城市餐廚垃圾處理技術分析及思路分析

王麗華，李宇宸，韓 聰

（1.北京城市學院；2.北京中環(huán)博宏環(huán)境資源科技有限公司，北京 100102）

1 城市餐廚垃圾及特點

餐廚垃圾包括廚余垃圾和廢棄食用油脂。其中，廚余垃圾是指食品加工廢料及食物殘余；廢棄食用油脂則是不可再食用的動植物油脂等各類油、水、固混合物。從來源看，餐廚垃圾主要來自食品加工、飲食服務業(yè)以及單位供餐等。餐廚垃圾的組成主要有肉類、骨頭、米飯以及不可再食用的動植物油脂等。此外，餐廚垃圾中還含有非餐具牙簽、餐紙等，如表1所示。從組成化學成分來看，其主要包括蛋白質(zhì)、脂類、無機鹽及纖維素，還含有少量的氮、鉀、磷等微量元素如表2所示[1]。

表1 我國餐廚垃圾組分

表2 我國餐廚垃圾成分

不同地區(qū)的生活習慣、飲食習慣等不同，導致餐廚垃圾的組分、性質(zhì)及產(chǎn)生量有著較為明顯的地區(qū)性差異，如表3所示。

從總體看，我國餐廚垃圾的特點主要表現(xiàn)在五個方面。一是城市餐廚垃圾的含水率一般較高，后期壓實難度較大，收運效率較低，這也增加了后期的處理成本。此外，城市餐廚垃圾在運輸和處理過程中因高含水率，又容易導致沿途路面受到污染。二是城市餐廚垃圾中的有機質(zhì)含量較高，容易因發(fā)生腐爛而產(chǎn)生惡臭氣味，對周邊的空氣環(huán)境產(chǎn)生不利影響。三是城市餐廚垃圾中還容易滋生出各種病原菌或各類細菌，容易傷害到人體健康。四是城市餐廚垃圾還具有較高的含油率，容易被不法商販提煉出“泔水油”而再次流入到餐桌中。五是餐廚垃圾中的含鹽量也較高，這也增加了后期處理的難度，對餐廚垃圾厭氧發(fā)酵處理中的微生物具有較強的抑制作用[2]。

表3 部分城市餐廚垃圾理化特性分析

綜上，城市餐廚垃圾具有危害性和資源可利用性雙重特性。其一，危害性，主要是指餐廚垃圾腐爛變質(zhì)后產(chǎn)生氣體及滋生的病原菌等各類細菌對水資源產(chǎn)生威脅，容易加劇環(huán)境污染，損害人體健康。餐廚垃圾中提煉的地溝油又含有較高的致癌物——黃曲霉。其二，資源可利用性，餐廚垃圾處理得當會產(chǎn)生較大的經(jīng)濟效益，例如，餐廚垃圾經(jīng)無害化處理后作為動物飼料或植物的廢料，由于其具有較高的含水率、油脂鹽分以及有機物等，人們通過一定的技術處理能夠獲得利用價值較高的生物柴油等。

2 常見城市餐廚垃圾處理技術分析

餐廚垃圾的處理技術主要包括焚燒法、填埋法、機械研磨法、飼料化處理、堆肥法和厭氧處理等，如表4所示[3]。

2.1 焚燒法

焚燒法就是將收集起來的餐廚垃圾集中到高溫焚燒爐中直接進行焚燒處理，通過氧化分解達到較為徹底的處理效果。焚燒法處理餐廚垃圾主要利用了餐廚垃圾中含有較高的有機質(zhì)及油脂等易燃組分。但城市餐廚垃圾中的水分含量也較高，在直接采取燃燒過程中所產(chǎn)生的熱值較低，也直接影響餐廚垃圾的燃燒效果和效率。此外，餐廚垃圾焚燒法處理的不足之處，便是容易產(chǎn)生二氧化硫、氮氧化物、二噁英等有毒有害氣體，以及粉塵等有害物質(zhì)，易造成二次環(huán)境污染。因此，從城市餐廚垃圾處理現(xiàn)狀來看，焚燒法的應用受到了一定限制。

表4 城市餐廚垃圾處理技術優(yōu)缺點

2.2 填埋法

填埋法，就是將城市餐廚垃圾通過統(tǒng)一的集中收集后，集中于專門的垃圾處理場進行衛(wèi)生填埋。填埋法處理城市餐廚垃圾具有易管理、操作簡單、處理技術要求低、成本低等優(yōu)勢。此外，填埋法還可以產(chǎn)生大量沼氣，能夠?qū)崿F(xiàn)資源化利用。但填埋法的不足之處是，填埋期間會產(chǎn)生難聞氣體，污染周邊空氣環(huán)境。此外，餐廚垃圾中所含有的鉛、汞等有害物質(zhì)也會隨著餐廚垃圾填埋產(chǎn)生的滲濾液流入到周邊水體中，會給周邊水體等造成污染。

2.3 機械破碎法

機械破碎法，就是將城市餐廚垃圾收集后放置于專門的餐廚垃圾處置設備中進行破碎，當餐廚垃圾破碎完成后再與水混合排放至城市污水處理系統(tǒng)中進行進一步處理。目前，國外一些發(fā)達國家對于少量分散的餐廚垃圾常常機械破碎后直接排放到污水廠。機械破碎法處理城市餐廚垃圾易發(fā)臭，滋生病菌，導致城市污水處理管網(wǎng)淤積堵塞等難題，并且餐廚垃圾中的高油脂、高鹽等也增加了污水的后期處理難度。

