廚余沼液資源化利用研究進(jìn)展分析

熊 亭

（瀚藍(lán)生物環(huán)保科技有限公司，廣東 佛山 528200）

2019 年，由國家市場監(jiān)督管理總局和中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會聯(lián)合發(fā)布的GB/T 19095—2019《生活垃圾分類標(biāo)志》中規(guī)定，廚余垃圾主要為易腐有機(jī)垃圾，其中包括家庭廚余垃圾、餐廚垃圾和其他廚余垃圾等[1]。廚余垃圾是家庭、單位、餐飲行業(yè)等飲食活動時(shí)丟棄的剩菜剩飯、菜幫菜頭、果皮果殼等有機(jī)垃圾，其產(chǎn)量約占生活垃圾總產(chǎn)量的60%[2-3]。在“十二五”期間，國家發(fā)展和改革委員會先后分五批共設(shè)置了100 個(gè)“餐廚廢棄物資源化利用和無害化處理試點(diǎn)城市”[4]。根據(jù)目前已知工藝路線的94 個(gè)試點(diǎn)城市和8 個(gè)試點(diǎn)外城市的統(tǒng)計(jì)共有87 個(gè)項(xiàng)目采用了厭氧消化工藝[5]。有研究表明：廚余垃圾分類后，采用厭氧消化工藝處置會比與生活垃圾直接摻燒所產(chǎn)生的環(huán)境效益更好[6]。當(dāng)前，厭氧消化處理廚余垃圾已成為廚余垃圾處理行業(yè)的主流工藝，但廚余垃圾厭氧消化在實(shí)現(xiàn)沼氣能源化[7-8]的同時(shí)，也會產(chǎn)生大量的廚余沼液，且廚余沼液的產(chǎn)生量與所處理原生廚余垃圾的量相當(dāng)。雖然廚余垃圾厭氧消化在國內(nèi)應(yīng)用案例較多、技術(shù)相對成熟可靠，也順應(yīng)國家政策的需求，同時(shí)也滿足住建部發(fā)布的《餐廚垃圾處理技術(shù)規(guī)范（CJJ 184—2012）》的相關(guān)要求。但隨著最新版《中華人民共和國固體廢物污染環(huán)境防治法》的發(fā)布與實(shí)施，廚余沼液出路不通的問題已成為廚余垃圾處理行業(yè)發(fā)展的“梗阻”問題[4]。目前廚余沼液主要通過污水處理的方式進(jìn)行直接處理，尚未通過資源化利用的途徑或方式進(jìn)行消納處理。因廚余沼液屬于高濃度有機(jī)廢水，廚余沼液處置運(yùn)行成本占了廚余垃圾處置直接運(yùn)行成本的60%~80%[9]。基于廚余垃圾處理成本高[10]、廚余沼液資源化利用難等問題[11]，隨著我國垃圾分類工作的全面推廣，廚余垃圾分出量大幅增長，越來越多的廚余垃圾處理項(xiàng)目正逐步實(shí)施落地，廚余沼液的資源化利用必將成為制約廚余垃圾處理行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵問題。國家發(fā)展改革委和住房城鄉(xiāng)建設(shè)部在《“十四五”城鎮(zhèn)生活垃圾分類和處理設(shè)施發(fā)展規(guī)劃》中明確提出要著力解決好厭氧工藝中沼液等產(chǎn)物在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用的“梗阻”問題，實(shí)現(xiàn)廚余垃圾處理向低運(yùn)行成本的現(xiàn)代化廚余垃圾處理系統(tǒng)方向改進(jìn)[12]。因此，開展廚余沼液的資源化利用研究已成為當(dāng)代固廢處理科技工作者研究的重點(diǎn)。

1 廚余沼液資源化利用現(xiàn)狀

關(guān)于廚余沼液資源化利用的應(yīng)用案例鮮有報(bào)道，大多廚余沼液均采用“預(yù)處理+生化”工藝處理達(dá)標(biāo)排放，只有極少的廚余沼液經(jīng)過處理后作為液肥回用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中[13]。依據(jù)廚余沼液的資源特性，其資源化利用方式很多，包括直接返田作為農(nóng)用肥料，制備成葉面肥、水溶肥料、液態(tài)菌肥、無土栽培基液、飼料摻拌劑、沼液生物農(nóng)藥及土壤調(diào)理劑等。目前主要以沼液直接還田利用為主，其工藝簡單，利用成本低，消納量較大，適用性好[14-15]。

2 廚余沼液資源化利用研究進(jìn)展分析

根據(jù)對廚余沼液特性的分析，其同樣具有重要的資源特性。沼液中富含有機(jī)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(jī)肥料相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，較適合土壤施用，可制備成葉面肥、菌肥、水溶性肥料，或作為土壤調(diào)理劑[16]。

