我國農(nóng)村餐余廢棄物處理研究進(jìn)展*

張 青， 孔慶波， 栗方亮

(福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院土壤肥料研究所 福建福州 350013)

我國作為農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)村人口基數(shù)十分龐大?！吨腥A人民共和國2019年國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報》[1]的調(diào)查結(jié)果顯示，我國約有5.5億人生活在農(nóng)村。而另一項(xiàng)研究結(jié)果表明，我國人均生活垃圾量為0.86 kg，其中餐余廢棄物約占收集總量的60%，可回收廢品類約占收集總量的20%，經(jīng)過垃圾分揀分流后，最終需要處置的垃圾量不足垃圾收集總量的20%[2]。從以上數(shù)據(jù)不難看出，餐余廢棄物是農(nóng)村生活垃圾的主要組成部分，但目前我國對其資源化利用的程度仍然較低。農(nóng)村餐余廢棄物數(shù)量大、可降解性高，若處理不當(dāng)，不僅造成極大的資源浪費(fèi)，而且容易造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，危害人體健康；若能對其進(jìn)行妥善處理，不僅能減少污染、實(shí)現(xiàn)廢棄物減量、促進(jìn)資源循環(huán)利用，還可以催生新的產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式，增加就業(yè)機(jī)會、改善農(nóng)民的經(jīng)濟(jì)狀況[3]。由此可見，開展農(nóng)村餐余廢棄物處理的研究，提升餐余廢棄物的資源化利用水平是大勢所趨，對實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

1 農(nóng)村餐余廢棄物的危害及資源化處理的意義

1.1 農(nóng)村餐余廢棄物的危害

餐余廢棄物主要是指人們?nèi)粘２惋嫽顒铀a(chǎn)生的廢棄物。作為農(nóng)村有機(jī)廢棄物中數(shù)量較大的部分，餐余廢棄物具有含水量高、有機(jī)質(zhì)含量高以及營養(yǎng)物質(zhì)豐富等特點(diǎn)[4]，這些特點(diǎn)使得餐余廢棄物具有較大的資源重復(fù)利用潛質(zhì)。同時，餐余廢棄物極易腐爛變質(zhì)，如果得不到妥善處理，將會給生態(tài)環(huán)境帶來嚴(yán)重破壞，引發(fā)生態(tài)風(fēng)險。餐余廢棄物可能引發(fā)的危害主要有以下幾個方面。

(1)造成土壤環(huán)境的破壞。大部分餐余廢棄物含油量和含鹽量偏高[5]，如果未經(jīng)系統(tǒng)處理，直接傾倒在田間地頭，不僅占用大量土地，造成土地資源的浪費(fèi)，而且可能因油分和鹽分含量超標(biāo)等使該區(qū)域土壤形成厭氧區(qū)或發(fā)生土壤鹽堿化，破壞該區(qū)域土壤結(jié)構(gòu)的多樣性。

(2)造成大氣和地下水源的污染。餐余廢棄物有機(jī)質(zhì)含量很高，在其腐爛分解過程中，會產(chǎn)生大量的硫化物、氨氣、甲烷、氧化亞氮等氣體，這些氣體的隨意排放可能會加劇溫室效應(yīng)并且導(dǎo)致酸雨的形成。同時，由于餐余廢棄物含水量很高，其產(chǎn)生的滲濾液較多且易酸化變質(zhì)，如果沒有及時處理，很可能會滲入土壤進(jìn)入地表水中，造成地下水源的污染，給人們?nèi)粘ｏ嬎踩斐赏{[6]。

(3)引起生物性污染。餐余廢棄物如果隨意堆放，很容易滋生大量的致病微生物，這些致病菌通過蒼蠅、蟑螂、老鼠等生物的傳播，很可能會造成生物性污染，使其他生物染上疫病，產(chǎn)生難以估量的后果[7]。

1.2 農(nóng)村餐余廢棄物資源化處理的意義

餐余廢棄物處理不當(dāng)，會造成嚴(yán)重的生態(tài)危機(jī)，但如果處置妥當(dāng)，將變廢為寶，實(shí)現(xiàn)資源的循環(huán)利用[8]。關(guān)于餐余廢棄物資源化處理的意義，主要有以下幾個方面。

