崔 亮

微生物處理技術(shù)在高校餐廚垃圾處理中的應用——以甘肅林業(yè)職業(yè)技術(shù)學院為例

崔 亮

[甘肅省高等學校服務中心]

隨著社會生活的不斷進步和發(fā)展，人們對于生活品質(zhì)的追求也不斷提升。近些年，餐廚垃圾對社會環(huán)境和人們的正常生活造成了一定的影響，大學校園更為明顯。變廢為寶，對高校餐廚垃圾進行正確的資源化利用和無害化的處理，對校園環(huán)境的改善和大學生健康飲食至關(guān)重要。本文梳理了我國餐廚垃圾處理現(xiàn)狀及主要處理技術(shù)，探討了好氧發(fā)酵微生物處理技術(shù)在高校餐廚垃圾就地化處理中的應用，并在甘肅林業(yè)職業(yè)技術(shù)學院餐廚垃圾資源化利用和無害化、就地化處理中進行了實踐應用。

高校餐廚垃圾；微生物處理技術(shù)；資源化利用；無害化處理

餐廚垃圾主要是居民在生活消費過程中形成的生活廢物，是食物垃圾中最主要的一種，包括家庭、學校、食堂及餐飲行業(yè)等產(chǎn)生的食物加工下角料（廚余）和食用殘余（泔腳），其成分復雜，主要是油、水、果皮、蔬菜、米面、魚、肉、骨頭以及廢餐具、塑料、紙巾等多種物質(zhì)的混合物。餐廚垃圾極易腐爛變質(zhì),若處置不當可能會引發(fā)“地溝油”“垃圾豬”等食品安全問題,嚴重影響市容并污染環(huán)境,危及師生身體健康[1]。這一問題已經(jīng)引起了人們的廣泛關(guān)注和政府的高度重視，2010年以來，國家發(fā)改委、國務院辦公廳、住建部等部門先后印發(fā)了《關(guān)于組織開展城市餐廚廢棄物資源化利用和無害化處理試點工作的通知》《關(guān)于加強地溝油整治和餐廚垃圾廢棄物管理的意見》《中華人民共和國固體廢物污染環(huán)境防治法》《關(guān)于在全國地級及以上城市全面開展生活垃圾分類工作的通知》等文件，加大了對餐廚垃圾變廢為寶、化害為利的引導,旨在從源頭上避免直接作為飼料進入食物鏈,解決餐廚垃圾作為生活垃圾填埋或焚燒造成的資源浪費和環(huán)境污染問題,實現(xiàn)社會效益、經(jīng)濟效益和環(huán)境效益的統(tǒng)一。如何實現(xiàn)高校餐廚垃圾的資源化利用及無害化處理是全國高校后勤人當前面臨的迫切問題,也是全社會廣泛關(guān)注的問題，本文主要就這一問題進行探討，希望對高校餐廚垃圾的處理提供參考。

一、餐廚垃圾的主要處理技術(shù)

根據(jù)《2017-2022年中國餐廚垃圾處理行業(yè)發(fā)展前景預測與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報告》，2015年全國餐廚垃圾產(chǎn)生量約為9110萬噸，日均餐余垃圾產(chǎn)生量為25萬噸，人均日產(chǎn)量為0.18kg[2]。據(jù)2015年統(tǒng)計，全國現(xiàn)有普通高等學校在校學生數(shù)大約3700萬人，按照以上統(tǒng)計口徑計算，全國高校每年產(chǎn)生約200萬噸以上餐廚垃圾。

餐廚垃圾的傳統(tǒng)處理方式一般采用堆肥、填埋、焚燒、固體飼料、粉碎直排等方式進行，但這些處理方式都會對資源、環(huán)境造成不同程度的惡劣影響。像堆肥，會占有大量的土地面積，處理周期也較長，并且在堆肥過程中產(chǎn)生的污水、臭水會對周邊的環(huán)境造成污染，長期堆肥還會造成土壤的鹽堿化。粉碎直排，會污染地下水，造成河水發(fā)臭，滋生出細菌、病菌，會造成疾病傳播，而且一些油垢會造成管道堵塞，影響人們的正常生活[3]。

