏差p(t),将控制偏差的比例、积分与微分利用线性组合方式形成控制量，在此基础上，对垃圾处理工程电器进行控制，表达式为：

表达式中y(t)代表控制器PID输出信号，k_c表示控制偏差的比例常数，T_i表示积分时间常数，T_d表示的是微分时间常数。比例常数K_c可以成比例地反应电器控制方法的偏差信号，实现控制功能，进而使控制偏差减小，积分时间常数T_i可以积分并记忆控制误差，消除控制静差，微分时间常数T_d可以保证控制的动态响应与稳定性^[5]。

电气控制参数鉴定就是确定最佳过渡过程中控制器参数：比例常数、积分时间常数与微分时间常数。最佳过渡过程是在特定的质量指标内，控制效果达到理想状态，这时的参数便是最佳整定参数。

电器控制器参数整定步骤如下：

步骤一：比例部分整定

设定积分与微分常数为0，形成比例调节器，将比例系数从小到大变换，观察电气控制响应过程，当控制静差满足要求，确定最优比例度。

步骤二：加入积分

将比例系数下调10%-20%，降低加入积分带来的变化，将积分系数按从小到大的顺序进行调整，记录分析电器控制运算的过程，静差为0时，获得积分时间常数。

步骤三：微分加入

在电气控制效果无法满足需求时将微分加入，设微分系数为0，逐渐提高微分系数，同时改变比例常数以及积分时间常数，得到理想的控制参数为止^[6]。

在实际电气自动化控制过程中，电气控制中各变量受机械元件等影响，故而需控制PID输出信号，将其固定在一个合适的范围内，此范围表示为[y_min,y_max],y_min指控制器信号最小范围，y_max则指信号输出的最大范围^[7]。

通过此流程，可有效杜绝PID控制器失控情况的发生，抑制被控量的振荡与超调量，可以大幅提高电气自动化控制的效果，实现城市餐厨垃圾处理工程电气控制自动化。

3.2实验数据分析

通过上述方式与目前所使用的方式进行多次试验，通过电气控制起效时间验证不同方法的控制效果，再将得到的数据存入计算软件中进行处理，获得不同方式电气控制的时间，数据对比见图1。

图1 数据对比图

从数据对比图中可了解到，新方式的电气控制起效时间比现用方式平均降低了7.25ms,证明新方式的应用效果更佳。

总结:综上所述，为管控餐厨垃圾处理成本，提高垃圾处理工程的效率及电气控制自动化效果，现提出新的电气自动化控制方式，此方式选用PID控制器，对餐厨垃圾处理工程电气进行自动化控制，与以往所采用的方式对比，对垃圾处理工程有极大的提高，给城市生态环境保护及垃圾再利用提供了新途径。

参考文献

[1]闫利.全过程全链条优化规范餐厨垃圾处理[N]. 消费日报,2022-03-09(A02).

[2]周峰.餐厨垃圾处理过程的除砂工艺实践探究——以某餐厨垃圾无害化处理工程为例[J].中国资源综合利用,2022,40(02):175-177.

[3]赵刚.污水处理厂协同处理餐厨垃圾的策略和影响分析[J].中国市政工程,2022(01):41-44+122.

[4]万松峰,张意康.智能餐厨垃圾处理系统的设计[J].机械管理开发,2022,37(01):192-194.

[5]林辉斌.关于餐厨垃圾处理技术及资源化利用的相关思考[J].皮革制作与环保科技,2022,3(02):108-110.

[6]祖柱.餐厨垃圾无害化处理对减少自然生态环境污染的影响评估方法研究[J].环境科学与管理,2022,47(01):159-163.

[7]易志刚.餐厨垃圾收运与资源化利用研究进展[J].中国资源综合利用,2021,39(12):116-119+125.