國內(nèi)外餐廚垃圾處理現(xiàn)狀及技術(shù)

許曉杰，馮向鵬，李冀閩，陳廣飛，馮仕章

（1.首鋼能源環(huán)保產(chǎn)業(yè)事業(yè)部設(shè)計技術(shù)中心，北京 100041；2.北京首鋼生物質(zhì)能源科技有限公司，北京 100041）

1 國外餐廚垃圾資源化處理現(xiàn)狀

1.1 美國餐廚垃圾處理現(xiàn)狀

據(jù)美國環(huán)保局（EPA）統(tǒng)計，2000—2010年美國年平均餐廚垃圾產(chǎn)生量達到3 000多萬t，約占生活垃圾總量的13.2%，其中2010年餐廚垃圾產(chǎn)生量為3 476萬t，占城市固廢總量的13.9%［1］，但這些餐廚垃圾得到回收利用的只占2.5%左右（見圖1），剩余的餐廚垃圾大多被填埋或焚燒。從圖1可看出，11 a來美國餐廚垃圾的回收率并沒有升高趨勢。

美國主要通過從源頭減量、捐贈食物、作動物飼料、工業(yè)利用、好氧堆肥的方式減少和處理餐廚垃圾。自1994年美國有餐廚垃圾數(shù)據(jù)統(tǒng)計至今，商業(yè)堆肥和庭院堆肥是餐廚垃圾資源化處理的主要方式；對于將餐廚垃圾作動物飼料的企業(yè)必須將食物蒸煮后方可使用，且蒸煮設(shè)備必須在美國農(nóng)業(yè)部或所在州的農(nóng)業(yè)主管部門或動物健康機構(gòu)進行注冊登記；利用餐廚垃圾制沼氣技術(shù)目前在美國還不普遍，估計當美國開始尋找新的替代能源時該技術(shù)會得到普遍推廣。

1.2 歐盟餐廚垃圾處理現(xiàn)狀

歐盟國家已實施的垃圾填埋法令禁止將餐廚垃圾填埋處理。從2003年開始執(zhí)行的動物副產(chǎn)品條例，嚴禁在飼料生產(chǎn)中使用同類動物的任何部位，嚴禁向毛皮類動物以外的牲畜喂廚房泔水。

受法律規(guī)定及歐洲能源政策影響，歐洲主要采用厭氧消化和好氧堆肥的方式處理餐廚垃圾和庭院垃圾，并得到很好地應(yīng)用。截至2006年，歐洲有124家處理能力超過3 300 t/a的厭氧消化廠，年總處理規(guī)模是430萬t（不含糞便和污泥厭氧消化廠）［2］。

截至2006年，西班牙、比利時、荷蘭、瑞士和德國人均厭氧處理規(guī)模最大，見圖2，其中西班牙大約10%的有機垃圾采用厭氧處理技術(shù)。

據(jù)了解，目前歐洲大約3%的可生物降解的固廢采用厭氧處理，盡管厭氧消化處理規(guī)模不斷增加，但好氧堆肥仍然是歐洲處理城市有機固廢的主要方式（處理約7%的家庭有機固廢）［2］。

1.3 日本餐廚垃圾處理現(xiàn)狀

日本每年生活垃圾（包括商業(yè)垃圾）的總量為5 000萬t，其中餐廚垃圾為2 000萬t，占生活垃圾總量的40%。在餐廚垃圾中，18%來自食品加工業(yè)，30%來自食品銷售渠道和酒店，52%來自家庭［3］，產(chǎn)生于食品加工行業(yè)的垃圾由于收集比較集中，其回收率達48%，而來源于家庭的餐廚垃圾回收率還很低，如1996年只有5萬t的家庭餐廚垃圾回收利用，經(jīng)焚燒和填埋處置的餐廚垃圾占總量的 99.7%［4］。

2001 年日本出臺了餐廚廢物再生法，旨在降低食品浪費，提高餐廚垃圾的回收率。餐廚廢物再生法使得餐廚垃圾的回收率從2002年不到10%提高到2005年的20%，特別是食品加工廠的食品回收率提高到70%。家庭產(chǎn)生的餐廚垃圾回收率并未提高，主要是因為大多家庭產(chǎn)生的餐廚垃圾被混合在其他垃圾中，很少有當?shù)卣畬@部分餐廚垃圾進行分類收集。

