食堂餐厨垃圾堆肥技术探析

摘要：阐述了当前国内外餐厨垃圾堆肥技术的进展，归纳了餐厨垃圾制备有机肥的发展前景及效益，提出了堆肥技术是实现餐厨垃圾资源化利用的有效途径。

关键词：餐厨垃圾；堆肥；资源化

中图分类号：X705文献标识码：A文章编号：16749944（2016）18011502

1引言

根据调查，机关单位、学校等食堂就餐人数多，餐厨垃圾产生量约为0.45 kg/人・d，主要以餐后垃圾为主。而餐厨垃圾具有成分复杂，有机物含量丰富，水分、盐分及油脂含量高，易腐烂变质等特点。为此，寻求一种既经济又能有效处理和消纳餐厨垃圾的方式至关重要。

我国城市餐厨垃圾的传统处理方式主要是收集作为猪饲料或者与城市生活垃圾一起填埋、焚烧。但由于餐厨垃圾可能会滋生猪瘟病菌、口蹄疫等多种致病菌，直接作为饲料原料会使致病菌通过食物链造成人畜之间的交叉传染；同时餐厨垃圾含水率高，填埋会产生过多的渗滤液；并且其燃烧热值低，也不利于焚烧处理。因此，通过堆肥技术将餐厨垃圾转变成富含有机质和氮、磷、钾等营养元素的有机肥料，是实现餐厨垃圾资源化利用的有效方式之一。

2餐厨垃圾堆肥进展

餐厨垃圾富含蛋白质、淀粉、脂肪等有机质，可生物降解成分多，C/N比低，营养元素全面，且具有无毒、不含有工业重金属污染源等优点，在当前社会资源紧缺的现状下，是很好的资源化利用原料。餐厨垃圾相比传统堆肥原料具有更高的有机营养元素含量与更好的营养和利用价值，且堆肥化处理技术具有操作简单，运行周期短，应用普遍等优点。

2.1国内餐厨垃圾堆肥化处置

堆肥法是利用微生物对垃圾中的有机物进行代谢分解，在高温下进行无害化处理，从而产生有机肥料，是一种集处理和资源化利用于一体的生物方法，已经成为处理各种有机废弃物的有效方法之一。在堆肥技术中，好氧堆肥处理法由于技术成熟，安全性高，成本低等优点，具有广泛的应用前景。国内诸多餐厨垃圾处理厂均采用好氧式堆肥技术。日处理能力400 t的北京市高安屯餐厨垃圾资源化处理厂作为我国最大的餐厨垃圾处理厂，通过将餐厨垃圾经长时间的高温好氧发酵后，再添加益生菌，制成生物有机肥，供市郊的农户使用；上海浦东新区有机垃圾综合处理厂生产好氧堆肥，处理量达100 t/d；合肥市与台湾阜利生物科技公司合作，采用微生物高温好氧发酵技术处理工艺，将餐厨垃圾变成液态或固态有机肥[2]。堆肥技术常采用的方法还有充氧动态发酵法、快速烘干法、微波法、厌氧发酵方法等。其中厌氧发酵处理技术是有机废物在厌氧条件下通过微生物的代谢活动而被稳定化，同时伴有甲烷和CO2产生。如内蒙古鄂尔多斯市传祥生活垃圾处理厂及重庆黑石子餐厨垃圾处理厂，均采用厌氧发酵工艺，沼渣处理成有机肥，同时还能产生能源气体沼气[2]，是一种既节能又产能的堆肥技术。

目前，能够快速、及时、高效地将餐厨垃圾降解成有机肥的餐厨垃圾处理机也得到广泛应用。宜兴国豪公司生产的垃圾处理机，通过加热、搅拌、通风等方式，同时引进日本的微生物菌群，采用好氧堆肥工艺，有效地将餐厨垃圾制成供绿化和种植使用的高效有机肥料。杭州增霖环保科技有限公司依托校企合作，研发出了自动化水平高的垃圾处理机。天津科恩达科技有限公司研制开发的餐厨垃圾处理容器，能在8h内实现餐厨垃圾的无害化处理，产生有机肥料。南京审计学院在食堂投入使用了餐厨垃圾处理机，每天能处理500kg泔水＼[2～5＼]。

在堆肥过程中，堆肥效果会受堆料的颗粒度、温度、含水率和通风量等因素影响。任连海等对餐厨垃圾高效好氧堆肥过程参数的影响因素进行研究表明，含水率、环境温度、填料量等因素对堆肥减量化影响显著[6]。Lin等对餐厨垃圾生物好氧堆肥工艺的研究表明，含水率、温度和接种量等都会影响餐厨垃圾的处理效果[7]。蓝俞静等研究表明各因素对堆肥中含菌量影响的大小的顺序依次为环境温度、含水率和接种量[8]。

2.2国外餐厨垃圾堆肥化处置

国外在堆肥技术方面发展相对比较成熟，近年来，堆肥设备正向移动化和专用化的趋势发展。目前国外采取的堆肥技术主要有定期翻堆条垛式、通风静态垛式、被动通风条垛式、反应器式和蠕虫堆肥系统[12]。例如Berkely大学从1993年起用蠕虫发酵法每年处理餐厨垃圾200t，美国Georgia大学于1999年进行了利用密封式容器处理餐厨垃圾的可行性研究，英国County Mulch公司建造了可移动堆肥系统，并采用计算机控制温度和氧含量＼[4，5，9，10＼] 。

