文丨35鬥
《北京市生活垃圾管理條例》於5月1日起正式實施，其中指出，餐飲行業協會應當在廚餘垃圾減量化工作中發揮行業自律和服務作用，引導企業行為，推廣先進技術，督促落實本市廚餘垃圾管理的有關規定，這讓餐廚垃圾的處理再次成為議論焦點，也催生了創新創業的想法。
伴隨著人口基數的迅速增長和人們生活水平的提高，中國餐廚垃圾的產生量也在不斷增加；在城市生活垃圾結構中，餐廚垃圾佔比為30%-50%，我國城鎮人口平均產生餐廚垃圾為每人每天0.1kg。據清華大學固體廢物汙染控制及資源化研究所的統計數據表明，我國城市每年產生的餐廚垃圾在6000萬t以上[1]。餐廚垃圾極易腐爛變質，若處理不當易引起「地溝油」、「垃圾豬」等安全隱患事件。
為此上海率先開始做起垃圾分類工作，以減少城市負擔、消除安全隱患。餐廚垃圾資源化處理作為一種有效的手段，可以在垃圾分類後，變廢為寶、化害為利，從源頭上避免餐廚垃圾直接作為飼料進入食物鏈，有效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汙染問題，實現社會效益、經濟效益和環境效益的統一。
在嚴格垃圾分類制度的大背景下，餐廚垃圾的資源化將會成為重點發展的方向，相關企業也將迎來前所未有的機遇與挑戰。
餐廚垃圾的優與劣
餐廚垃圾，俗稱「泔腳」、「泔水」，根據其來源不同，往往可以分為餐飲垃圾和廚餘垃圾。前者產生自飯店、食堂等餐飲業的殘羹剩飯；後者主要指居民日常烹調中廢棄的下腳料。餐廚垃圾是米麵、果皮、蔬菜、動植物油、水、魚、肉、骨頭以及廢餐具、塑料、紙巾等多種物質的混合物。
圖1：餐廚垃圾主要類型
圖片來源：搜狐網
餐廚垃圾因其來源的複雜性，與其他廢棄物相比，具備其特有的優勢和不足[2]：
（1）含水率高，通常高達70%～85%；
（2）有機質含量高(其中粗脂肪21％～33％，粗蛋白11％～28％，粗纖維2％～4％)，同時富含鉀、鈣、鈉、鎂、鐵等微量元素；
（3）油脂含量豐富，約為 2%～3%，可以進行回收再加工煉製生物柴油；
（4）鹽分含量高，約為 1%，這會影響後續肥料化利用；
（5）極易腐爛變質,散發惡臭，傳播細菌和病毒，性狀和氣味都會對環境衛生造成惡劣影響，且容易滋長病原微生物等。
表1： 我國部分城市餐廚垃圾的營養成分特性[3]
常見的餐廚垃圾處理方式
餐廚垃圾處理技術包括填埋和焚燒、飼料化及生物處理三大類型，其中填埋和焚燒是傳統的餐廚垃圾處理方式，也是我國在未有效開展餐廚垃圾分類工作前，餐廚垃圾的主要處理方式；飼料化和生物處理是目前應用較為廣泛的新型餐廚垃圾處理技術，因其可以產生高價值附加產品，實現餐廚垃圾資源化，目前正在全國各地大力推廣。
1、填埋
垃圾填埋是應用最早、最廣泛的一項垃圾處理技術。早期的垃圾填埋處理僅僅是單純的填埋，沒有考慮到填埋氣、滲濾液的處理等問題，造成了比較嚴重的環境汙染。直到本世紀 30 年代，首先在美國提出了「衛生填埋」的概念。衛生填埋法具有技術比較成熟、操作管理簡單、處理量大、投資和運 行費用較低、適用於所有類型垃圾等優點，是當今世界上最主要的垃圾處理方式。
但填埋處理也存在一些缺點：（1）佔用大量土地資源，以致新建填埋場選址困難；（2）產生的垃圾滲濾液如未妥善處理，會對土壤及地下水等周邊環境造成汙染；（3）填埋垃圾發酵產生的甲烷等氣體，既是火災及爆炸隱患，又加劇了溫室效應[6]。
在未有效餐廚垃圾分類的城市及地區，大部分的餐廚垃圾仍會混入生活垃圾並同生活垃圾一同填埋或焚燒。餐廚垃圾進入填埋廠不僅會佔用大量的空間，增加填埋壓力，還會因其含水率高、有機質含量等特性，增加汙染物的處理難度。
2、焚燒
垃圾焚燒處理已有100多年的歷史，而現代化的焚燒處理的發展則開始於20世紀60 年代。焚燒法處理可使垃圾減容85%以上，減重75%以上，突出了減量化、無害化特徵；若配備熱能回收裝置，亦可實現焚燒發電，達到資源化的目的。與填埋處理相比，焚燒處理具有佔地少、廠址選擇易、處理周期短、減量化顯著、無害化較徹底以及可回收垃圾焚燒餘熱等優點。
