餐厨垃圾资源化技术研究探析

赵晓辉 杨婧 朱亮格

摘要：随着社会经济和科学技术的不断发展，城市生活垃圾量也随之与日俱增，以有机物为主的餐厨垃圾易使城市生活垃圾腐败，产生二次污染，故餐厨垃圾合理的资源化处置对城市生活具有重要意义。

关键词：餐厨垃圾；资源化技术

中图分类号：R124文献标识码： A

引言

餐厨垃圾成分复杂，不便于收集、运输、处置，以餐厨垃圾为原料进行资源化处置，即减少了污染物的排放，又获得了清洁能源，餐厨垃圾合理处置是目前亟待解决的环境问题。文章阐述了目前餐厨垃圾的处理现状及研究进展，介绍了餐厨垃圾处置技术:堆肥技术、制燃料乙醇、制氢、制沼气以及提取生物降解性塑料的技术。从餐厨垃圾资源化和环境保护的角度出发，对目前存在的问题提出了处置对策及建议。

一、餐厨垃圾特性

餐厨垃圾是指家庭、学校、机关公共食堂以及餐饮行业的食物废料和食物残余，是城市生活垃圾的主要组成部分。餐厨垃圾目前全国餐厨垃圾产生量约为6000万吨/年，随着我国居民生活水平的提高，各大城市餐饮业的快速发展，餐厨垃圾产生量还会连年递增。餐厨垃圾含水量高，极易变质、腐烂、滋生蚊蝇，散发恶臭气体，来源复杂，含有各种细菌和病原菌，会造成水体和大气污染。与其他垃圾相比，餐厨垃圾有机物含量、油脂含量高，营养元素丰富。其富含氮、磷、钾、钙等微量元素，有机物含量占干物质的80%以上，具有很高的回收利用价值。目前，餐厨垃圾在大部分城市都没有规范化的处理方式。数量庞大的餐厨废弃物被随意处置，由此产生的环境污染、潲水油，严重危害着居民健康，餐厨垃圾如何妥善处理因此受到了越来越广的关注。

二、餐厨垃圾处理方式

（一）厌氧消化

厌氧消化是在厌氧条件下利用厌氧微生物自身的新陈代谢作用将垃圾中的有机物分解为甲烷和二氧化碳。厌氧消化工艺类型较多，按进料方式可以分为续批式和连续式，按进料含固率可以分为干式和湿式，按反应温度可以分为中温和高温，按反应级数可以分为单相和多相。厌氧消化工艺耗能低，处理效率高，二次污染小，臭气控制好，并且可以回收垃圾中有机物的能量，能真正实现减量化、无害化、资源化处理，是目前最受关注的处理工艺，厌氧消化工艺在欧洲已经得到了充分的发展。国内新建的餐厨垃圾处理工程例如重庆黑石子和北京董村等餐厨垃圾处理工程都是应用厌氧消化工艺，在建的处理工程大部分也选择厌氧消化工艺，但是由于运行过程中的一些问题使得能顺利运行的处理厂较少。

（二）焚烧

焚烧处理是生活垃圾的主要处理方式，焚烧处理量大、减量程度高，且能回收垃圾中的热能，实现了减量化、资源化处理垃圾的目的。但是由于我国餐厨垃圾含水量在70%以上，热值较低，若直接用焚烧处理需添加辅助燃料，会大大增加处理成本。

（三）饲料化处理

餐厨垃圾的饲料化处理原理是通过粉碎、脱水、加热、烘干等物理手段消灭垃圾中的病菌，通过微生物进行发酵生成高热量的动物饲料。饲料化处理方式投资少、见效快、资源化程度高、占地面积小，但是由于蛋白同源性问题的存在，生产的动物饲料也存在销路不好的情况。

（四）好氧堆肥

好氧堆肥是在有氧条件下利用好氧微生物分泌的胞外酶将垃圾中的有机物质转化为易被生物吸收的肥料，好氧堆肥方式工艺较为简单，且能改良土壤，餐厨垃圾的有机物含量高，C/N比较低，富含微量元素，非常适用于作堆肥原料，我国部分城市已经建立了餐厨垃圾堆肥处理厂，缺点是占地面积大、处理周期长；餐厨垃圾中的高浓度盐分不利于好氧微生物的生长从而造成堆肥效率不高；堆肥处理生产的肥料受餐厨垃圾成分的影响，且肥料中的病原微生物未得到彻底消除，导致肥料质量不高，农民不愿意使用，肥料的销路不畅。

（五）卫生填埋

卫生填埋是目前世界各国生活垃圾的主要处理方式，它是利用微生物将垃圾中的大分子降解为小分子从而实现垃圾的减量化，卫生填埋作为垃圾的传统处理方式具有处理量大、投资运行费用低、操作和工艺流程简单等特点。但是填埋会占用大量可用土地资源，垃圾中的资源没有得到有效回收，填埋产生的渗滤液和沼气会对环境造成二次污染，因此很多国家已经禁止未经处理的餐厨垃圾进入垃圾填埋场。

