北京市廚余垃圾特性及資源化利用方法調(diào)查

北京市城市管理研究院 賴金麗

生活垃圾一般分為可回收垃圾、廚余垃圾、有害垃圾和其他垃圾四類。廚余垃圾包括家庭廚余垃圾、餐廚垃圾和其他廚余垃圾等，通常易腐爛、含有機(jī)質(zhì)[1]新版《北京市生活垃圾管理?xiàng)l例》實(shí)施后，北京市垃圾分類工作不斷深入推進(jìn)，居民參與率逐步提升，廚余垃圾分出數(shù)量大幅提升。廚余垃圾的來(lái)源、特點(diǎn)、性質(zhì)以及分出的廚余垃圾如何資源化利用成為社會(huì)各界關(guān)注的熱點(diǎn)[2-3]。余淑蓉等[4]對(duì)廚余垃圾物理組成情況進(jìn)行抽樣調(diào)研，廚余垃圾成分依然比較復(fù)雜。時(shí)睿佳[5]等對(duì)比了國(guó)內(nèi)外廚余垃圾資源化的解決方法，發(fā)現(xiàn)都存在缺陷，同時(shí)資源的利用率較低。粟穎[6]對(duì)廣東省廚余垃圾處理技術(shù)進(jìn)行了分析，提出現(xiàn)有技術(shù)仍存在很多缺點(diǎn)，還需深入開(kāi)展廚余垃圾處理新技術(shù)的研究。廚余垃圾是垃圾處理重點(diǎn)，更是難點(diǎn)，通過(guò)資源化利用變廢為寶，生產(chǎn)有機(jī)肥料、土地調(diào)理劑、能源燃料等，對(duì)于持續(xù)發(fā)展具有重要意義[7]。本文從末端處理設(shè)施著手，調(diào)查北京市來(lái)源于居民區(qū)、餐館、農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)的廚余垃圾基本情況，并調(diào)查了北京市當(dāng)前廚余垃圾的資源化利用技術(shù)，建議結(jié)合廚余垃圾實(shí)際情況，綜合考慮北京廚余垃圾資源化利用技術(shù)、無(wú)害化、減量化、資源化、處理規(guī)模、建設(shè)成本等因素，選擇合適的資源化利用技術(shù)。

一、選擇調(diào)查點(diǎn)

根據(jù)北京市生活垃圾的收集運(yùn)輸方式，進(jìn)入處理設(shè)施的廚余垃圾特性相對(duì)穩(wěn)定，能夠較真實(shí)地代表所服務(wù)區(qū)域內(nèi)整體廚余垃圾的基本情況。經(jīng)專家討論，本文確定在處理設(shè)施點(diǎn)采集樣品，選擇終端混合垃圾作為調(diào)查對(duì)象。為詳細(xì)掌握廚余垃圾基本情況以及廚余垃圾當(dāng)前處理工藝，選取集中處理設(shè)施3處、就地處理設(shè)施2處作為調(diào)查點(diǎn)。

二、廚余垃圾基本情況

（一）廚余垃圾來(lái)源廣泛

來(lái)源于居民小區(qū)的廚余垃圾多為日常食品材料和變質(zhì)食品，呈現(xiàn)范圍廣、點(diǎn)多的特點(diǎn)；來(lái)源于餐廳、飯店、酒店的廚余垃圾，分布點(diǎn)較多、量大；來(lái)源于農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)的廚余垃圾多為果蔬菜葉，點(diǎn)少、量大；來(lái)源于教育機(jī)構(gòu)、大型企事業(yè)部門(mén)等內(nèi)部餐廳的廚余垃圾，呈現(xiàn)出點(diǎn)少量大的特點(diǎn)。

