我国城市厨余垃圾处理工艺技术研究进展

欧阳春平+张佳源+毕桂灿+王超军+熊凯+卢昌利+焦建+曾祥斌+蔡彤旻

摘要：厨余垃圾是城市生活垃圾的重要组成部分，因其含水量高、有机质含量高、易腐易臭等特点，对其收集、运输与处理带来了很多难题，科研工作者为此也做了大量的研究。目前主要实行分类收集、分类运输与分类处理的方式，有利于实现厨余垃圾的资源化利用。在厨余垃圾的后期处理上，重点集中在生态化处理，主要有好氧堆肥、厌氧及其他处理方式，针对几种生态化处理方式的研究在近几年已经取得了长足的进步。本文综述了我国城市厨余垃圾的常见处理工艺技术。

关键词：厨余垃圾；资源化；生态处理；好氧堆肥；厌氧发酵

厨余垃圾的资源化处理有肥料化处理、饲料化处理和能源化处理，包含了物理、化学及生物等处理方法。相比于欧、美发达国家以及日、韩等亚洲国家，我国大部分城市厨余垃圾资源化利用不够，相关的理论和技术研究起步较晚，近年来才有较快的发展，而在管理上尚未形成体系，尚无统一的法律法规和技术标准，即存在“行政瓶颈”和“技术瓶颈”两大问题。欧、美、日、韩等发达国家的厨余垃圾资源化利用研究成果及其应用虽较为丰富，但由于生活方式和具体国情不同，其研究的侧重点有所不同，因此，虽然国外的相关研究成果有启发意义，但还需根据我国的具体情况展开相关研究。

1 生活垃圾及廚余垃圾处理现状

当前，城市厨余垃圾大都并未从生活垃圾中有效分离出来实行单独收运，而是混在生活垃圾中，其处理方式与生活垃圾处理方式一致。

国内外生活垃圾处理的主要有卫生填埋、焚烧、堆肥、热解及综合处理等方式，其中每种方法都有不同优缺点。垃圾分类可以在源头将垃圾分类投放，并通过分类的清运和回收使之重新变成资源。生活垃圾一般可分为四大类：可回收垃圾、厨余垃圾、有害垃圾和其他垃圾。进行生活垃圾分类收集可以减少垃圾处理量和处理设备，降低处理成本，减少土地资源的消耗，能使垃圾最大程度低减量化、无害化和资源化，具有社会、经济、生态三方面的效益。

分类后的厨余垃圾不仅可以采用上述处理方法，而且针对厨余垃圾的特点还有破碎直排处理、饲料化、高温好氧堆肥、厌氧发酵等方法适合餐厨垃圾处理。

2 厨余垃圾处理工艺技术

2.1 干化处理

干化处理是几年来国内外采用较多的提高厨余垃圾热值的方式。通过强制通风，利用厨余垃圾发酵带来热值的升高，带走水分，从而降低物料的含水量，提高热值。但干化处理并不能完全实现厨余垃圾的最终处理完成，只是中间阶段，目的是提高厨余垃圾热值和稳定性，并减少后续操作的污染物产生。

郭强等研究了通风温度对生活垃圾干化的影响，结果表明通风温度对堆体温度的影响较小；高温通风（65℃）能够有效地降低垃圾的含水量干化效果显著，但不利于有机物的降解，稳定性有所下降；袁京等通过添加木本泥炭和玉米秸秆，引入碳源，提高厨余垃圾的碳氮比，可以不同程度地缩短进入高温阶段的时间，同等时间下，可以更快的降低水分。

2.2 好氧堆肥

好氧堆肥是在有氧的条件下，依靠好氧微生物，主要是细菌、真菌、放线菌以及纤维素分解菌和木质素分解菌等，分泌胞外酶将底物中有机固体分解为可溶性有机质，再渗入微生物细胞中参与新陈代谢， 从而实现底物向腐殖质转化，最终达到腐熟稳定，成为有机肥料，此过程伴随有微生物的繁殖、消亡和种群演替现象。好氧堆肥是资源化处理厨余垃圾最好的方式之一，但由于国内城市垃圾分类工作的严重滞后，直接影响了厨余垃圾的纯度，继而影响了厨余垃圾堆肥的效果。

