餐厨垃圾该拿它怎么办

　　对于绝大多数家庭来说，居家过日子，每天难免会产生一些生活垃圾，这其中，剩菜、剩饭以及食物下脚料、瓜果皮核恐怕要占相当大的比重；我们日常去就餐的餐馆、饭店以及单位食堂，每天也会有大量的饮食剩余物以及后厨的果蔬、肉食、油脂、面点等在加工过程中产生的废弃物。

　　在学术研究范畴，前者被称为厨余垃圾，后者则被叫作餐饮垃圾，二者合称餐厨垃圾。

　　不断膨胀的渣山

　　我们每年产生的餐厨垃圾究竟有多少呢？

　　资料显示，全世界餐厨垃圾约占市政固体垃圾总量的30%～50%。在我国，虽然近年来，相关管理职能部门会定期公布生活垃圾年度排放量和无害化处理量等统计数据，但尚未对餐厨垃圾的产生/排放量等进行统计公布。但有一点可以肯定，我国餐厨垃圾的来源极其广泛，产生量巨大。《2017—2022年中国餐厨垃圾处理行业发展前景预测与投资战略规划分析报告》显示，2014年，全国餐厨垃圾产生量有8000多万吨，日均产生量为23万吨，其中，主要城市餐厨垃圾的产生量为6000多万吨。2015年，全国餐厨垃圾产生量约为9110万吨，日均餐厨垃圾产生量为25万吨，人均日产量为0.18千克。以上这些数字已经与欧美发达国家的食品废物产生量相近。另有保守估计认为，我国城市每年产生的餐厨垃圾总和不低于9000万吨。

　　与此同时，全国各地餐厨垃圾的产生量和人均日产生量存在着明显的地区差异，调查分析显示，浙江、福建、北京、江苏、上海等经济社会发达地区的餐厨垃圾人均日产生量明显高于其他地区，其中，北京、上海、广州、重庆等餐饮业发达的城市，每天的餐厨垃圾产生量在2000吨以上。

　　我国是饮食文化最丰富、最深厚的国家。近几十年来，随着生活设施和居住条件的改善、人们消费水平的日益提升，一方面，餐饮业迅猛发展；另一方面，以往城市垃圾以炉灰、煤渣等为主的情况发生了彻底改变，餐厨垃圾所占比重迅速提高。在大多数地区，餐厨垃圾可占到整个生活垃圾总量的60%～70%，并且还在以每年10%以上的速度不断增长。与之形成巨大反差的是，真正能够得到有效处理的餐厨垃圾比例不超过10%。餐厨垃圾的有效处理成为困扰人们的一大难题。

　　毒源，还是资源

　　尽管因地域和饮食习惯等差异，我国不同地区餐厨垃圾的种类差别很大，但其化学成分相近，主要为蛋白质、脂类、淀粉、纤维素和无机盐等，并呈现“四高”的特点：

　　一是高水分。通常情况下，餐厨垃圾的含水率高达70%～90%。生物质废弃物具有较高的含水率意味着其热值低，收集、运输和处理的难度较大。换句话说，不但处理负荷大、能源消耗高，而且给后续的进一步资源化利用增加了难度；同时，较高的含水率也极易导致餐厨垃圾迅速腐烂变质，带来新的环境问题。

　　二是高盐分。餐厨垃圾中含有大量的无机盐，尤其是氯化钠。以我国为代表的亚洲国家习惯使用食盐来提高食物风味，但高盐会给后续的餐厨垃圾处理带来不利影响。有研究表明，高盐可能是将处理过的餐厨垃圾直接作为畜禽饲料的主要潜在风险因素。另外，盐和金属离子（如Fe3+和Al3+）可增加培养液的渗透压，抑制酵母菌的生长，导致乙醇生物发酵效率降低。研究显示，在餐厨垃圾的厌氧消化过程中，盐和钠离子对甲烷的产生具有抑制作用。