近年來，微生物處理在國內(nèi)外逐漸興起。與其他傳統(tǒng)處理技術(shù)相比，微生物處理技術(shù)具有較明顯的優(yōu)勢。微生物降解處理技術(shù)是將餐廚垃圾就地處理，處理的餐廚垃圾較徹底，垃圾總質(zhì)量會減少大約90％，殘留物還可以制成有機肥料，很大程度上實現(xiàn)了資源的循環(huán)利用，促進了資源的節(jié)約。餐廚垃圾通過微生物處理技術(shù)，使得相關(guān)生產(chǎn)活動符合社會“環(huán)保節(jié)能”要求，實現(xiàn)我國資源的循環(huán)利用[4]。

二、餐廚垃圾微生物處理技術(shù)

（一）好氧堆肥技術(shù)

好氧堆肥是指在有氧條件下,利用好氧微生物對堆積于地面或者專門發(fā)酵裝置中的有機質(zhì)進行生物降解,最終形成穩(wěn)定的高肥力腐殖質(zhì)。好氧堆肥技術(shù)具備較快降解有機物的速度，其降解有機物也比較徹底，而且可以殺死病原微生物，因此好氧堆肥技術(shù)是餐廚垃圾處理中最常用、最有效的一種處理方法。但是，這種餐廚垃圾處理技術(shù)對場地的要求比較高，而且處理過程中會產(chǎn)生大量的氣體，總體來說好氧堆肥技術(shù)的經(jīng)濟效益不高。另外，值得注意的是餐廚垃圾一般含鹽分都比較高，長時間采用好氧堆肥技術(shù)處理餐廚垃圾會加劇土壤的鹽堿化程度，而且餐廚垃圾中的過量鹽分和油脂對微生物的成長有一定的抑制作用，致使堆肥中的產(chǎn)品質(zhì)量逐漸下降，產(chǎn)品出產(chǎn)的周期也逐漸加長，因此好氧堆肥技術(shù)不具備持久發(fā)展的特征，只有短期效益[5]。

（二）厭氧發(fā)酵技術(shù)

餐廚垃圾的厭氧消化是利用兼性厭氧微生物的代謝作用在無氧條件下將復雜的有機物分解為簡單的小分子有機物及無機物，在這個過程中實現(xiàn)對餐廚垃圾的減容減量處理以及資源化利用。通過厭氧消化產(chǎn)生具有利用價值的氫氣和甲烷，耗能低，對環(huán)境無污染或污染較小，因而越來越受到重視[6]。厭氧消化技術(shù)通過微生物降解來實現(xiàn)餐廚垃圾的減容減量和回收利用，自動化程度較高，所需人力較少，容易控制惡臭氣味的散發(fā)，且產(chǎn)品具有多樣化、經(jīng)濟價值較高等優(yōu)點。但是微生物對酸堿度要求高，處理技術(shù)也很復雜，反應器內(nèi)生物啟動時間長;同時餐廚垃圾中的鹽分和油脂含量過高會導致過度堿化，使消化過程pH 值偏高，抑制了菌體生長，不利于持續(xù)并穩(wěn)定地降解餐廚垃圾;與此同時厭氧發(fā)酵產(chǎn)生的沼渣需要進一步處理，通常需干化處理后填埋，或重新堆肥后制成有機肥。

利用厭氧消化處理技術(shù)處理餐廚垃圾在國外有著一定程度的應用，其無害化程度較高，且具有較高的有機負荷承擔能力。厭氧發(fā)酵技術(shù)在我國四批試點城市的118座在建項目中占比達 80%，是目前的主流處理方法[7]。但是厭氧消化處理工藝存在工程投資大、工藝復雜、運營成本高等缺點，目前來看也不適合我國高校餐廚垃圾處理的實際情況。

（三）好氧發(fā)酵技術(shù)

通過高溫復合微生物和酶轉(zhuǎn)化技術(shù)、快速腐殖化集成裝備、轉(zhuǎn)化工藝精準控制技術(shù)集成,篩選自然界中生命活力和增殖能力強的高溫復合微生物菌種,在生化處理設備中,對餐廚垃圾進行高溫快速好氧發(fā)酵,使各種有機物得到快速降解和轉(zhuǎn)化為生物腐殖酸肥料。腐熟后的腐殖酸肥料外觀顏色為灰褐色，以顆粒粉末狀自動出料。該腐殖酸肥料可以作為有機源土壤調(diào)理劑,用于土壤質(zhì)量提升,起到降低化肥利用率,提高農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量和改善農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)的作用。該技術(shù)的優(yōu)點是占地面積小，處理時間短，無需繁雜分揀；避免了細菌和病毒的傳播，資源利用率高；節(jié)省了轉(zhuǎn)運成本，無二次污染，自動化程度高；產(chǎn)出的有機肥還能有效解決校園的綠化問題；很好地實現(xiàn)餐廚垃圾處理的“資源化、無害化和減量化”。缺點是一次性投資略高，微生物的投加量比較大，存在一部分運營成本[8]。