(1)促進(jìn)農(nóng)村餐余廢棄物的資源化處理，減輕環(huán)境污染，改善鄉(xiāng)村人居環(huán)境。近年來，隨著我國建設(shè)“美麗鄉(xiāng)村”進(jìn)程的不斷推進(jìn)，“美麗、特色、綠色”成為推進(jìn)我國社會主義新農(nóng)村建設(shè)的必然要求[3]。餐余廢棄物作為農(nóng)村生活垃圾的重要組成部分，如果能夠?qū)ζ溥M(jìn)行資源化處理，杜絕隨意傾倒排放行為，將避免大量有害物質(zhì)的產(chǎn)生，對改善我國農(nóng)村居住環(huán)境具有重要意義。

(2)促進(jìn)資源的循環(huán)利用，解決農(nóng)村能源短缺問題。我國農(nóng)村人口占全國總?cè)丝诘谋戎睾艽?，農(nóng)村每年都會產(chǎn)生大量的餐余廢棄物，這些廢棄物中含有豐富的有機(jī)質(zhì)。如果將大量的餐余廢棄物隨意排放，在浪費(fèi)可重復(fù)利用資源的同時，還會造成大量土地資源的浪費(fèi)；若能合理加以利用，將餐余廢棄物通過堆肥化或飼料化處理，制成有機(jī)肥或飼料，將會促進(jìn)廢物資源的循環(huán)利用，構(gòu)造農(nóng)村資源循環(huán)模式，大大緩解農(nóng)村能源短缺的問題[9]。

(3)催生新的產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式，增加就業(yè)機(jī)會，改善農(nóng)民經(jīng)濟(jì)狀況。通過大力開展農(nóng)村餐余廢棄物的資源化利用，在實(shí)現(xiàn)廢棄物資源物盡其用的同時，催生類似于有機(jī)肥料生產(chǎn)、厭氧能源處理等產(chǎn)業(yè)的出現(xiàn)，以增加農(nóng)民的就業(yè)機(jī)會，創(chuàng)造新的農(nóng)村經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)[3]。

2 農(nóng)村餐余廢棄物資源化利用存在的主要問題

近年來，隨著農(nóng)村各方面的持續(xù)發(fā)展，國家對農(nóng)村有機(jī)廢棄物的治理規(guī)劃了更為長遠(yuǎn)的發(fā)展目標(biāo)，不僅要全力推進(jìn)農(nóng)村廢棄物就地分類、資源化利用和處理，還要建立農(nóng)村有機(jī)廢棄物收集、轉(zhuǎn)化、利用的網(wǎng)絡(luò)體系。這對治理農(nóng)村廢棄物的處理設(shè)施有了更高的要求，在有效處理有機(jī)廢棄物的基礎(chǔ)上，明確了“轉(zhuǎn)化利用”的目標(biāo)，即最大程度實(shí)現(xiàn)資源循環(huán)利用。雖然確立了發(fā)展方向，但農(nóng)村各方面條件特殊，在踐行過程中還存在諸多阻礙。

(1)村民居住分散，收集成本較高，難以形成整體布局網(wǎng)絡(luò)[10]。我國農(nóng)村地廣人稀，大部分的村民住所較為分散，給餐余廢棄物收集帶來一定的難度。有研究表明[11]，農(nóng)村居民每戶每月對生活垃圾運(yùn)費(fèi)的支付意愿約為6.5元，但我國農(nóng)村地區(qū)實(shí)際收取的生活垃圾運(yùn)費(fèi)每人每月約為23.21元。農(nóng)村餐余廢棄物收集難、成本高、回報低，再加上村民的資源化意識薄弱，使得農(nóng)村在構(gòu)建餐余廢棄物資源化體系時困難重重[12]。

(2)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)薄弱，資源化技術(shù)體系不成熟。我國農(nóng)村許多地區(qū)經(jīng)濟(jì)較落后，沒有足夠的資金引入新型的資源化處理技術(shù)，餐余廢棄物的處理模式長期未更新，僅停留在簡單飼料化、傳統(tǒng)堆肥、沼氣化等技術(shù)上，發(fā)展十分緩慢[13]。農(nóng)村飼料化滅菌無害處理程度低、堆肥氮素?fù)p失過高、沼氣產(chǎn)氣率低等關(guān)鍵技術(shù)問題長期得不到根本解決，因此農(nóng)村餐余廢棄物的利用率始終在低端水平徘徊。