（二）廚余垃圾理化特性

廚余垃圾成分比較復(fù)雜，隨季節(jié)、地域、飲食習(xí)慣浮動(dòng)較大，但主要化學(xué)成分都為蛋白質(zhì)、脂類、淀粉、纖維素和無(wú)機(jī)鹽等，并呈現(xiàn)明顯的高水分、高鹽分、高有機(jī)質(zhì)含量、高油脂含量、易腐爛等特點(diǎn)。廚余垃圾的含水率一般在60%～85%。來(lái)自居民區(qū)和餐館的廚余垃圾的含鹽量較高，來(lái)自農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)的廚余垃圾含鹽量相對(duì)較低。來(lái)源不同的廚余垃圾油脂含量有所不同，來(lái)自餐館的廚余垃圾油脂含量要較高于來(lái)自居民和農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)的廚余垃圾，主要雜質(zhì)為橡塑和紙類，幾乎沒(méi)有有害垃圾和大件垃圾。

（三）危害性

廚余垃圾中含有沙門(mén)氏菌、金黃色葡萄球菌等有害細(xì)菌[8],導(dǎo)致廚余垃圾易腐爛變質(zhì)，易滋生蚊蠅、散發(fā)惡臭。廚余垃圾的含水率較高，收集運(yùn)輸困難，如處置不當(dāng)容易產(chǎn)生臭氣、滲濾液等，造成環(huán)境二次污染。來(lái)源于居民區(qū)以及餐館的部分廚余垃圾油脂類和含鹽量較高，為廚余垃圾資源化利用帶來(lái)挑戰(zhàn)，甚至可能影響到生化處理固體產(chǎn)出物的品質(zhì)。

（四）資源性

廚余垃圾中蛋白質(zhì)、纖維素、淀粉、油脂等有機(jī)物的含量較高，并且含有機(jī)肥料所需的鈣、鉀、磷及氮等各種微量元素。經(jīng)過(guò)嚴(yán)格處置可加工成肥料、飼料，也可充分利用產(chǎn)生沼氣用作燃料或發(fā)電，油脂部分則可用于制備生物燃料，轉(zhuǎn)化為新的資源。

三、廚余垃圾的處理

北京市加快廚余垃圾集中處理設(shè)施建設(shè)，提高處理能力，按照集中處理和就地處理相結(jié)合的原則，推進(jìn)廚余垃圾源頭就地處理[9]。北京市餐飲單位廚余垃圾的收運(yùn)處理主要包括集中處理和就地處理兩種方式，其中以大型集中處理為主[10]，集中收集運(yùn)輸?shù)讲蛷N垃圾處理設(shè)施處，并對(duì)其進(jìn)行無(wú)害化處理。北京市鼓勵(lì)有條件的單位安裝廚余垃圾控水控雜和就地處理設(shè)備，最大限度從源頭減少垃圾產(chǎn)生[11],對(duì)廚余垃圾進(jìn)行就地處理和資源化利用。

（一）集中處理

1.好氧堆肥

好氧堆肥即在人工控制條件下穩(wěn)定水分、碳氮比和通風(fēng)條件，是有機(jī)質(zhì)分解轉(zhuǎn)化的過(guò)程。廚余垃圾好氧堆肥通常需要添加輔料或生活垃圾，混合后一起處理。廚余垃圾中的好氧微生物，在有氧條件下降解廚余垃圾中的有機(jī)物，最終形成穩(wěn)定的可用于肥料的腐殖質(zhì)。這種好氧堆肥處理工藝使垃圾從自然界來(lái)又回歸到自然界，形成良性循環(huán)，是經(jīng)濟(jì)、有效的處置方式，且其技術(shù)簡(jiǎn)單，便于推廣[12]，產(chǎn)品既是土壤改良劑，也是優(yōu)質(zhì)肥料。

好氧堆肥是比較成熟的餐廚垃圾處理方式，在一定程度上實(shí)現(xiàn)了餐廚垃圾的無(wú)害化和資源化利用。但是，由于廚余垃圾生化處理固體產(chǎn)出物中含有有害病菌、微生物，用于肥料可能會(huì)導(dǎo)致生物環(huán)境污染，因此，存在銷售渠道不暢、市場(chǎng)認(rèn)可度較低的現(xiàn)象。廚余垃圾處理技術(shù)的發(fā)展還有很長(zhǎng)的路要走[13]，這需要對(duì)廚余垃圾生化處理固體產(chǎn)出物進(jìn)行無(wú)害化檢測(cè)，進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估后加以利用。

