餐廚垃圾厭氧消化殘余物土壤利用現(xiàn)狀調(diào)研分析

馬換梅，高 波，鄭 葦，陳子璇，李 波

(中國市政工程華北設(shè)計研究總院有限公司，天津 300074)

2012年，住建部發(fā)布的《餐廚垃圾處理技術(shù)規(guī)范》CJJ184—2012[1]規(guī)定，餐廚垃圾為餐飲垃圾和廚余垃圾的總稱，是我國城市的一種主要固體廢棄物。根據(jù)不完全統(tǒng)計，2010年以來，我國開展的“城市餐廚廢棄物資源化利用和無害化處理”試點城市，大部分城市以餐飲垃圾為主要處理對象，對于分類產(chǎn)生的廚余垃圾處理工作，尚處于起步階段[2]。本文為了和引用參考文獻保持一致，采用了“餐廚垃圾”的說法，所述“餐廚垃圾”，實際上來源為餐飲行業(yè)及單位食堂，也即餐飲垃圾[3]。

鑒于中國居民特有的生活習(xí)慣，餐廚垃圾的產(chǎn)生量非常大，且餐廚垃圾具有含水率高、有機質(zhì)含量高、易腐爛發(fā)臭，如不及時有效處理和處置，會給環(huán)境衛(wèi)生帶來極大的危害。同時，一些不法分子利用餐廚垃圾加工食用油，或者直接用于喂養(yǎng)禽畜，最終垃圾返回餐桌，嚴重威脅人民飲食安全和身體健康。我國餐廚垃圾占城市生活垃圾的30%～50%，并且逐年增加[4-5]。餐廚垃圾主要處理方式有填埋、厭氧消化、飼料化、肥料化以及作為原材料制備工業(yè)用材料等。目前，厭氧消化技術(shù)是我國處理餐廚垃圾的主流技術(shù)，可以產(chǎn)生甲烷、氫氣等生物質(zhì)能源，同時實現(xiàn)餐廚垃圾的減量化、資源化和無害化。但厭氧消化殘余物的處理方面存在一定的困難，消化殘余物產(chǎn)量大、有機物含量高、各種大、中、微量元素豐富，如果不加以妥善處置就會產(chǎn)生二次污染。我國餐廚垃圾厭氧消化后的沼渣大多數(shù)進入了焚燒或填埋設(shè)施，沼液則是進入污水處理系統(tǒng)，處理后進行回用或者達標(biāo)排放。目前，國內(nèi)外針對餐廚垃圾厭氧消化后沼渣沼液資源化利用的研究報道較少，本文通過調(diào)研分析沼渣沼液的物理化學(xué)和生物特性，結(jié)合土壤利用的標(biāo)準(zhǔn)限值要求，探析更合理的資源化利用途徑，提高餐廚垃圾處理的經(jīng)濟效益。

1 厭氧消化技術(shù)在餐廚垃圾處理中的應(yīng)用現(xiàn)狀

厭氧消化技術(shù)是實現(xiàn)餐廚垃圾資源化利用的主要途徑之一，根據(jù)發(fā)改委2011年發(fā)布的《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》，截至2017年底，我國餐廚廢棄物資源化利用和無害化處理示范項目(包括籌集、在建和投產(chǎn)項目)達172座[6]，其中至少70%以上采用了厭氧消化技術(shù)，然后依次為好氧堆肥、飼料化、蚯蚓堆肥等工藝[7]。

厭氧消化是餐廚垃圾在無氧環(huán)境下，利用微生物的代謝作用，使有機物降解為小分子有機物和無機物，同時生產(chǎn)甲烷、二氧化碳的過程。除了沼氣，利用厭氧消化還可獲得各種有機酸、醇類和氫氣等物質(zhì)，不同程度實現(xiàn)對餐廚垃圾的資源化及減量化處理[8]。

