開創(chuàng)生活垃圾處理新思路
——微生物處理廚余垃圾

劉佳悅

上海市徐匯區(qū)廢棄物綜合管理所

根據(jù)《2016年城市建設(shè)統(tǒng)計(jì)年鑒》，上海市城市垃圾產(chǎn)生量逐年遞增，其中居民生活產(chǎn)生的廢棄物占城市生活垃圾總量的60%，其中垃圾中的有機(jī)物從1990年的27.5%迅猛上升至50.1%，其中絕大多數(shù)是廚余垃圾，約占生活垃圾總量的30%～40%。城市垃圾最終處理模式一般分為填埋、焚燒和堆肥，發(fā)達(dá)國(guó)家以焚燒為主，我國(guó)以填埋為主，可見在垃圾處理的少量化、無(wú)害化、資源化方面我國(guó)與發(fā)達(dá)國(guó)家有著不小的差距。根據(jù)上海市“十三五”加強(qiáng)生態(tài)文明建設(shè)、打造生態(tài)宜居城市要求，垃圾處理、垃圾分類等相關(guān)工作項(xiàng)目已處于極其重要的地位。

為追尋發(fā)達(dá)國(guó)家的成功經(jīng)驗(yàn)，減少以填埋為主的最終處理方式，全國(guó)各地依據(jù)自身?xiàng)l件，對(duì)當(dāng)?shù)氐睦幚矸绞竭M(jìn)行了一些升級(jí)。上海是我國(guó)東部最發(fā)達(dá)地區(qū)的特大城市，一定程度上代表我國(guó)城市化發(fā)展的未來(lái)趨勢(shì)。依據(jù)我國(guó)的國(guó)情，在垃圾處理模式上能否走出一條創(chuàng)新的方式，都將在全國(guó)乃至世界范圍內(nèi)破解“垃圾圍城”困局做出一定的積極貢獻(xiàn)。本文聚焦的是一款以微生物處理有機(jī)濕垃圾技術(shù)與應(yīng)用。

1 我國(guó)廚余垃圾概況

作為世界人口大國(guó)，社會(huì)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，城市居民生活水平大為提高，目前我國(guó)共有餐飲酒家近350萬(wàn)家，每天產(chǎn)生驚人的餐廚垃圾，同時(shí)人均生活垃圾年產(chǎn)量為400kg，年增長(zhǎng)率高達(dá)7%～9%，但無(wú)害化率不足20%，大量的生活垃圾裸露堆放在城郊，存量高達(dá)60多億t，1/3城市陷入“垃圾圍城”。在我國(guó)沒有進(jìn)行垃圾分類的大背景下，廚余垃圾是生活垃圾的主要成分之一，其整體上具有以下特性：

（1）含水量高，一般在70%～85%，因廚余垃圾屬于低熱值，不適用于焚燒處理。

（2）pH值多呈酸性（4.0～6.8），極易腐爛酸化，進(jìn)而引發(fā)大氣、土壤等二次污染。

（3）廚余垃圾的干物質(zhì)以有機(jī)物為主（80%～95%），有機(jī)物成分主要包括糖類、蛋白質(zhì)、油脂和木質(zhì)纖維素類物質(zhì)等；糖類和蛋白質(zhì)含量占干物質(zhì)的60%以上，是致使廚余垃圾極易被微生物利用而發(fā)生腐敗的主要原因；由于我國(guó)飲食習(xí)慣和烹調(diào)方法等原因，導(dǎo)致廚余垃圾中油脂的含量很大（15%～30%），一方面為非法提煉垃圾油提供了材料來(lái)源，另一方面也給廚余垃圾資源化處理帶來(lái)了難度；廚余垃圾中木質(zhì)纖維素類物質(zhì)含量較少（＜5%）。

（4）廚余垃圾C/N一般在10～30之間，為其生物處理提供了有利條件；營(yíng)養(yǎng)元素較為豐富，特別是作為植物重要營(yíng)養(yǎng)的氮、磷、鉀等含量較多；但是廚余垃圾含鹽量大，為2%～5%（以氯離子計(jì)），如果將其直接施入土壤可能會(huì)造成土壤鹽漬化。