目前，国外餐厨垃圾堆肥技术的普及工作也比较到位。以日本为例，开发出了能实现物料破碎、干燥及快速堆肥等多种型号的餐厨垃圾处理机器，并拥有相关技术专利，在大型饭店、食堂等得到大量的推广和使用。此外，日本在利用高效微生物菌剂进行堆肥化技术的研究也处于领先水平，利用特殊菌种处理餐厨垃圾，有效提高了堆肥处理的消化效率。美国对餐厨垃圾也广泛进行堆肥处理，目前应用较多的是蚯蚓堆肥、密闭式容器。其中蚯蚓堆肥是在好氧堆肥的基础上接入蚯蚓，通过蚯蚓自身的酶系统实现餐厨垃圾的无害化，是当前堆肥化研究的热点。韩国厨余垃圾的处理方式也以堆肥为主，现阶段所采用的堆肥技术有微生物发酵产沼厌氧消化和两级厌氧消化堆肥、好氧堆肥生物反应器等处理方式[2]。

3餐厨垃圾堆肥化的作用

3.1实现食堂餐厨垃圾的资源化利用

据统计，随着生活水平的提高和生活方式的改变、人口增长等因素，餐厨垃圾的产生量每年以10%左右的速度递增。其中食堂作为餐厨垃圾的主要来源之一，有着产生量大，数量较稳定的特点。餐厨垃圾用作传统的饲料会存在大量的病原微生物，而未经处理的餐厨垃圾外排将会导致环境恶化。因此，对食堂产生的餐厨垃圾进行堆肥处理不仅能够减少生活垃圾的排放，减轻其运输、收集和处理的成本，还能将餐厨垃圾变废为宝，通过堆肥获得绿色环保的有机肥。有机肥料既可用于本单位树木和植被的施肥，自行消化，又能外销给周边农户，取得一定的经济效益。因此堆肥化技术能为餐厨垃圾的处理提供一个有效的途径，实现废物的有效利用和保护环境的目标。

3.2促进有机肥料在农业生产中的推广和应用

农业生产中广泛使用的化肥存在一定的弊端，长期使用会导致土壤有机质持续减少、pH值下降、土壤板结、营养元素失衡、保肥保水能力差，农业生态平衡被破坏，严重影响农业的增产增收。相对而言，有机肥料含有丰富的有机物和腐殖质，通过土壤中有益微生物的利用，能够改善土壤的微生态环境，丰富土壤的有机组分，从而促进了作物对肥料和土壤中营养元素的吸收，从而减少农作物病虫害，降低农业生产成本，提高农产品品质。因此，为推动我国绿色农业、有机农业，走农业可持续发展道路，利用餐厨垃圾生产绿色高效有机肥，减少化肥使用，并使废物资源化，让有机物回归自然，恢复土壤肥力，对发展绿色（或有机）农业，实现农业产品的优质、高产和增效等方面都将起到巨大的推动作用。

3.3对行业科技进步的促进作用

我国是农业大国，目前年需化肥约1亿4000万t，当前社会呼吁广大农民减少化肥使用量，提倡多施有机肥及新型生物肥。因此，开发适宜不同生态区域、不同物料成分、不同气候条件下的餐厨垃圾堆肥实用技术，对废物资源进行有效利用，进行不同区域范围内的技术应用和示范，具有很好的发展前景。

4餐厨垃圾堆肥化的前景及效益

据统计，我国餐厨垃圾产生量达到4800～6000万t/年，并以每年5%～10%的速度持续增长。而截至2012年无害化处理能力约400万t/年，处理率不足10%[11]。因此，对餐厨垃圾进行资源化利用能大量减少固体废物的排放，减少对环境的污染。同时，餐厨垃圾中丰富的营养物质为环境中的微生物提供了良好的生活环境，使得其中的糖类、蛋白质、脂类、纤维素、木质素等大分子有机物质得到有效降解，通过进一步加工处理，可作为优良的生物活性有机肥。通过对餐厨垃圾合理的资源化利用，将达到环境效益、社会效益和经济效益的有效统一。

4.1环境效益

资源化利用餐厨垃圾堆肥后生产有机肥料，能减少废物的排放，减少蚊蝇等的滋生机会，降低病原菌存活时间，切断了病原菌传播到人类的途径，在保护环境的同时，又解决了农业上造成的偏施化肥使土壤养分比例失调、土壤退化等问题，有利于农业生态环境良性循环和绿色农业的可持续发展。

4.2社会效益

把餐厨垃圾等有机废弃物综合利用生产生物有机肥，为农业部门提供了优质、价廉、高效的生物肥料，也使作物增产增收，同时变废为宝，既发展了环保产业，也为地区增加了新的就业机会。同时，针对食堂餐厨垃圾的堆肥化技术研究成果还能在全国各大院校和其他机构进行推广应用，将起到很好的示范作用。

4.3经济效益

据了解，我国生物有机肥料有着广阔的市场发展空间和前景。据估计，未来市场生物有机肥将以每年5%的速度增长，实施以质量替代数量、以有机（肥）替代无机（肥）的发展战略，生物有机肥将成为农业生产的必需品。这将给有机肥的发展带来了巨大的经济效益和潜在市场。

5结语

结合当前我国食堂餐厨垃圾产生量相对较大、处理资金投入少、环境要求高的现状，采用堆肥技术处理餐厨垃圾，能为当前食堂餐厨垃圾提供有效的处理途径，使废物资源化，并有效防止生态环境污染，从而实现环境、经济、社会的共同效益，具有很好的应用价值以及显著的现实意义。

参考文献：

[1]张保霞，付婉霞.北京市餐厨垃圾产生量调查分析[J].环节科学与技术，2010（S2）：651～654.

[2]王桂才，李洋洋.餐厨垃圾堆肥化处置方式探讨[J]. 再生资源与循环经济，2013，6（10）：38～41.

[3]王巧玲.餐厨垃圾厌氧发酵过程的影响因素研究[D]. 南京：南京大学，2013.

收稿日期：20160524