1、廚余垃圾的現(xiàn)狀及其處理技術(shù)綜述張振華1,2,汪華林1,2,胥培軍1,2,李權(quán)柄1(1.華東理工大學(xué)化工機(jī)械研究所，上海200237;2.上海清潔能源研究與產(chǎn)業(yè)化促進(jìn)中心，上海200240摘要:介紹了廚余垃圾的概念及其危害，分別闡述了廚余垃圾在中國(guó)、美國(guó)、歐 洲、日本和韓國(guó)的處理現(xiàn)狀；綜述了目前處理廚余垃圾的基本方法，包括了粉碎直排 法、填埋法、肥料化處理、飼料化處理以及能源化處理等，最后提出了解決我國(guó)廚余垃圾問(wèn)題的一些想法。關(guān)鍵詞:廚余垃圾；現(xiàn)狀;處理技術(shù)1引言餐廚垃圾主要是指居民日常生活及除此以外的食品加工、飲食服務(wù)、單位供餐等活動(dòng)中產(chǎn)生的垃圾。餐廚垃圾包括廢棄食用油脂和廚余垃圾 1。其中廢

2、棄食用 油脂是指不可再食用的動(dòng)植物油脂和各類油水混合物，而廚余垃圾是指食物殘余和 食品加工廢料，主要為餐廚垃圾中的固體殘留物。由于廚余垃圾容易發(fā)酵、變質(zhì)、腐爛，不僅產(chǎn)生大量的毒素，散發(fā)惡臭氣體，還污 染水體和大氣2,所以廚余垃圾如果得不到及時(shí)的處理，不僅影響城市市容和環(huán)境衛(wèi) 生，而且會(huì)傳播疾病，危害人們的日常生活和身體健康。近年來(lái)，隨著人們生活水平的日益提高以及全球人口的增加，廚余垃圾的產(chǎn)量呈現(xiàn)明顯的增長(zhǎng)趨勢(shì)。目前，全球每年產(chǎn)生的城市生活垃圾為 500億t左右，其中廚余 垃圾約占其中的10% 20%3。因此,廚余垃圾的無(wú)害化、資源化和減量化處理日 益受到各界的關(guān)注。2國(guó)內(nèi)外廚余垃圾的現(xiàn)狀及處理

3、方式廚余垃圾的處理是全世界各個(gè)國(guó)家都普遍關(guān)注和亟待解決的問(wèn)題。不同的國(guó)家 和地區(qū)因不同的生活方式和國(guó)情特點(diǎn)，對(duì)廚余垃圾的處理一般都具有一定的差異 性。2.1 中國(guó)我國(guó)的廚余垃圾產(chǎn)量在2000年就達(dá)到了 4500萬(wàn)t,以每年10%的遞增速度計(jì)算 到2007年我國(guó)的廚余垃圾產(chǎn)量將接近 9000萬(wàn)t40以上海為例，2000年，上海市日 均廚余垃圾產(chǎn)生量約為：1000 1200t,2005年的統(tǒng)計(jì)表明，除填埋外，上海市利用廚余 垃圾堆肥、加工寵物飼料等資源化處置廠的處理能力約為700t/d,實(shí)際資源化處置約250t/d5,同時(shí)我國(guó)其他的一些大中城市如北京、廈門(mén)、杭州等在廚余垃圾處理 上無(wú)論就管理還是處

4、理方式來(lái)說(shuō)，都已達(dá)到了一定的先進(jìn)水平，是值得肯定的。但總體來(lái)說(shuō)我國(guó)目前還沒(méi)有建立健全的廚余垃圾處理管理體制，缺乏相應(yīng)的管 理政策和適宜的處理技術(shù)，最普遍的處理方式就是混在普通垃圾中，直接混合填埋或 者直接運(yùn)到農(nóng)場(chǎng)喂豬。由于沒(méi)有專門(mén)的統(tǒng)一法律法規(guī)可供遵循，一些城市制定了自 己的處置政策，如上海的上海市餐廚垃圾收運(yùn)處置收費(fèi)管理試行辦法、上海 市餐廚垃圾處理管理方法、北京的北京市市容衛(wèi)生基金項(xiàng)目：上海市科學(xué)技術(shù)委員會(huì)資助項(xiàng)目（05DZ12016作者簡(jiǎn)介：張振華（1982-,男，浙江湖州人，碩士研究生，主要從事廚余垃圾資源化處 理研究。條例、杭州的杭州市餐廚垃圾處置管理暫行辦法等政策法規(guī)。隨著人們 觀

