廣州市廚余垃圾資源化利用現狀及建議

周小平

（廣州市城市管理技術研究中心，廣東 廣州 510170）

2019 年我國正式發布國家標準《生活垃圾分類標志》，將廚余垃圾作為分類類別之一。廚余垃圾是家庭廚余垃圾、餐廚垃圾和其他廚余垃圾的統稱，是指易腐爛的、含有機質的生活垃圾，也可稱為“濕垃圾”[1]。廚余垃圾中淀粉、纖維素、蛋白質、脂類等有機質含量豐富且含有一定量氮、磷、鉀等營養元素，可進行資源化再利用變廢為寶；另一方面廚余垃圾容易發臭腐爛，若不及時有效處理易滋生細菌、產生臭氣，影響市容和人居環境，甚至會出現“垃圾豬”、“地溝油”等亂象，引發食品安全隱患。隨著生活垃圾分類工作的推進，我國越來越重視廚余垃圾處理工作，《“十四五”城鎮生活垃圾分類和處理設施發展規劃》指出廚余垃圾資源化利用是行業未來趨勢，資源化產品包括生物柴油、生物蛋白、沼氣和土壤改良劑等[2]。廣州市作為人口大省和經濟強省，垃圾分類工作走在全國前列，《廣州市生活垃圾分類管理條例》實施后廚余垃圾分出率不斷提高，處理壓力與日俱增，廚余垃圾如何高效資源化利用正成為廣州市面臨的難題。

1 廣州市廚余垃圾產生和資源化利用概況

根據廣州市城市管理和綜合執法局向社會公開發布的2022 年廣州市生活垃圾組成和性質抽樣調查結果顯示，廚余垃圾（主要為有機易腐垃圾）占比為57.16%（重量百分比）。結合廣州市生活垃圾無害化處理量2.2 萬t/d 推算，廚余垃圾日處理量約為1.25 萬t/d，其中餐廚垃圾根據《廣州市餐廚垃圾管理辦法》由集中收集處置單位處置，約為2 700 t/d。“十四五”期間，全市已投產運營的廚余垃圾集中處理設施共9 座，設計處理能力合計達4 700 t/d[3]。其中，廣州市李坑綜合處理廠是廣州首座廚余垃圾終端處理設施，也是目前全國規模最大廚余垃圾處理項目，占地面積49 584 m2，廚余垃圾日處理量可達到1 000 t，每年可消納生活垃圾約35 萬t，可解決整個廣州市8%的生活垃圾出路問題，為廣州市的綠水青山提供一份有力保障，為全國廚余垃圾處理樹立典范。本文擬從技術層面分析廣州市廚余垃圾處理現狀，為廣州市廚余垃圾資源化利用提質增效提出建議。

2 廚余垃圾資源化利用技術

通過近年的實踐，我國已基本形成以厭氧消化技術為主、好氧制肥技術為輔、昆蟲法和飼料化等為補充的廚余垃圾處理技術路線，前兩者主要為大規模集中處理模式，后兩者主要為中、小規模分散處理模式。目前，在各類廚余垃圾資源化利用技術應用中，厭氧消化技術約占70%，就地就近處理（分布分散）技術約占15%，其他處理（好氧制肥、飼料化和昆蟲法等）技術約占15%。

2.1 厭氧消化技術

厭氧消化技術是指在厭氧條件下微生物利用有機廢棄物中的有機質為營養源進行代謝活動，將復雜有機物轉化為簡單化合物，釋放出CH4和CO2等氣體的過程。厭氧消化技術能夠處理成分復雜的餐廚垃圾等有機廢棄物，臭味小、處理量大且能夠產生沼氣用于發電，但存在投資建設運營成本高和沼液沼渣難處理等問題。統計數據顯示，無論是從處理廠數量還是從處理規模來看，厭氧消化技術是我國目前應用最為廣泛的廚余垃圾資源化利用處理技術，具有技術成熟度高適合集中式、大規模處理的優勢[4]。廚余垃圾經除雜等預處理后進入三相分離系統，將油脂、固渣和液體分離，油脂用于加工生產生物柴油，而固渣和液體進行厭氧發酵產生沼氣用于并網發電，厭氧發酵后的沼液進入污水廠處理，產生的沼渣可作為有機肥料生產原材料，也可作為廢渣送到焚燒發電廠焚燒處置。廣州東部固體資源再生中心生物質綜合處理廠是目前全球最大的城市有機垃圾綜合處理項目，具體處理工藝為“原料預處理+聯合厭氧消化+產物綜合利用”，日均可處理餐飲垃圾400 t，廚余垃圾600 t。該項目采用LHP 超高壓擠壓分選系統將廚余垃圾進行高效的干濕分離，可實現廚余垃圾破壁，壓榨出細胞內水分，濕組分制漿效果顯著，可厭氧發酵產沼氣，干雜物作為可替代燃料進行焚燒發電，熱值提升2 倍的效果。同時，自主研發LCJ 超級厭氧微生物技術，可使厭氧發酵周期縮短1/3，顯著提高降解效率。厭氧發酵后剩余沼渣可以銷售給有機肥廠家作為制有機肥原料，從而實現資源化利用，以2021 年3 月數據為例，沼渣外運利用占比達到93.69%，對于厭氧沼液也在積極探索制作液態肥的可行性。后疫情時代經濟逐漸復蘇，廣州廚余垃圾持續增加，該項目繼續擴容，二期工程將配置1 200 t/d餐飲垃圾處理能力，預留300 t/d 廚余垃圾處理能力，繼續采用“預處理＋厭氧消化”作業模式。

