陳浩

對于絕大多數(shù)家庭來說，居家過日子，每天難免會產(chǎn)生一些生活垃圾，這其中，剩菜、剩飯以及食物下腳料、瓜果皮核恐怕要占相當大的比重；我們?nèi)粘Ｈゾ筒偷牟宛^、飯店以及單位食堂，每天也會有大量的飲食剩余物以及后廚的果蔬、肉食、油脂、面點等在加工過程中產(chǎn)生的廢棄物。

在學術研究范疇，前者被稱為廚余垃圾，后者則被叫作餐飲垃圾，二者合稱餐廚垃圾。

不斷膨脹的渣山

我們每年產(chǎn)生的餐廚垃圾究竟有多少呢？

資料顯示，全世界餐廚垃圾約占市政固體垃圾總量的30%～50%。在我國，雖然近年來，相關管理職能部門會定期公布生活垃圾年度排放量和無害化處理量等統(tǒng)計數(shù)據(jù)，但尚未對餐廚垃圾的產(chǎn)生/排放量等進行統(tǒng)計公布。但有一點可以肯定，我國餐廚垃圾的來源極其廣泛，產(chǎn)生量巨大?！?017—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》顯示，2014年，全國餐廚垃圾產(chǎn)生量有8000多萬噸，日均產(chǎn)生量為23萬噸，其中，主要城市餐廚垃圾的產(chǎn)生量為6000多萬噸。2015年，全國餐廚垃圾產(chǎn)生量約為9110萬噸，日均餐廚垃圾產(chǎn)生量為25萬噸，人均日產(chǎn)量為0.18千克。以上這些數(shù)字已經(jīng)與歐美發(fā)達國家的食品廢物產(chǎn)生量相近。另有保守估計認為，我國城市每年產(chǎn)生的餐廚垃圾總和不低于9000萬噸。

與此同時，全國各地餐廚垃圾的產(chǎn)生量和人均日產(chǎn)生量存在著明顯的地區(qū)差異，調(diào)查分析顯示，浙江、福建、北京、江蘇、上海等經(jīng)濟社會發(fā)達地區(qū)的餐廚垃圾人均日產(chǎn)生量明顯高于其他地區(qū)，其中，北京、上海、廣州、重慶等餐飲業(yè)發(fā)達的城市，每天的餐廚垃圾產(chǎn)生量在2000噸以上。

我國是飲食文化最豐富、最深厚的國家。近幾十年來，隨著生活設施和居住條件的改善、人們消費水平的日益提升，一方面，餐飲業(yè)迅猛發(fā)展；另一方面，以往城市垃圾以爐灰、煤渣等為主的情況發(fā)生了徹底改變，餐廚垃圾所占比重迅速提高。在大多數(shù)地區(qū)，餐廚垃圾可占到整個生活垃圾總量的60%～70%，并且還在以每年10%以上的速度不斷增長。與之形成巨大反差的是，真正能夠得到有效處理的餐廚垃圾比例不超過10%。餐廚垃圾的有效處理成為困擾人們的一大難題。

毒源，還是資源

盡管因地域和飲食習慣等差異，我國不同地區(qū)餐廚垃圾的種類差別很大，但其化學成分相近，主要為蛋白質(zhì)、脂類、淀粉、纖維素和無機鹽等，并呈現(xiàn)“四高”的特點：

一是高水分。通常情況下，餐廚垃圾的含水率高達70%～90%。生物質(zhì)廢棄物具有較高的含水率意味著其熱值低，收集、運輸和處理的難度較大。換句話說，不但處理負荷大、能源消耗高，而且給后續(xù)的進一步資源化利用增加了難度；同時，較高的含水率也極易導致餐廚垃圾迅速腐爛變質(zhì)，帶來新的環(huán)境問題。

二是高鹽分。餐廚垃圾中含有大量的無機鹽，尤其是氯化鈉。以我國為代表的亞洲國家習慣使用食鹽來提高食物風味，但高鹽會給后續(xù)的餐廚垃圾處理帶來不利影響。有研究表明，高鹽可能是將處理過的餐廚垃圾直接作為畜禽飼料的主要潛在風險因素。另外，鹽和金屬離子（如Fe3+和Al3+）可增加培養(yǎng)液的滲透壓，抑制酵母菌的生長，導致乙醇生物發(fā)酵效率降低。研究顯示，在餐廚垃圾的厭氧消化過程中，鹽和鈉離子對甲烷的產(chǎn)生具有抑制作用。

