關(guān)于餐廚垃圾處理技術(shù)及資源化利用的相關(guān)思考

林輝斌

（杭州市環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究設(shè)計(jì)有限公司，浙江 杭州 310014）

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平的日益提升，垃圾的產(chǎn)生量也與日俱增，導(dǎo)致垃圾處理成為了現(xiàn)代城市發(fā)展中所面臨的重要問題之一。當(dāng)前，在國家“無廢城市”的號召下，要實(shí)現(xiàn)生活垃圾的源頭減量，提高其資源利用率。且在推行“凈菜進(jìn)城”“光盤”行動(dòng)時(shí)，要加強(qiáng)對生活垃圾的科學(xué)分類管理，尤其要側(cè)重于對餐廚垃圾的優(yōu)化處理，要改變以往的垃圾處理觀念，強(qiáng)化餐廚垃圾的資源化利用，從而實(shí)現(xiàn)無害化處理。在實(shí)際資源化利用的過程中，要對餐廚垃圾的構(gòu)成、特點(diǎn)、危害性以及資源化利用價(jià)值進(jìn)行全面性分析，還要對具體的資源化利用技術(shù)進(jìn)行綜合性探討，如飼料化處理技術(shù)，油脂回收技術(shù)、堆肥技術(shù)、厭氧發(fā)酵技術(shù)等，以此提高餐廚垃圾的無害化處理水平，推動(dòng)資源化利用的效果，從而為我國餐廚垃圾的處理指引新的發(fā)展方向。

1 餐廚垃圾概述

1.1 餐廚垃圾的概念

餐廚垃圾主要來源于賓館、飯店、餐館等的剩菜剩飯，俗稱熟垃圾。由于餐廚垃圾的種類較多，來源復(fù)雜，因此，這對餐廚垃圾處理和利用帶來了極大難度。在餐廚垃圾中，主要包含雜質(zhì)與有機(jī)質(zhì)兩種成分，如餐具、罐子、包裝盒、牙簽等屬于雜質(zhì)，植物纖維、脂肪、蛋白質(zhì)、微量元素等屬于有機(jī)質(zhì)。其中，餐廚垃圾的水分、有機(jī)質(zhì)、蛋白質(zhì)、鹽分等含量都比較 高[1]。

1.2 餐廚垃圾的危險(xiǎn)性

由于餐廚垃圾主要包含剩飯菜、餿水等，所以，其含水量、病菌等較多，很容易出現(xiàn)酸化、發(fā)酵、發(fā)霉等問題，容易滋生大量蚊蠅蟲，極易引起病原體疾病的傳播。在實(shí)際處理中，如果把餐廚垃圾直接投喂給畜禽，很容易引起物理傷害，如引起畜禽肌肉、脂肪殘留，最終會(huì)危害人體健康。且一旦對餐廚垃圾處理不當(dāng)，很容易對生態(tài)環(huán)境造成極大危害，如引起惡臭、水污染等；而部分非法人員也會(huì)從餐廚垃圾中提取地溝油，人體一旦攝入，很容易引起身體機(jī)能病變問題[2]。

1.3 餐廚垃圾資源化利用的必要性

由以上內(nèi)容可知，餐廚垃圾對環(huán)境危害性極大，所以，加強(qiáng)餐廚垃圾的無害化處理和資源化利用勢在必行。當(dāng)前，結(jié)合國務(wù)院辦公廳印發(fā)的關(guān)于《“無廢城市”建設(shè)試點(diǎn)工作方案》（國辦發(fā)〔2018〕128號）等通知的文件要求，全國需大力建設(shè)無廢城市，強(qiáng)化對餐廚垃圾的無害化處理，并探索“互聯(lián)網(wǎng)+再生資源回收”模式，加大餐廚垃圾處理站、易腐垃圾設(shè)施的建設(shè)力度，進(jìn)而有效提升餐廚垃圾資源化的利用率。

2 餐廚垃圾處理技術(shù)以及資源化利用技術(shù)

2.1 油脂回收技術(shù)