雖然厭氧消化在國內(nèi)應(yīng)用案例較多、可靠性相對較高，順應(yīng)國家政策和行業(yè)技術(shù)發(fā)展方向需求。隨著最新版《中華人民共和國固體廢物污染環(huán)境防治法》的執(zhí)行，餐廚垃圾厭氧消化工藝也面臨沼液、沼渣出路不通的問題[9]。按照實際運行工程的經(jīng)驗，對于一個100 t·d-1的餐廚垃圾處理項目，生產(chǎn)過程中需要外加5～6 t沖洗水，產(chǎn)出物中包括2～3 t生物柴油,8000 m3沼氣，還有10 t沼渣和83 t沼液。借鑒常州某餐廚垃圾處理工程運行參數(shù)，厭氧消化殘余物的水質(zhì)CODcr為21300～86000(54763±13582)mg·L-1，氨氮為30～460(164±96)mg·L-1，總氮為482～1920(1171±291)mg·L-1，總磷為120～391(242±61)mg·L-1?？梢酝扑?，100 t·d-1的餐廚垃圾處理項目，除了每天產(chǎn)生8000 m3沼氣作為再生能源之外，消化殘余物中還包含了8.76 t CODcr，26.24 kg氨氮，187.36 kg總氮，38.72 kg總磷。因此，如果沼液和沼渣不進行合理的資源化利用，隨意排放會導(dǎo)致環(huán)境受到極大的威脅，沼渣和沼液中大量的營養(yǎng)元素也會隨之流失(包括N,P,K,Ca,Mg等等)，制約了餐廚垃圾資源化與無害化處理的整體效率。

2 餐廚垃圾厭氧消化殘余物特性分析

2.1 物理化學(xué)特性

2.1.1 沼渣和沼液含固率

采用濕法厭氧消化工藝處理餐廚垃圾，由于原始物料特性、厭氧反應(yīng)器類型以及工藝參數(shù)控制等因素的差異，消化殘余物中含固率也不同，但是一般均小于10%，約為3%左右[10-12]。一般地，厭氧消化殘余物進行固液分離后，對沼渣和沼液分別進行資源化利用。根據(jù)不同的資源化利用途徑，選擇合適的消化殘余物脫水技術(shù)[13-14]。

餐廚垃圾厭氧消化殘余物的固液分離方式有：帶式壓濾、螺桿擠壓、離心脫水和板框擠壓。工程實踐證明，食品廢物厭氧消化殘余物采用上述4種脫水方式獲得的沼渣含固率分別為8.7%～9.5%(wt)，12.9%～14.0%(wt)，22.3%～24.3%(wt)和25%～30%[9]。而國內(nèi)的餐廚垃圾處理工程中，采用較多的是離心脫水方式[15]。何品晶[16]等研究認為，沼渣的脫水性能主要受厭氧消化時間的影響，隨著消化時間延長，有機質(zhì)降解程度越來越高，沼渣中的含固率也會不斷降低。但是，因為物料本身特性不同，經(jīng)過預(yù)處理后固體顆粒大小不同，以及過程工藝參數(shù)控制不同等因素，沼渣的脫水性能也會有差異，最終導(dǎo)致沼渣中的含固率存在較大差異。只有沼渣經(jīng)過脫水，才有利于進一步的資源化利用，例如作為農(nóng)肥、土壤改良劑、園林種植土以及制備活性碳材料等[17-18]。

2.1.2 沼渣和沼液pH值

在厭氧消化過程中，反應(yīng)體系pH值呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢，主要由于前期餐廚垃圾水解產(chǎn)生大量的揮發(fā)性脂肪酸(VFAs)濃度急劇增大，而后期逐漸被利用。同時，各類微生物代謝產(chǎn)生的氨氮也會影響厭氧體系的pH值[19]。一般地，厭氧消化過程中體系pH值維持在6.7～8.4的中性偏弱堿性的環(huán)境下，此時體系內(nèi)微生物活性高，沼氣產(chǎn)量相對較大[20-21]。中性的消化殘余物適合在土壤中施用，因為堿性的消化殘余物使土壤中氨氮隨著溫度升高而揮發(fā)，導(dǎo)致氮元素的損失，而酸性殘余物會使土壤酸化，加速重金屬離子遷移。因此，合理的pH值不僅對厭氧消化產(chǎn)沼量有重要的影響作用，而且對后續(xù)沼肥在土壤中施用也是關(guān)鍵的[22]。國外跟蹤研究土壤施用餐廚垃圾厭氧消化殘余物后的特性變化，土壤初始pH值為5.4～5.7，施用厭氧消化殘余物四年后，土壤pH值仍然維持在5.6～5.7，基本沒有發(fā)生變化[23]，可見，連續(xù)施用與土壤酸堿度相近的餐廚垃圾消化殘余物，基本不對土壤酸堿性造成影響。

