微生物處理技術在高校餐廚垃圾處理中的應用——以甘肅林業職業技術學院為例

崔 亮

微生物處理技術在高校餐廚垃圾處理中的應用——以甘肅林業職業技術學院為例

崔 亮

[甘肅省高等學校服務中心]

隨著社會生活的不斷進步和發展，人們對于生活品質的追求也不斷提升。近些年，餐廚垃圾對社會環境和人們的正常生活造成了一定的影響，大學校園更為明顯。變廢為寶，對高校餐廚垃圾進行正確的資源化利用和無害化的處理，對校園環境的改善和大學生健康飲食至關重要。本文梳理了我國餐廚垃圾處理現狀及主要處理技術，探討了好氧發酵微生物處理技術在高校餐廚垃圾就地化處理中的應用，并在甘肅林業職業技術學院餐廚垃圾資源化利用和無害化、就地化處理中進行了實踐應用。

高校餐廚垃圾；微生物處理技術；資源化利用；無害化處理

餐廚垃圾主要是居民在生活消費過程中形成的生活廢物，是食物垃圾中最主要的一種，包括家庭、學校、食堂及餐飲行業等產生的食物加工下角料（廚余）和食用殘余（泔腳），其成分復雜，主要是油、水、果皮、蔬菜、米面、魚、肉、骨頭以及廢餐具、塑料、紙巾等多種物質的混合物。餐廚垃圾極易腐爛變質,若處置不當可能會引發“地溝油”“垃圾豬”等食品安全問題,嚴重影響市容并污染環境,危及師生身體健康[1]。這一問題已經引起了人們的廣泛關注和政府的高度重視，2010年以來，國家發改委、國務院辦公廳、住建部等部門先后印發了《關于組織開展城市餐廚廢棄物資源化利用和無害化處理試點工作的通知》《關于加強地溝油整治和餐廚垃圾廢棄物管理的意見》《中華人民共和國固體廢物污染環境防治法》《關于在全國地級及以上城市全面開展生活垃圾分類工作的通知》等文件，加大了對餐廚垃圾變廢為寶、化害為利的引導,旨在從源頭上避免直接作為飼料進入食物鏈,解決餐廚垃圾作為生活垃圾填埋或焚燒造成的資源浪費和環境污染問題,實現社會效益、經濟效益和環境效益的統一。如何實現高校餐廚垃圾的資源化利用及無害化處理是全國高校后勤人當前面臨的迫切問題,也是全社會廣泛關注的問題，本文主要就這一問題進行探討，希望對高校餐廚垃圾的處理提供參考。

一、餐廚垃圾的主要處理技術

根據《2017-2022年中國餐廚垃圾處理行業發展前景預測與投資戰略規劃分析報告》，2015年全國餐廚垃圾產生量約為9110萬噸，日均餐余垃圾產生量為25萬噸，人均日產量為0.18kg[2]。據2015年統計，全國現有普通高等學校在校學生數大約3700萬人，按照以上統計口徑計算，全國高校每年產生約200萬噸以上餐廚垃圾。

餐廚垃圾的傳統處理方式一般采用堆肥、填埋、焚燒、固體飼料、粉碎直排等方式進行，但這些處理方式都會對資源、環境造成不同程度的惡劣影響。像堆肥，會占有大量的土地面積，處理周期也較長，并且在堆肥過程中產生的污水、臭水會對周邊的環境造成污染，長期堆肥還會造成土壤的鹽堿化。粉碎直排，會污染地下水，造成河水發臭，滋生出細菌、病菌，會造成疾病傳播，而且一些油垢會造成管道堵塞，影響人們的正常生活[3]。

近年來，微生物處理在國內外逐漸興起。與其他傳統處理技術相比，微生物處理技術具有較明顯的優勢。微生物降解處理技術是將餐廚垃圾就地處理，處理的餐廚垃圾較徹底，垃圾總質量會減少大約90％，殘留物還可以制成有機肥料，很大程度上實現了資源的循環利用，促進了資源的節約。餐廚垃圾通過微生物處理技術，使得相關生產活動符合社會“環保節能”要求，實現我國資源的循環利用[4]。

二、餐廚垃圾微生物處理技術

（一）好氧堆肥技術

好氧堆肥是指在有氧條件下,利用好氧微生物對堆積于地面或者專門發酵裝置中的有機質進行生物降解,最終形成穩定的高肥力腐殖質。好氧堆肥技術具備較快降解有機物的速度，其降解有機物也比較徹底，而且可以殺死病原微生物，因此好氧堆肥技術是餐廚垃圾處理中最常用、最有效的一種處理方法。但是，這種餐廚垃圾處理技術對場地的要求比較高，而且處理過程中會產生大量的氣體，總體來說好氧堆肥技術的經濟效益不高。另外，值得注意的是餐廚垃圾一般含鹽分都比較高，長時間采用好氧堆肥技術處理餐廚垃圾會加劇土壤的鹽堿化程度，而且餐廚垃圾中的過量鹽分和油脂對微生物的成長有一定的抑制作用，致使堆肥中的產品質量逐漸下降，產品出產的周期也逐漸加長，因此好氧堆肥技術不具備持久發展的特征，只有短期效益[5]。