2.厭氧消化

厭氧能源化技術(shù)是指廚余垃圾在無(wú)氧環(huán)境中，通過(guò)微生物的代謝活動(dòng)，把有機(jī)物降解為無(wú)機(jī)物，并產(chǎn)生甲烷、二氧化碳等。厭氧消化主要工藝為“機(jī)械分選+厭氧消化”，末端主要產(chǎn)品為沼氣。廚余垃圾通過(guò)厭氧處理產(chǎn)生沼氣，獲取能源，實(shí)現(xiàn)廚余垃圾的資源化利用，是廚余垃圾處理一舉兩得的解決方案。

厭氧處理采取全封閉模式，外界異味較小。厭氧消化工程因投資金額較大，在經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)的應(yīng)用較少。

3.高溫好氧堆肥

高溫好氧堆肥是通過(guò)控制廚余垃圾的含固率、含水率以及堆肥溫度等條件，利用加熱和借助微生物代謝活動(dòng)發(fā)熱，充分利用餐廚廢棄物中的營(yíng)養(yǎng)成分，使微生物將有機(jī)物快速降解為生物腐植酸，迅速達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，經(jīng)過(guò)固液分離后形成肥料。水溶性的有機(jī)質(zhì)采用厭氧發(fā)酵形成沼氣。沼氣可為工藝系統(tǒng)提供熱源，實(shí)現(xiàn)自身循環(huán)利用，使廚余垃圾有機(jī)質(zhì)實(shí)現(xiàn)利用最大化。

該技術(shù)具有占地面積小、處理時(shí)間短的特點(diǎn)，基本做到即到即處即清，但也存在投資較高、能耗大、處理成本高、市面上處理機(jī)質(zhì)量參差不齊等問(wèn)題。

（二）就地處理

就地處理是在有氧條件下，借助好氧微生物氧化——還原——合成過(guò)程快速吸收利用堆肥材料中的有機(jī)質(zhì)，產(chǎn)生更多微生物和胞外酶的過(guò)程。與好氧堆肥相比，好氧堆肥雖然通氣過(guò)程需要消耗一定的電能，但具有發(fā)酵周期短、堆體溫度高、臭味小、占地面積小、分解徹底等一系列優(yōu)點(diǎn)，更適合于小規(guī)模的高校、農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)、機(jī)關(guān)單位等地方投入使用。

采用分布式就地處理措施對(duì)廚余垃圾進(jìn)行處理，對(duì)垃圾分類要求較高、運(yùn)輸成本較低，模式較為先進(jìn)、效率較高、負(fù)面因素最少，緩解了廚余垃圾集中處理的壓力，是科學(xué)技術(shù)在廚余垃圾處理中的創(chuàng)新之舉。在這一處理模式的應(yīng)用實(shí)施中，應(yīng)綜合考慮選址、運(yùn)營(yíng)等問(wèn)題，以提升垃圾處理綜合水平。

（三）廚余垃圾處理對(duì)比

綜合上述介紹，對(duì)廚余垃圾主要資源化利用技術(shù)進(jìn)行對(duì)比，詳見(jiàn)表1。

表1 主要處理技術(shù)對(duì)比表

好氧堆肥、厭氧消化的集中處理工藝比較適合有大規(guī)模處理需求地區(qū)；高溫好氧處理工藝的主要特點(diǎn)為周期短，適用于中等規(guī)模處理需求的地區(qū)；就地處理比較適合高校、農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)、機(jī)關(guān)單位等較小規(guī)模處理能力的地區(qū)。

四、結(jié)語(yǔ)

本文調(diào)查了北京市廚余垃圾來(lái)源、特點(diǎn)、性質(zhì)以及廚余垃圾資源化利用技術(shù)。建議結(jié)合廚余垃圾實(shí)際情況，綜合考慮廚余垃圾資源化利用技術(shù)、無(wú)害化、減量化、資源化、處理規(guī)模、建設(shè)成本等因素，選擇合適的資源化利用技術(shù)。