　　三是高有机质含量。餐厨垃圾大多数为有机和可生物降解成分，约占干物质质量的95%以上，其中，碳水化合物（淀粉、纤维素、半纤维素）的含量约为60%，蛋白质含量约占20%，脂肪含量约占10%。有机物含量高，容易导致餐厨垃圾腐败发臭、滋生有害生物。

　　四是高油脂含量。餐厨垃圾中的油脂是经煎、炒、炸以及洗涤锅盘餐具等过程而产生的，其成分复杂，形态多样。这些油脂如不经处置而直接排入市政管网，可能会黏附于器壁上进而造成管路堵塞。另外，油脂含量过高，会使餐厨垃圾的厌氧消化系统不稳定，影响有机物的沼气转化率。

　　因此，如果餐厨垃圾在收集和转运过程中发生泄漏，会污染空气、土壤及水源，严重干扰人们的正常生活，具有危害性的一面。

　　我国大部分地区习惯上将餐厨垃圾作为廉价饲料直接饲喂畜禽；但是，未经分类的城市餐厨垃圾除了含有金属物、牙签及塑料等尖硬物体会伤及畜禽消化道外，还含有大量病原微生物、寄生虫及其虫卵，饲喂畜禽后易引起人畜共患疾病。此外，如果使用未经妥善处理过的餐厨垃圾直接饲喂畜禽，可能存在食物链危险：一是病原微生物所产生的生物毒素在畜禽体内富集，进而通过食物链转移至人体；二是餐厨垃圾含有大量所饲喂畜禽的同源性蛋白，存在重大安全隱患，如目前普遍认为疯牛病（牛海绵状脑病）的大规模暴发源于牛食用了患有羊瘙痒症的羊肉骨粉，因此，加拿大、美国、日本、韩国及欧盟等国家和地区已经立法，严禁使用反刍动物蛋白提炼动物饲料或者使用动物源性蛋白饲料喂养同种动物。我国亦出台了《动物源性饲料产品安全卫生管理办法》，明文禁止使用动物源性饲料饲喂反刍动物。

　　不过，餐厨垃圾并非一无是处，在它肮脏恶臭的外表下，是“营养丰富”的内涵。研究表明，除了有机物含量高以外，餐厨垃圾还富含氮、磷、钾、钙以及各种微量元素，具有营养元素齐全、再利用价值高等特点；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，具有较高的生物质资源价值。目前，国内外对餐厨垃圾资源化处理技术的研究方兴未艾。有数据表明，我国每年产生的餐厨垃圾干物质含量相当于500万吨优质饲料，约等于1000万亩耕地的能量产出。

　　既然餐厨垃圾兼具资源与污染的双重属性，那么，选择合理开发餐厨垃圾的处理技术，对餐厨垃圾进行资源化处理，无疑具有重要意义。

　　传统处理不靠谱

　　如何处理生活垃圾，历来是一个世界性难题。餐厨垃圾的处理自然也不例外。目前，大多数国家所采用的办法无非机械粉碎直排、垃圾场填埋和焚烧等几种。总体而言，这些传统处理手段的效果不尽如人意，甚至存在安全隐患，远远不能适应时代发展的需要。

　　粉碎直排

　　我国一些城市实行垃圾分类、定时定点投放制度后，一些居民为了避免倒垃圾之苦，便想出了安装厨余垃圾处理器处理厨余垃圾的主意，用机器将剩菜剩饭、瓜果皮等粉碎后，直接排入下水道。对于餐厨垃圾的处理而言，这种粉碎直排的办法算不得什么新鲜事。

　　由于厨房空间有限，因此，就地处理是餐厨垃圾处理的基本立足点。在一些发达国家，如日本，很多年以前，大部分居民家中的厨房都安装了厨余垃圾处理装置，将厨余垃圾处理成粉末状后，直接排入市政下水管网。这种机械研磨装置通过高速运转的刀片将装在内胆的各种食物垃圾切碎搅拌后冲入下水道。

