張聰穎

（廈門(mén)百澎環(huán)保科技有限公司，福建 廈門(mén) 361001）

當(dāng)前，我國(guó)各地已經(jīng)出臺(tái)了一些有關(guān)縣級(jí)城市生活垃圾的處理、處置和餐廚垃圾管理的條例和規(guī)章，這些政策進(jìn)一步規(guī)范和完善了縣級(jí)餐廚垃圾治理工作的實(shí)施方案和管理制度，為縣級(jí)餐廚垃圾的分類收集和安全合理處置提供了技術(shù)支持和政策保障。

1 餐廚垃圾簡(jiǎn)介

餐廚垃圾俗稱泔水，是指家庭、賓館、飯店、企事業(yè)單位、高等院校等公共場(chǎng)所的食品殘?jiān)€有畜產(chǎn)業(yè)、漁業(yè)食品加工行業(yè)大量產(chǎn)生的有機(jī)廢棄物，它主要包括谷物類、蔬菜類、肉類、動(dòng)植物油、水、異雜物等。

1.1 餐廚垃圾的特點(diǎn)

（1）含水率較高。餐廚垃圾熱值高達(dá)2100 kJ/kg，無(wú)法滿足垃圾焚燒的熱值要求，垃圾滲濾水80%～90%是通過(guò)地面徑流和滲濾作用對(duì)水源造成污染。（2）易腐爛。餐廚垃圾有機(jī)質(zhì)含量高，高溫環(huán)境下易腐爛、發(fā)臭，造成環(huán)境污染。（3）微生物種類多。餐廚垃圾如果不經(jīng)過(guò)正確處理，會(huì)導(dǎo)致有害細(xì)菌的擴(kuò)散。（4）營(yíng)養(yǎng)豐富。餐廚垃圾含有豐富的氮、磷、鉀、鈣和各種微量元素，營(yíng)養(yǎng)元素齊全，可再生利用價(jià)值高。

1.2 未經(jīng)正確處理的餐廚垃圾產(chǎn)生的危害

（1）未經(jīng)無(wú)害化處理直接用作家禽與家畜的飼料喂養(yǎng)。由于餐廚垃圾中富含蛋白質(zhì)、脂肪、有機(jī)物、動(dòng)植物油脂等多種營(yíng)養(yǎng)成分，所以可以用于禽類的飼養(yǎng)。但由于儲(chǔ)存過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生病毒、病菌、病原微生物等，這種做法容易傳播疾病，發(fā)生交叉感染等問(wèn)題。（2）任意丟棄或者填埋。家庭和中小型餐館的廚余垃圾最常用的處置方式是將其棄至垃圾收集站或通過(guò)下水道排水管排出。廚余垃圾中混雜著湯汁、腐臭食物，若不及時(shí)處置，不僅會(huì)滋生蚊蠅、病菌，還會(huì)對(duì)周?chē)h(huán)境造成破壞，嚴(yán)重影響居民的日常生活。下水道中的垃圾廢物也會(huì)造成下水道阻塞，從而產(chǎn)生化學(xué)變化，導(dǎo)致下水道管線受損。（3）一些非法攤販利用餐廚廢棄物加工成廢油（地溝油），與食用油混合銷(xiāo)售。這些地溝油的原材料中摻雜了大量的污水、垃圾、洗滌劑、細(xì)菌及有害的化學(xué)物質(zhì)，普通人很難分辨出食用油和地溝油的區(qū)別，人食用地溝油后會(huì)出現(xiàn)頭暈、頭痛、惡心、腹瀉等癥狀。因此，探索正確的處置方式，以杜絕不法人員利用餐廚廢物提煉地溝油是資源化處理的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。