對于沼渣而言，不同沼渣的pH值差異不大，在6.54～8.41范圍內(nèi)。根據(jù)《有機肥料》NY525-2012[24]規(guī)定，有機肥的pH值要求為5.5～8.5，可見，沼渣作為土壤肥料的制造原料，其酸堿度滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。

對于沼液的資源化利用，如果施用于土壤，或者作為液態(tài)肥，或者浸種，又或者用于葉面施肥，其酸堿度均應(yīng)該滿足相關(guān)水溶肥料標(biāo)準(zhǔn)，否則會導(dǎo)致土壤酸、堿化。一般水溶肥料標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的pH值要求在3～10范圍內(nèi)，而餐廚垃圾厭氧消化后的沼液酸堿度呈現(xiàn)偏中性，pH值在6～9之間[12,25]，可見，餐廚沼液的酸堿度符合土壤施用的要求。

2.1.3 沼渣和沼液含鹽量

餐廚垃圾中鹽分主要來源于烹飪食用鹽(NaCl)，由于全國各地飲食習(xí)慣的差異，不同地區(qū)餐廚垃圾的含鹽量稍有差異。一般地，大型餐廚垃圾含鹽量為1.26～2.62 wt%，設(shè)計值取1～2 wt%[9]。經(jīng)過厭氧消化后，殘余物中含鹽量基本與初始物料保持一致，在10000 mg·L-1～20000 mg·L-1(折NaCl含量：1～2 wt%)之間。研究表明[26]，適當(dāng)?shù)奶岣呦孜锏暮}量可以提高厭氧沼氣產(chǎn)量，但過多的鹽含量則會抑制產(chǎn)氣量。為了獲得含鹽量較低的餐廚垃圾原料，研究人員采用稀釋-離心脫水的方式處理原始餐廚垃圾，雖然降低了餐廚垃圾含鹽量，但是也產(chǎn)生了大量的含鹽有機廢水，存在二次污染的風(fēng)險[27]。因此，在實際工程案例中幾乎不采納水洗法降低餐廚垃圾含鹽量，鹽分基本都進入?yún)捬跸到y(tǒng)，然后隨消化殘余物排出，這也給后續(xù)殘余物的資源化利用帶來困擾。沼液沼渣直接土壤利用存在促進土壤次生鹽漬化的潛在風(fēng)險，因為鈉離子和氯離子在土壤中會累積而導(dǎo)致的土壤鹽堿化，影響作物生長。

一般地，餐廚垃圾厭氧消化殘余物經(jīng)過固液分離后，沼渣和沼液分別進行資源化利用。也有學(xué)者將餐廚垃圾厭氧消化殘余物直接用于土壤施肥，由于鹽分含量過高，需要采用大量稀釋劑對消化產(chǎn)物進行稀釋。結(jié)果表明，施用了餐廚垃圾厭氧消化產(chǎn)物的小白菜鮮重產(chǎn)量增加、葉綠素含量也增加，并且效果等同于無機化學(xué)肥料[28]。這類研究多數(shù)并沒有將關(guān)注重點放在消化殘余物中鹽分對作物的累積影響作用[29]，而更多關(guān)注消化殘余物中營養(yǎng)元素的回收利用[30～32]。當(dāng)沼渣和沼液分別進行土壤利用時，需要明確沼渣和沼液中鹽分的分配比例，目前關(guān)于這方面的研究報道較少。

餐廚垃圾沼渣和沼液進行土壤施用時，其中NaCl含量可按照表1中標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，如《有機—無機復(fù)混肥料》、《綠化用有機基質(zhì)》以及《農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》等，否則一定會產(chǎn)生鹽分在土壤中累積的風(fēng)險。對于餐廚垃圾厭氧沼渣和沼液的土壤利用，含鹽量對于土壤鹽漬化和作物生長發(fā)育影響機制是重點研究方向。