　　餐厨垃圾粉碎直排法的实质是利用污水处理系统来降解有机质，所以对城市污水处理系统的要求较高。采用这种处理方法，容易产生污水和臭气，滋生病菌、蚊蝇，甚至引发疾病的传播；油污的凝结成块也会造成排水管堵塞，降低城市下水道的排水能力。另外，餐厨垃圾脂类含量特别高的特性更是增加了城市污水处理系统的负荷，并且大大增加了城市污水处理厂出水不达标的风险；同时，还会不可避免地产生一定的二次污染。

　　事实上，为了保护污水处理系统，日本多地的地方政府已禁止使用垃圾粉碎机。

　　填埋

　　谈到如何处理餐厨垃圾，估计很多人脑海里都会条件反射般地闪过一个词—“一埋了之”。过去，国内大部分地方的餐厨废弃物的确是与其他废弃物一起运到垃圾填埋场进行掩埋。填埋也是世界上大多数国家生活垃圾无害化处理的一种主要方式。

　　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为小分子的生化过程。为了防止填埋过程产生的渗滤液污染土壤和地下水，垃圾填埋场需要建设相应的收集和处理系统。由于餐厨垃圾中含有大量可降解组分，稳定时间短，有利于垃圾填埋场地的恢复使用，且处理成本低，技术简单，适合各种垃圾，所以不少发展中国家采用这种处理方法。

　　不过，采用填埋法处理餐厨垃圾存在重大的安全隐患。混合的垃圾在降解过程中产生的气体会污染大气甚至引起垃圾坍塌等危险。另有部分餐厨垃圾中含有少量的铅、汞等有害物质，如在运输或填埋过程中泄漏到地下水及其周边水源里，会引起水体及土壤污染。与此同时，由于餐厨垃圾的含水率过高，势必导致渗滤液大量排出，增加处理难度。另外，我国符合填埋条件的土地锐减，也会导致处理成本的增加。

　　此外，采用这种处理方式，将损失餐厨垃圾中几乎所有的营养价值，餐厨垃圾中的绝大部分碳最终都将转化为沼气。有实验表明，在一个精心设计的填埋场里，约有66%的沼气可以作为燃料重新利用，剩余的34%的沼气将进入大气层，但沼气对全球变暖具有巨大影响，它所引起的温室效应的能力约为二氧化碳的23倍。

　　因此，随着对餐厨垃圾可利用性认识的逐步提高，无论在欧美、日本还是我国，该类垃圾的填埋率均呈下降趋势，一些国家甚至已禁止未经处理的餐厨垃圾进入填埋场，如韩国于2005年起所有填埋场都不再接收餐厨垃圾。

　　焚烧

　　有人或许会说，既然前面几种办法都不好，那干脆放一把火把餐厨垃圾烧掉好了。事实上，焚烧的确是处理餐厨垃圾的一种办法。

　　所谓焚烧法，是将垃圾放在特制的焚烧炉中用1000℃以上高温将垃圾的有机成分彻底氧化分解。经过焚烧，垃圾固体可减量50%～80%，焚烧所产生的热能可转换成蒸汽或电能，从而实现能源的回收与利用。

　　不过，理想很丰满，现实很骨感。由于餐厨垃圾含水量太高，且脱水困难，加之其热值较低，需要消耗大量的能量进行脱水处理和添加其他辅助燃料，由此造成了焚烧处理成本的增加。此外，在焚烧过程中产生的二氧化硫、氮氧化物、呋喃、二英等有害气体，也会造成二次污染。

　　從某种程度上说，前面提到的几种传统处理手段，其出发点无一例外地是将餐厨垃圾视为一无是处的污染源；如果我们能改变思路，深入挖掘餐厨垃圾的资源性，或许能够走出一条新路：不仅大大减轻城市生活垃圾处理设施的压力，而且让餐厨垃圾变废为宝。