2.2 好氧堆肥技術

廚余垃圾好氧堆肥指在受控的有氧和保溫環境中，通過微生物代謝（發酵）使生物質廢物中的可降解組分向穩定的腐殖質轉化的過程。與厭氧消化相比，好氧堆肥優勢在于投入較小，產品腐質化程度高，滲瀝液產生量較少。根據國家最新行業標準《有機肥料》（NY/T 525—2021），經分類和陳化的廚余廢棄物可作為有機肥料生產評估類原料，因此利用好氧堆肥技術將廚余垃圾轉化為有機肥料在政策支持上和經濟性上都更加可行。2022 年生態環境部發布生態環境標準《生物質廢物堆肥污染控制技術規范》，標準指出生活垃圾中的廚余垃圾和廚余垃圾厭氧消化沼渣等源于生物質的固體廢物，適宜堆肥處理，堆肥產品可作為土壤改良劑或有機肥料使用。在政策的引導下，近年來我國涌現了一批廚余垃圾好氧堆肥處理工程，然而堆肥處理存在易產生臭氣和有害氣體、能源消耗大和產品銷路不暢等限制因素，導致堆肥處理工藝市場接受度有限。例如北京市豐臺濕解處理廠、阿蘇衛垃圾綜合處理廠和南宮垃圾堆肥廠，好氧堆肥處理能力在600～2 000 t/d，但都存在堆肥產品銷路不暢問題[5]。廣州地區暫無大規模堆肥處理項目，多以中、小規模源頭減量和分散式處理形式存在，探索研究廚余垃圾就地處理生產有機肥的小型化設備就近就地處理技術是未來廣州市廚余垃圾資源化利用的重要研究方向。對于運輸距離遠的郊區和農村，分散就地處理節約了中轉運輸費用，可與農貿、園林廢棄物協同處置，具有一定的經濟性和可行性，在廚余垃圾資源化利用中值得推廣應用。

2.3 飼料化和昆蟲養殖法

我國動物飼料比較短缺，喂養飼料依賴于大量進口，成本高昂。廚余垃圾中富含蛋白質等有機物，經過脫水、脫脂、破碎、烘干處理和殺毒滅菌等處理工藝后可制作成營養豐富的飼料。其優點是資源化程度高，市場銷路好，缺點是飼料中可能存在未滅活病菌，具有衛生安全隱患，并且存在動物同源性風險，從而通過食物鏈危害人體健康。近年來，昆蟲養殖技術逐漸受到市場關注，2021 年10 月住房和城鄉建設部發布的最新行業標準《廚余垃圾處理技術標準（修訂征求意見稿）》首次將昆蟲養殖納入其中。昆蟲養殖技術處理目前應用較為廣泛的是黑水虻轉化技術[7]。黑水虻是一種重要的資源昆蟲，其幼蟲是腐食性生物，在自然界以腐爛的有機物為食，可以將餐廚垃圾等有機廢棄物高效地轉化為自身營養物質。經廚余垃圾飼養后的黑水虻幼蟲可作為蛋白豐富的動物飼料，蟲沙可作為有機質豐富的有機肥料或者土壤改良劑。黑水虻轉化技術雖然經濟效益和資源化利用水平高，但是作為一種新興技術推廣工業化、規模化養殖模式仍處于摸索階段。黑水虻的養殖受光、溫度、鹽度等非生物因素的影響，因此養殖技術的成熟度和其經濟效益密切相關[8]。另外，黑水虻體內未消化微塑料含量非常高，要考慮進入人類食物鏈的風險。目前，我國黑水虻轉化廚余垃圾項目以中、小規模為主，大多設計處理規模不超過100 t/d。黑水虻市場目前仍處于初級階段，該行業的主要推動力來源于全球對蛋白質的需求不斷增長，以及對可持續性的禽畜飼料的需求不斷增加。未來，黑水虻的應用還需要進一步的研究和優化，以解決飼養技術和管理上的挑戰，在保證產品安全性的前提下逐步提高處理規模，促進其在廚余垃圾資源化利用領域的廣泛應用。