三是高有機質(zhì)含量。餐廚垃圾大多數(shù)為有機和可生物降解成分，約占干物質(zhì)質(zhì)量的95%以上，其中，碳水化合物（淀粉、纖維素、半纖維素）的含量約為60%，蛋白質(zhì)含量約占20%，脂肪含量約占10%。有機物含量高，容易導致餐廚垃圾腐敗發(fā)臭、滋生有害生物。

四是高油脂含量。餐廚垃圾中的油脂是經(jīng)煎、炒、炸以及洗滌鍋盤餐具等過程而產(chǎn)生的，其成分復雜，形態(tài)多樣。這些油脂如不經(jīng)處置而直接排入市政管網(wǎng)，可能會黏附于器壁上進而造成管路堵塞。另外，油脂含量過高，會使餐廚垃圾的厭氧消化系統(tǒng)不穩(wěn)定，影響有機物的沼氣轉(zhuǎn)化率。

因此，如果餐廚垃圾在收集和轉(zhuǎn)運過程中發(fā)生泄漏，會污染空氣、土壤及水源，嚴重干擾人們的正常生活，具有危害性的一面。

我國大部分地區(qū)習慣上將餐廚垃圾作為廉價飼料直接飼喂畜禽；但是，未經(jīng)分類的城市餐廚垃圾除了含有金屬物、牙簽及塑料等尖硬物體會傷及畜禽消化道外，還含有大量病原微生物、寄生蟲及其蟲卵，飼喂畜禽后易引起人畜共患疾病。此外，如果使用未經(jīng)妥善處理過的餐廚垃圾直接飼喂畜禽，可能存在食物鏈危險：一是病原微生物所產(chǎn)生的生物毒素在畜禽體內(nèi)富集，進而通過食物鏈轉(zhuǎn)移至人體；二是餐廚垃圾含有大量所飼喂畜禽的同源性蛋白，存在重大安全隱患，如目前普遍認為瘋牛病（牛海綿狀腦?。┑拇笠?guī)模暴發(fā)源于牛食用了患有羊瘙癢癥的羊肉骨粉，因此，加拿大、美國、日本、韓國及歐盟等國家和地區(qū)已經(jīng)立法，嚴禁使用反芻動物蛋白提煉動物飼料或者使用動物源性蛋白飼料喂養(yǎng)同種動物。我國亦出臺了《動物源性飼料產(chǎn)品安全衛(wèi)生管理辦法》，明文禁止使用動物源性飼料飼喂反芻動物。

不過，餐廚垃圾并非一無是處，在它骯臟惡臭的外表下，是“營養(yǎng)豐富”的內(nèi)涵。研究表明，除了有機物含量高以外，餐廚垃圾還富含氮、磷、鉀、鈣以及各種微量元素，具有營養(yǎng)元素齊全、再利用價值高等特點；經(jīng)過合理處置后，是制作動物飼料、有機肥料和生物能源的重要來源，具有較高的生物質(zhì)資源價值。目前，國內(nèi)外對餐廚垃圾資源化處理技術的研究方興未艾。有數(shù)據(jù)表明，我國每年產(chǎn)生的餐廚垃圾干物質(zhì)含量相當于500萬噸優(yōu)質(zhì)飼料，約等于1000萬畝耕地的能量產(chǎn)出。

既然餐廚垃圾兼具資源與污染的雙重屬性，那么，選擇合理開發(fā)餐廚垃圾的處理技術，對餐廚垃圾進行資源化處理，無疑具有重要意義。

傳統(tǒng)處理不靠譜

如何處理生活垃圾，歷來是一個世界性難題。餐廚垃圾的處理自然也不例外。目前，大多數(shù)國家所采用的辦法無非機械粉碎直排、垃圾場填埋和焚燒等幾種?？傮w而言，這些傳統(tǒng)處理手段的效果不盡如人意，甚至存在安全隱患，遠遠不能適應時代發(fā)展的需要。

粉碎直排

我國一些城市實行垃圾分類、定時定點投放制度后，一些居民為了避免倒垃圾之苦，便想出了安裝廚余垃圾處理器處理廚余垃圾的主意，用機器將剩菜剩飯、瓜果皮等粉碎后，直接排入下水道。對于餐廚垃圾的處理而言，這種粉碎直排的辦法算不得什么新鮮事。