5、念的普遍改變以及新技術(shù)的出現(xiàn)，在我國(guó)各種關(guān)于廚余垃圾處理的管理法規(guī)也正 在制定中，同時(shí),廚余垃圾處理的一些新技術(shù)也正在慢慢地取代傳統(tǒng)的處置方法，例如廚余垃圾制取飼料、焚燒發(fā)電甚至制取燃料油等。2.2 美國(guó)美國(guó)2000年廚余垃圾的產(chǎn)生量為2598萬(wàn)t,占城市固體垃圾總量的11.2%,而其 中廚余垃圾的回收率僅為2.6%,遠(yuǎn)低于城市垃圾回收利用率的平均值 30.1%4。就 目前來(lái)看，美國(guó)處理廚余垃圾的方式也是以填埋為主，對(duì)廚余垃圾生產(chǎn)量較大的單位 設(shè)置廚余垃圾粉碎機(jī)和油脂分離裝置，分離出來(lái)的垃圾排入下水道，油脂則送往相關(guān) 加工廠（如制皂廠加以利用；對(duì)于廚余垃圾生產(chǎn)量較小的單位如居民廚房，則被混入有

6、 機(jī)垃圾中統(tǒng)一處理或通過(guò)安裝廚余垃圾處理機(jī)，將垃圾粉碎后排入下水道。美國(guó)各州對(duì)處理廚余垃圾的政策和方式都有所不同，很多州針對(duì)當(dāng)?shù)氐木唧w情況，建立了自 己的廚余垃圾處理回收體系，例如在加利福尼亞，該州正在推廣利用廚余垃圾發(fā)電的 技術(shù)，并取得了一定成績(jī)6,同時(shí)在美國(guó)的中西部地區(qū)，蚯蚓堆肥、密封式容器堆肥處 理廚余垃圾的應(yīng)用也越來(lái)越多8。2.3 歐洲歐洲每年的廚余垃圾量生產(chǎn)在 5000萬(wàn)t左右，相對(duì)來(lái)說(shuō)，歐洲各國(guó)特別是像德 國(guó)、法國(guó)、英國(guó)還有北歐地區(qū)的較發(fā)達(dá)國(guó)家等對(duì)廚余垃圾的管理和處理都有相對(duì)較 為完善的系統(tǒng)和體制。例如德國(guó)，德國(guó)是一個(gè)非常重視生態(tài)平衡的國(guó)家，目前絕大多 數(shù)垃圾填埋廠已被關(guān)閉，很多大

7、企業(yè)正在實(shí)現(xiàn)廚余垃圾變廢為寶的目標(biāo)，現(xiàn)在德國(guó)經(jīng) 濟(jì)增長(zhǎng)最快的一個(gè)部分就是價(jià)值 500億歐元的垃圾處理業(yè)；丹麥政府從1987年開(kāi)始 進(jìn)行填埋稅的征收，費(fèi)率逐年提升，其目的就是鼓勵(lì)垃圾回收，特別是對(duì)廚余垃圾這些 可利用的有機(jī)垃圾；荷蘭在1996年開(kāi)始就禁止了有機(jī)生物垃圾的填埋處理，其廚余垃 圾主要是通過(guò)好氧處理為主，在1999年時(shí)全國(guó)就有23個(gè)堆肥廠（處理能力167萬(wàn) t/a,2個(gè)發(fā)酵廠（處理能力5.2萬(wàn)t/a。2.4 日本日本每年的廚余垃圾總量為2000萬(wàn)t左右，其中18%產(chǎn)生于食品加工業(yè)，30%來(lái) 源于食品銷(xiāo)售渠道和酒店，52%來(lái)自于家庭。為了減少?gòu)N余垃圾對(duì)環(huán)境的污染，充分 利用其中的資源，日

