餐廚垃圾就地處理設備在高速公路領域的應用

文/圖 北京市首發天人生態景觀有限公司 高小樂 趙朝輝 田靖寶

目前，《綠色交通“十四五”發展規劃》已經發布。探究餐廚垃圾處理的低碳方式，不但能解決日益嚴重的環境衛生問題，而且能推動交通運輸領域加快形成綠色生產生活方式，以低碳環保技術促進行業綠色低碳轉型，對推動綠色公路建設具有重大意義。

設置在收費所的消滅型餐廚垃圾處理設備

近年來，伴隨著我國高速公路的飛速發展，服務區功能逐漸豐富，能夠提供包括停靠休息、餐飲、購物、如廁等多方面的服務。由于人們開車出行的頻率不斷增高，服務區作為重要的中轉站、停靠站，發揮著越來越重要的作用。然而，隨著人流的不斷增多，高速公路服務區固體廢棄物的收集、儲運、處理難度越來越大，處理成本不斷攀升，甚至出現因車流量大，垃圾爆增，而無法應對的現象。因此，高速公路服務區亟需在末端處理和配套服務上下功夫。

現狀

餐廚垃圾具有一定的特殊性，它的性質、組成和產生量受地區差異、季節變化及產生群體的飲食、生活習慣影響而有所不同。但整體而言，餐廚垃圾具有含水量大、有機物含量高、低熱值的特性，故而極易腐爛變質造成環境污染和生態風險。若管理不善，還會傳播致病菌，造成公共衛生危害。此外，餐廚垃圾還存在被不法商販制成各類動物飼料及泔水油，進入禽畜飼養鏈的問題，會對食品衛生安全構成極大威脅。因此，餐廚垃圾處理的重點就是減量化、無害化、資源化和提高時效性。

近年來，我國對生活垃圾的管控力度持續加大，逐步從“夯地基”進入“補短板”和細化管理的縱深階段。《“十四五”城鎮生活垃圾分類和處理設施發展規劃》與《關于加快推進城鎮環境基礎設施建設的指導意見》明確提出，到2025年底，全國城市生活垃圾資源化利用率將達到60%左右，將加快廚余垃圾處理設施建設和改造，統籌解決餐廚垃圾、家庭廚余垃圾、農貿市場垃圾處理問題。在“無廢城市”和“垃圾分類”雙主線下，餐廚垃圾處理行業將得到快速發展。

方法

我國常見的餐廚垃圾處理、處置方式有堆肥、填埋、焚燒及厭氧發酵等。然而，餐廚垃圾含水量大、有機物含量高、低熱值的特性，不僅限制了餐廚垃圾的焚燒處理，也增加了填埋處理的難度，存在二次污染的風險。堆肥工藝作為餐廚垃圾資源化處置的方式之一，亦存在占用大量土地資源、堆肥產品質量難以保證、產品銷路不順暢的問題，嚴重限制了該工藝的推廣。厭氧發酵技術因其更加環保、先進，且形成了一整套成熟的產業鏈，得到了市場的認可和推廣。“機械預處理+厭氧消化”的集中式處理工藝，已成為我國大型餐廚垃圾處理廠主要采用的工藝技術。

若采用大型集中式處理方式，存在著處理設施審批時間長，建設和調試周期長，落地困難等問題，且大型集中式處理方式的實施一般位置偏遠，增加了餐廚垃圾的運輸距離，導致運輸費用非常高，且容易產生二次污染和次生危害。相對于這類系統龐雜、投資高，運營人員多、成本高，經濟效益較差的大型設備，現階段，小型分布式餐廚垃圾就地處理設備的問世給垃圾處理工作提供了更多的便利性。與大型集中式處理設備相比，采用小型分布式餐廚垃圾就地處理設備，既能快速解決當前餐廚垃圾處理供需矛盾，又能提高垃圾處理的時效性，可作為現階段大型餐廚垃圾處理模式的補充技術，滿足實際需求。

小型分布式餐廚垃圾就地處理設備可被應用在區域分散、餐廚垃圾收運成本較高的地方，以及村鎮、學校、餐飲店、單位食堂、市場、社區、垃圾中轉站、旅游景區和高速公路服務區等地。具有操作簡單、自動化程度高、餐廚垃圾源頭快速處理、運行成本低、運行維護簡單等特點。結合我國目前餐廚垃圾收運情況，對地區人口數量少于5×105的城市推行餐廚垃圾就地處理模式具有可行性。

目前，生物技術是最適用的餐廚垃圾就地處理技術，主要包括堆肥、厭氧消化、好氧生物處理、發酵、蠕蟲堆肥、昆蟲養殖等。市場上主要應用的餐廚垃圾就地處理設備有兩種，消滅型好氧生物處理技術和肥料型高溫好氧生物處理技術。其中，高溫好氧生物處理技術主要是在高溫環境條件下（一般為55攝氏度至60攝氏度），通過利用好氧嗜溫菌和嗜熱菌等微生物的生物代謝活動，將一部分有機物分解成二氧化碳和水蒸氣，另一部分有機物經過烘干后可被制成有機肥料。該類設備配備加熱、攪拌及通風裝置，基本無廢水產生，產生的惡臭氣體可通過微生物及物理化學方法（如吸附法）進行凈化。但由于該類設備以消耗大量電能為代價，維持高溫環境，能耗極高。同時，絕大多數產品腐熟程度低，無法達到國家規定的有機肥料標準，不適合回用，導致該類產品的市場化推廣受到一定制約。消滅型好氧生物處理技術指的是在常溫下將餐廚垃圾中大分子有機物降解為小分子有機質、水和二氧化碳，是一種源于自然、優于自然的微生物技術，可快速分解有機垃圾（如菜葉、菜根、食物殘渣、雞鴨魚肉廢棄物、果皮、果蔬等可腐爛垃圾）。經過一系列處理后，餐廚垃圾最終變成液體流出，既可用作液體肥料，也可納入化糞池或者污水處理站繼續處理。