以前日本大部分回收的餐廚垃圾被用來堆肥，現(xiàn)在更多的餐廚垃圾被用來制飼料。一些食品企業(yè)回收食物殘渣如大豆、面包和熟米飯等作為原料，制成飼料，喂養(yǎng)牲畜。為了防止瘋牛病的傳播，回收的食物只能被用來喂豬和雞，不能用來喂牛和羊。日本利用餐廚垃圾制動物飼料的主要方法：①脫水處理生產(chǎn)干飼料。脫水的方法分為常規(guī)的高溫脫水、發(fā)酵脫水和油炸脫水［5］。日本的札幌市餐廚垃圾回收處理中心利用油炸法生產(chǎn)動物飼料。該中心每天從188個機構(gòu)，包括學(xué)校、醫(yī)院等地收集50 t餐廚垃圾，用廢植物油，在減壓條件下進行低溫油炸（約110℃），生產(chǎn)出脫水飼料。②餐廚垃圾經(jīng)發(fā)酵后，以流體形式飼養(yǎng)禽畜。這種方法免去了脫水過程，處理成本低，而且未脫水的餐廚垃圾其蛋白質(zhì)含量、利用率都比脫水飼料高。脫水飼料的營養(yǎng)物質(zhì)含量見表1［6］。

表1 脫水飼料的營養(yǎng)物質(zhì)含量（n=59）%

在發(fā)酵過程中，餐廚垃圾中的乳酸和醋酸濃度升高，pH降低。大量的乳酸為動物提高了豐富的有機酸，同時pH達到3.5左右，有效抑制了飼料中大腸桿菌的繁殖。

在日本利用餐廚垃圾制沼氣的典型代表是京都。2004年京都率先建成1座2.2萬t/a的厭氧消化處理廠，利用餐廚垃圾制沼氣，并用沼氣制氫氣。隨后東京、Ikoma、Shimoina和上越市先后建了厭氧消化處理廠。2006年，日本修訂了“日本生物質(zhì)能策略”，要在全國范圍內(nèi)提高有機生物質(zhì)資源利用（包括餐廚垃圾），強調(diào)生物燃料在運輸行業(yè)的推廣。

1.4 韓國餐廚垃圾處理現(xiàn)狀

近年來，韓國餐廚垃圾產(chǎn)生量約占城市垃圾30%左右，隨著垃圾回收利用率的增加，特別是實施分類收集之后，餐廚垃圾的產(chǎn)生量和所占城市垃圾的比重都有所下降。2000年城市生活垃圾產(chǎn)生量約1 700萬t，其中餐廚垃圾占25%［7］。1995年韓國成立了餐廚廢棄物管理委員會，實施垃圾專用袋制度，對餐廚垃圾進行分類收集，餐廚垃圾回收率由1998年的21.7%提高到2004年的81.3%。

由于餐廚垃圾填埋會產(chǎn)生滲瀝液和臭氣等環(huán)境問題，韓國政府強令各酒店、餐飲業(yè)主自行購置設(shè)施回收處理其消費渠道產(chǎn)生的廚余及食品垃圾［8］，并于2005年起禁止餐廚垃圾進行填埋。據(jù)首爾大學(xué)2005年的研究報告，韓國餐廚垃圾的主要處理方式是作動物飼料和堆肥，占回收量的80%以上，見表2。

表2 韓國餐廚垃圾處理現(xiàn)狀統(tǒng)計 萬t/a

韓國通常采用微生物菌種集中處理餐廚垃圾制造飼料。餐廚垃圾經(jīng)粉碎、高溫消毒后，與微生物、碎玉米、糖等添加劑充分混合后裝桶送往禽畜牧場。因韓國近年來對飼料源頭和生產(chǎn)過程的安全監(jiān)督做出了更嚴格的規(guī)定，所以在一定程度上影響了餐廚垃圾飼料化處理設(shè)施的運行和發(fā)展。

韓國現(xiàn)有52家堆肥公司［9］，從運行情況來看，堆肥還存在著諸多問題：首先餐廚垃圾中的雜質(zhì)太多，影響堆肥的品質(zhì)；其次韓國的餐廚垃圾含鹽達到1%～3%，過高的鹽分也影響堆肥效果；另外氣味問題難解決。

2 國內(nèi)餐廚垃圾資源化處理現(xiàn)狀和未來發(fā)展

2.1 我國餐廚垃圾處理現(xiàn)狀

據(jù)統(tǒng)計我國餐飲企業(yè)每年產(chǎn)生的餐廚垃圾已超過3 000萬t，但現(xiàn)有處理設(shè)施嚴重不足，如北京餐廚垃圾產(chǎn)生量1 750 t/d，處理能力只有五六百噸；深圳1 800 t/d，規(guī)范收運處理的餐廚垃圾只有35～55 t；廣州 700～1 000 t/d，處理能力僅2.4 t［10］。目前仍普遍存在餐廚垃圾喂養(yǎng)家畜或提煉潲水油現(xiàn)象，“垃圾豬”和地溝油問題帶來的一系列安全隱患，嚴重危害人們的生命安全。

近幾年，隨著餐廚垃圾的處理問題日漸得到重視，從中央到地方相繼出臺各項政策和管理辦法杜絕餐廚垃圾違法處理現(xiàn)象，引導(dǎo)企業(yè)和餐飲單位減量化、無害化、資源化處理餐廚垃圾。

從2000—2011年我國有關(guān)餐廚垃圾處理與利用文獻的統(tǒng)計分析（中文核心期刊）來看，以好氧發(fā)酵和厭氧消化技術(shù)處理餐廚垃圾逐漸成為研究重點并呈上升趨勢［11］。

