食堂餐廚垃圾堆肥技術探析

梁 寧

(桂林理工大學 南寧分校，廣西 南寧 530001)

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食堂餐廚垃圾堆肥技術探析

梁 寧

(桂林理工大學 南寧分校，廣西 南寧 530001)

闡述了當前國內外餐廚垃圾堆肥技術的進展，歸納了餐廚垃圾制備有機肥的發展前景及效益，提出了堆肥技術是實現餐廚垃圾資源化利用的有效途徑。

餐廚垃圾；堆肥；資源化

1 引言

根據調查，機關單位、學校等食堂就餐人數多，餐廚垃圾產生量約為0.45 kg/人·d[1]，主要以餐后垃圾為主。而餐廚垃圾具有成分復雜，有機物含量豐富，水分、鹽分及油脂含量高，易腐爛變質等特點。為此，尋求一種既經濟又能有效處理和消納餐廚垃圾的方式至關重要。

我國城市餐廚垃圾的傳統處理方式主要是收集作為豬飼料或者與城市生活垃圾一起填埋、焚燒。但由于餐廚垃圾可能會滋生豬瘟病菌、口蹄疫等多種致病菌，直接作為飼料原料會使致病菌通過食物鏈造成人畜之間的交叉傳染；同時餐廚垃圾含水率高，填埋會產生過多的滲濾液；并且其燃燒熱值低，也不利于焚燒處理。因此，通過堆肥技術將餐廚垃圾轉變成富含有機質和氮、磷、鉀等營養元素的有機肥料，是實現餐廚垃圾資源化利用的有效方式之一。

2 餐廚垃圾堆肥進展

餐廚垃圾富含蛋白質、淀粉、脂肪等有機質，可生物降解成分多，C/N比低，營養元素全面，且具有無毒、不含有工業重金屬污染源等優點，在當前社會資源緊缺的現狀下，是很好的資源化利用原料。餐廚垃圾相比傳統堆肥原料具有更高的有機營養元素含量與更好的營養和利用價值，且堆肥化處理技術具有操作簡單，運行周期短，應用普遍等優點。

2.1 國內餐廚垃圾堆肥化處置

堆肥法是利用微生物對垃圾中的有機物進行代謝分解，在高溫下進行無害化處理，從而產生有機肥料，是一種集處理和資源化利用于一體的生物方法，已經成為處理各種有機廢棄物的有效方法之一。在堆肥技術中，好氧堆肥處理法由于技術成熟，安全性高，成本低等優點，具有廣泛的應用前景。國內諸多餐廚垃圾處理廠均采用好氧式堆肥技術。日處理能力400 t的北京市高安屯餐廚垃圾資源化處理廠作為我國最大的餐廚垃圾處理廠，通過將餐廚垃圾經長時間的高溫好氧發酵后，再添加益生菌，制成生物有機肥，供市郊的農戶使用；上海浦東新區有機垃圾綜合處理廠生產好氧堆肥，處理量達100 t/d；合肥市與臺灣阜利生物科技公司合作，采用微生物高溫好氧發酵技術處理工藝，將餐廚垃圾變成液態或固態有機肥[2]。堆肥技術常采用的方法還有充氧動態發酵法、快速烘干法、微波法、厭氧發酵方法等。其中厭氧發酵處理技術是有機廢物在厭氧條件下通過微生物的代謝活動而被穩定化，同時伴有甲烷和CO2產生。如內蒙古鄂爾多斯市傳祥生活垃圾處理廠及重慶黑石子餐廚垃圾處理廠，均采用厭氧發酵工藝，沼渣處理成有機肥，同時還能產生能源氣體沼氣[2]，是一種既節能又產能的堆肥技術。