　　餐厨垃圾的三条出路

　　目前，资源化利用技术主要包括肥料化、饲料化、油脂回收利用等，它们各有利弊。

　　肥料化

　　餐厨垃圾中的有机质含量高达60%以上，是一种优质的堆肥原料。在人工控制的条件下，利用微生物，可以将餐厨垃圾中的有机物降解为稳定的腐殖质。

　　这种处理方法工艺简单，产品中能保留较多的氮，可以作为改良土壤的肥料。而且由于餐厨垃圾中的有机物含量高，营养元素全面，碳氧比较低，比传统堆肥物料更具备能源优势。堆肥工艺主要有好氧堆肥和蚯蚓堆肥。

　　其实，在国内外，用昆虫处理餐厨垃圾的做法早已有之。2000年悉尼奥运会期间，主办方就曾用数以百万计的蚯蚓降解植物废料、食物残渣和纸张等垃圾。近年来，利用黑水虻、蝇蛆、黄粉虫甚至蟑螂等虫类处理餐厨垃圾的研究逐渐受到关注，其中，研究较多的是利用餐厨垃圾养殖黑水虻。这项技术在我国广东省平远县、陕西省渭南市、江苏省盐城市等地都有生产案例。

　　黑水虻具有可直接食用新鲜的餐厨垃圾的特点，而且具有食谱宽、食量大、容易成活、幼虫营养价值全面、生态安全性高、抗逆性强、对油盐不敏感等优点，被认为是餐厨垃圾昆虫处置领域最具产业化前景的生物种类。

　　研究表明，黑水虻处理餐厨垃圾可大幅度减少餐厨垃圾的体积，控制恶臭气体的排放量；同时，能够减少苍蝇滋生，并有效地消除病原微生物。

　　餐厨垃圾养殖完黑水虻后，可经过筛分得到黑水虻老熟幼虫及虫砂。老熟幼虫富含较高的蛋白质，可用来加工制备高附加值的昆虫蛋白源饲料；筛分出来的虫砂可开发成高附加值的有机肥料。

　　除了利用黑水虻外，在山东省济南市章丘区餐厨垃圾处理中心，人见人厌的蟑螂正打着一场名誉的“翻身仗”。在那里，一种名叫美洲大蠊的蟑螂每只每天要吃掉自己体重5%的餐厨垃圾。10亿只蟑螂靠着自己的看家本领—吃，每天能消化50吨左右的餐厨垃圾，占章丘区每天餐厨垃圾产生量的83%。

　　在美洲大蠊生命走到尽头时，会从竖着的波纹板上滑落，虫体、卵鞘、粪便通过机器分离收集。虫体经过300℃高温灭菌、烘干后，可做成蛋白饲料添加剂，卵鞘用来孵化新生力量，粪便用作有机肥料。

　　如果防治不当，餐厨垃圾在处理过程中极有可能滋生大量苍蝇，假若使用杀虫剂抑制苍蝇的危害，则会引进新的毒素，造成所生产的饲料达不到食品安全的要求。如果跳出防治苍蝇的思维定势，利用自然滋生的苍蝇来处理餐厨垃圾，可能会是一种理想的方法。

　　蝇类嗅觉灵敏，能迅速找到环境中的有机废弃物；在生态系统中，蝇类幼虫（蝇蛆）扮演着动植物分解者的重要角色，由于具有杂食性，各种腐败发酵的有机物都可成为它们的食物。此外，蝇类昆虫含有丰富的抗菌肽和多种酶类，在充分分解利用餐厨垃圾时，还能对有机质中的各种病原微生物、寄生虫卵等进行灭杀。