近年來，有些不法商販為了牟取暴利，往往對餐廚垃圾進(jìn)行加熱、過濾、蒸餾，經(jīng)過以上處理后來提取餐廚垃圾中的廢油脂，這就是所謂的地溝油，這種油中有很多有害物質(zhì)，如黃曲霉毒素、苯，如果被人們誤食，將會(huì)對人體造成極大危害[3]。但對餐廚垃圾進(jìn)行處理也有可取之處，就是利用油脂回收技術(shù)實(shí)現(xiàn)無害化處理，對其進(jìn)行資源化利用，例如，可對餐廚垃圾內(nèi)含的廢油實(shí)施統(tǒng)一化加工處理，并在酯交換法以及專業(yè)設(shè)備的輔助下制成生物柴油，其具體技術(shù)主要包含酸催化法、堿催化法等；此外，還可以對廢油中的自由脂肪酸等進(jìn)行提煉，制作化工產(chǎn)品，如肥皂、表面活性劑。但該技術(shù)在使用時(shí)，往往需要較高的使用條件，對勞動(dòng)力要求較高，整體費(fèi)用較大。

2.2 堆肥處理技術(shù)

這是一種生物化學(xué)處理技術(shù)，是把放線菌、細(xì)菌、真菌等微生物放置在餐廚垃圾中，在人工控制、電子設(shè)備等的協(xié)助下，創(chuàng)造出適應(yīng)的溫度、濕度環(huán)境，以形成好氧、厭氧環(huán)境，便于這些微生物對餐廚垃圾中的有機(jī)物進(jìn)行降解，使其轉(zhuǎn)化為可用的肥料。該技術(shù)包含好氧、蚯蚓等堆肥方式。其中，好氧堆肥技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于：費(fèi)用不高，易于操作，且在現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)的支持下逐漸實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化、機(jī)械化發(fā)展；缺點(diǎn)：在實(shí)際操作中消耗時(shí)間較長，易引起二次污染，并難以對有害的有機(jī)物進(jìn)行無害化處理。當(dāng)前，太陽能—生物反應(yīng)器裝置的引入，提高了堆肥效率，且減少了時(shí)間消耗。而蚯蚓堆肥技術(shù)，主要是發(fā)揮蚯蚓發(fā)達(dá)的酶系統(tǒng)功能，使其把垃圾中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為生物所需的養(yǎng)分物質(zhì)，以此對餐廚垃圾中的內(nèi)碳氮、重金屬等進(jìn)行降解，但蚯蚓堆肥技術(shù)對生產(chǎn)環(huán)境要求較高，操作不便。但利用該方式可以提高餐廚垃圾資源化的利用效率，因其可在密閉發(fā)酵倉中進(jìn)行操作，所以避免了二次污染[4]。

2.3 飼料化處理技術(shù)

在餐廚垃圾中包含大量病菌，這也是造成餐廚垃圾易腐爛的主要因素，如果直接投喂給畜禽，容易引起畜禽疾病。所以，要采取科學(xué)、合理的技術(shù)手段對其進(jìn)行飼料化處理。在具體實(shí)施過程中，主要包括脫水法和生化法。其中，脫水法是利用干熱等物理加工方式對餐廚垃圾進(jìn)行加熱，以此起到殺菌、干燥的處理效果，從而形成飼料添加劑。該方式主要是利用高溫干燥滅菌的原理開展作業(yè)，但由于餐廚垃圾成分較多，難以殺滅所有的病原體，也容易產(chǎn)生同源性污染問題；而生化法是對餐廚垃圾進(jìn)行預(yù)處理，在經(jīng)過加入益生菌、發(fā)酵處理、調(diào)制烘干等程序后，最后形成蛋白飼料。該方法的優(yōu)點(diǎn)是操作方便，工序簡單，占地少，成本低；缺點(diǎn)是安全隱患較大，容易引起口蹄疫、瘋牛病等病原體的傳染[5]。

2.4 制作厭氧發(fā)酵產(chǎn)物

利用厭氧發(fā)酵技術(shù)分解餐廚垃圾中的有機(jī)物質(zhì)，可對產(chǎn)生的氣體進(jìn)行收集并回收利用，如沼氣等清潔能源；也可以利用厭氧發(fā)酵技術(shù)制作氫氣；還可以利用微生物發(fā)酵制作乳酸，并在此基礎(chǔ)上制成生物降解塑料等產(chǎn)物；而利用兩級催化水解技術(shù)是把餐廚垃圾中的纖維素、淀粉等分解為糖類，然后在此基礎(chǔ)上制作乙醇[6]。該模式的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)是操作容易，處理效率高，投資少，運(yùn)行管理費(fèi)用低，且對周圍環(huán)境影響也小。但缺點(diǎn)是處理時(shí)需要占用土地，其中，在生產(chǎn)沼氣時(shí)會(huì)受季節(jié)、環(huán)境、原料材料影響較大，同時(shí)也存在產(chǎn)氣不穩(wěn)定的問題。