1.3 餐廚垃圾處理方式

隨著人們環(huán)保意識(shí)的不斷增強(qiáng)，國(guó)家加大了對(duì)生活垃圾的治理力度，逐漸實(shí)現(xiàn)了對(duì)餐廚垃圾的集中回收處置，減少了其對(duì)社會(huì)的不良影響。除了本身固有的特性，縣級(jí)城市的餐廚垃圾還具有產(chǎn)生量小的特點(diǎn)，因此可采用好氧堆肥法進(jìn)行處理，好氧堆肥技術(shù)是指利用自然界中大量的微生物，通過(guò)人工調(diào)控，使可生物降解的有機(jī)物質(zhì)轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的腐殖質(zhì)。合理利用堆肥技術(shù)，可以將有機(jī)物質(zhì)轉(zhuǎn)化為有機(jī)肥料或土壤調(diào)節(jié)劑，使垃圾得到資源化利用，并且其產(chǎn)品穩(wěn)定性強(qiáng)，不會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生任何威脅。因此，對(duì)餐廚垃圾進(jìn)行穩(wěn)定化、資源化、無(wú)害化處理是一種行之有效的途徑[1]。在縣級(jí)餐廚垃圾資源化處理中，部分縣市實(shí)現(xiàn)了對(duì)餐廚垃圾的集中回收，通過(guò)“脫水+好氧堆肥+油脂綜合利用”的方式對(duì)餐廚垃圾進(jìn)行處理，該方式具有良好的市場(chǎng)前景。

2 縣級(jí)餐廚垃圾資源化處理技術(shù)

2.1 肥料化處理技術(shù)

2.1.1 好氧堆肥技術(shù)

好氧堆肥技術(shù)是目前較為成熟的一項(xiàng)有機(jī)降解技術(shù)，它是利用多種微生物對(duì)食品廢棄物進(jìn)行人工控制，使其轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的腐殖質(zhì)[2]。腐殖質(zhì)可以改變土壤中的養(yǎng)分，提高土壤肥力，是一種良好的資源。目前，隨著堆肥技術(shù)的發(fā)展，餐廚垃圾中的細(xì)菌可以被高溫殺死，最終達(dá)到防止病菌繁殖的良好效果，并將生物質(zhì)廢物轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的腐殖質(zhì)。堆肥過(guò)程如下式表示：

在高溫好氧堆肥時(shí)，微生物首先通過(guò)細(xì)胞壁和細(xì)胞膜，將垃圾中的可溶性有機(jī)物直接吸收利用；不溶性的膠體物質(zhì)被吸附在微生物體外，依靠微生物代謝產(chǎn)生的胞外酶將其分解為可溶性物質(zhì)，再滲入細(xì)胞。有機(jī)物主要通過(guò)分解代謝和合成代謝而被降解。微生物依靠自身的生命代謝活動(dòng)，進(jìn)行氧化、還原及物質(zhì)的合成與分解等過(guò)程，被吸收的有機(jī)物一部分被氧化分解為簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)物，同時(shí)為生物體提供生命活動(dòng)所必需的能量；另一部分用于合成新的細(xì)胞物質(zhì)，從而繁殖生成更多的細(xì)菌微生物。

2.1.2 蚯蚓豐富酶系統(tǒng)堆肥

蚯蚓是雜食性動(dòng)物，它除了不吃玻璃、塑膠、金屬和橡膠，其余如腐殖質(zhì)、動(dòng)物糞便、土壤細(xì)菌等，以及這些物質(zhì)的分解產(chǎn)物都吃。蚯蚓每天吃食量相當(dāng)于其自身重量，能力強(qiáng)的蚯蚓，食量更是自己體重的數(shù)倍，它的消化道可分泌蛋白酶、脂肪酶、纖維素酶、甲殼素酶、淀粉酶等多種酶類，是一部天然的有機(jī)垃圾處理器，絕大多數(shù)有機(jī)廢棄物都可以在蚯蚓的體內(nèi)分解。蚯蚓體內(nèi)含有地龍素、地龍解毒素、黃嘌呤、抗組胺和維生素B等多種藥用成分，蚯蚓大量吞食垃圾中的有機(jī)成分后，通過(guò)砂囊的機(jī)械研磨和腸道內(nèi)的生物化學(xué)作用進(jìn)行分解和轉(zhuǎn)化[3]。有機(jī)成分在蚯蚓消化道分泌的各種生物酶和微生物的聯(lián)合作用下，水解為易于同化的碳水化合物、脂肪、蛋白質(zhì)以及較穩(wěn)定的纖維素和幾丁質(zhì)，然后進(jìn)一步分解并部分礦質(zhì)化，轉(zhuǎn)化為氨、尿素、碳酸、尿嘌呤以及速效性的磷鉀礦質(zhì)養(yǎng)分等可給態(tài)化合物，最終以蚯蚓糞的形式排泄出體外。利用蚯蚓處理城市生活垃圾具有可行性，并且具有可觀的經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會(huì)效益。