3 廣州市廚余垃圾資源化管理的建議

3.1 提高前端分類水平

廚余垃圾的末端資源化處置與前端分類水平高低密不可分，一方面前端分類應和中端收運以及末端處理能力相匹配，另一方面廚余垃圾分出率高低決定了廚余垃圾作為資源化利用的原料品質，與處理成本和產品優劣直接掛鉤。全面推進生活垃圾分類要從宣傳教育抓起，常態化組織垃圾分類主題活動進校園、進社區、進商場，擴大垃圾分類影響力、傳播力。要從設施建設抓起，廣州市應大力推廣福山循環經濟產業園成功模式，將垃圾資源化利用和環保科普旅游結合起來，邀請媒體和市民進廠了解廚余垃圾如何變廢為寶全流程，增強社區居民們的廚余垃圾分類意識，提高廚余垃圾分出率和純度，進而提高終端生化處理設施運行處置效率，降低處置成本。要從法制抓起，通過立法提升垃圾分類、資源利用和處理處置的全過程管理水平。尤其是針對餐廚垃圾，嚴格落實《廣州市餐廚垃圾管理辦法》，規范餐廚垃圾的排放、收集、運輸和處置，對餐廚垃圾尤其廢棄食用油脂建立有效管理體系，保障終端處理設施的運行產能和全市食品安全和市容環境衛生。要從監督考核抓起，以督考促改進、以督考促提升、以督考促鞏固，持續開展生活垃圾分類考核評估，定期通報講評考核評估情況；加大執法檢查和行政處罰力度，強化垃圾分類剛性約束，逐步提高居民廚余垃圾分出率。

3.2 優化終端處理技術選擇

結合廣州市實際情況和政府規劃來看，廚余垃圾資源化利用方式以集中式、大規模厭氧消化處理為主，分散式、中小規模好氧堆肥和飼料化處置為輔，多采用“廢棄油脂煉制生物柴油+厭氧消化產甲烷發電+沼渣好氧堆肥制有機肥料” 組合工藝。對于廣州市廚余垃圾處理設施建設應積極探索協同處置技術，通過結構調整和改造升級等方式進一步提升現有生物質終端處理設施產能；繼續保持各區已建廚余垃圾小型分散處理設施，作為終端集中處理設施的補充，廚余垃圾分散就地處理與集中處理相輔相成。鼓勵花都、從化、增城3 區結合本轄區農村人口占比較大、居住分散等特點，采用小型分散處理設施的方式，就近就地處理廚余垃圾，減輕終端處理設施的處理壓力。此外，昆蟲養殖技術因經濟效益高是未來廚余垃圾資源化處理中最值得關注的技術，無論是從環保角度還是從市場角度都具備可行性，應加強創新研發投入，提升昆蟲養殖技術和設備自動化管理水平，盡快制定相關技術指引和產品檢測規范性文件，保障廚余垃圾飼料化技術的產品安全性和運行穩定性，促進該技術規模化推廣。

4 結語

2023 年5 月，國家主席習近平在勉勵上海市虹口區嘉興路街道垃圾分類志愿者的回信中強調，垃圾分類和資源化利用是個系統工程，需要各方協同發力、精準施策、久久為功，需要廣大城鄉居民積極參與、主動作為，推動垃圾分類成為低碳生活新時尚。廚余垃圾是放錯地方的資源，能否得到有效利用涉及市民、政府和市場多方主體，廣州市可以學習借鑒北京市、上海市等其他示范城市的先進經驗做法，協調統籌前端分類和末端資源化處理關系，結合廣州實際在生活垃圾資源化利用領域走出一條廣州特色之路，為推進“無廢城市”建設、提高全社會文明程度積極貢獻力量。