由于廚房空間有限，因此，就地處理是餐廚垃圾處理的基本立足點。在一些發(fā)達國家，如日本，很多年以前，大部分居民家中的廚房都安裝了廚余垃圾處理裝置，將廚余垃圾處理成粉末狀后，直接排入市政下水管網(wǎng)。這種機械研磨裝置通過高速運轉(zhuǎn)的刀片將裝在內(nèi)膽的各種食物垃圾切碎攪拌后沖入下水道。

餐廚垃圾粉碎直排法的實質(zhì)是利用污水處理系統(tǒng)來降解有機質(zhì)，所以對城市污水處理系統(tǒng)的要求較高。采用這種處理方法，容易產(chǎn)生污水和臭氣，滋生病菌、蚊蠅，甚至引發(fā)疾病的傳播；油污的凝結成塊也會造成排水管堵塞，降低城市下水道的排水能力。另外，餐廚垃圾脂類含量特別高的特性更是增加了城市污水處理系統(tǒng)的負荷，并且大大增加了城市污水處理廠出水不達標的風險；同時，還會不可避免地產(chǎn)生一定的二次污染。

事實上，為了保護污水處理系統(tǒng)，日本多地的地方政府已禁止使用垃圾粉碎機。

填埋

談到如何處理餐廚垃圾，估計很多人腦海里都會條件反射般地閃過一個詞—“一埋了之”。過去，國內(nèi)大部分地方的餐廚廢棄物的確是與其他廢棄物一起運到垃圾填埋場進行掩埋。填埋也是世界上大多數(shù)國家生活垃圾無害化處理的一種主要方式。

衛(wèi)生填埋是將垃圾埋入地下，利用各類微生物將生物大分子充分降解為小分子的生化過程。為了防止填埋過程產(chǎn)生的滲濾液污染土壤和地下水，垃圾填埋場需要建設相應的收集和處理系統(tǒng)。由于餐廚垃圾中含有大量可降解組分，穩(wěn)定時間短，有利于垃圾填埋場地的恢復使用，且處理成本低，技術簡單，適合各種垃圾，所以不少發(fā)展中國家采用這種處理方法。

不過，采用填埋法處理餐廚垃圾存在重大的安全隱患?；旌系睦诮到膺^程中產(chǎn)生的氣體會污染大氣甚至引起垃圾坍塌等危險。另有部分餐廚垃圾中含有少量的鉛、汞等有害物質(zhì)，如在運輸或填埋過程中泄漏到地下水及其周邊水源里，會引起水體及土壤污染。與此同時，由于餐廚垃圾的含水率過高，勢必導致滲濾液大量排出，增加處理難度。另外，我國符合填埋條件的土地銳減，也會導致處理成本的增加。

此外，采用這種處理方式，將損失餐廚垃圾中幾乎所有的營養(yǎng)價值，餐廚垃圾中的絕大部分碳最終都將轉(zhuǎn)化為沼氣。有實驗表明，在一個精心設計的填埋場里，約有66%的沼氣可以作為燃料重新利用，剩余的34%的沼氣將進入大氣層，但沼氣對全球變暖具有巨大影響，它所引起的溫室效應的能力約為二氧化碳的23倍。

因此，隨著對餐廚垃圾可利用性認識的逐步提高，無論在歐美、日本還是我國，該類垃圾的填埋率均呈下降趨勢，一些國家甚至已禁止未經(jīng)處理的餐廚垃圾進入填埋場，如韓國于2005年起所有填埋場都不再接收餐廚垃圾。

焚燒

有人或許會說，既然前面幾種辦法都不好，那干脆放一把火把餐廚垃圾燒掉好了。事實上，焚燒的確是處理餐廚垃圾的一種辦法。

所謂焚燒法，是將垃圾放在特制的焚燒爐中用1000℃以上高溫將垃圾的有機成分徹底氧化分解。經(jīng)過焚燒，垃圾固體可減量50%～80%，焚燒所產(chǎn)生的熱能可轉(zhuǎn)換成蒸汽或電能，從而實現(xiàn)能源的回收與利用。

不過，理想很豐滿，現(xiàn)實很骨感。由于餐廚垃圾含水量太高，且脫水困難，加之其熱值較低，需要消耗大量的能量進行脫水處理和添加其他輔助燃料，由此造成了焚燒處理成本的增加。此外，在焚燒過程中產(chǎn)生的二氧化硫、氮氧化物、呋喃、二英等有害氣體，也會造成二次污染。