2.1.3 黑水虻處理技術(shù)

黑水虻是一種腐生性的水虻科昆蟲(chóng)，以有機(jī)廢棄物為食，對(duì)人畜、動(dòng)植物無(wú)害。其幼蟲(chóng)能吃餐廚垃圾、動(dòng)物糞便、市場(chǎng)尾菜、動(dòng)物尸體等腐爛的有機(jī)物，并可將食物轉(zhuǎn)化為自身營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。由于其高效處理有機(jī)廢棄物的能力，以及白胖幼蟲(chóng)體較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，使其在世界范圍內(nèi)得到廣泛的應(yīng)用。黑水虻與蒼蠅生活習(xí)性相似，但不喜與人類親近，成蟲(chóng)通常棲息在綠色灌木叢，成蟲(chóng)生命周期約兩周左右，不會(huì)攜帶病原微生物，也沒(méi)有進(jìn)入人類居室的習(xí)慣。成蟲(chóng)口器退化，進(jìn)食很少，不會(huì)像蒼蠅一樣到處尋找食物，導(dǎo)致病菌傳播甚至污染人類食物。黑水虻的蛋白質(zhì)含量超過(guò)普通的豆粉和骨肉粉，特別適合于雞、豬、牛蛙及各種名優(yōu)魚(yú)類的養(yǎng)殖，其脂肪、幾丁質(zhì)和豐富的抗菌肽經(jīng)深加工后具有很高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，其糞便還能作為堆肥原料。

2.2 飼料化處理技術(shù)

飼料化是一種將餐廚垃圾中的有機(jī)物質(zhì)，經(jīng)過(guò)干燥、殺菌等方式進(jìn)行轉(zhuǎn)化，最后形成一種有價(jià)值的飼料添加劑，這種技術(shù)非常簡(jiǎn)單，也非常方便。該技術(shù)的優(yōu)勢(shì)為運(yùn)行成本低、易于管理、能耗低，但該技術(shù)的弊端也較為突出，如飼料中有很多細(xì)菌難以排除，所以該技術(shù)存在一定的安全隱患，它會(huì)隨著食物鏈進(jìn)入人體，對(duì)人體健康造成威脅，在使用該技術(shù)時(shí)應(yīng)考慮到上述情況。

2.3 油脂回收處理技術(shù)

2.3.1 生物柴油技術(shù)

生物柴油技術(shù)是一種較為先進(jìn)的生物技術(shù)，它可以將生活垃圾中的油脂提煉成生物柴油，從而為我國(guó)的石油工業(yè)提供新的能源支撐。另外，在煉制生物柴油時(shí)，還會(huì)產(chǎn)生大量的甘油三酯等物質(zhì)，這些物質(zhì)可以被制成各種化學(xué)制品，比如肥皂、活性劑等。