（六）两段干湿式厌氧消化

两段干湿式厌氧消化是一种优化的厌氧消化处理工艺，它由预处理系统、淋滤反应系统、厌氧反应系统、沼气净化和发电系统、除臭系统等部分组成。餐厨垃圾经过简单的预处理去除金属杂质后进入淋滤反应器进行酸化水解反应，通过淋滤作用垃圾中的有机成分被脱洗出来并转化成有机酸和其他水溶性分解产物(随后，包含有机酸的水解产物被送入厌氧反应器进行甲烷化过程生产沼气。发酵生成的沼液经处理后排放，沼渣可以作为有机肥料。两段干湿式厌氧消化与传统的干式、湿式厌氧消化相比有诸多优点。

三、餐厨垃圾资源化技术应用

（一）发展垃圾综合处理技术

在采用卫生填埋、焚烧、堆肥等处理技术的同时,应坚持因地制宜、技术可行、适度规模、资源利用和综合治理的原则,采用填埋、堆肥、焚烧、分选回收等两种或多种方法相结合的方式去处理城市生活垃圾,从而避免和降低因处理不当对环境造成的二次污染和资源的浪费,达到资源充分利用和无害化处理城市生活垃圾的目的,取得最大的环境效益和经济效益。

（二）树立垃圾是资源的观念

政府应制定相应的法律、政策,将垃圾资源化放在垃圾处理工作的重点,引导和推进垃圾资源化发展,加快垃圾处理行业的产业化、市场化,提高环境保护意识,提高公众参与度;应树立垃圾是资源的观念,积极参与垃圾资源化进程之中,让“变废为宝”成为公众的自觉意识。只有全民的认可和参与,才能推动垃圾的资源化,从而提高垃圾的可再生利用率。

（三）生化制蛋白饲料

生化制蛋白饲料技术是把餐厨垃圾经过微生物发酵处理再生

成蛋白粉、有机肥和油脂。整个工艺可分为发酵前处理系统、发酵及生化处理系统和干燥系统等，最终把餐厨垃圾资源化生成为高蛋白饲料或蛋白粉、有机肥。

其原理是将在一定的环境条件下培养出的益生菌菌种加入餐厨垃圾密封贮藏，菌种通过代谢活动对饲料原料中的某些物质进行分解和转化使原料中不易被牲畜和家禽利用的大分子物质转变成为易于消化吸收的小分子物质，同时，微生物菌种得到增殖，由于微生物菌体的单细胞蛋白含量很高，因而提高了成品饲料的

蛋白质含量，这就是广义的微生物蛋白饲料。整个过程有四部分组成，即餐厨垃圾的预处理、菌种制备及扩大再培养、固态发酵、低温烘干。

目前，生化制蛋白工艺在韩国、我国台湾等地应用较多，其工艺具有路线简单、能耗低、自动化程度高、占地面积小、处理时间短、产品市场销路好、资源再生利用率高等特点，特别适合小规模餐厨垃圾的集中资源化处理。

四、餐厨垃圾资源化技术发展趋势

从资源化效益最大化出发，对餐厨垃圾的资源化处理，国内有学者通过论证得出最佳的资源化层级原则是“优先生产饲料，其余生产肥料”。从实际出发，餐厨垃圾中含有大量的有机营养成分，将其饲料化具有相当的优势。而出于安全性考虑，对于“同源污染”的问题，欧盟已经全面禁止餐厨垃圾蒸干制成的饲料产品重新进入人类食物链的可能。国内有关餐厨垃圾的蒸干饲料化应用尚未禁止，但相关应用如：我国某市2002年相继启动处置餐饮废物示范工程与泔水处理系统，通过脱水、高温灭菌、干燥破碎和筛分，使餐饮废物转化为固体高蛋白饲料；另外一个城市2006年将餐厨垃圾变成饲料和肥皂，由于技术的缺乏与认知的不成熟，国内基本上都是使用餐厨垃圾蒸干制饲料，无法逃避“同源污染”的问题，制出来的饲料认可度不高，一直得不到全国范围内的大力推广。目前，国外餐厨垃圾饲料化技术比较成熟，主流技术是生化制蛋白，成功案例也较多。在韩国、我国台湾、新加坡等多有应用。当前我国餐厨垃圾生化制蛋白技术相对不成熟，国外投资者已经瞄准这点开始这方面的投资。由此可知，餐厨垃圾的生化制蛋白将是未来餐厨垃圾饲料化行业的发展趋势，开展餐厨垃圾饲料化再生利用技术的研究即是顺应时代的发展趋势，也是为创造中国自主知识产权打破国外垄断做出贡献。

结束语

随着城市经济的发展，生活水平的提高，餐厨垃圾也体现了连续性、永恒性和不断增多的特点。由于特殊的地理环境与气候，需要我们制定研究切合实际的城市餐厨垃圾无害化、减量化、资源化处理政策和技术，以保证经济、社会、环境的协调可持续发展，建立和完善循环经济体系。

参考文献：

[1]孙媛媛，许鹏，刘丽清，谢海燕.餐厨垃圾资源化技术研究探析[J].环境科学与管理，2014，02.

[2]朱能闯.餐厨垃圾处理现状及两段干湿式厌氧消化[J].科技风，2014，032.