但存在以下限制：（1）我國城市生活垃圾成分複雜，且長期混合收集；在垃圾分類收集尚未普遍開展的情況下，我國目前除少數經濟較發達的城市外,其它城市的混合生活垃圾熱值較低，不適宜焚燒；（2）焚燒處理設備投資和運行費用均較高，在欠發達地區難以承受運營費用。
餐廚垃圾熱量較低，將餐廚垃圾和其他垃圾一起混合焚燒，需要額外添加燃料輔助燃燒，不僅會增加設備的運行成本，還會造成資源的低效利用，甚至與其他垃圾發生化學反應，處理不當，便會產生一些有毒有害氣體。
3、飼料化技術
餐廚垃圾中含有大量的有機營養成分,其飼料化具有相當的優勢。目前主要有2類飼料化技術:乾式飼料及蛋白飼料。其中乾式飼料要求物料在 95-120 ℃下至少乾燥2h，達到含水率小於15%，雜質低於5%；蛋白飼料由微生物自身及其蛋白分泌物組成(60-80℃)。但由於餐廚垃圾來源廣泛,成分複雜,採用飼料化利用技術時存在很多安全隱患,如生物同源性、病菌、重金屬、有毒有機物等。
因此在實際生產中，需要遵循CJJ184—2012《餐廚垃圾處理技術規範》中有關餐廚垃圾生產飼料的相關規範要求，才可以生產出合格的飼料。若不經處理，便將未經處理的餐廚垃圾直接餵養牲畜，便會帶來巨大的安全隱患，使得有害物質回流餐桌。
4、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於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。餐廚垃圾中有機質含量高,營養元素全面,C∕N 較低,是微生物的良好營養物質,適於採用堆肥處理,目前主要有傳統好氧堆肥發酵技術、高溫好氧堆肥發酵技術兩種堆肥技術。
還可在好氧堆肥的基礎上投入蚯蚓,利用蚯蚓自身豐富的酶系統,將餐廚垃圾有機質轉化為其自身或其他生物易於利用的營養物質,加速堆肥的穩定化過程。但我國餐廚垃圾的高鹽分、高油分問題,很大程度上限制了肥料化利用技術的推廣與應用。
5、厭氧發酵技術
餐廚垃圾的厭氧發酵是指在無氧條件下,利用兼性微生物及厭氧微生物的代謝作用將複雜有機物分解為小分子有機物及無機物,在此過程中可產生甲烷和氫氣等能源物質。此外,利用厭氧發酵可獲得各種有機酸和醇類,如乙醇、乙酸、丁酸、葡萄糖糖化酶、乳酸等,從而實現對餐廚垃圾的減容減量及資源化利用。
厭氧工藝產生的沼氣可轉化為電能與燃氣,厭氧消化罐中產出的沼渣可以進行二次發酵制肥處理。通常厭氧發酵產生的沼氣中甲烷含量為60% - 75%，因此沼氣經過淨化、加壓後進入燃氣管網,可以供給居民日常生活使用。
餐廚垃圾高油脂、高鹽分會導致過度酸化並抑制菌體生長,不利於持續而穩定地降解餐廚垃圾，且相應的厭氧發酵設備成本較高。因此,尋找適合我國餐廚垃圾組分與特點的厭氧處理工藝,並保證厭氧消化系統的運行穩定,降低運行管理難度及費用仍當前急待解決的關鍵技術問題。
6、製備腐殖酸
通過高溫複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,篩選自然界生命活力和增殖能力強的高溫複合微生物菌種,在生化處理設備中,對餐廚垃圾等有機垃圾進行高溫高速好氧發酵,可以使各種有機物得到快速降解並轉化為生物腐殖酸肥料。
腐殖酸肥料可以作為有機源土壤調理劑,用於土壤質量提升,進而起到降低化肥使用率，提高農產品產量和改善農產品品質的作用。技術優點是轉化速度快,有機質利用率高,產品一致性高,可進入工業產品銷售通路。該技術目前為好氧技術的主流代表工藝,已在北京、廣州、成都、烏魯木齊等城市成功應用,但該工藝的液相進入汙水處理系統會造成汙水負荷增大和液相有機質的浪費。
表2：我國餐廚垃圾處理技術比較
國外餐廚垃圾處理現狀
歐洲餐廚垃圾產量約5000萬噸/年,歐洲各國特別是德國、法國、英國還有北歐地區的較發達國家等對餐廚垃圾的管理和處理都有相對較為完善的系統和體制。如德國關閉了絕大多數垃圾填埋廠,餐廚垃圾採用機械-生物(MBT)或生物技術進行處理；為鼓勵垃圾回收和餐廚垃圾利用,丹麥政府於1987年開始徵收填埋稅,並逐年提高費率;英國約75%的餐廚垃圾採用了資源化的處理方式,並頒布了餐廚垃圾資源化利用的相關法律條文。