2.3.2 化工產(chǎn)品制備

餐廚垃圾的主要成分是甘油三酯和不飽和脂肪酸，這些脂肪酸以天然的烴類形式存在，經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的化學(xué)加工，可以生產(chǎn)出各種化工產(chǎn)品，其品質(zhì)與石油化工原料產(chǎn)品相當(dāng)甚至更好。其通過(guò)皂化、鹽析、水洗、定型等工藝，再與其它原料（例如桔子皮）進(jìn)行反應(yīng)，可制得香皂[4]；通過(guò)皂化、酸化、干燥等工藝處理，可獲得混合脂肪酸，再利用赤磷作為催化劑，制備出衍生脂肪酸的礦物浮選藥劑，可以用來(lái)生產(chǎn)諸如二乙醇胺、鼠李糖脂等表面活性劑，也可以在高溫下進(jìn)行催化反應(yīng)。廚房用油可以用來(lái)制作潤(rùn)滑油、混凝土脫模劑、制取硬脂酸、油酸等，目前，我國(guó)只有酸堿催化法和洗滌劑進(jìn)行了工業(yè)化應(yīng)用，而生物表面活性劑、脂肪酸、混凝土脫模劑等技術(shù)還處于工業(yè)化應(yīng)用的研究階段。此外，我國(guó)對(duì)餐廚廢棄物的深加工工藝缺乏規(guī)范，市場(chǎng)管理混亂，產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊。為此，相關(guān)人員必須加強(qiáng)對(duì)餐廚廢棄物的再生利用與深度處理技術(shù)的研究。

2.4 厭氧發(fā)酵技術(shù)

餐廚垃圾中有機(jī)物占80%～95%，是一種可再生的生物能源。厭氧消化是指在中溫或高溫環(huán)境下，利用厭氧微生物降解餐廚廢棄物中的有機(jī)物，生成沼氣、氫氣、乙醇、乳酸等。采用厭氧消化技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)餐廚廢棄物的減容、減量化及再循環(huán)等多種功能，具有較高的自動(dòng)化水平，所需人工成本較低，因此在實(shí)際中得到了廣泛應(yīng)用。

2.4.1 沼氣

餐廚廢棄物含有大量的有機(jī)物質(zhì)，在生產(chǎn)過(guò)程中容易發(fā)生酸化。當(dāng)前，工作人員將垃圾與污泥、畜禽糞便、秸稈等有機(jī)物質(zhì)相結(jié)合，以保持碳/氮在合適的范圍內(nèi)，從而增加沼氣的產(chǎn)出率。將餐廚垃圾與市政污泥按照比例進(jìn)行厭氧消化實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)隨著餐廚垃圾比例的提升，其產(chǎn)氣速率、產(chǎn)甲烷率、有機(jī)物降解率都會(huì)隨之提高[5]。如餐廚垃圾與牛糞混合比例為2：1，采用批式和半連續(xù)發(fā)酵法，可使沼氣產(chǎn)率增加41.1%～55.2%；在有機(jī)負(fù)載為13.20 g/L時(shí)，其產(chǎn)氣速率為0.762 mL/gVS。餐廚廢棄物經(jīng)厭氧消化后，可以作為家庭燃?xì)?、燃?xì)忮仩t、沼氣發(fā)電等清潔能源進(jìn)行綜合利用，而沼渣則可以用于生產(chǎn)有機(jī)農(nóng)業(yè)肥料，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)餐廚廢棄物的大規(guī)模處理。

2.4.2 氫氣

餐廚廢棄物的生物制氫工藝，主要有兩種途徑：一是利用光合細(xì)菌產(chǎn)生氫氣，二是厭氧發(fā)酵產(chǎn)生氫氣。在此基礎(chǔ)上，采用暗/光耦合發(fā)酵二步法生產(chǎn)氫氣，研究發(fā)現(xiàn)在暗發(fā)酵期和光合發(fā)酵期分別為25.18 mL/gVS和34.62 mL/gVS，而兩級(jí)聯(lián)合制氫為59.80 mL/gVS，僅為暗發(fā)酵的2.37倍。國(guó)內(nèi)研究表明，在厭氧產(chǎn)氫中，pH值是影響生物降解產(chǎn)氫的重要因素，其中以VFA異戊酸為主，酸化時(shí)間1～6天后，其產(chǎn)氫量出現(xiàn)了明顯的降低。