從某種程度上說，前面提到的幾種傳統(tǒng)處理手段，其出發(fā)點無一例外地是將餐廚垃圾視為一無是處的污染源；如果我們能改變思路，深入挖掘餐廚垃圾的資源性，或許能夠走出一條新路：不僅大大減輕城市生活垃圾處理設施的壓力，而且讓餐廚垃圾變廢為寶。

餐廚垃圾的三條出路

目前，資源化利用技術主要包括肥料化、飼料化、油脂回收利用等，它們各有利弊。

肥料化

餐廚垃圾中的有機質(zhì)含量高達60%以上，是一種優(yōu)質(zhì)的堆肥原料。在人工控制的條件下，利用微生物，可以將餐廚垃圾中的有機物降解為穩(wěn)定的腐殖質(zhì)。

這種處理方法工藝簡單，產(chǎn)品中能保留較多的氮，可以作為改良土壤的肥料。而且由于餐廚垃圾中的有機物含量高，營養(yǎng)元素全面，碳氧比較低，比傳統(tǒng)堆肥物料更具備能源優(yōu)勢。堆肥工藝主要有好氧堆肥和蚯蚓堆肥。

其實，在國內(nèi)外，用昆蟲處理餐廚垃圾的做法早已有之。2000年悉尼奧運會期間，主辦方就曾用數(shù)以百萬計的蚯蚓降解植物廢料、食物殘渣和紙張等垃圾。近年來，利用黑水虻、蠅蛆、黃粉蟲甚至蟑螂等蟲類處理餐廚垃圾的研究逐漸受到關注，其中，研究較多的是利用餐廚垃圾養(yǎng)殖黑水虻。這項技術在我國廣東省平遠縣、陜西省渭南市、江蘇省鹽城市等地都有生產(chǎn)案例。

黑水虻具有可直接食用新鮮的餐廚垃圾的特點，而且具有食譜寬、食量大、容易成活、幼蟲營養(yǎng)價值全面、生態(tài)安全性高、抗逆性強、對油鹽不敏感等優(yōu)點，被認為是餐廚垃圾昆蟲處置領域最具產(chǎn)業(yè)化前景的生物種類。

研究表明，黑水虻處理餐廚垃圾可大幅度減少餐廚垃圾的體積，控制惡臭氣體的排放量；同時，能夠減少蒼蠅滋生，并有效地消除病原微生物。

餐廚垃圾養(yǎng)殖完黑水虻后，可經(jīng)過篩分得到黑水虻老熟幼蟲及蟲砂。老熟幼蟲富含較高的蛋白質(zhì)，可用來加工制備高附加值的昆蟲蛋白源飼料；篩分出來的蟲砂可開發(fā)成高附加值的有機肥料。

除了利用黑水虻外，在山東省濟南市章丘區(qū)餐廚垃圾處理中心，人見人厭的蟑螂正打著一場名譽的“翻身仗”。在那里，一種名叫美洲大蠊的蟑螂每只每天要吃掉自己體重5%的餐廚垃圾。10億只蟑螂靠著自己的看家本領—吃，每天能消化50噸左右的餐廚垃圾，占章丘區(qū)每天餐廚垃圾產(chǎn)生量的83%。

在美洲大蠊生命走到盡頭時，會從豎著的波紋板上滑落，蟲體、卵鞘、糞便通過機器分離收集。蟲體經(jīng)過300℃高溫滅菌、烘干后，可做成蛋白飼料添加劑，卵鞘用來孵化新生力量，糞便用作有機肥料。

如果防治不當，餐廚垃圾在處理過程中極有可能滋生大量蒼蠅，假若使用殺蟲劑抑制蒼蠅的危害，則會引進新的毒素，造成所生產(chǎn)的飼料達不到食品安全的要求。如果跳出防治蒼蠅的思維定勢，利用自然滋生的蒼蠅來處理餐廚垃圾，可能會是一種理想的方法。

蠅類嗅覺靈敏，能迅速找到環(huán)境中的有機廢棄物；在生態(tài)系統(tǒng)中，蠅類幼蟲（蠅蛆）扮演著動植物分解者的重要角色，由于具有雜食性，各種腐敗發(fā)酵的有機物都可成為它們的食物。此外，蠅類昆蟲含有豐富的抗菌肽和多種酶類，在充分分解利用餐廚垃圾時，還能對有機質(zhì)中的各種病原微生物、寄生蟲卵等進行滅殺。

