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摘要：本文介绍了餐厨垃圾处理技术分类及国内外餐厨垃圾资源化利用现状，简要分析了我国餐厨垃圾资源化利用的技术模式及其发展趋势。
关键词：餐厨垃圾 资源化 无害化
1.餐厨垃圾
餐厨垃圾，俗称泔脚，亦称潲水、泔水等，主要集中产生于餐饮行业、食堂及家庭，主要是指由人们的饮食行为产生的极易腐烂变质的生活污废。相较其它垃圾具有水分、油脂、无机盐含量高的特点。
餐厨垃圾占城市生活垃圾的较大比重，因餐厨垃圾为“人类副产的优质有害生物培养基”，极易自发滋生蚊蝇病菌，产生有毒、恶臭、可燃气体，带来消防隐患和环保、公众健康问题。不当利用餐厨垃圾的地沟油、泔水猪危害巨大，餐厨垃圾因油脂和其他有机物含量较为丰富，经过合理处置后是制作动物饲料、有机肥料和生物能源的重要来源，是一种高价值的生物质资源，国内外对餐厨垃圾资源化处理技术的研究方兴未艾。
2.常用餐厨垃圾处理技术
目前国内外餐厨垃圾处理技术，按照处理没接可以分为非生物处理和生物处理技术两大类。非生物处理技术主要包括机械破碎、焚烧、卫生填埋、气化等，生物处理技术主要包括厌氧消化、好氧堆肥、生态饲料等。
2.1 机械破碎
机械破碎法是将家庭垃圾通过垃圾粉碎机破碎后进入市政污水系统进行处理。机械破碎过程中餐厨垃圾并未发生化学变化，仅降低了粒径，该方法实质上是餐厨垃圾污水污泥化，不是消解处理而是转移污废，仅适用于具有新规划的能接纳该部分污废处理的城市或区域，否则势必会对原有的市政污水处理系统造成挑战。事实上，为了保护污水处理系统，一些国家及地区已禁止使用垃圾粉碎机。
2.2 焚烧
焚烧法是将垃圾放在特制焚烧炉中用1000℃以上高温将垃圾有机成分彻底氧化分解，可将固体减量50～80%。焚烧过程产生的高品位热一般用于发电，低品位热可用来供暖。餐厨垃圾含水率较高不宜直接燃烧，须进行脱水处理。为保证焚烧过程连续稳定，一般可掺烧20%的煤炭。
其优点在于焚烧处理量大、处理速率高，可实现能源化、减量化。
其缺点是餐厨垃圾水分含量高一般需采用燃料助燃，增加处理成本；常规的垃圾焚烧不可避免地产生呋喃、二噁英、飞灰等大气污染物，另外焚烧炉灰渣（一般为燃前的5～20%）重金属含量较高，污染环境较为严重。
由于生活习惯不同及餐厨垃圾收集分类程度的不同，我国餐厨垃圾与国外餐厨垃圾差异较大，其特点是热值低、含水量高，很难进行焚烧处理且焚烧处理投资过高，国内外利用餐厨垃圾焚烧的应用经验极少，焚烧法不是餐厨垃圾处理的主流技术。
2.3 卫生填埋
卫生填埋是将垃圾埋入地下，利用各类微生物将生物大分子充分降解小分子的生化过程。为了防止填埋过程中产生的渗滤液污染土壤和地下水，填埋场需要建设相应的收集和处理系统。
其优点是处理量大、成本低、技术简单，适合各种垃圾，发展中国家应用较多。
其缺点是填埋场占地面积大，占用大量土地，不适合用地紧张的地区；餐厨垃圾的渗沥液会污染地下水及土壤，垃圾堆放产生的臭气严重影响空气质量，形成不可逆的对周围大范围的大气及水土的二次污染；同时资源回收利用率基本为零。
在当前土地资源紧缺、人们对环境影响的关注度越来越高的大前提下，填埋处理技术明显不适合我国餐厨垃圾的实际情况，但作为餐厨垃圾分选处理后不适宜生化处理的物料一种最终处理手段，是餐厨垃圾处理的一个必要环节。