2.4.3 乙醇

餐廚廢棄物的水解反應(yīng)是生產(chǎn)燃料乙醇的重要環(huán)節(jié)，它能高效將淀粉、纖維素等碳水化合物轉(zhuǎn)化為糖類，從而使其在未來(lái)生產(chǎn)中得到乙醇，并且可以有效提高乙醇的產(chǎn)率。例如，采用二級(jí)催化水解技術(shù)，在120 ℃、180 ℃條件下，利用混合催化劑和0.5%H2S04+0.01%的輔助催化劑，解決了淀粉、纖維素之間的協(xié)同、經(jīng)濟(jì)、高效水解糖化問(wèn)題。研究表明，在不加入發(fā)酵營(yíng)養(yǎng)素的情況下，采用1%酸液對(duì)其進(jìn)行預(yù)處理，可確保水解時(shí)間>6小時(shí)，且不需要加入任何發(fā)酵營(yíng)養(yǎng)素，從而有效降低了產(chǎn)氫成本。

2.4.4 乳酸

利用餐廚廢棄物進(jìn)行發(fā)酵，可以制取乳酸，并將其轉(zhuǎn)化為可生物降解的聚乳酸。當(dāng)前，主要技術(shù)方法集中在對(duì)優(yōu)勢(shì)菌種的培育及其工藝條件上。例如，采用 PEG/葡聚培（DEX）雙水相法對(duì)餐廚垃圾發(fā)酵產(chǎn)品乳酸進(jìn)行分離，結(jié)果表明：DEX的分子量從2×104增加到4×104時(shí)，乳酸的產(chǎn)出率從0.631 g/L·h下降到0.518 g/L·h，乳酸的含量從33 g/L下降到22 g/L。如采用餐廚廢棄物與殘?jiān)M(jìn)行PHAs的合成，結(jié)果表明，在以VFA為底物制備PHA時(shí)，該體系所生成的PHA和生物質(zhì)的數(shù)量比單獨(dú)使用該體系所生成的PHA要高[6]。

2.5 其他技術(shù)

利用餐廚廢棄物中大量碳、氮、培養(yǎng)基殘?jiān)葼I(yíng)養(yǎng)素的特性，對(duì)其進(jìn)行合理處理，可以得到微生物發(fā)酵劑。采用蘇云金芽孢桿菌、枯草芽胞桿菌（Bacillus subtilis）、蘇云芽胞桿菌（Bacillus subtilis）等生物農(nóng)藥可達(dá)到處理效果。同時(shí)，也可以從餐廚垃圾中得到葡萄糖、磷酸等。

3 對(duì)縣級(jí)餐廚垃圾資源化處理的建議

3.1 完善法規(guī)，提升餐廚垃圾資源化利用率

為了提升縣級(jí)餐廚垃圾資源化利用率，相關(guān)部門(mén)應(yīng)從源頭上界定和建立相應(yīng)的分級(jí)儲(chǔ)存機(jī)制，才能真正實(shí)現(xiàn)縣級(jí)餐廚垃圾的資源化利用，更好地發(fā)揮其作用。鑒于我國(guó)餐飲業(yè)規(guī)模巨大，各縣級(jí)城市必須盡快制定相應(yīng)的法律、法規(guī)，完善其相關(guān)的法律制度，為今后的餐廚垃圾分類提供可靠參考。另外，當(dāng)?shù)卣€可以監(jiān)督餐廚垃圾的分類，加強(qiáng)關(guān)于垃圾分類的法律法規(guī)建設(shè)，這不僅可以增強(qiáng)企業(yè)對(duì)餐廚垃圾的認(rèn)識(shí)，而且可以促進(jìn)整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的建立，具有重大的意義和發(fā)展價(jià)值。