8、本在2000年頒布了廚余廢物再生法。在過(guò)去，日本廚余垃圾的處 理方式主要為堆肥處理，這幾年出現(xiàn)了很多新的研究方向，主要包括廚余垃圾生產(chǎn)動(dòng) 物飼料及利用廚余垃圾生產(chǎn)生物氣發(fā)電供熱等。同時(shí)，在日本廚余垃圾處理技術(shù)的發(fā)展非常迅速，一些著名的電器公司如松下、三洋、日立、東芝等公司都把廚余垃 圾處理機(jī)作為一項(xiàng)很有潛力的產(chǎn)品投入一定的人力和資金進(jìn)行研制和推廣，據(jù)統(tǒng)計(jì),目前日本制造家庭廚余廢物處理機(jī)的企業(yè)已達(dá)250家。2.5 韓國(guó)韓國(guó)2000年城市生活垃圾生產(chǎn)量約為1700萬(wàn)t,其中餐廚垃圾占25%9。自 2007年以來(lái)，垃圾回收利用率的增加，特別是實(shí)施分類收集之后，廚余垃圾的生產(chǎn)量和 所占城市垃圾的比重都

9、有所下降。韓國(guó)從 1995年起實(shí)施垃圾專用袋制度，一般家庭 都將其它垃圾與廚余垃圾分開(kāi)包裝放在門(mén)外，由垃圾車(chē)和廚余垃圾車(chē)分別收取。由 于韓國(guó)特殊的飲食文化，導(dǎo)致其廚余垃圾鹽分很高，這些鹽主要來(lái)自泡菜、豆瓣醬等 高鹽分食物，因此在韓國(guó)堆肥方式處理廚余垃圾并不盛行10,在過(guò)去很長(zhǎng)一段時(shí)間 內(nèi)韓國(guó)的主要處理方法就是填埋。但是在2005年韓國(guó)政府全面禁止了將廚余垃圾進(jìn)行填埋處理，因此近年來(lái)，韓國(guó)廚余垃圾的處理方式主要為厭氧消化-生物氣回收、 生物反應(yīng)器漿狀好氧處理。3廚余垃圾的處理技術(shù)綜述廚余垃圾的處理一直是一個(gè)普遍存在的難題，目前還沒(méi)有一種十分完善的處理 方法。就當(dāng)前情況來(lái)看，主要有如下幾種處理方式

10、。3.1 粉碎直排由于廚房空間有限，因此就地減量處理是廚余垃圾處理的基本立足點(diǎn)。目前很 多國(guó)家都采用了在廚房配置廚余垃圾處理裝置，將粉碎后的廚余垃圾排入市政下水 管網(wǎng)的方法，與水混合后排放到城市污水處理系統(tǒng)進(jìn)行無(wú)害化處理 ，從而達(dá)到無(wú)害化 的目的11。此方法適用于產(chǎn)生廚余垃圾量較小的單位。但該方法往往會(huì)在城市下 水道中滋生病菌、蚊蠅和導(dǎo)致疾病傳播，同時(shí)可能造成排水管道堵塞，降低城市下水 道的排水能力，加重了城市污水處理系統(tǒng)的負(fù)荷，也不可避免地會(huì)產(chǎn)生一定的二次污 染。3.2 填埋我國(guó)很多地區(qū)的廚余垃圾都是與普通垃圾一起送入填埋場(chǎng)進(jìn)行填埋處理的。填 埋是大多數(shù)國(guó)家生活垃圾無(wú)害化處理的主要處理方式。