方伟成等研究了以园林废弃物和厨余垃圾为原料进行好氧发酵，系统评估各个影响因素，最后选择最优的C/N、混合比、投菌量和翻堆时间等条件，经过11d的高温发酵，可以实现厨余垃圾资源化利用；张红玉等研究不同菌剂添加对厨余垃圾堆肥臭气排放的影响，实验表明，添加腐熟堆肥可以明显减少NH3和H2S的排放；李赟等评估了添加辅料对厨余垃圾快速堆肥腐熟度和臭气排放的影响，研究证明添加辅料有利于厨余垃圾的腐熟和臭气的减排，并比较了不同种类的辅料对腐熟度、臭气排放、固氮固硫的影响大小。

目前，国外比较流行的好氧堆肥是膜覆盖高温好氧堆肥。该工艺技术的核心是一种具有特制微孔的膜（Core），其半渗透功能能够实现一个较恒定的气候环境，在鼓风的作用下，在发酵体内能够形成一个微高压内腔，使堆体供氧均匀充分，温度分布均匀，为好氧发酵构建了一个适宜的小环境，同时，水蒸气和二氧化碳能够借助膜（Core）的微孔结构扩散出去，维持了发酵堆体膜内外的气流平衡，保证好氧发酵进行得更加充分彻底，致病性微生物得到有效杀灭，以确保发酵物的卫生化水平。

2.3 厌氧发酵

厌氧发酵是另一种厨余垃圾资源化利用的有效方式，也是我国餐厨垃圾处理的主流技术，目前国内已建、在建或筹建的餐厨垃圾处理项目有约80%采用厌氧消化处理工艺。

李定龙等研究了初始pH对厨余垃圾厌氧发酵产酸的影响，在接种比例确定和温度恒定时，用污泥加热灭菌的方法，通过实验得出最佳初始pH值为7；刘淑玲等综述了厨余垃圾厌氧消化的技术工艺，提出了采用卧式干法厌氧消化对厨余垃圾进行资源化处理的工艺方案和采用人工分选+过筛+磁选的综合预处理工艺，实现了厨余垃圾高效稳定的厌氧消化；吕凡等通过采用物质流分析方法，评估了餐厨垃圾较为常见的厌氧消化处理工艺，分析结果显示各种工艺有其特点和局限性，最后应根据实际情况，选择合适的处理工艺建设餐厨垃圾处理厂。

2.4 饲料化

厨余垃圾中的营养成分易被动物消化利用，是良好的饲料原料，但若不经处理直接利用，很容易让疫病通过厨余垃圾传染给动物，可以通过生物法和物理法等手段处理厨余垃圾原料，使之获得安全营养的饲料。

张园等研究了使用羊肚菌固体发酵转化厨余垃圾制取饲料，探索了最佳工艺，结果表明，加入一半的豆渣，发酵20天，发酵温度为25℃，能够获得符合国家标准的饲料；张晴等；王宇卓等通过湿热法处理厨余垃圾，在满足卫生的要求下，还能降低油脂和盐分，改善厨余垃圾的饲料化价值。

除了上次几种方式之外，还有用黑水虻、家庭式厨余处理器等其他手段研究厨余垃圾的处理，也极大地推动了厨余垃圾处理技术的发展。

3 结论

厨余垃圾的处理是一个全国性的难题，其处理方式也多种多样，各有优缺点，不同的城市应根据自身的特点，选择适合的处理工艺，建设厨余垃圾处理厂，而且，还要有赖于前端生活垃圾的分类水平。

参考文献：

[1]蔡旺炜，陈俐慧，王为木，等.我国城市厨余垃圾好氧堆肥研究综述[J].中国土壤与肥料，2014（6）：8-13

[2]石文军，杨朝晖，肖勇，等.全程高温好氧堆肥快速降解城市生活垃圾[J].环境科学学报，2009，29（10）：2126-2133

[3]饶玲玲，郑东燕.日本东京和中国北京的生活垃圾分类处理对比研究[J].开封教育学院学报，2016，36（8）：289-290

基金项目：“广州市科技计划项目珠江科技新星专题”（201710010179/201506010048）

*责任作者，欧阳春平，高级工程师。