　　研究发现，饲养蝇类昆虫，将餐厨垃圾中的有机质转换成蝇类本身组成物质，再利用蝇类昆虫作饲料或者生物质来源，能从根本上杜绝同源性蛋白的安全隐患。可见，利用蝇类来处理餐厨垃圾会是一项环境友好型技术，完全可能与蚯蚓堆肥媲美。

　　尽管利用蟑螂、蝇类、水虻等虫类处理餐厨垃圾好处多多，但也有不少人担心这些昆虫本身就携带多种致病菌，利用它们来处理餐厨垃圾是否安全、是否会造成新的污染。比如，不能排除它们自身携带诸如肝炎病毒等“重磅炸弹”的可能性。

　　除了生物安全，上述昆虫对餐厨垃圾的处理能力同样值得关注。有研究者指出，以目前国内外主要采用的厌氧发酵制沼气技术为例，同样占地6300平方米，可以实现餐厨垃圾上百吨的日处理量，数倍于蟑螂的处理能力。目前来看，利用虫类处理餐厨垃圾的办法只能作为一种辅助手段，尚不能作为主流技术。

　　炼制高附加值化学品

　　利用生物质废弃物生产能源及高附加值化学品是解决当前全球面临的资源、能源及环境问题的有效途径之一。通过餐厨垃圾发酵生产乳酸，进而合成聚乳酸这种可生物降解塑料的技术，为餐厨垃圾的无害化、减量化、资源化和變废为宝开辟了一条新的途径。

　　日本的课题组以及我国的研究团队都在开展餐厨垃圾发酵生产乳酸的研究工作。北京科技大学的汪群慧课题组针对有机废弃物处理及资源化开展了十余年的研究，先后从餐厨垃圾中成功制得乳酸、乙醇、糖化酶等高附加值化学品。

　　还有科学家建立了不灭菌的餐厨垃圾生产乙醇工艺，获得的乙醇浓度最高为33克每升。有研究人员将餐厨垃圾糖化后离心分离，上层糖化液用于制丁醇，下层糖化残渣用于制备有机肥。研究证明，餐厨垃圾糖化液发酵制丁醇和糖化残渣堆肥化的组合工艺是可行的，为餐厨垃圾能源化与资源化探索了一条新的途径。

　　当前，我国乙醇生产主要以玉米、稻谷、小麦等粮食作物为原料，产品原料价格高，且可能会对粮食安全构成一定威胁，利用餐厨垃圾进行乙醇的生产具有实现资源利用和降低生产成本等优点。

　　此外，还有利用热分解法进行餐厨垃圾处理的，即在高温下对餐厨垃圾进行热解，使其中所含的能量转换成燃气、油和碳，然后再进行利用。同时，餐厨垃圾中所含的氦、硫、氨等在热解过程中保持还原状态。

　　热处理技术主要包括焚烧、热解、水热碳化等。餐厨垃圾因含水率高达90%以上，一般多采用水热碳化技术。水热碳化是指在密闭的体系中，以湿的碳水化合物为原料，在一定的温度和自身产生的压力条件下，经过一系列复杂反应转化为碳材料的过程。由于反应过程在水中进行，采用水热碳化法可通过选择合适的添加剂向碳化物中引入其他元素，制备不同形貌的碳复合材料，或对其进行元素掺杂和表面修饰，这就为生产各种各样的产品提供了巨大的可能性。

　　令人遗憾的是，上述方法虽然具有广阔的应用前景，但还处于研发初期，其技术尚未达到实用阶段，需要大量的研究工作来丰富和充实，目前应用较少。

　　最后需要说明的是，我国餐厨垃圾因分类不彻底，成分复杂，甚至有的含塑料袋、饭盒、筷子、金属等杂物；因此，在对餐厨垃圾“减量化、无害化、资源化”综合处理前，必须进行垃圾预分选处理—筛选出餐厨垃圾中的各类污染物，并分别加以分类分级处置，以提高餐厨垃圾的再利用率。所以，归根结底，垃圾利用需从分类开始。

　　陈浩

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