3.2 強(qiáng)化監(jiān)督，落實(shí)市場(chǎng)價(jià)值最大化

在我國(guó)餐廚垃圾處理技術(shù)發(fā)展過(guò)程中，垃圾的清理和轉(zhuǎn)運(yùn)將直接影響到其資源化程度，因此，相關(guān)部門(mén)應(yīng)建立健全的綠色運(yùn)輸管理體系，以發(fā)揮其最大價(jià)值[7]。首先，在回收過(guò)程中，要堅(jiān)持綠色環(huán)保理念，加強(qiáng)對(duì)回收容器的管理，防止二次污染；其次，在處理和運(yùn)送餐廚垃圾時(shí)，縣級(jí)城市應(yīng)當(dāng)實(shí)現(xiàn)信息化，并運(yùn)用信息技術(shù)，更好地跟蹤和管理餐廚垃圾，通過(guò)健全的運(yùn)輸管理制度，可以規(guī)范餐廚廢棄物的運(yùn)輸和清理，并強(qiáng)化市場(chǎng)監(jiān)管，其對(duì)于縣級(jí)餐廚垃圾的資源化利用具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。

3.3 政府引導(dǎo)，推動(dòng)垃圾處理領(lǐng)域的發(fā)展

餐廚垃圾處理的發(fā)展規(guī)模直接影響到國(guó)家的資源化程度，因此，縣級(jí)城市必須強(qiáng)化其產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè)，以促進(jìn)我國(guó)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的健康發(fā)展。為進(jìn)一步完善縣級(jí)餐廚垃圾處置技術(shù)，提升其資源化程度，當(dāng)?shù)卣畱?yīng)積極出臺(tái)相關(guān)政策，并以此為導(dǎo)向，加大投資力度，一方面可以通過(guò)出臺(tái)政策促進(jìn)企業(yè)對(duì)餐廚垃圾的再利用，吸引更多的社會(huì)資本投入到餐廚垃圾的處理中去；另一方面，也可以在一定程度上，對(duì)某些先進(jìn)的垃圾處理技術(shù)進(jìn)行扶持，以此促進(jìn)我國(guó)垃圾處理領(lǐng)域的綜合性發(fā)展。

3.4 協(xié)調(diào)處理，控制污染，優(yōu)化投資

由于垃圾的來(lái)源越來(lái)越多，垃圾處理員可以在園區(qū)內(nèi)進(jìn)行垃圾分類，最后實(shí)現(xiàn)協(xié)同處置，將生活垃圾、建筑垃圾、餐廚垃圾等分成易燃和有機(jī)兩大類，同時(shí)回收再利用；將廢水收集起來(lái)，這樣既可以降低污染，又可以提高縣級(jí)餐廚垃圾資源化處理效益，并提升其投資效益[8]。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在縣級(jí)餐廚垃圾處理技術(shù)中，飼料化處理監(jiān)管難度大，健康風(fēng)險(xiǎn)高，因此，本文不建議采用該技術(shù)；而通過(guò)厭氧發(fā)酵生產(chǎn)沼氣，前期建設(shè)投入成本大，若處理體量小則經(jīng)濟(jì)效益較低，因此不適合在縣級(jí)地域推廣；從餐廚垃圾中提取油脂生產(chǎn)生物柴油，將固體有機(jī)物預(yù)處理后進(jìn)行好氧堆肥，該工藝運(yùn)行費(fèi)用低，操作維護(hù)方便，其產(chǎn)品為有機(jī)肥，可作為農(nóng)作物的基肥和追肥使用，以補(bǔ)充和減少化肥的用量，提高土地有機(jī)質(zhì)含量和肥力，降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本，提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)，實(shí)現(xiàn)糧食的安全生產(chǎn)和瓜果蔬菜的綠色生產(chǎn)，因此該技術(shù)可以更好地實(shí)現(xiàn)垃圾的資源化和減量化。相關(guān)部門(mén)和工作人員只有充分利用好餐廚垃圾的處置技術(shù)，并對(duì)其進(jìn)行大規(guī)模推廣和應(yīng)用才能取得更高的經(jīng)濟(jì)效益，解決縣級(jí)城市存在的餐廚垃圾處置問(wèn)題。