2.4 飼料化處理

目前，城市餐廚垃圾飼料化處理主要有三種方式：生物處理、高溫消毒處理以及直接作為動物飼料。其中，生物處理餐廚垃圾是利用餐廚垃圾中的特殊菌種提升餐廚垃圾中的蛋白質(zhì)含量，達到提升飼料中蛋白質(zhì)含量的效果；高溫消毒處理則是利用高溫達到殺死餐廚中的病原體，然后對處理后的餐廚垃圾進行脫水、干燥、破碎等深度處理，從而達到衛(wèi)生飼料的應用標準，實現(xiàn)餐廚垃圾的資源化利用效果。但高溫消毒處理的不足是一些病毒在高溫中無法完全殺滅，難以完全避免疾病的傳播。餐廚垃圾直接用作動物飼料，可以減少處理成本，但鑒于餐廚垃圾中的復雜組分，加上同源性污染危險性較大，歐盟等已經(jīng)禁止餐廚垃圾飼料進入食物鏈中。

2.5 堆肥處理

堆肥法處理城市餐廚垃圾是利用自然界中的真菌、細菌以及放線菌等微生物，輔助以人工控制技術，結合電子化、機械化設備，將餐廚垃圾處理處于一定的水分、C/N條件下，創(chuàng)造出一個好氧或厭氧環(huán)境，再利用生物化學反應將餐廚垃圾中的有機物轉化成為具有較強穩(wěn)定性的肥料的一種處理方法。因此，餐廚垃圾的堆肥處理工藝又分為好氧堆肥、厭氧堆肥以及一般堆肥三種處理工藝。堆肥法處理餐廚垃圾具有工藝技術簡單等優(yōu)勢，但容易產(chǎn)生有害氣體，堆肥時間久還會加劇土壤的鹽堿化。

2.6 厭氧消化處理

厭氧消化處理城市餐廚垃圾是在缺氧環(huán)境下，利用城市餐廚垃圾中的厭氧微生物自身的分解作用，實現(xiàn)對有機物分解的效果，厭氧消化處理餐廚垃圾會產(chǎn)生甲烷、二氧化碳等。目前，我國城市餐廚垃圾所采取的厭氧消化處理技術較多，也是一種較為成熟的處理工藝，其優(yōu)勢是經(jīng)濟效益較高，采取的是一種密閉系統(tǒng)，對周邊的環(huán)境影響較小，但該工藝的不足之處便是投資成本較大，回收周期較長，工藝管理也較為復雜，對專業(yè)要求較高。

3 城市餐廚垃圾處理思路

3.1 分層分流做好減量化

城市餐廚垃圾的有機物質(zhì)高、食物特性等，為其做好源頭的多元化減量處理提供了更多的選擇。城市要根據(jù)自身的餐飲餐廚垃圾、單位餐廚垃圾以及居民聚集區(qū)餐廚垃圾等分布特點，首先要調(diào)查清楚本市的餐廚垃圾源、城市餐廚垃圾特性以及不同種類的餐廚垃圾產(chǎn)生量等，從源頭做好規(guī)劃，做好餐廚垃圾的分層分流減量化處理。例如，對工業(yè)園區(qū)內(nèi)的大型食品加工企業(yè)，或者市區(qū)中的超市在生產(chǎn)經(jīng)營環(huán)節(jié)產(chǎn)生的臨近保質(zhì)期的可食垃圾，統(tǒng)一交給NGO等第三方公益組織，通過捐贈或者臨期“食品銀行”等方式，加大可食食品的消費量。

3.2 分類積極做好資源化

城市餐廚垃圾具有較強的資源化處理潛能，例如，通過飼料化處理產(chǎn)生動物飼料，通過填埋法生成沼氣，采用堆肥法制作植物或農(nóng)作物廢料使用等。此外，隨著工藝技術的發(fā)展進步，城市餐廚垃圾還被用來作為生物柴油、乙醇、丁醇、乳酸等。要實現(xiàn)城市餐廚垃圾的資源化利用，首先要進一步健全法律法規(guī)體系，完善《餐飲企業(yè)經(jīng)營規(guī)范》《食品安全法》《農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全法》等法規(guī)，制定全國性的餐廚垃圾資源化法律法規(guī)或技術標準，強化城管、環(huán)保、工商、衛(wèi)生等部門職責。其次，要加大餐廚垃圾的資源化利用技術研究，如厭氧制沼技術、生物轉化技術、好氧制肥技術以及綜合集成技術等，為城市餐廚垃圾的資源化處理提供技術支持和保證。

3.3 積極構建集中布局的產(chǎn)業(yè)聯(lián)動模式

結合城市人口、工業(yè)園區(qū)等布局，將城市餐廚垃圾處理與當?shù)厣罾幚碓O施、污水處理設施等進行集中布局，并做好優(yōu)化設計，實現(xiàn)其中部分基礎設施共建共享，建立各相關部門及處理設施的協(xié)同聯(lián)動處理機制，結合多方力量共同參與，提高城市餐廚垃圾處理的經(jīng)濟性，減少人力、物力等成本投入，最終實現(xiàn)土地資源利用效率的最大化。