目前，能夠快速、及時、高效地將餐廚垃圾降解成有機肥的餐廚垃圾處理機也得到廣泛應用。宜興國豪公司生產的垃圾處理機，通過加熱、攪拌、通風等方式，同時引進日本的微生物菌群，采用好氧堆肥工藝，有效地將餐廚垃圾制成供綠化和種植使用的高效有機肥料。杭州增霖環保科技有限公司依托校企合作，研發出了自動化水平高的垃圾處理機。天津科恩達科技有限公司研制開發的餐廚垃圾處理容器，能在8h內實現餐廚垃圾的無害化處理，產生有機肥料。南京審計學院在食堂投入使用了餐廚垃圾處理機，每天能處理500kg泔水[2～5]。

在堆肥過程中，堆肥效果會受堆料的顆粒度、溫度、含水率和通風量等因素影響。任連海等對餐廚垃圾高效好氧堆肥過程參數的影響因素進行研究表明，含水率、環境溫度、填料量等因素對堆肥減量化影響顯著[6]。Lin等對餐廚垃圾生物好氧堆肥工藝的研究表明，含水率、溫度和接種量等都會影響餐廚垃圾的處理效果[7]。藍俞靜等研究表明各因素對堆肥中含菌量影響的大小的順序依次為環境溫度、含水率和接種量[8]。

2.2 國外餐廚垃圾堆肥化處置

國外在堆肥技術方面發展相對比較成熟，近年來，堆肥設備正向移動化和專用化的趨勢發展。目前國外采取的堆肥技術主要有定期翻堆條垛式、通風靜態垛式、被動通風條垛式、反應器式和蠕蟲堆肥系統[12]。例如Berkely大學從1993年起用蠕蟲發酵法每年處理餐廚垃圾200t，美國Georgia大學于1999年進行了利用密封式容器處理餐廚垃圾的可行性研究，英國County Mulch公司建造了可移動堆肥系統，并采用計算機控制溫度和氧含量[4，5，9，10]。

目前，國外餐廚垃圾堆肥技術的普及工作也比較到位。以日本為例，開發出了能實現物料破碎、干燥及快速堆肥等多種型號的餐廚垃圾處理機器，并擁有相關技術專利，在大型飯店、食堂等得到大量的推廣和使用。此外，日本在利用高效微生物菌劑進行堆肥化技術的研究也處于領先水平，利用特殊菌種處理餐廚垃圾，有效提高了堆肥處理的消化效率。美國對餐廚垃圾也廣泛進行堆肥處理，目前應用較多的是蚯蚓堆肥、密閉式容器。其中蚯蚓堆肥是在好氧堆肥的基礎上接入蚯蚓，通過蚯蚓自身的酶系統實現餐廚垃圾的無害化，是當前堆肥化研究的熱點。韓國廚余垃圾的處理方式也以堆肥為主，現階段所采用的堆肥技術有微生物發酵產沼厭氧消化和兩級厭氧消化堆肥、好氧堆肥生物反應器等處理方式[2]。

3 餐廚垃圾堆肥化的作用

3.1 實現食堂餐廚垃圾的資源化利用

據統計，隨著生活水平的提高和生活方式的改變、人口增長等因素，餐廚垃圾的產生量每年以10%左右的速度遞增。其中食堂作為餐廚垃圾的主要來源之一，有著產生量大，數量較穩定的特點。餐廚垃圾用作傳統的飼料會存在大量的病原微生物，而未經處理的餐廚垃圾外排將會導致環境惡化。因此，對食堂產生的餐廚垃圾進行堆肥處理不僅能夠減少生活垃圾的排放，減輕其運輸、收集和處理的成本，還能將餐廚垃圾變廢為寶，通過堆肥獲得綠色環保的有機肥。有機肥料既可用于本單位樹木和植被的施肥，自行消化，又能外銷給周邊農戶，取得一定的經濟效益。因此堆肥化技術能為餐廚垃圾的處理提供一個有效的途徑，實現廢物的有效利用和保護環境的目標。