結(jié)合甘肅省高校的實際情況，經(jīng)過前期深入細致的考察，本研究認為好氧發(fā)酵微生物處理技術(shù)在甘肅高校餐廚垃圾處理中具有廣闊的應用前景。

三、餐廚垃圾微生物處理技術(shù)在甘肅高校的實踐應用

根據(jù)甘肅省政府辦公廳印發(fā)的《全省全域無垃圾三年專項治理行動方案（2017—2020年）》文件精神，甘肅省教育廳于2018、2019年兩年利用全省節(jié)約型校園建設專項經(jīng)費共計400萬元在甘肅林業(yè)職業(yè)技術(shù)學院、蘭州資源環(huán)境職業(yè)技術(shù)學院、隴東學院和甘肅民族師范學院等10所院校建設餐廚垃圾就地化微生物處理系統(tǒng)，有效解決了學校餐廚垃圾處理難、污染嚴重等問題，為建設節(jié)約型校園發(fā)揮了積極作用。下面主要以甘肅林業(yè)職業(yè)技術(shù)學院為例，對餐廚垃圾微生物處理技術(shù)的實踐應用做一介紹。

甘肅林業(yè)職業(yè)技術(shù)學院，位于素有“隴上江南”之稱的天水市，現(xiàn)占地面積550畝，在麥積山風景區(qū)建有占地3700畝的實習林場，在校內(nèi)建有占地55畝的綜合實訓基地，在校師生人數(shù)近萬人。學校以林業(yè)類專業(yè)為特色，發(fā)揮學校園林設計的優(yōu)勢，打造了公園式的綠色學校，先后獲得了“全國綠化模范單位”“第一屆甘肅省文明校園”“全省綠色學校”等稱號，但由于學校周圍沒有配套的餐廚垃圾處理設施，造成餐廚垃圾處理難、處理成本高且處理周期無法保證等問題，成為困擾學校綠色發(fā)展的瓶頸。2018年發(fā)生非洲豬瘟病毒疫情后，市場監(jiān)管部門加強了對學校餐廚垃圾的監(jiān)管，學校將餐廚垃圾運輸?shù)饺镏獾碾姀S焚燒。除了運輸成本以外，還需要向電廠繳納餐廚垃圾處理費，給學校造成了較大的經(jīng)濟負擔。2018年8月，學校積極申請省節(jié)約型校園建設專項經(jīng)費50萬元，并由學校配套60多萬元，于2019年年初建成日處理3噸的餐廚垃圾就地化微生物處理系統(tǒng)。目前設備使用情況良好，各項性能穩(wěn)定。根據(jù)學校的實際情況，餐廚垃圾就地化微生物處理過程主要包括餐廚垃圾回收、固體廢料處理、廢水處理和廢氣處理等環(huán)節(jié)。

（一）餐廚垃圾回收

當日由工作人員將餐廚垃圾回收至處理站，回收原則如下：

1.餐廚垃圾回收時間與學生就餐時間錯開，確保學生就餐時的環(huán)境衛(wèi)生。

2.學生就餐結(jié)束后及時清運餐廚垃圾，確保餐廳的環(huán)境衛(wèi)生安全。

3.運輸過程使用專用電動車，做到平穩(wěn)運輸，不超速、不漏液。

4.運輸完畢后及時對垃圾桶進行清洗消毒。

（二）固體肥料處理

對經(jīng)發(fā)酵處理后的固體有機肥，采用存儲的方式進行二次發(fā)酵，發(fā)酵環(huán)境通風、防水、干燥。發(fā)酵好的固體肥料送進實驗室進行檢驗，重點檢驗氯離子等物質(zhì)的含量。使用鋸末、黃土等對養(yǎng)料成分高的肥料進行稀釋，稀釋后用于校園綠化。

（三）廢水處理

通過餐廚垃圾處理設備廢水管路將設備產(chǎn)出的廢水運送至油水分離系統(tǒng)。油水分離系統(tǒng)將廢水加熱至65℃，此溫度下保證油脂分子與水分子的分離，確保油脂在分離系統(tǒng)中的流動性。

