北京市廚余垃圾特性及資源化利用方法調查

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、含有機質[1]新版《北京市生活垃圾管理條例》實施后，北京市垃圾分類工作不斷深入推進，居民參與率逐步提升，廚余垃圾分出數量大幅提升。廚余垃圾的來源、特點、性質以及分出的廚余垃圾如何資源化利用成為社會各界關注的熱點[2-3]。余淑蓉等[4]對廚余垃圾物理組成情況進行抽樣調研，廚余垃圾成分依然比較復雜。時睿佳[5]等對比了國內外廚余垃圾資源化的解決方法，發現都存在缺陷，同時資源的利用率較低。粟穎[6]對廣東省廚余垃圾處理技術進行了分析，提出現有技術仍存在很多缺點，還需深入開展廚余垃圾處理新技術的研究。廚余垃圾是垃圾處理重點，更是難點，通過資源化利用變廢為寶，生產有機肥料、土地調理劑、能源燃料等，對于持續發展具有重要意義[7]。本文從末端處理設施著手，調查北京市來源于居民區、餐館、農貿市場的廚余垃圾基本情況，并調查了北京市當前廚余垃圾的資源化利用技術，建議結合廚余垃圾實際情況，綜合考慮北京廚余垃圾資源化利用技術、無害化、減量化、資源化、處理規模、建設成本等因素，選擇合適的資源化利用技術。

一、選擇調查點

根據北京市生活垃圾的收集運輸方式，進入處理設施的廚余垃圾特性相對穩定，能夠較真實地代表所服務區域內整體廚余垃圾的基本情況。經專家討論，本文確定在處理設施點采集樣品，選擇終端混合垃圾作為調查對象。為詳細掌握廚余垃圾基本情況以及廚余垃圾當前處理工藝，選取集中處理設施3處、就地處理設施2處作為調查點。

二、廚余垃圾基本情況

（一）廚余垃圾來源廣泛

來源于居民小區的廚余垃圾多為日常食品材料和變質食品，呈現范圍廣、點多的特點；來源于餐廳、飯店、酒店的廚余垃圾，分布點較多、量大；來源于農貿市場的廚余垃圾多為果蔬菜葉，點少、量大；來源于教育機構、大型企事業部門等內部餐廳的廚余垃圾，呈現出點少量大的特點。

（二）廚余垃圾理化特性

廚余垃圾成分比較復雜，隨季節、地域、飲食習慣浮動較大，但主要化學成分都為蛋白質、脂類、淀粉、纖維素和無機鹽等，并呈現明顯的高水分、高鹽分、高有機質含量、高油脂含量、易腐爛等特點。廚余垃圾的含水率一般在60%～85%。來自居民區和餐館的廚余垃圾的含鹽量較高，來自農貿市場的廚余垃圾含鹽量相對較低。來源不同的廚余垃圾油脂含量有所不同，來自餐館的廚余垃圾油脂含量要較高于來自居民和農貿市場的廚余垃圾，主要雜質為橡塑和紙類，幾乎沒有有害垃圾和大件垃圾。

（三）危害性

廚余垃圾中含有沙門氏菌、金黃色葡萄球菌等有害細菌[8],導致廚余垃圾易腐爛變質，易滋生蚊蠅、散發惡臭。廚余垃圾的含水率較高，收集運輸困難，如處置不當容易產生臭氣、滲濾液等，造成環境二次污染。來源于居民區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挑戰，甚至可能影響到生化處理固體產出物的品質。

（四）資源性

廚余垃圾中蛋白質、纖維素、淀粉、油脂等有機物的含量較高，并且含有機肥料所需的鈣、鉀、磷及氮等各種微量元素。經過嚴格處置可加工成肥料、飼料，也可充分利用產生沼氣用作燃料或發電，油脂部分則可用于制備生物燃料，轉化為新的資源。

三、廚余垃圾的處理

北京市加快廚余垃圾集中處理設施建設，提高處理能力，按照集中處理和就地處理相結合的原則，推進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]，集中收集運輸到餐廚垃圾處理設施處，并對其進行無害化處理。北京市鼓勵有條件的單位安裝廚余垃圾控水控雜和就地處理設備，最大限度從源頭減少垃圾產生[11],對廚余垃圾進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定水分、碳氮比和通風條件，是有機質分解轉化的過程。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物，最終形成穩定的可用于肥料的腐殖質。這種好氧堆肥處理工藝使垃圾從自然界來又回歸到自然界，形成良性循環，是經濟、有效的處置方式，且其技術簡單，便于推廣[12]，產品既是土壤改良劑，也是優質肥料。

好氧堆肥是比較成熟的餐廚垃圾處理方式，在一定程度上實現了餐廚垃圾的無害化和資源化利用。但是，由于廚余垃圾生化處理固體產出物中含有有害病菌、微生物，用于肥料可能會導致生物環境污染，因此，存在銷售渠道不暢、市場認可度較低的現象。廚余垃圾處理技術的發展還有很長的路要走[13]，這需要對廚余垃圾生化處理固體產出物進行無害化檢測，進行風險評估后加以利用。

2.厭氧消化

厭氧能源化技術是指廚余垃圾在無氧環境中，通過微生物的代謝活動，把有機物降解為無機物，并產生甲烷、二氧化碳等。厭氧消化主要工藝為“機械分選+厭氧消化”，末端主要產品為沼氣。廚余垃圾通過厭氧處理產生沼氣，獲取能源，實現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，在經濟欠發達地區的應用較少。

3.高溫好氧堆肥

高溫好氧堆肥是通過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發熱，充分利用餐廚廢棄物中的營養成分，使微生物將有機物快速降解為生物腐植酸，迅速達到穩定狀態，經過固液分離后形成肥料。水溶性的有機質采用厭氧發酵形成沼氣。沼氣可為工藝系統提供熱源，實現自身循環利用，使廚余垃圾有機質實現利用最大化。

該技術具有占地面積小、處理時間短的特點，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、市面上處理機質量參差不齊等問題。

（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——合成過程快速吸收利用堆肥材料中的有機質，產生更多微生物和胞外酶的過程。與好氧堆肥相比，好氧堆肥雖然通氣過程需要消耗一定的電能，但具有發酵周期短、堆體溫度高、臭味小、占地面積小、分解徹底等一系列優點，更適合于小規模的高校、農貿市場、機關單位等地方投入使用。

采用分布式就地處理措施對廚余垃圾進行處理，對垃圾分類要求較高、運輸成本較低，模式較為先進、效率較高、負面因素最少，緩解了廚余垃圾集中處理的壓力，是科學技術在廚余垃圾處理中的創新之舉。在這一處理模式的應用實施中，應綜合考慮選址、運營等問題，以提升垃圾處理綜合水平。

（三）廚余垃圾處理對比

綜合上述介紹，對廚余垃圾主要資源化利用技術進行對比，詳見表1。

表1 主要處理技術對比表

好氧堆肥、厭氧消化的集中處理工藝比較適合有大規模處理需求地區；高溫好氧處理工藝的主要特點為周期短，適用于中等規模處理需求的地區；就地處理比較適合高校、農貿市場、機關單位等較小規模處理能力的地區。

四、結語

本文調查了北京市廚余垃圾來源、特點、性質以及廚余垃圾資源化利用技術。建議結合廚余垃圾實際情況，綜合考慮廚余垃圾資源化利用技術、無害化、減量化、資源化、處理規模、建設成本等因素，選擇合適的資源化利用技術。