3 實(shí)際案例分析

在本案例中，主要采用“預(yù)處理+黑水虻生物技術(shù)”，以此實(shí)現(xiàn)對城鎮(zhèn)餐廚廢棄物等易腐垃圾的集中處置和利用，其主要污染源為惡臭氣體、產(chǎn)生的廢水等。其中，惡臭氣體主要是由“酸吸收+次氯酸鈉氧化吸收+UV光催化氧化+堿吸收”等裝置處理，而廢水在經(jīng)過預(yù)處理后集中到處理站進(jìn)行處理。在該生產(chǎn)工藝實(shí)際運(yùn)行中，是通過對易腐垃圾的科學(xué)化處置，來得到新鮮黑水虻和有機(jī)肥[7]。具體的生產(chǎn)工藝流程如圖1所示。

圖1 生產(chǎn)工藝流程以及產(chǎn)污環(huán)節(jié)圖

3.1 項(xiàng)目的由來

（1）隨著科學(xué)技術(shù)的逐漸發(fā)展，黑水虻在環(huán)境保護(hù)工作中得到了廣泛應(yīng)用，尤其是在餐廚垃圾處理、禽畜糞便處理等工作中發(fā)揮了極大的作用。結(jié)合實(shí)際檢測數(shù)據(jù)可知，黑水虻幼蟲可以對餐廚垃圾進(jìn)行高效分解、轉(zhuǎn)化，其處理效果較為明顯。在具體實(shí)施中，1 t含七成水分的餐廚垃圾，能夠產(chǎn)生200 kg左右的黑水虻鮮蟲。而四齡的黑水虻幼蟲營養(yǎng)豐富，其中，干物質(zhì)超過35%，蛋白質(zhì)含量超過總體重的一半左右，脂肪含量高達(dá)20%，經(jīng)過對比分析，其總體營養(yǎng)含量遠(yuǎn)超豆粕之上。黑水虻幼蟲的用處較多，既能作為雞鴨魚等動(dòng)物的喂養(yǎng)飼料，還能夠?qū)⑵鋾窀刹⒎鬯?，為?dòng)物補(bǔ)充蛋白，是魚粉等重要的替代物。

（2）通過科學(xué)研究證明，黑水虻在餐廚垃圾的處理應(yīng)用中，可在短時(shí)間內(nèi)對其中的易腐物質(zhì)進(jìn)行消化，且對其中的病菌有較強(qiáng)的消殺作用。同時(shí)，在昆蟲轉(zhuǎn)化過程中，還能夠?qū)ν葱缘鞍撞《镜膫鞑ユ溸M(jìn)行阻斷，可有效避免更大范圍的病毒傳播?？傮w比較，該處理方式具有較明顯的處理效果，費(fèi)用相對較低，資源化效果好，易于操作。一般情況下，黑水虻的繁殖能力較強(qiáng)，而且幼蟲食量較大，每天對餐廚垃圾的轉(zhuǎn)化量高達(dá)其自重的兩倍之多。

在具體的生產(chǎn)應(yīng)用中，黑水虻幼蟲的成長速度較快，一般生長周期為5～7 d，之后就能夠參與餐廚垃圾的處理與資源回收。在實(shí)際生產(chǎn)中，可以對幼蟲進(jìn)行自動(dòng)化、集約化的生產(chǎn)和管理。而且，在餐廚垃圾處理中，還可以產(chǎn)生黑水虻蟲糞，可利用相關(guān)技術(shù)將其轉(zhuǎn)化為有機(jī)物進(jìn)行銷售，由此獲得可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