（二）厭氧發酵技術

餐廚垃圾的厭氧消化是利用兼性厭氧微生物的代謝作用在無氧條件下將復雜的有機物分解為簡單的小分子有機物及無機物，在這個過程中實現對餐廚垃圾的減容減量處理以及資源化利用。通過厭氧消化產生具有利用價值的氫氣和甲烷，耗能低，對環境無污染或污染較小，因而越來越受到重視[6]。厭氧消化技術通過微生物降解來實現餐廚垃圾的減容減量和回收利用，自動化程度較高，所需人力較少，容易控制惡臭氣味的散發，且產品具有多樣化、經濟價值較高等優點。但是微生物對酸堿度要求高，處理技術也很復雜，反應器內生物啟動時間長;同時餐廚垃圾中的鹽分和油脂含量過高會導致過度堿化，使消化過程pH 值偏高，抑制了菌體生長，不利于持續并穩定地降解餐廚垃圾;與此同時厭氧發酵產生的沼渣需要進一步處理，通常需干化處理后填埋，或重新堆肥后制成有機肥。

利用厭氧消化處理技術處理餐廚垃圾在國外有著一定程度的應用，其無害化程度較高，且具有較高的有機負荷承擔能力。厭氧發酵技術在我國四批試點城市的118座在建項目中占比達 80%，是目前的主流處理方法[7]。但是厭氧消化處理工藝存在工程投資大、工藝復雜、運營成本高等缺點，目前來看也不適合我國高校餐廚垃圾處理的實際情況。

（三）好氧發酵技術

通過高溫復合微生物和酶轉化技術、快速腐殖化集成裝備、轉化工藝精準控制技術集成,篩選自然界中生命活力和增殖能力強的高溫復合微生物菌種,在生化處理設備中,對餐廚垃圾進行高溫快速好氧發酵,使各種有機物得到快速降解和轉化為生物腐殖酸肥料。腐熟后的腐殖酸肥料外觀顏色為灰褐色，以顆粒粉末狀自動出料。該腐殖酸肥料可以作為有機源土壤調理劑,用于土壤質量提升,起到降低化肥利用率,提高農產品產量和改善農產品品質的作用。該技術的優點是占地面積小，處理時間短，無需繁雜分揀；避免了細菌和病毒的傳播，資源利用率高；節省了轉運成本，無二次污染，自動化程度高；產出的有機肥還能有效解決校園的綠化問題；很好地實現餐廚垃圾處理的“資源化、無害化和減量化”。缺點是一次性投資略高，微生物的投加量比較大，存在一部分運營成本[8]。

結合甘肅省高校的實際情況，經過前期深入細致的考察，本研究認為好氧發酵微生物處理技術在甘肅高校餐廚垃圾處理中具有廣闊的應用前景。

三、餐廚垃圾微生物處理技術在甘肅高校的實踐應用

根據甘肅省政府辦公廳印發的《全省全域無垃圾三年專項治理行動方案（2017—2020年）》文件精神，甘肅省教育廳于2018、2019年兩年利用全省節約型校園建設專項經費共計400萬元在甘肅林業職業技術學院、蘭州資源環境職業技術學院、隴東學院和甘肅民族師范學院等10所院校建設餐廚垃圾就地化微生物處理系統，有效解決了學校餐廚垃圾處理難、污染嚴重等問題，為建設節約型校園發揮了積極作用。下面主要以甘肅林業職業技術學院為例，對餐廚垃圾微生物處理技術的實踐應用做一介紹。

甘肅林業職業技術學院，位于素有“隴上江南”之稱的天水市，現占地面積550畝，在麥積山風景區建有占地3700畝的實習林場，在校內建有占地55畝的綜合實訓基地，在校師生人數近萬人。學校以林業類專業為特色，發揮學校園林設計的優勢，打造了公園式的綠色學校，先后獲得了“全國綠化模范單位”“第一屆甘肅省文明校園”“全省綠色學校”等稱號，但由于學校周圍沒有配套的餐廚垃圾處理設施，造成餐廚垃圾處理難、處理成本高且處理周期無法保證等問題，成為困擾學校綠色發展的瓶頸。2018年發生非洲豬瘟病毒疫情后，市場監管部門加強了對學校餐廚垃圾的監管，學校將餐廚垃圾運輸到三十公里之外的電廠焚燒。除了運輸成本以外，還需要向電廠繳納餐廚垃圾處理費，給學校造成了較大的經濟負擔。2018年8月，學校積極申請省節約型校園建設專項經費50萬元，并由學校配套60多萬元，于2019年年初建成日處理3噸的餐廚垃圾就地化微生物處理系統。目前設備使用情況良好，各項性能穩定。根據學校的實際情況，餐廚垃圾就地化微生物處理過程主要包括餐廚垃圾回收、固體廢料處理、廢水處理和廢氣處理等環節。