2.4 气化
虽诸如煤化工等领域主流的气化技术种类繁多，但因餐厨垃圾含水量较高，能运行稳定、经济合理的应用于餐厨垃圾处理的气化技术仅有极为有限的数种，这里仅推荐高温等离子炬气化技术。该技术具有反应速率快、附加值高、本质环保的特点，核心技术为国外掌握，主要在美国、加拿大、日本有应用。该技术处理餐厨垃圾可将简单脱水处理后的固状物连同油脂一并气化，因高温等离子气化反应温度高，气流停留时间合理，基本不产生二噁英、呋喃等有机污染物，合成气有效成分为CO、H2。固渣可作为建筑保温原料，但目前国内应用不多，需要引进核心技术。
2.5 厌氧发酵
厌氧发酵是无氧环境下有机质的自然降解过程。在此过程中微生物分解有机物，最后产生甲烷和二氧化碳。厌氧发酵是在厌氧微生物作用下的一个复杂的生物学过程，在自然界内广泛存在。厌氧微生物是一个统称，包括厌氧有机物分解菌（或称不产甲烷厌氧微生物）和产甲烷菌。在一个厌氧反应器内，有各种厌氧微生物存在，形成一个与环境条件、营养条件相对应的微生物群体。这些微生物通过其生命活动完成有机物厌氧代谢过程。
温度、pH值、C/N、含氧量、微量元素（如Ni、Co、Mo等）以及有毒物质的允许浓度显著制约着厌氧发酵的速率和转化率，目前厌氧发酵技术已经在欧洲得到长足的发展。厌氧发酵主要预处理、厌氧发酵、残渣脱水利用及生物气利用等工艺过程。
其优点是具有高的有机负荷承担能力；能回收生物质能；不存在同源性的问题，有机物分解成为甲烷和二氧化碳；产品（甲烷）出路较好。
其缺点是工程投资较大；工艺较为复杂；产生的沼液量较大，处理难度大。
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图1 厌氧发酵工艺流程示意图
2.6 好氧堆肥
好氧堆肥是一个有机质稳定化过程，在有氧条件下，利用好氧微生物对堆积于地面或者专门发酵装置中的有机质进行生物降解，最终形成稳定的高肥力腐殖质。除了餐厨垃圾自然滋生的微生物之外，也可通过接种特定微生物来加速堆肥进程。好氧堆肥与厌氧发酵类似，将一部分有机质转化为微生物本体，与厌氧发酵不同的是另一方面转化为有机肥而不产生CH4或H2。
餐厨垃圾好氧堆肥目前的核心技术主要集中在好氧微生物的优选驯化，反应器的合理化改进等方面。餐厨垃圾好氧堆肥主要压榨脱水、油水分离、生物降解、尾气处理、废水净化、有机肥处理等工艺过程，其中生化降解过程通常以破碎为粒径为1.5～8cm餐厨垃圾为原料，添加菌种及辅料，进行为期约4周的发酵。
好氧堆肥技术简单，便于推广，但需要较大面积的处理场地，堆肥过程会产生污染性臭气，经济效益不高。而国内无害化堆肥处理企业还需面对城市垃圾混合堆放、分离成本高、经济效益低等一系列问题。
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图2 好氧堆肥工艺流程图
2.7 生态饲料技术
从餐厨垃圾加工得到的饲料被称为生态饲料。目前制备生态饲料的方法主要有青贮，即利用乳酸菌发酵，脱水制备干饲料，如真空油炸法、煮沸干燥法、高温发酵干燥法、直接高温干燥法，发酵后以流体形式饲喂畜禽，通过厌氧或好氧发酵生产菌体蛋白。国内相关企业主要利用餐厨垃圾来生产菌体蛋白。餐厨垃圾饲料化具有潜在的食物链风险，在生产和使用生态饲料的时候需谨慎操作，并制定相应的行业标准与法律法规来保证其安全性。