研究發(fā)現(xiàn)，飼養(yǎng)蠅類昆蟲，將餐廚垃圾中的有機質(zhì)轉(zhuǎn)換成蠅類本身組成物質(zhì)，再利用蠅類昆蟲作飼料或者生物質(zhì)來源，能從根本上杜絕同源性蛋白的安全隱患?？梢?，利用蠅類來處理餐廚垃圾會是一項環(huán)境友好型技術，完全可能與蚯蚓堆肥媲美。

盡管利用蟑螂、蠅類、水虻等蟲類處理餐廚垃圾好處多多，但也有不少人擔心這些昆蟲本身就攜帶多種致病菌，利用它們來處理餐廚垃圾是否安全、是否會造成新的污染。比如，不能排除它們自身攜帶諸如肝炎病毒等“重磅炸彈”的可能性。

除了生物安全，上述昆蟲對餐廚垃圾的處理能力同樣值得關注。有研究者指出，以目前國內(nèi)外主要采用的厭氧發(fā)酵制沼氣技術為例，同樣占地6300平方米，可以實現(xiàn)餐廚垃圾上百噸的日處理量，數(shù)倍于蟑螂的處理能力。目前來看，利用蟲類處理餐廚垃圾的辦法只能作為一種輔助手段，尚不能作為主流技術。

煉制高附加值化學品

利用生物質(zhì)廢棄物生產(chǎn)能源及高附加值化學品是解決當前全球面臨的資源、能源及環(huán)境問題的有效途徑之一。通過餐廚垃圾發(fā)酵生產(chǎn)乳酸，進而合成聚乳酸這種可生物降解塑料的技術，為餐廚垃圾的無害化、減量化、資源化和變廢為寶開辟了一條新的途徑。

日本的課題組以及我國的研究團隊都在開展餐廚垃圾發(fā)酵生產(chǎn)乳酸的研究工作。北京科技大學的汪群慧課題組針對有機廢棄物處理及資源化開展了十余年的研究，先后從餐廚垃圾中成功制得乳酸、乙醇、糖化酶等高附加值化學品。

還有科學家建立了不滅菌的餐廚垃圾生產(chǎn)乙醇工藝，獲得的乙醇濃度最高為33克每升。有研究人員將餐廚垃圾糖化后離心分離，上層糖化液用于制丁醇，下層糖化殘渣用于制備有機肥。研究證明，餐廚垃圾糖化液發(fā)酵制丁醇和糖化殘渣堆肥化的組合工藝是可行的，為餐廚垃圾能源化與資源化探索了一條新的途徑。

當前，我國乙醇生產(chǎn)主要以玉米、稻谷、小麥等糧食作物為原料，產(chǎn)品原料價格高，且可能會對糧食安全構成一定威脅，利用餐廚垃圾進行乙醇的生產(chǎn)具有實現(xiàn)資源利用和降低生產(chǎn)成本等優(yōu)點。

此外，還有利用熱分解法進行餐廚垃圾處理的，即在高溫下對餐廚垃圾進行熱解，使其中所含的能量轉(zhuǎn)換成燃氣、油和碳，然后再進行利用。同時，餐廚垃圾中所含的氦、硫、氨等在熱解過程中保持還原狀態(tài)。

熱處理技術主要包括焚燒、熱解、水熱碳化等。餐廚垃圾因含水率高達90%以上，一般多采用水熱碳化技術。水熱碳化是指在密閉的體系中，以濕的碳水化合物為原料，在一定的溫度和自身產(chǎn)生的壓力條件下，經(jīng)過一系列復雜反應轉(zhuǎn)化為碳材料的過程。由于反應過程在水中進行，采用水熱碳化法可通過選擇合適的添加劑向碳化物中引入其他元素，制備不同形貌的碳復合材料，或?qū)ζ溥M行元素摻雜和表面修飾，這就為生產(chǎn)各種各樣的產(chǎn)品提供了巨大的可能性。

令人遺憾的是，上述方法雖然具有廣闊的應用前景，但還處于研發(fā)初期，其技術尚未達到實用階段，需要大量的研究工作來豐富和充實，目前應用較少。

最后需要說明的是，我國餐廚垃圾因分類不徹底，成分復雜，甚至有的含塑料袋、飯盒、筷子、金屬等雜物；因此，在對餐廚垃圾“減量化、無害化、資源化”綜合處理前，必須進行垃圾預分選處理—篩選出餐廚垃圾中的各類污染物，并分別加以分類分級處置，以提高餐廚垃圾的再利用率。所以，歸根結底，垃圾利用需從分類開始。