（3）黑水虻在對餐廚垃圾的處理過程中，主要流程為：①餐廚垃圾的預(yù)處理?？上葘⒉蛷N垃圾引入到特定設(shè)備中，再把固體與液體，油與水分實(shí)施分離，分離之后再把固狀物進(jìn)行粉碎，在獲得垃圾粉碎物后，就可以作為黑水虻飼料進(jìn)行回收使用。但要對分離后的水進(jìn)行深度處理，使其達(dá)到廢水的排放標(biāo)準(zhǔn)再進(jìn)行排放，同時(shí)，這樣也可以降低飼料中的鹽分含量。而分離出來的油可以讓特定的油脂處理企業(yè)回收和再加工，最后制成生物柴油。②黑水虻種群繁育環(huán)節(jié)。通過該環(huán)節(jié)可以培育出更多的黑水虻幼蟲，供餐廚垃圾處理使用。其中，繁育系統(tǒng)主要包括種成蟲養(yǎng)殖和種幼蟲養(yǎng)殖，由此構(gòu)建完善的黑水虻種群維持體系，從而為黑水虻的生產(chǎn)數(shù)量與質(zhì)量提供保障。在具體的繁育過程中，要對繁育空間內(nèi)的溫度、濕度、光照等數(shù)值進(jìn)行合理控制，為黑水虻繁殖提供理想的環(huán)境，保障其繁殖的數(shù)量與質(zhì)量，并促進(jìn)持續(xù)繁育，這樣才能滿足餐廚垃圾處理需求。在黑水虻的生產(chǎn)中，只需要保留約1%的黑水虻幼蟲就可以維持種群繁殖循環(huán)，而其余的99%的黑水虻幼蟲都可以作為處理用蟲，進(jìn)行餐廚垃圾的處理。③黑水虻轉(zhuǎn)化。黑水虻在吸食和消化餐廚垃圾的過程中，可將其轉(zhuǎn)化為動(dòng)物蛋白。因此，為了提高黑水虻轉(zhuǎn)化的規(guī)模，需要引進(jìn)先進(jìn)的垃圾預(yù)處理車間、發(fā)酵池等，并提供專業(yè)化系統(tǒng)性的通風(fēng)設(shè)備、控溫設(shè)備、除臭設(shè)備等。在轉(zhuǎn)化過程中，其可以產(chǎn)生虻體蛋白、蟲糞等物質(zhì)，再通過專業(yè)設(shè)備把蟲糞進(jìn)行分離，以此獲得高質(zhì)量的黑水虻鮮蟲以及有機(jī)肥產(chǎn)品等。

3.2 生產(chǎn)設(shè)備

具體設(shè)備如下：

（1）預(yù)處理段：卸料池，分揀平臺（含磁選機(jī)），送料螺旋，壓榨破碎機(jī)，三項(xiàng)分離機(jī)。該段位主要用于餐廚垃圾的分揀（來料中含有各種垃圾袋，瓶子以及金屬廢棄物），壓榨破碎（可產(chǎn)生直徑小于2 cm的垃圾粉碎物），以及油水渣的分離。

（2）發(fā)酵：送料螺旋、發(fā)酵罐（攪拌機(jī)構(gòu)）、高溫有氧發(fā)酵。該段位主要用于破碎后的餐廚垃圾進(jìn)行菌種發(fā)酵，使發(fā)酵后的餐廚垃圾更有益于黑水虻的生長，之后通過柱塞泵打入培育模塊，進(jìn)行黑水虻養(yǎng)殖。其中，高溫有氧發(fā)酵設(shè)備可用于黑水虻病變期內(nèi)。

（3）培育模塊：該培育模塊是集溫濕調(diào)控、自動(dòng)養(yǎng)殖、自動(dòng)出料等為一體的自動(dòng)化模塊，具有占地小，養(yǎng)殖效率高的特點(diǎn)。

（4）分蟲模塊：自動(dòng)蟲糞分離設(shè)備、振動(dòng)篩、微波烘干機(jī)。其中，自動(dòng)蟲糞分離設(shè)備配合培育模塊的自動(dòng)出料系統(tǒng)，可自動(dòng)將蟲糞以及大顆粒殘?jiān)M(jìn)行分離，并通過振動(dòng)篩再將蟲分離出來。

3.3 物料平衡

以來料50 t易腐垃圾計(jì)算：在經(jīng)過預(yù)處理后，可產(chǎn)生2 t不能處理的固體垃圾（例如：瓶子、易拉罐、大骨頭、金屬廢棄物、垃圾袋等），2 t廢油，15 t廢水；而剩余的31 t廚余垃圾，用2.325 kg的黑水虻蟲卵處理，可產(chǎn)生6 t的黑水虻鮮蟲，12 t黑水虻蟲糞，以及13 t左右黑水虻處理剩余垃圾。