2.1.4 沼渣和沼液重金屬含量

餐廚垃圾厭氧消化沼渣和沼液中含有大量重金屬離子，主要源于兩方面，一是源自生物鏈富集食物；二是源自與餐廚垃圾混合的廢電池、廢燈管、廢舊電器及表面鍍金材料等生活垃圾的重金屬離子釋放[35]。

根據(jù)文獻調(diào)研[39]，一般餐廚垃圾厭氧消化殘余物中重金屬離子的含量，如表2所示?？梢钥闯觯蛷N垃圾中部分重金屬離子也會出現(xiàn)超標(biāo)的現(xiàn)象。餐廚垃圾經(jīng)過厭氧消化，其沼渣和沼液中重金屬分配情況，尚未見相關(guān)研究報道。根據(jù)對畜禽糞便厭氧沼渣沼液的研究，重金屬離子大多數(shù)存在于沼渣中，少量釋放于沼液中，因為隨著反應(yīng)的進行，液相中重金屬會逐漸吸附在固體表面或膠團上，從而形成沉淀進入沼渣，所以沼液中重金屬含量低于沼渣。當(dāng)沼渣用于堆肥或者土壤調(diào)理劑時，宜滿足農(nóng)業(yè)農(nóng)村部相關(guān)肥料標(biāo)準(zhǔn)對重金屬離子含量限值要求，如NY525-2012《有機肥料》，見表2。由于沼渣堆肥階段，大量揮發(fā)性有機物被降解，堆料明顯減容減重，產(chǎn)生“相對濃縮效應(yīng)”，重金屬離子所占比例會增加，帶來重金屬污染的風(fēng)險[40]。類似地，沼液在土壤施用方面也存在重金屬離子污染的問題，尤其作為灌溉水施用于土壤時，需要滿足《農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》要求，見表2。

表2 餐廚垃圾消化殘余物中重金屬含量及肥料、灌溉水標(biāo)準(zhǔn)要求

可見，沼渣沼液用于土壤前，有必要對沼肥中重金屬離子的含量、形態(tài)和遷移路徑進行跟蹤研究，并且優(yōu)化最佳施用方案，保證不對土壤和地下水以及農(nóng)作物造成污染和毒害。目前，餐廚垃圾厭氧消化沼渣和沼液中重金屬離子存在的人類毒性和土壤毒性方面的研究鮮有報道，是后續(xù)餐廚垃圾厭氧殘余物土壤安全施用的關(guān)鍵問題。

2.1.5 沼液的理化特性

餐廚垃圾厭氧消化殘余物經(jīng)過固液分離產(chǎn)生大量的沼液，據(jù)統(tǒng)計，餐廚垃圾廠93%的污水來自于厭氧消化后的沼液。餐廚沼液具有成分復(fù)雜、有機物濃度高(COD濃度高)、鹽分含量高等特點[25]。

由于餐廚垃圾處理廠采用的厭氧消化反應(yīng)器類型、工藝參數(shù)、原始餐廚垃圾組分、接種物及其混合比例差異較大，因此，厭氧消化沼液中的CODCr含量相差甚遠[41]。表3中列出了不同餐廚垃圾厭氧消化沼液中CODCr含量，統(tǒng)計范圍內(nèi)沼液中CODCr含量分布在16000～100000 mg·L-1之間，而B/C值在0.35～0.40之間，說明沼液中仍然存在大量可生物降解有機物。

表3 餐廚垃圾厭氧消化沼液理化指標(biāo)

目前，餐廚垃圾處理廠產(chǎn)生大量高濃度有機廢液，給污水處理系統(tǒng)帶來了不小的壓力，常年處于高負荷運轉(zhuǎn)狀態(tài)。由于氨氮的累積，若進行脫氮處理則易降解有機物仍顯不足，導(dǎo)致餐廚廠污水處理成本居高不下，同時出水穩(wěn)定達標(biāo)仍然十分困難。因此，餐廚垃圾厭氧沼液的資源化利用顯得尤為重要。沼液資源化利用方式很多，包括直接作為肥料、沼液生物農(nóng)藥、無土栽培基液、飼料摻拌劑等，目前主要以沼液還田為主，其工藝簡單，消納量較大，適用性好[46-47]。通過添加合適的營養(yǎng)元素和去毒處理，使其作為肥料或者土壤調(diào)理劑，不僅可以提供植物生長所需營養(yǎng)物質(zhì)，而且可以防止病蟲害的發(fā)生[48]。