美國餐廚垃圾產生量約2598萬噸/年。美國對餐廚垃圾產生量較大的單位設置餐廚垃圾粉碎機和油脂分離裝置,分離出來的廢液排入下水道,油脂則送往相關加工廠(如制皂廠) 加以利用。對於產生量較小的居民廚房餐廚垃圾,則混入有機垃圾中統一進行處理或通過餐廚垃圾粉碎機粉碎後排入下水道。美國未來垃圾處理趨勢是採用堆肥工藝製成肥料或加工成動物飼料進行資源化回收利用。
此外，美國各州關於餐廚垃圾處理的政策和方式略有不同,很多州針對當地具體情況,建立了自己的餐廚垃圾處理回收體系,不同州針對餐廚垃圾肥料化產品的品質規定了各自的標準體系。 美國餐廚垃圾資源化利用時的優先次序:抑制產生→救濟飢餓窮人→飼養動物→工業利用→堆肥→焚燒或填埋。
日本每年排放的餐廚垃圾約2000萬噸。由於日本餐廚垃圾傾倒運輸費用很高,餐廚垃圾處理機得到了推廣和應用。為減少餐廚垃圾對環境的汙染,並充分利用其中的資源,日本於 2000 年頒布了《餐廚廢物再生法》,該法律規定餐廚加工業、飲食業企業有義務減少餐廚廢物的排出量,且就再生利用對象飼料和肥料制定質量標準。《餐廚廢物再生法》中規定了餐廚垃圾資源化利用時的優先次序:抑制產生→再資源化(肥料 > 飼料 > 油脂等產品 > 沼氣)→減量。
餐廚垃圾處理相關補貼
餐廚垃圾處理屬於市政民生工程，目前國內大部分項目採用BOT(build—operate—transfer，即建設一經營一轉讓)模式運作，即政府通過契約授予私營企業(包括外國企業)一定期限的特許專營權，並準許其通過收取費用或出售產品來清償貸款，回收投資並賺取利潤，待合同期滿後移交政府部門。
針對餐廚垃圾BOT項目，我國補貼主要分為3個部分：收運補貼、處理補貼以及國家撥付的專項資金補貼。其中收運補貼和處理補貼是當地政府為運營企業提供的經濟性支持，其價格一般由企業和政府共同商定，考慮因素包括地區、工藝等。專項資金補貼是指國家為促進餐廚垃圾處理行業發展所提供的鼓勵性補貼。此外，在價格制定過程中會受到以下因素影響：
1）補貼範圍。餐廚垃圾補貼主要分為收運補貼和處理補貼，政府僅支付企業承擔部分的資金補貼。例如，2013年北京石景山餐廚垃圾資源化處理項目中，企業只負責處理，處理補貼為185元／噸。湖南長沙餐廚垃圾資源化處理項目中，企業只負責收運，相應收運補貼為125元／噸。
2）發展過程。我國餐廚垃圾處理市場目前正在發展之中，補貼費用大多偏低，但隨著居民環保意識的提高，補貼價格也在逐漸提高，例如重慶餐廚垃圾處理項目一期處理補貼為108元／噸，後啟動的二、三期處理補貼提高到約130元／噸。
3）地域差異。由於不同地區經濟發達程度和餐廚垃圾成分不同，政府對項目給予的補貼價格也會存在一定差異。例如，2013年山東省啟動的餐廚垃圾處理項目的處理補貼平均價格約120元／噸。按照業內收運補貼費100元／噸計，相當於收運處理補貼總價格為220元／噸。江蘇省近年來對餐廚垃圾項目非常支持，補貼價格位於國內中上水平，如2013年籤訂的常州餐廚垃圾項目，其收運和處理補貼價格為239.5元／噸。
4）處理量。每個項目中餐廚垃圾的處理量也會影響到政府的補貼政策，通常項目處理量越大其單位補貼成本越低。
表3：我國部分餐廚垃圾項目運營補貼統計數據
*括號中的數字指處理的地溝油質量
在國家大力倡導「綠水青山」、「垃圾分類」大力倡導的關鍵時期，從事並發展餐廚垃圾資源利用化產業，既可以響應國家的政策，為環境保護貢獻出自己一份力量，還可以開拓餐廚垃圾資源利用市場，從中挖掘餐廚垃圾資源化利用的附加價值，實現產業的良性循環發展。隨著國家對於環境重視力度的逐漸加大，餐廚垃圾資源化處理必定會成為熱門行業，帶來無數的機遇，但同樣也會面臨巨大的挑戰，因此，只有了解餐廚垃圾資源化利用，才可以迎接挑戰，抓緊機遇，脫穎而出。
參考文獻：
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