其优点是资源化程度较高、产品有农用价值，占地面积小。
其缺点是对有害有机物及重金属等的污染无法很好解决、无害化不彻底，不能从根本上解决餐厨垃圾同源性的问题，对其用作饲料存在一定的顾虑。
3 国内外餐厨垃圾资源化利用现状
3.1 国外现状
美国、日本、韩国及欧盟等国，餐厨垃圾资源化处理已法制化和企业化，成为一项成熟的环保产业。
美国采用垃圾处理收费制度，其收费标准是以家庭垃圾的产生量为基准，所以堆肥方式处理家庭产生的餐厨垃圾非常普及，同时有少部分餐厨垃圾采用就地破碎排入下水系统。
日本的食品废弃物处理方法主要是堆肥和填埋。近年来出现了新的方向，主要包括利用食品废弃物生产动物饲料及生产生物气，其中生产生物气得到较大发展。
韩国餐厨垃圾的主要处理方式以厌氧发酵制气和饲料化为主。近年来韩国对饲料源头和生产过程的安全监督做出更严格的规定，在一定程度上影响了餐厨垃圾饲料化处理设施的运行和发展。
欧盟国家已实施的垃圾填埋法令禁止将餐厨垃圾填埋处置，同时动物副产品条例也严禁在饲料生产中使用同类动物的任何部位，杜绝餐厨垃圾饲料化后带来的同源性安全隐患。受到法律规定的影响，欧洲在餐厨垃圾处理中主要采用厌氧生物制气技术。
3.2 国内现状
随着城镇化率提高，全国城镇人口呈逐年递增趋势。快速增长的人口基数，使得餐饮行业高速发展，随之而来的便是餐厨垃圾产生量呈现逐年快速增长态势。2018年，全国餐厨垃圾规模已达1.08亿吨。
我国政府对餐厨垃圾的处理高度重视，先后出台了多项政策引导、规范餐厨垃圾处理行业发展，在全国已成功打造出“北京模式”、“上海模式”、“宁波模式”及“西宁模式”等多种餐厨废弃物管理资源化利用的循环经济模式。
截至2017年末，全国已投运、在建、筹建餐厨废弃物处理厂165座，其中完全投运52座，形成处理能力约15000吨/日。加上非试点城市处理设施能力和部分城市就地处理设施能力，可达处理30000吨/日。尽管如此，我国的餐厨垃圾资源化及无害处理率仅为12%，目前处理能力仍存在较大缺口。
4 结语
目前餐厨垃圾资源化利用技术路线主要为三大典型类型，即：“厌氧制沼”、“好氧制肥”、“生物转化”，三种多元技术并行发展。而究竟哪类会在市场中具有持续生命力，一看经济性，技术在实施过程中有一定的收益；二看可靠性，可靠且稳定的解决问题。
针对我国餐厨垃圾产量大，产生源分散等特点，未来可能形成因地制宜、工艺简单、具有经济收益的“协同厌氧产沼模式”、“行业共建模式”、“物质梯级循环模式”、“综合集成技术模式” 四类技术模式。
参考文献：
[1] 胡新军，张敏，余俊峰，等.中国餐厨垃圾处理的现状、问题和对策[J].生态学报，2012，32（14）：4575-4584.
[2] 付婉霞，王会红.餐厨垃圾资源化技术及应用[J].建设科技；2008（Z2）.
[3] 陈丽媛，徐冲，陈杰，等.城市生活垃圾的微生物处理技术[J].微生物学杂志，2016，6（36）：91-95.
[4] 杜玉吉，王海刚，靳庆麦，刘文杰.餐厨垃圾处理技术应用现状与分析[J].能源与环境，2019（1）：87-88.
[5] 金宜英.餐厨垃圾资源化利用技术现状与展望. 2019有机固废资源化论坛.（2019-06-24）