2.2 營養(yǎng)特性

2.2.1 沼渣和沼液有機質(zhì)含量

餐廚垃圾厭氧消化后，殘余物中保留了大量豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，包括有機質(zhì)和腐殖酸類物質(zhì)，這些物質(zhì)有利于提高土壤中微生物活性、改善土壤團粒結(jié)構(gòu)[49]。不同原料、不同類型厭氧消化器和工藝參數(shù)的不同，導(dǎo)致厭氧消化殘余物中組分及含量差異較大。餐廚垃圾厭氧消化殘余物中有機質(zhì)含量為33%～73.3%(干基)[32]，經(jīng)過脫水的沼渣中有機質(zhì)含量在61.7%～73.6%(干基)[50]。

如果將沼渣進行肥料化，可以使有機物在自然界形成可持續(xù)的循環(huán)利用模式，將會大大提升沼渣的利用價值。餐廚垃圾脫水沼渣中有機物含量遠遠大于《有機肥料》(NY 525-2012)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的45%限值。因此，餐廚垃圾厭氧沼渣用于制造肥料，有機質(zhì)含量滿足肥料標(biāo)準(zhǔn)要求。

2.2.2 沼渣和沼液養(yǎng)分含量

餐廚垃圾厭氧消化沼渣沼液是一種較復(fù)雜的有機物復(fù)合系統(tǒng)，各種養(yǎng)分元素都保留在消化殘余物中，其中一部分水溶性物質(zhì)殘留在沼液中，另一部分不溶物或難分解的有機、無機固形物則殘留在沼渣中。沼渣沼液中各營養(yǎng)元素的相對含量與餐廚垃圾原料中各元素相對含量趨勢保持一致，如表4所示。

表4 原始餐廚垃圾物料和厭氧消化殘余物中氮磷鉀元素的含量 (wt%,干基)

當(dāng)沼渣施用于土壤時，其中氮、磷、鉀元素的含量要符合《有機肥料》(NY525-2012)的要求，即有機肥料中氮、磷、鉀元素的總養(yǎng)分含量(以N+P2O5+K2O計)≥5%(干基)。由表4中各元素平均含量可以推算，餐廚垃圾厭氧沼渣的氮、磷、鉀總養(yǎng)分含量(以N+P2O5+K2O計)為5.73%(干基)，滿足《有機肥料》標(biāo)準(zhǔn)要求?？梢?，沼渣肥料化可以滿足植物生長所需要的氮、磷、鉀元素含量要求。

對于沼液的土壤利用，其中營養(yǎng)元素要滿足液態(tài)肥料相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，如《大量元素水溶肥料》(NY1107-2010)、《含腐殖酸水溶肥料》(NY1106-2010)均對氮、磷、鉀元素含量作出規(guī)定，液體肥料產(chǎn)品的大量元素含量(N，P2O5，K2O含量之和)至少200 g·L-1，單一大量元素含量不低于20 g·L-1。餐廚垃圾厭氧沼液中的營養(yǎng)元素基本上是以速效養(yǎng)分形式存在的，包括氮(0.03%～0.08%)、磷(0.02%～0.07%)、鉀(0.05%～1.40%)等大量營養(yǎng)元素和鈣、銅、鐵、鋅、錳等中、微量營養(yǎng)元素，還含有17種氨基酸和活性酶[60]。李祎雯[56]等研究餐廚垃圾濕法厭氧消化沼液中養(yǎng)分含量變化，發(fā)現(xiàn)沼液中含水溶性氮0.124 wt%，磷0.0063 wt%，鉀0.026 wt%。顯然，沼液中大量元素養(yǎng)分遠遠低于標(biāo)準(zhǔn)要求的。因此，根據(jù)實際情況，沼液作為液態(tài)肥料需要適當(dāng)添加必要的營養(yǎng)元素。目前，餐廚垃圾厭氧消化沼液作為肥料的應(yīng)用案例比較少。一方面，尚未出臺相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定餐廚垃圾厭氧沼液進行土壤施肥的通用技術(shù)條件。另一方面，餐廚沼液中重金屬元素對土壤環(huán)境的不利影響也備受關(guān)注。