（四）廢氣處理

在發(fā)酵過程中會產(chǎn)生大量氣體，這部分氣體采用管道輸送，由廢氣處理系統(tǒng)進行過濾滅菌處理后排入大氣。

四、甘肅高校餐廚垃圾微生物處理技術(shù)運行效果分析

2019年，甘肅全省大約有甘肅林業(yè)職業(yè)技術(shù)學院、蘭州資源環(huán)境職業(yè)技術(shù)學院、隴東學院、甘肅醫(yī)學院和甘肅民族師范學院等五所院校的餐廚垃圾就地化微生物處理系統(tǒng)投入運行。隨著這些設施的投入，從根本上解決了之前各個學校遇到的餐廚垃圾處理難問題，從原來的被動回收處理到目前的主動回收處理，做到了就地化處理、資源化利用，效率更高且年均處理成本更低。

據(jù)測算，甘肅林業(yè)職業(yè)技術(shù)學院每天產(chǎn)生的餐廚垃圾約2.8噸，按現(xiàn)行的政府指定機構(gòu)處理餐廚垃圾方式，每月需支出經(jīng)費16800元，全年支出168000元。本項目建成后，需操作人員1名，工資、水費、電費等合計約92000元，每年節(jié)約成本76000元。經(jīng)處理后的地溝油可銷往當?shù)厣锬茉椿て髽I(yè)，固體肥料用于學校綠化，具有一定的經(jīng)濟效益。同時，本設備運行后還產(chǎn)生了以下社會效應：

（一）本項目建設符合國家關(guān)于城市餐廚垃圾處理的政策要求，減輕市政環(huán)衛(wèi)系統(tǒng)的處置壓力，同時也可減少學校的垃圾外運處理費用，有利于生活垃圾資源化、減量化、無害化處理循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展。

（二）本項目建成有利于探索高校與政府產(chǎn)教融合的合作模式，發(fā)揮高校技術(shù)、人才優(yōu)勢，促進本地政府環(huán)保事業(yè)可持續(xù)發(fā)展，提高了當?shù)氐纳鐣б婧徒?jīng)濟效益。

（三）本項目符合轉(zhuǎn)變經(jīng)濟發(fā)展方式、發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟的方針政策，有利于推動利用循環(huán)經(jīng)濟技術(shù)解決城市垃圾處理技術(shù)，較好地體現(xiàn)了城市垃圾處理的方向與定位。

（四）本項目建成增長了學生的知識面，促進學生養(yǎng)成節(jié)約不浪費、垃圾分類處置的良好習慣，提高學生的環(huán)保意識，具有良好的環(huán)保教育示范效應。

現(xiàn)階段，合理地處理校園餐廚垃圾帶來的相關(guān)問題，可以促進學校的環(huán)境提升，還能提高廣大師生的生活水平和幸福指數(shù)。同時，還能夠保障資源的合理應用，減輕環(huán)境污染。隨著科學技術(shù)的發(fā)展，相信在不久的將來，校園餐廚垃圾的處理將更為科學合理，潛藏在其中的價值也會被更好地開發(fā)利用。

[1]鄧俊.餐廚垃圾無害化處理與資源化利用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].環(huán)境工程技術(shù)學報,2019,9（06）:637-642.

[2]《中國餐廚垃圾處理行業(yè)發(fā)展前景預測與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報告》[EB/OL]. （2017-2022）. http://bg.qianzhan.com/report/detail/0688ff23544e4e61.html.

[3]王琦.基于我國餐廚垃圾處理現(xiàn)狀及主要處理技術(shù)應用研究[J].科技與企業(yè),2016（8）:127-128.

[4]羅博.中小城市餐廚廢棄物資源化利用和無害化處理技術(shù)分析[J].資源節(jié)約與環(huán)保，2017（8）:59-60.

[5]安瑩. 國內(nèi)外餐廚垃圾微生物處理技術(shù)研究 [J].綠色科技，2016，（10）:94-95.

[6]陳麗媛，徐沖，陳杰等 . 城市生活垃圾的微生物處理技術(shù) [J]. 微生物學雜志，2016（3）:91 -95.

[7]城市餐廚廢棄物資源化利用和無害化處理試點工作開展[J]．中國資源綜合利用，2010，28（6）:5.

[8]謝余寰，林偉先，黃海婷，夏歡，朱田秀.我國部分城市餐廚垃圾處理現(xiàn)狀調(diào)研及建議分析[J].環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展，2014（3）:88-89.

甘肅省教育科學“十三五”規(guī)劃2018年重點課題《甘肅省高校后勤管理信息化研究》（課題立項號：GS[2018]GHBZ113）

（責任編輯：趙相華）