11、由于廚余垃圾中含有大量的 可降解組分，穩(wěn)定時(shí)間短，有利于垃圾填埋場(chǎng)地的恢復(fù)使用，且操作簡(jiǎn)便，因此應(yīng)用得比 較普遍12。隨著對(duì)廚余垃圾可利用性的認(rèn)識(shí)越來(lái)越廣泛，無(wú)論在歐美、日本還是中國(guó),廚余垃圾的填埋率都正在呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)，甚至有很多國(guó)家已禁止廚余垃圾進(jìn)入 填埋場(chǎng)處理了 13。3.3 肥料化處理廚余垃圾的肥料化處理方法主要包括好氧堆肥和厭氧消化兩種。好氧堆肥過(guò)程 是在有氧條件下利用好氧微生物分泌的胞外酶將有機(jī)物固體分解為可溶性有機(jī)物 質(zhì)兩滲入到細(xì)胞中，通過(guò)微生物的新陳代謝，實(shí)現(xiàn)整個(gè)堆肥過(guò)程14。同時(shí)，由好氧堆 肥引中出一些類似的方法，如蚯蚓堆肥是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)新技術(shù)，利用蚯蚓吞 食大量廚余

12、垃圾，并將其與土壤混合，通過(guò)砂囊的機(jī)械研磨作用和腸道內(nèi)的生物化學(xué) 作用將有機(jī)物轉(zhuǎn)化為自身或其他生物可以利用的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)15,16。廚余垃圾的厭氧消化處理是指在特定的厭氧條件下，微生物將有機(jī)垃圾進(jìn)行分解，其中的碳、氫、氧 轉(zhuǎn)化為甲烷和二氧化碳，而氮、磷、鉀等元素則存留于殘留物中，并轉(zhuǎn)化為易被動(dòng)植 物吸收利用的形式17。廚余垃圾的肥料化處理的缺點(diǎn)是肥料質(zhì)量不高，同時(shí)較高質(zhì)量的堆肥方式成本比較高，推廣困難。3.4 飼料化處理廚余垃圾的飼料化處理原理是利用廚余垃圾中含有的大量有機(jī)物，通過(guò)對(duì)其粉碎、脫水、發(fā)酵、軟硬分離后，將垃圾轉(zhuǎn)變成高熱量的動(dòng)物飼料，變廢為寶。目前我 國(guó)廚余垃圾的飼料化處理技術(shù)已趨成熟，

13、有多種類型的處理技術(shù)在上海、北京、武 漢、濟(jì)南等城市推廣應(yīng)用。在飼料化處理中，最為重要的一步工藝就是發(fā)酵，在該方 向上很多研究都取得了顯著成果。鄒蘇煥18等通過(guò)采用多種酵母菌和霉菌的混合 發(fā)酵,篩選出白地酶F-1,米曲霉F-6進(jìn)行優(yōu)勢(shì)菌種組合，在一定的發(fā)酵條件下，最終得 到的飼料粗蛋白含量33.87%,比原料增加了 6.85%;陳金鐘19等采用多菌種混合發(fā) 酵同時(shí)處理泊腳和秸桿，在兩者按3 ： 1混合，溫度150c，高壓鍋中高溫濕熱酸處理的 條件下，獲得了粗蛋白25%,粗名T維18%,水分10%的高飼料。但就總體來(lái)說(shuō)，廚余 垃圾飼料化同樣存在著質(zhì)量不高、銷(xiāo)路不好的問(wèn)題。3.5 能源化處理廚余垃

14、圾的能源化處理是在近幾年迅速興起的，主要包括焚燒法、熱分解法、 發(fā)酵制氫等。焚燒法處理廚余垃圾效率較高，最終產(chǎn)生約5%的利于處置的殘余物， 焚燒是在特制的焚燒爐中進(jìn)行的，產(chǎn)生的熱能可轉(zhuǎn)換為蒸汽或者電能，從而實(shí)現(xiàn)能源 的回收利用，但廚余垃圾的含水率高，熱值較低,燃燒時(shí)需要添加輔助燃料，從而造成投 資大的問(wèn)題，同時(shí)尾氣處理也是一個(gè)難題；熱分解法是將垃圾在高溫下進(jìn)行熱解，使垃 圾中所含的能量轉(zhuǎn)換成燃?xì)狻⒂秃吞嫉男问剑缓笤龠M(jìn)行利用，熱解法具有廣闊的應(yīng) 用前景，但技術(shù)尚未達(dá)到實(shí)用階段，目前應(yīng)用較少；氫作為一種高質(zhì)量的清潔能源，是 普遍認(rèn)為的最有潛力的替代能源，很多學(xué)者對(duì)此做了研究，Lay Jiumm-