2.2.3 沼渣和沼液土壤施用效果

餐廚垃圾厭氧消化殘余物要施用于土壤，最終表現(xiàn)形式為對植物生長情況的影響作用。種子發(fā)芽指數(shù)是衡量堆肥腐熟程度的重要評價指標(biāo)，反映了堆肥的植物毒性。汪洋[61-62]等通過對小白菜施用餐廚垃圾厭氧沼渣后的生長情況進行統(tǒng)計。相比不施肥，施用沼渣后小白菜的出芽率提高了16.6%，證明了沼渣對提高小白菜出芽率和土壤肥效均有促進作用。但在實際工程中，餐廚垃圾厭氧消化殘余物直接用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的情況較為少見，主要是由于消化殘余物未經(jīng)過深度腐熟，其中可生化降解的有機物含量高且不穩(wěn)定，會對環(huán)境產(chǎn)生二次污染；另一方面，沼渣儲存時間較短，不能適應(yīng)季節(jié)性施肥的方式。因此，沼渣只有經(jīng)過好氧堆肥，將有機物分解轉(zhuǎn)化成為大量腐殖質(zhì)，最終的堆肥產(chǎn)品要達到穩(wěn)定化和無害化，滿足標(biāo)準(zhǔn)要求方可施用于土壤。研究也證明[63]，沼渣經(jīng)過高溫好氧堆肥后腐熟度大于原始沼渣，且采用前者的種子發(fā)芽率大于后者。

2.3 衛(wèi)生指標(biāo)要求

當(dāng)餐廚垃圾厭氧沼渣沼液作為基肥施用于土壤時，不僅考慮其理化特性和營養(yǎng)特性的指標(biāo)要求，同時需要考慮其衛(wèi)生指標(biāo)。根據(jù)《沼肥施用技術(shù)規(guī)范》(NY/T2065-2011)，沼渣沼液衛(wèi)生指標(biāo)要求符合下表中規(guī)定，其中糞大腸桿菌和蛔蟲卵、沙門氏菌等有害菌類的指標(biāo)要求如下表5所示。

表5 沼渣沼液資源化利用衛(wèi)生指標(biāo)要求

目前，針對餐廚垃圾厭氧消化過程中病原微生物的研究較少見。一般餐廚垃圾處理工程中，采用中溫或者高溫厭氧消化工藝。有研究通過對城市有機生活垃圾厭氧消化殘余物中大腸桿菌進行檢測，結(jié)果表明，經(jīng)過32天的高溫厭氧消化工藝，蛔蟲卵死亡率達到100%，大腸桿菌死亡率達到10-3個·g-1，可以滿足有機肥料標(biāo)準(zhǔn)，而中溫和常溫厭氧消化工藝，蛔蟲卵的死亡率僅僅為66.6%和30.8%，遠遠低于肥料標(biāo)準(zhǔn)[64]。

因此，厭氧消化殘余物的衛(wèi)生指標(biāo)情況依賴于厭氧消化工藝、時間和溫度等。沼渣沼液直接施用于土壤前，必須經(jīng)過衛(wèi)生學(xué)指標(biāo)檢測，滿足無害化標(biāo)準(zhǔn)要求才能施用。如果不符合標(biāo)準(zhǔn)要求，則須進行必要的后續(xù)處理，防止消化殘余物直接用于土壤調(diào)節(jié)劑或作為肥料而引起的病原微生物傳染問題。厭氧沼渣在好氧堆肥或者生物干化過程中，溫度可維持在55℃以上，從而殺死物料中的寄生蟲卵和病原菌等，滿足《有機肥料》(NY525-2012)衛(wèi)生指標(biāo)要求[24]。因此，餐廚垃圾厭氧沼渣堆肥或者干化后進行土壤利用，衛(wèi)生指標(biāo)并不是其限制性因素。當(dāng)沼液施用于土壤時，為了滿足《農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》中衛(wèi)生指標(biāo)要求，需根據(jù)實際進行必要的消毒處理，否則不宜進行土壤施用。