(3)資源化立法起步晚，政策支持力度有待加強(qiáng)。我國在21世紀(jì)初提出“走循環(huán)經(jīng)濟(jì)之路，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展”的思路，之后又出臺《可再生能源法》和《循環(huán)經(jīng)濟(jì)促進(jìn)法》等相關(guān)法律法規(guī)，但始終缺少詳細(xì)的、針對性強(qiáng)的實(shí)施細(xì)則和賞罰制度[14]。尤其在農(nóng)村，村民思想較為傳統(tǒng)，若缺乏相應(yīng)實(shí)質(zhì)性、可操作性強(qiáng)的政策支持，不加強(qiáng)對資源化利用的宣傳，人們往往更愿意延續(xù)傳統(tǒng)做法，而不愿接受新事物進(jìn)行改變[15]。

3 我國農(nóng)村餐余廢棄物處理現(xiàn)狀

我國農(nóng)村人口基數(shù)大，每年都會產(chǎn)生大量的餐余廢棄物，隨著近年來人民生活水平的不斷提高，農(nóng)村餐余廢棄物的產(chǎn)生量呈現(xiàn)持續(xù)上升的趨勢，農(nóng)村缺乏完善的餐余廢棄物回收處理技術(shù)體系，很容易衍生出一系列環(huán)境問題和社會問題[16]。目前，我國農(nóng)村針對餐余廢棄物的處理方法主要有餐余廢棄物飼料化、蚯蚓處理、厭氧能源化處理、好氧堆肥等。

3.1 餐余廢棄物飼料化

餐余廢棄物飼料化主要分為高溫消毒和好氧發(fā)酵，是較早為人們所使用的一種資源化處理方法。餐余廢棄物營養(yǎng)含量豐富，與玉米、大豆等典型飼料十分接近[7]。在我國農(nóng)村，人們常將餐余廢棄物進(jìn)行簡單處理后作為家畜的飼料，或者利用餐余廢棄物養(yǎng)蛆蟲作為雞飼料。

3.2 蚯蚓處理

蚯蚓體內(nèi)富含蛋白質(zhì)、脂肪和纖維等多種分解酶，消化道中還存在大量的細(xì)菌、霉菌和放線菌等，能夠很好地轉(zhuǎn)化和分解餐余廢棄物中的有機(jī)物[7]。利用餐余廢棄物養(yǎng)殖蚯蚓，可以在消耗餐余廢棄物的同時，產(chǎn)出大量富含N、P、K等營養(yǎng)元素的蚯蚓糞便。蚯蚓糞便無臭無害，營養(yǎng)價值高，可以直接施用于田間，是一種理想的農(nóng)用肥料。

3.3 厭氧能源化處理技術(shù)

將餐余廢棄物進(jìn)行厭氧發(fā)酵制備生物能源，整個過程受餐余廢棄物復(fù)雜多變特性的影響較小，還能有效減輕對水體的污染[17]，處理后可獲得氫氣和甲烷等可再生能源，實(shí)現(xiàn)資源的循環(huán)利用。有學(xué)者提出了將造紙污泥與餐余廢棄物聯(lián)合使用以促進(jìn)厭氧發(fā)酵的方案，這樣不僅解決了餐余廢棄物資源化利用的問題，還能在一定程度上減輕造紙行業(yè)帶來的環(huán)境污染[18]。

3.4 好氧堆肥

好氧堆肥也是我國農(nóng)村常用的處理餐余廢棄物的手段。好氧堆肥是在通風(fēng)供氧情況下進(jìn)行的，整個堆肥過程利用物料中微生物的活動，發(fā)酵分解、轉(zhuǎn)化物料中的有機(jī)物，使其逐漸變?yōu)轭惛迟|(zhì)物質(zhì)的過程。好氧堆肥具有加工方法簡單、成本低等優(yōu)點(diǎn)，受到許多農(nóng)民的青睞[19]。