15、Jyi20等從活 性污泥中獲取微生物，對(duì)不同化學(xué)成分組成的廚余垃圾進(jìn)行了發(fā)酵制氫實(shí)驗(yàn)，得出糖 類垃圾的產(chǎn)氫能力大概是酯類和蛋白質(zhì)類垃圾的20倍，同時(shí)劉敏21等、趙春芳22等在不同方向上均對(duì)此做了一定的研究。廚余垃圾的能源化處理必將受到越來(lái)越多 的關(guān)注。3.6 其它利用食用廢油真空油炸廚余垃圾，可達(dá)到同時(shí)處理廚余垃圾和食用廢油的目的， 不但可以迅速除去廚余垃圾中的水分，大大降低被油炸物的氧化速度，既保證了垃圾 的營(yíng)養(yǎng)成分，又進(jìn)行了一次真空消毒，油炸產(chǎn)品完全可作為一種理想的綠色飼料；提取 生物降解塑料技術(shù)，1999年，日本學(xué)者Shirai提出通過(guò)廚余垃圾發(fā)酵生產(chǎn)乳酸，進(jìn)而合 成聚乳酸這種可生物降解

16、塑料的技術(shù)，為廚余垃圾資源化和降低乳酸生產(chǎn)成本開(kāi)辟 了 一條新的途徑23,廚余垃圾乳酸發(fā)酵可解決城市垃圾排放量大且難處理，以及其造成的環(huán)境污染問(wèn)題，同時(shí)制成的生物降解塑料有望成為通用塑料的替代品，為塑料工業(yè)提供豐 富的原料來(lái)源，并解決了白色污染的問(wèn)題4結(jié)語(yǔ)就我國(guó)來(lái)說(shuō)，過(guò)去廚余垃圾大部分都是混合在城市生活垃圾中一起進(jìn)行處理的，不但增加了生活垃圾處理的難度，同時(shí)也浪費(fèi)了大量的可利用資源。現(xiàn)在隨著人們 對(duì)廚余垃圾認(rèn)識(shí)的提高，漸漸地實(shí)現(xiàn)了廚余垃圾的分類和單獨(dú)處理，填埋的處理方法 正在被淘汰，肥料化、飼料化和能源化處理正在取代傳統(tǒng)的處理方法，目前肥料化和 飼料化處理在我國(guó)還走在能源化處理的前面，但是由于

17、前兩者處理方法的產(chǎn)物質(zhì)量 并不被普遍接受，因此廚余垃圾的能源化處理正在受到更多的關(guān)注。同時(shí)其它的一 些處理方法如真空油炸、乳酸發(fā)酵等也給廚余垃圾的處理帶來(lái)了更多的選擇。要最終解決廚余垃圾的問(wèn)題，除在技術(shù)上需要有所突破之外，更重要的是從源頭 上減少?gòu)N余垃圾的產(chǎn)生，杜絕鋪張浪費(fèi)，同時(shí)，需要出臺(tái)相關(guān)法律法規(guī)，使得廚余垃圾的 分類、運(yùn)輸和處理更加規(guī)范化和安全化。科技人員技術(shù)水平的提高、人們?nèi)粘Ｉ?意識(shí)素質(zhì)的提高加上政府的良性引導(dǎo)和扶持，才是解決廚余垃圾社會(huì)問(wèn)題的根本之 道。參考文獻(xiàn)：1方戰(zhàn)強(qiáng)，吳堅(jiān)，鮑倫軍.餐廚垃圾處置方法探討J.華南師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版,2007(1:7074. 2崔亞偉，陳金

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