表6 不同溫度下厭氧消化32天對病原微生物的殺滅效果

3 餐廚垃圾厭氧消化殘余物土壤利用適用性

目前，針對餐廚垃圾濕法厭氧消化殘余物土壤適用性以及作物影響機制等方面研究較少，缺乏餐廚垃圾厭氧消化殘余物資源化利用基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。通過以上特性分析，對餐廚垃圾濕法厭氧沼渣沼液的土壤利用適用性進行初步判斷：

(1)餐廚垃圾厭氧沼渣沼液較高的有機質(zhì)含量，富含氮、磷、鉀等營養(yǎng)元素，并且酸堿度接近中性，較適宜土壤利用，增強土壤肥力，改善土壤環(huán)境。但同時考慮沼渣的腐熟度不高，不足以作為有機肥料直接施用，需要進行腐熟處理消除其植物毒性和土壤毒性；沼液中速效養(yǎng)分含量高，土地對養(yǎng)分的吸收利用率高，但作為不同用途的液態(tài)肥料需要復(fù)配以不同的營養(yǎng)成分，例如《含腐殖酸水溶肥料》標(biāo)準(zhǔn)要求腐殖酸含量不低于3%；此外，沼液中CODCr含量很高，需要經(jīng)過生化處理，是其中可降解有機物含量大大降低，滿足《農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》要求。

(2)餐廚垃圾消化殘余物中含有較高的鹽分、重金屬離子，需要對其進行進一步除鹽、去重金屬處理之后才能進行土壤利用。首先，沼渣沼液中的鹽分和重金屬含量不會因為厭氧消化過程而比餐廚垃圾本身的少，因此，高含鹽量對于土壤施用存在土壤鹽堿化的風(fēng)險，而重金屬離子超標(biāo)會導(dǎo)致重金屬離子在作物、土壤中不斷富集，威脅土壤生態(tài)環(huán)境和人類身體健康[65]。餐廚垃圾沼渣沼液的脫鹽、去毒工藝研究可能是未來沼渣沼液土壤利用領(lǐng)域的關(guān)鍵性問題，也是比較容易被忽視的問題。

(3)餐廚垃圾厭氧消化殘余物中的衛(wèi)生學(xué)指標(biāo)對其安全利用起到重要作用。餐廚垃圾沼渣沼液中有害病菌在高溫厭氧消化、好氧堆肥、生物干化等處理過程中基本可以被殺滅，如采用中溫厭氧消化工藝，有必要進行二次殺菌消毒處理。因此，沼渣沼液進行土壤施用，衛(wèi)生學(xué)指標(biāo)相對容易滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。

4 結(jié)論與建議

我國餐廚垃圾產(chǎn)生量巨大，具有較強的資源性。當(dāng)采用濕式厭氧消化進行處理時，獲得生物質(zhì)能源的同時，產(chǎn)生了大量的沼渣和沼液。根據(jù)對沼渣和沼液特性的分析，認為其同樣具有重要的資源特性。沼渣和沼液中富含有機質(zhì)、氮磷鉀等營養(yǎng)元素以及微量元素，其基本理化特性滿足有機肥料相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，較適合土壤施用，或者作為原料加工肥料，或作為土壤調(diào)理劑，或者用作農(nóng)田灌溉水。沼渣沼液土壤施用的三點建議：首先，重點關(guān)注沼渣和沼液中重金屬離子含量，避免重金屬超標(biāo)對土壤、地下水和作物產(chǎn)生毒性；其次，作為肥料，需要對其肥力進行評價，避免營養(yǎng)不足或者過剩，給作物生長造成不利影響；再次，需要嚴格控制單位耕地面積沼液沼渣用量和施用時間，防止土壤中鹽分的累積。加強餐廚垃圾濕法厭氧消化殘余物土壤利用的研究，開發(fā)沼肥相關(guān)產(chǎn)品，具有潛在的巨大經(jīng)濟、環(huán)境及社會效益。