水溶肥料對pH 值的標(biāo)準(zhǔn)要求控制在3~10 范圍內(nèi)，而廚余沼液的pH 值為6~9 之間[17-18]，因此，廚余沼液的酸堿度滿足土壤施用的要求。我國廚余垃圾中NaCl 含量為2%～5%[19]。廚余沼液中所含的鹽分可為農(nóng)作物的生長提供必要的礦物質(zhì)營養(yǎng)，從而促進(jìn)農(nóng)作物的生長代謝[20]。有研究表明：土壤中可溶性鹽含量為4.12 g/kg 時(shí)，蔬菜種子出苗率不受影響，同時(shí)蔬菜地上部也能正常生長[21]。綜合來看，采用廚余沼液制備的液態(tài)肥的pH 值及其所含鹽分不會對農(nóng)作物的生長造成鹽迫。

盧艷陽等通過將由廚余沼液制備的葉面肥噴施番茄，發(fā)現(xiàn)廚余沼液對番茄生長、產(chǎn)量及品質(zhì)均具有促進(jìn)作用[22]。同時(shí)，有研究發(fā)現(xiàn)：利用廚余沼液培養(yǎng)某些有益微生物制成液態(tài)菌肥，應(yīng)用在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，液態(tài)菌肥能夠獲得特定的肥料效應(yīng)[23]。如孫天姿等通過施用廚余沼液制備的液態(tài)菌肥顯著提高了冬小麥和水稻土壤中有效氮磷含量[24]。王永京等通過高效解磷菌制備的液態(tài)廚余菌肥對土壤有效磷含量提升以及大蒜葉寬、葉數(shù)增加都有較好的效果，同時(shí)其與化肥配合施用，能夠?qū)⒂行Я缀亢痛笏馊~寬、葉數(shù)大幅提高[25]。長期施用沼液肥料的土壤中的堿解N、速效K、有效P 等含量均有所提高[26-27]，同時(shí)還可不同程度地提高土壤pH值，有效防止土壤酸化板結(jié)[28]。

綜上分析，將廚余沼液制備成葉面肥、菌肥、水溶性肥料及土壤調(diào)理劑等資源化產(chǎn)品應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，不僅可以減少化肥的用量、改良土壤，還能使農(nóng)作物增產(chǎn)提質(zhì)，促進(jìn)生態(tài)農(nóng)業(yè)、綠色食品的發(fā)展。

3 結(jié)論

隨著生活水平的提高和對綠色生活需求的增加，在垃圾分類的政策背景以及受非洲豬瘟、地溝油等食品安全等諸多因素影響的綜合基礎(chǔ)上，我國廚余垃圾處理行業(yè)已進(jìn)入快速發(fā)展階段，隨著廚余垃圾處理研發(fā)工作者不斷努力加強(qiáng)對廚余沼液的資源化利用探索，提升廚余垃圾厭氧消化產(chǎn)物的附加值，以期實(shí)現(xiàn)廚余垃圾處理運(yùn)行的最佳效益。依據(jù)廚余沼液的資源特性，將廚余沼液資源化應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中極具可行性，但有效解決廚余沼液在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用的“梗阻”問題，還存在諸多急需突破與改善的方面。

一是需將相關(guān)環(huán)保政策法規(guī)與農(nóng)業(yè)部發(fā)布的相關(guān)沼肥施用的技術(shù)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)結(jié)合起來，環(huán)保執(zhí)法部門需在做好環(huán)保違法監(jiān)管的同時(shí)，與農(nóng)業(yè)主管部門、科研院校及廚余垃圾處理運(yùn)營單位深入探討廚余沼液應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的可行性，聯(lián)合建立廚余沼液農(nóng)業(yè)應(yīng)用的示范基地，較為系統(tǒng)、全面地評估廚余沼液施用于農(nóng)田對農(nóng)田土壤環(huán)境及農(nóng)田地下水環(huán)境等生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的影響。

二是相關(guān)廚余沼液資源化利用研究工作者在開展廚余沼液資源化利用研究的同時(shí)，還應(yīng)協(xié)同環(huán)保部門、農(nóng)業(yè)部門完善廚余沼液制肥標(biāo)準(zhǔn)及施用技術(shù)方法的編制，完善廚余沼液農(nóng)用的技術(shù)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)。

三是各地垃圾分類經(jīng)營單位應(yīng)倡導(dǎo)廚余垃圾產(chǎn)生者從“源頭”做好垃圾分類，嚴(yán)控其他垃圾混入到廚余垃圾收運(yùn)系統(tǒng)中，保證廚余垃圾的純度，為廚余沼液返田用于生產(chǎn)農(nóng)產(chǎn)品提供安全保障。