3.4 資源化效果

餐廚垃圾通過物理、生物處理技術(shù)可生產(chǎn)出油脂、有機(jī)肥、黑水虻，實(shí)現(xiàn)了資源的循環(huán)利用，并節(jié)約了能源。

（1）工業(yè)油脂。由于餐廚垃圾中的油脂含量都比較高，一般為2%～3%，所以，大量油脂對餐廚垃圾的利用和處理帶來了嚴(yán)重影響。因此，將該油脂進(jìn)行回收后，可外售至有資質(zhì)的深加工企業(yè)再生利用。如50 t的餐廚垃圾則每日可回收油脂1.0 t。

（2）有機(jī)肥料。餐廚垃圾在經(jīng)過黑水虻消化分解后，其產(chǎn)生的蟲糞可作為有機(jī)肥使用，可用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域。以50 t餐廚垃圾為例，則每日可產(chǎn)有機(jī)肥料10.34 t。

（3）黑水虻。黑水虻消化餐廚垃圾時(shí)間較短（6 d左右），故在篩分時(shí)有大量的黑水虻鮮蟲。由于黑水虻鮮蟲含有豐富的蛋白質(zhì)，所以可用于飼養(yǎng)家畜，也可制成干蟲銷售。以50 t餐廚垃圾為例，則每日可產(chǎn)黑水虻鮮蟲6.0 t，干蟲0.65 t。

4 餐廚垃圾無害化處理以及資源化利用的注意事項(xiàng)

在實(shí)際餐廚垃圾處理中，為了保障其無害化的處理水平，以及提升其資源回收的利用率，政府部門要發(fā)揮自身的職能作用，提供必要的政策支持。如利用稅收優(yōu)惠政策、加大資金投入等方式，以此對餐廚垃圾的無害化處理進(jìn)行正確引導(dǎo)，同時(shí)，也要對餐廚垃圾處理企業(yè)進(jìn)行一定的政策傾斜，如對其土地利用、原料收集等進(jìn)行稅收優(yōu)惠政策等。同時(shí)，也要制定合理的管理制度，構(gòu)建完善的處理體系，確保餐廚垃圾收集、運(yùn)輸、處理等企業(yè)具有專業(yè)化資質(zhì)，以及加強(qiáng)行業(yè)監(jiān)管，嚴(yán)防餐廚垃圾隨意售賣。最后，還要加強(qiáng)減量化處理，要注重對餐廚垃圾的產(chǎn)量進(jìn)行有效性控制，從源頭上減少產(chǎn)量，以此降低餐廚垃圾的處理成本，如拓展宣傳范圍，引導(dǎo)人們樹立正確的節(jié)約意識，實(shí)施光盤行動(dòng)；加強(qiáng)制度化建設(shè)與監(jiān)管，執(zhí)行餐廚垃圾排放申報(bào)登記機(jī)制，對餐廚垃圾的數(shù)量、類型、貯存等實(shí)施定期申報(bào)，力爭從根本上實(shí)施減量化處理[8]。

5 結(jié)語

綜上所述，隨著我國經(jīng)濟(jì)水平的提升，人們生活水平日益提高，生活質(zhì)量得到了極大改善，但隨之而來的卻是餐廚垃圾產(chǎn)量日漸增加，這對城市垃圾處理造成了極大困擾，同時(shí)，也對城市生活環(huán)境造成了一定的危害。基于此，需要結(jié)合餐廚垃圾的特點(diǎn)，并采取科學(xué)合理的無害化處理技術(shù)對其進(jìn)行資源化利用。這樣既可以提高餐廚垃圾的處理效果，減少處理成本投入，又強(qiáng)化了資源利用率，控制了資源浪費(fèi)，從而有力推動(dòng)了我國餐廚垃圾無害化處理能力的提升。同時(shí)，要在全社會(huì)范圍內(nèi)加大宣傳力度，營造節(jié)約的社會(huì)文化氛圍，引導(dǎo)人們形成節(jié)約意識，從而減少餐廚垃圾的產(chǎn)生量。而在餐廚垃圾實(shí)際處理過程中，也要因地制宜的結(jié)合不同情況，并采取針對性、多元化、靈活性的處理措施，而政府部門也要加強(qiáng)政策、資金方面的支持力度，以此有效推動(dòng)餐廚垃圾處理企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。