餐廚垃圾喂養(yǎng)家畜大致分為直接喂養(yǎng)和制蛋白飼料2種，其中直接喂養(yǎng)是一種較普遍的現(xiàn)象，具有安全衛(wèi)生隱患；制蛋白飼料分干熱處理技術(shù)、濕熱水解技術(shù)和高溫好氧發(fā)酵技術(shù)，是一種經(jīng)濟效益較好的利用途徑，但由于目前國內(nèi)尚無相應(yīng)標準和出于對同源性的擔憂，該途徑并未得到有效推廣。

因我國餐廚垃圾未做到有效分類，導(dǎo)致收運處置的餐廚垃圾數(shù)量少、品質(zhì)差，并且餐廚垃圾具有高油（1%～5%）、高鹽（1%～3%）和高含水率（70%～90%）等特點，我國現(xiàn)有處理技術(shù)和設(shè)施的處理效果并不理想，存在處理成本高、堆肥肥效低和厭氧產(chǎn)沼率低等問題。

2.2 我國餐廚垃圾處理未來發(fā)展

1）政府強化監(jiān)管，打擊非法收運，堵塞餐廚垃圾的不良渠道，引導(dǎo)餐飲單位做好源頭分類，鼓勵和支持處置企業(yè)成立收運隊伍，構(gòu)建智能化收運系統(tǒng)。

2）以餐廚垃圾為原料制成的生物腐植酸，不僅能提高化肥利用率，改良和修復(fù)污染土壤，保護農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境，而且能有效彌補國家“十二五”期間要減少化肥生產(chǎn)量所帶來的缺口，是一條值得推廣的發(fā)展路線。

3）鑒于我國餐廚垃圾特點和目前沼氣產(chǎn)生率低的問題，采用聯(lián)合厭氧發(fā)酵的方式，將餐廚垃圾與多種物料混合，如糞便、秸稈和果蔬等，可以使原料獲得更優(yōu)的C/N和養(yǎng)分組成，從而獲得更高的產(chǎn)氣量，避免原料季節(jié)性波動大的問題。

4）采取沼氣提純技術(shù)，制備高品質(zhì)的生物天然氣、車用燃料等高附加值產(chǎn)品。

5）注重生態(tài)循環(huán)利用，使餐廚垃圾資源化處理與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有機結(jié)合，利用果蔬種植業(yè)消納餐廚垃圾厭氧消化過程中產(chǎn)生的沼液、沼渣，實現(xiàn)餐廚垃圾的完全利用和生態(tài)循環(huán)。

3 結(jié)論

1）從國內(nèi)外餐廚垃圾處理現(xiàn)狀和技術(shù)比較看，國外的餐廚垃圾資源化利用率也不高，并且多以堆肥處理為主，但國外，特別是歐洲厭氧消化處理餐廚垃圾技術(shù)成熟，值得借鑒。

2）我國餐廚垃圾處理處于起步階段，在路線選擇上應(yīng)結(jié)合實際，多方面考慮，選擇符合自身特點，切實可行的技術(shù)路線。

3）餐廚垃圾處理是一項系統(tǒng)工程，包括源頭分類收集、資源化處理和下游銷售利用整個過程，需要政府、餐飲單位、處置企業(yè)及終端利用單位密切配合。

［1］US EPA.Municipal solid waste in the United States：2010 facts and figures［R］.2012.

［2］Rapport J，Zhang R H，Jenkins B M，et al.Current anaerobic digestion technologies used for treatment of municipal organic solid waste［R］.2008.

［3］王星，王德漢，張玉帥，等.國內(nèi)外餐廚垃圾的生物處理及資源化技術(shù)進展［J］.環(huán)境衛(wèi)生工程，2005，13（2）：25-29.

［4］趙由才，宋玉.生活垃圾處理與資源化技術(shù)手冊［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，2007.

［5］Aizpuru A，Khammar N.Treatment of complex mixtures of VOC［J］.Acta Biotechnol，2003 （2/3）：211-226.

［6］Tomoyuki Kawashima.The use of food waste as a protein source for animal feed：Current status and technological development in Japan［C］.FAO Expert Consultation and Workshop on Protein Sources for the Animal Feed Industry，Bangkok，Thailand，2002.

［7］Sayeki M，Kitagawa T，Matsumoto M，et al.Chemical composition and energy value of dried meal from food waste as feedstuff in swine and cattle［J］.Anim Sci J，2001，72 （7）：34-40.

［8］Ministry of Environmental of South Korea.Food waste reduction and recycling［R］.2002.

［9］任連海，田媛.城市典型固體廢棄物資源化工程［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009.

［10］谷林.第11期固廢戰(zhàn)略沙龍藍皮書［R］.2012.

［11］李秀金.我國餐廚垃圾收集、處理利用現(xiàn)狀與未來發(fā)展［R］.2012.