3.2 促進有機肥料在農業生產中的推廣和應用

農業生產中廣泛使用的化肥存在一定的弊端，長期使用會導致土壤有機質持續減少、pH值下降、土壤板結、營養元素失衡、保肥保水能力差，農業生態平衡被破壞，嚴重影響農業的增產增收。相對而言，有機肥料含有豐富的有機物和腐殖質，通過土壤中有益微生物的利用，能夠改善土壤的微生態環境，豐富土壤的有機組分，從而促進了作物對肥料和土壤中營養元素的吸收，從而減少農作物病蟲害，降低農業生產成本，提高農產品品質。因此，為推動我國綠色農業、有機農業，走農業可持續發展道路，利用餐廚垃圾生產綠色高效有機肥，減少化肥使用，并使廢物資源化，讓有機物回歸自然，恢復土壤肥力，對發展綠色(或有機)農業，實現農業產品的優質、高產和增效等方面都將起到巨大的推動作用。

3.3 對行業科技進步的促進作用

我國是農業大國，目前年需化肥約1億4000萬t，當前社會呼吁廣大農民減少化肥使用量，提倡多施有機肥及新型生物肥。因此，開發適宜不同生態區域、不同物料成分、不同氣候條件下的餐廚垃圾堆肥實用技術，對廢物資源進行有效利用，進行不同區域范圍內的技術應用和示范，具有很好的發展前景。

4 餐廚垃圾堆肥化的前景及效益

據統計，我國餐廚垃圾產生量達到4800～6000萬t/年，并以每年5%～10%的速度持續增長。而截至2012年無害化處理能力約400萬t/年，處理率不足10%[11]。因此，對餐廚垃圾進行資源化利用能大量減少固體廢物的排放，減少對環境的污染。同時，餐廚垃圾中豐富的營養物質為環境中的微生物提供了良好的生活環境，使得其中的糖類、蛋白質、脂類、纖維素、木質素等大分子有機物質得到有效降解，通過進一步加工處理，可作為優良的生物活性有機肥。通過對餐廚垃圾合理的資源化利用，將達到環境效益、社會效益和經濟效益的有效統一。

4.1 環境效益

資源化利用餐廚垃圾堆肥后生產有機肥料，能減少廢物的排放，減少蚊蠅等的滋生機會，降低病原菌存活時間，切斷了病原菌傳播到人類的途徑，在保護環境的同時，又解決了農業上造成的偏施化肥使土壤養分比例失調、土壤退化等問題，有利于農業生態環境良性循環和綠色農業的可持續發展。

4.2 社會效益

把餐廚垃圾等有機廢棄物綜合利用生產生物有機肥，為農業部門提供了優質、價廉、高效的生物肥料，也使作物增產增收，同時變廢為寶，既發展了環保產業，也為地區增加了新的就業機會。同時，針對食堂餐廚垃圾的堆肥化技術研究成果還能在全國各大院校和其他機構進行推廣應用，將起到很好的示范作用。

4.3 經濟效益

據了解，我國生物有機肥料有著廣闊的市場發展空間和前景。據估計，未來市場生物有機肥將以每年5%的速度增長，實施以質量替代數量、以有機(肥)替代無機(肥)的發展戰略，生物有機肥將成為農業生產的必需品。這將給有機肥的發展帶來了巨大的經濟效益和潛在市場。

5 結語

結合當前我國食堂餐廚垃圾產生量相對較大、處理資金投入少、環境要求高的現狀，采用堆肥技術處理餐廚垃圾，能為當前食堂餐廚垃圾提供有效的處理途徑，使廢物資源化，并有效防止生態環境污染，從而實現環境、經濟、社會的共同效益，具有很好的應用價值以及顯著的現實意義。

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[11]佚 名.2014年中國餐廚垃圾處理現狀及投資策略分析[EB/OL].[2014-10-29].http://www.chinajnsb.cn/news/show-10153.html

[12]韓 濤，任連海.餐廚垃圾好氧堆肥工藝條件優化[J].環境衛生工程，2007，12(6):28～30.

2016-08-16

梁 寧(1983—)，女，工程師，主要從事環境監測與三廢治理工作。

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1674-9944(2016)18-0115-02