應用

2022年初，兩臺處理規模為每天60公斤的消滅型餐廚垃圾處理設備在G6京藏高速清河收費所和京禮高速延崇收費所投入使用。該項目實現了收費所餐廚垃圾“源頭產生、源頭處理；就地產生、就近處理；隨時產生、隨時處理”的目標。

該設備的核心是高效復合微生物制劑，包含50多種微生物，主要有淀粉分解菌、蛋白分解菌、油脂分解菌、纖維素分解菌、辣油分解菌、臭味分解菌、硝化細菌、反硝化細菌等多種作用菌。通過多種細菌的組合共同作用，實現了對餐廚垃圾的有效分解。設備集成了自動控制及PLC顯示系統、攪拌系統、輔助加熱及保溫系統、加濕系統、通風除臭系統，以及遠程監測系統。使用時無有害氣體、殘渣排放，產生的液體被排入收費所內的污水處理設備或化糞池中，最終實現達標排放。

工作原理

在對餐廚垃圾進行簡單分揀后，直接從進料口倒入反應倉，并啟動攪拌系統，將餐廚垃圾和填料混拌均勻，使菌劑和餐廚垃圾充分接觸。高效復合微生物制劑在倉體內開可始繁殖和代謝活動，在微生物本身及微生物酵素的作用下，將餐廚垃圾中大分子有機物（如蛋白質、淀粉、脂肪、纖維素等）轉化為小分子有機物，期間會產生大量熱量，使倉體溫度保持在40攝氏度以上，空氣濕度保持在100%，并通過自動補充外界空氣。在好氧環境下，微生物繼續進行發酵，降解餐廚垃圾，最終可實現餐廚垃圾在24個小時內降解成二氧化碳、水分及無機鹽，極少部分纖維素類未完全降解的成分繼續留在倉內進行降解，最終在72小時內完成降解。在此過程中，產生的氣體，經倉體內填料吸附并經倉孔過濾后，直接外排，由于復合微生物具有良好的除臭效果，整個過程不會產生臭氣。產生的液體可被排入化糞池或對應的污水處理設施中進行再次處理并達標排放。

餐廚垃圾就地處理設備處理過程（a.餐廚垃圾；b.投入設備；c.運行過程中；d.降解完成）

結果分析

該項目經過半年的運行，整體效果較好。設備具有一體化、模塊化特點，占地面積小，即使收費所空間有限仍可進行安裝使用；采用304不銹鋼材料，密封性良好，無跑冒滴漏現象發生；操作簡單，自動化程度高，可隨時投入餐廚垃圾，不存在垃圾堆積與二次轉運現象，可滿足各個時段員工的就餐情況；減量化程度高，6小時至24小時內快速分解有機物，倉體內無明顯堆積，可保證長期運行；設備運行過程中無殘渣排放，噪音和臭味均達到相關標準，工作人員并無不適感；設備運行能耗低，處理1公斤餐廚垃圾的耗電量在0.12千瓦時以下，垃圾處理成本大大降低；各收費所均具有化糞池或污水處理設備，處理后的液體可以直接排入其中，不存在二次污染；設備配備遠程控制系統，可通過PC或手機App隨時查看、遠程控制，方便管理。

效益分析

根據《關于加強本市非居民廚余垃圾計量收費管理工作的通知》中的規定，自2021年9月30日起，北京市非居民廚余垃圾按照調整后的價格標準統一實行計量收費（每噸300元）。按此價格測算，60公斤餐廚垃圾應收費18元，則每年餐廚垃圾處理費為6570元。應用消滅型餐廚垃圾處理設備后，每年運營費用為3427.2元，可實現3142.8元的費用節省，約為餐廚垃圾處置成本的48%，效益可觀。與同類型設備相比，該項目運營優勢明顯。

注：電費按0.88元（千瓦時）計算，設備每30分鐘工作5分鐘，每小時工作10分鐘，每天共計工作4小時。

展望

目前，《綠色交通“十四五”發展規劃》已經發布。探究餐廚垃圾處理的低碳方式，不但能解決日益嚴重的環境衛生問題，而且能推動交通運輸領域加快形成綠色生產生活方式，以低碳環保技術促進行業綠色低碳轉型，對推動綠色公路建設具有重大意義。

文中應用的這種小型化的餐廚垃圾就地處理設備，可以真正實現餐廚垃圾源頭就地快速處理，實現餐廚垃圾真正閉環管理。該項目在各收費所運行狀況良好，為企業、員工提供便利的同時也節省了部分成本，值得在高速公路領域內進行推廣，助力高速公路領域綠色發展。

此外，經該設備處理餐廚垃圾后排出的液體BOD含量較高，是很好的碳源，可以被直接排進服務區污水處理系統，解決服務區內污水因為缺碳導致高氮處理效果較差的窘境，提高污水處理系統效果，滿足達標排放要求。脫鹽后亦可作為高速領域內的綠化肥料使用。同時還可打造區域循環經濟模式，有機液肥可作為植物工廠的有機營養液，進行蔬菜種植，蔬菜采收后又可以回到餐廳供人們食用，形成循環經濟模式，實現了餐廚垃圾“無害化、減量化、資源化”處理。在綠色交通的建設過程中，尤其是后疫情時代，應用前景廣闊。