4 農(nóng)村餐余廢棄物資源化利用的建議

我國農(nóng)村餐余廢棄物的數(shù)量巨大，若能找出較為合適的資源化利用對策，將具有重大意義[20]。

農(nóng)村現(xiàn)有的餐余廢棄物處理方法，飼料化處理雖然營養(yǎng)價值高，但農(nóng)村對廢棄物的滅菌和無害化處理程度很低，有的甚至未經(jīng)處理就直接將餐余廢棄物作為飼料喂養(yǎng)家畜，增大了潛在的食品風(fēng)險和動物疾病爆發(fā)的風(fēng)險；加上近年來農(nóng)村整治環(huán)境，許多養(yǎng)殖行業(yè)被限制，飼料化需求明顯降低。蚯蚓處理雖然較環(huán)保，但其個體較小，處理能力有限。厭氧能源化處理技術(shù)雖然工藝穩(wěn)定，可有效貯存能量，但也面臨反應(yīng)器啟動時間長、技術(shù)操作要求較高等問題。綜合考慮，通過好氧堆肥將餐余廢棄物制成有機(jī)肥，加工方法簡單且成本低，是目前發(fā)展農(nóng)村餐余廢棄物資源化利用較為合適的途徑。

在鼓勵將餐余廢棄物作為好氧堆肥原料制作有機(jī)肥時，應(yīng)充分考慮農(nóng)村實(shí)際情況的差異。對于某些人口相對集中、日常餐余廢棄物產(chǎn)生量大、規(guī)?；占杀据^低的農(nóng)村，可以考慮建設(shè)有機(jī)肥廠，政府適當(dāng)給予政策上的扶持并提供技術(shù)上的支持。有機(jī)肥廠的成功建設(shè)，將有力促進(jìn)有機(jī)肥的規(guī)?；a(chǎn)，提高資源利用率，還能在一定程度上增加農(nóng)村就業(yè)機(jī)會和提高農(nóng)民經(jīng)濟(jì)收入等。對于那些人口較為分散的農(nóng)村，由于餐余廢棄物產(chǎn)生量較小，可以考慮采用“分層發(fā)酵池”方案。分層發(fā)酵池是一種可以將農(nóng)村集中收集的餐余廢棄物進(jìn)行固液分離，再分別將固體廢棄物和液體廢棄物引入分層發(fā)酵池和沼液發(fā)酵池中進(jìn)行好氧發(fā)酵的一體化設(shè)施，整個系統(tǒng)主要由固液分離平臺、溝渠系統(tǒng)、液體暫存點(diǎn)、沼液發(fā)酵池、分層發(fā)酵池池體以及肥料包裝平臺等組成。在使用分層發(fā)酵池進(jìn)行堆肥時，先在固液分離平臺上對餐余廢棄物進(jìn)行固液分離，分離后的液體隨溝渠系統(tǒng)流入液體暫存點(diǎn)，再摻混少量的輔助性物料和發(fā)酵菌種后引入沼液發(fā)酵池，用以制作水肥一體化液態(tài)沼肥；分離得到的固體廢棄物經(jīng)摻混后，借助重力進(jìn)入分層發(fā)酵池第一層中發(fā)酵一定時間，然后物料依次在第二、三、四層中繼續(xù)發(fā)酵，經(jīng)第四層發(fā)酵后的固體廢棄物已基本腐熟，送至肥料包裝平臺，再經(jīng)處理、包裝后即可運(yùn)輸至田間等需肥地投入使用。分層發(fā)酵池是經(jīng)過大量實(shí)地考察和研究后提出的一套具有小型化、成本低、投資收益高、可持續(xù)發(fā)展等優(yōu)勢的處理設(shè)施，適合農(nóng)村餐余廢棄物處理，能夠產(chǎn)生實(shí)際處理效益。

5 結(jié)語

農(nóng)村餐余廢棄物若處理不當(dāng)，可能引起土壤環(huán)境破壞、大氣污染、水源污染、生物性污染等問題；若處置得當(dāng)，可改善農(nóng)村人居環(huán)境，促進(jìn)資源循環(huán)利用，催生新的農(nóng)村經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)等。

針對我國農(nóng)村村民居住分散、廢棄物收集成本較高、經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)薄弱、資源化技術(shù)體系不成熟等實(shí)際情況，并綜合考量各種農(nóng)村餐余廢棄物處理方法的優(yōu)缺點(diǎn)，提出推廣好氧堆肥技術(shù)的建議，在人口相對較密集、餐余廢棄物產(chǎn)生量大的農(nóng)村可以考慮建設(shè)有機(jī)肥廠，而在人口較分散的農(nóng)村可以考慮建造分層發(fā)酵池。

以數(shù)量巨大的餐余廢棄物作為堆肥原料制作有機(jī)肥，在減輕餐余廢棄物帶給環(huán)境壓力的同時，可促進(jìn)資源的循環(huán)利用，助推我國生態(tài)文明建設(shè)。