（一）餐廚垃圾回收

當日由工作人員將餐廚垃圾回收至處理站，回收原則如下：

1.餐廚垃圾回收時間與學生就餐時間錯開，確保學生就餐時的環境衛生。

2.學生就餐結束后及時清運餐廚垃圾，確保餐廳的環境衛生安全。

3.運輸過程使用專用電動車，做到平穩運輸，不超速、不漏液。

4.運輸完畢后及時對垃圾桶進行清洗消毒。

（二）固體肥料處理

對經發酵處理后的固體有機肥，采用存儲的方式進行二次發酵，發酵環境通風、防水、干燥。發酵好的固體肥料送進實驗室進行檢驗，重點檢驗氯離子等物質的含量。使用鋸末、黃土等對養料成分高的肥料進行稀釋，稀釋后用于校園綠化。

（三）廢水處理

通過餐廚垃圾處理設備廢水管路將設備產出的廢水運送至油水分離系統。油水分離系統將廢水加熱至65℃，此溫度下保證油脂分子與水分子的分離，確保油脂在分離系統中的流動性。

（四）廢氣處理

在發酵過程中會產生大量氣體，這部分氣體采用管道輸送，由廢氣處理系統進行過濾滅菌處理后排入大氣。

四、甘肅高校餐廚垃圾微生物處理技術運行效果分析

2019年，甘肅全省大約有甘肅林業職業技術學院、蘭州資源環境職業技術學院、隴東學院、甘肅醫學院和甘肅民族師范學院等五所院校的餐廚垃圾就地化微生物處理系統投入運行。隨著這些設施的投入，從根本上解決了之前各個學校遇到的餐廚垃圾處理難問題，從原來的被動回收處理到目前的主動回收處理，做到了就地化處理、資源化利用，效率更高且年均處理成本更低。

據測算，甘肅林業職業技術學院每天產生的餐廚垃圾約2.8噸，按現行的政府指定機構處理餐廚垃圾方式，每月需支出經費16800元，全年支出168000元。本項目建成后，需操作人員1名，工資、水費、電費等合計約92000元，每年節約成本76000元。經處理后的地溝油可銷往當地生物能源化工企業，固體肥料用于學校綠化，具有一定的經濟效益。同時，本設備運行后還產生了以下社會效應：

（一）本項目建設符合國家關于城市餐廚垃圾處理的政策要求，減輕市政環衛系統的處置壓力，同時也可減少學校的垃圾外運處理費用，有利于生活垃圾資源化、減量化、無害化處理循環經濟發展。

（二）本項目建成有利于探索高校與政府產教融合的合作模式，發揮高校技術、人才優勢，促進本地政府環保事業可持續發展，提高了當地的社會效益和經濟效益。

（三）本項目符合轉變經濟發展方式、發展循環經濟的方針政策，有利于推動利用循環經濟技術解決城市垃圾處理技術，較好地體現了城市垃圾處理的方向與定位。

（四）本項目建成增長了學生的知識面，促進學生養成節約不浪費、垃圾分類處置的良好習慣，提高學生的環保意識，具有良好的環保教育示范效應。

現階段，合理地處理校園餐廚垃圾帶來的相關問題，可以促進學校的環境提升，還能提高廣大師生的生活水平和幸福指數。同時，還能夠保障資源的合理應用，減輕環境污染。隨著科學技術的發展，相信在不久的將來，校園餐廚垃圾的處理將更為科學合理，潛藏在其中的價值也會被更好地開發利用。

[1]鄧俊.餐廚垃圾無害化處理與資源化利用現狀及發展趨勢[J].環境工程技術學報,2019,9（06）:637-642.

[2]《中國餐廚垃圾處理行業發展前景預測與投資戰略規劃分析報告》[EB/OL]. （2017-2022）. http://bg.qianzhan.com/report/detail/0688ff23544e4e61.html.

[3]王琦.基于我國餐廚垃圾處理現狀及主要處理技術應用研究[J].科技與企業,2016（8）:127-128.

[4]羅博.中小城市餐廚廢棄物資源化利用和無害化處理技術分析[J].資源節約與環保，2017（8）:59-60.

[5]安瑩. 國內外餐廚垃圾微生物處理技術研究 [J].綠色科技，2016，（10）:94-95.

[6]陳麗媛，徐沖，陳杰等 . 城市生活垃圾的微生物處理技術 [J]. 微生物學雜志，2016（3）:91 -95.

[7]城市餐廚廢棄物資源化利用和無害化處理試點工作開展[J]．中國資源綜合利用，2010，28（6）:5.

[8]謝余寰，林偉先，黃海婷，夏歡，朱田秀.我國部分城市餐廚垃圾處理現狀調研及建議分析[J].環境與可持續發展，2014（3）:88-89.

甘肅省教育科學“十三五”規劃2018年重點課題《甘肅省高校后勤管理信息化研究》（課題立項號：GS[2018]GHBZ113）

（責任編輯：趙相華）