（5）相對(duì)其他垃圾，成分簡(jiǎn)單，惰性物質(zhì)和重金屬等有害物質(zhì)含量少。

2 微生物廚余垃圾處理設(shè)備簡(jiǎn)介

根據(jù)目前我國(guó)城市生活垃圾分類、收運(yùn)水平，需要一種設(shè)置簡(jiǎn)單，占地面積小，操作方便，減量化、無(wú)害化、資源化程度高的新型廚余垃圾處理設(shè)備，尤其在目前垃圾分類推廣初級(jí)階段，一款充分考慮投放者心理，能簡(jiǎn)化垃圾投放源頭管理、減少處理環(huán)節(jié)的實(shí)用產(chǎn)品尤其適合廣泛推廣應(yīng)用。上海紀(jì)明環(huán)保設(shè)備科技有限公司在上海復(fù)旦大學(xué)等高校幫助支持下，經(jīng)多年努力，成功研發(fā)了具有國(guó)內(nèi)領(lǐng)先、國(guó)際先進(jìn)科技水平的智慧生態(tài)餐廚垃圾處理設(shè)備。具體實(shí)施方式：廚余垃圾（包括泔腳油、泔腳水）投入到處理器，通過高速粉碎裝置處理后自動(dòng)均勻噴灑到處理面基質(zhì)上與微生物菌群充分均勻地?cái)嚢?，?h內(nèi)把廚余垃圾降解為生態(tài)有機(jī)肥料，降解率（減容率）高達(dá)96%左右。總體運(yùn)行智能化，操作便捷、維修率低，僅需每年添加一次微生物菌劑。目前已在上海、陜西等多個(gè)場(chǎng)所經(jīng)3年實(shí)踐實(shí)用，效果顯著。

3 與其他廚余垃圾處理方式比較

1）粉碎直排處理。通過機(jī)械研磨將裝在內(nèi)膽里的廚余垃圾切碎攪拌后沖入下水道，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。該技術(shù)簡(jiǎn)單，能降低城市垃圾的含水率，利于提高城市垃圾的熱值，但需要大量的水進(jìn)行沖洗，增大污水處理廠的處理量，加重了城市污水處理系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)；但對(duì)城市下水道的排水能力有相當(dāng)要求，以我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平要普及到每家每戶在經(jīng)濟(jì)成本上不現(xiàn)實(shí)。

2）飼料化處理。主要利用生物轉(zhuǎn)化將餐廚垃圾經(jīng)過生物轉(zhuǎn)化、烘干處理、殺毒滅菌、除鹽等過程，最終生成蛋白飼料添加劑等可利用物質(zhì)。但采用廚余垃圾制作的動(dòng)物飼料，其衛(wèi)生安全性尚需進(jìn)一步研究。

3）衛(wèi)生填埋。填埋是我國(guó)目前應(yīng)用最為廣泛的生活垃圾處置技術(shù)，采取防滲、填埋、壓實(shí)和滲濾液處理等措施，對(duì)固體垃圾進(jìn)行管理的綜合性工程方法。與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)的填埋場(chǎng)設(shè)計(jì)理念較落后，技術(shù)水平較低，總體屬于粗放式運(yùn)營(yíng)，土地填埋利用率不高，占用了大量土地資源；我國(guó)大部分填埋場(chǎng)缺乏有效的基礎(chǔ)和邊坡防滲措施及滲濾液處理設(shè)施，導(dǎo)致滲濾液污染地下水事故不斷出現(xiàn)，而設(shè)有滲濾液處理設(shè)施的也多數(shù)不能實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放；部分填埋場(chǎng)未設(shè)氣體導(dǎo)排和利用裝置，對(duì)于填埋產(chǎn)生氣體處于無(wú)組織排放狀態(tài)，易造成二次污染。

4）焚燒處理。在高溫條件下，將廚余垃圾可燃成分與空氣中的氧進(jìn)行劇烈的化學(xué)反應(yīng)，放出熱量，轉(zhuǎn)化為高溫燃燒氣體及少量固體殘?jiān)?。焚燒處理具有減容效果明顯、無(wú)害化程度高、可回收熱能、占地面積小等特點(diǎn)，但對(duì)垃圾的熱值有一定要求，不能滿足熱值要求的垃圾燃燒不充分會(huì)產(chǎn)生二噁英等有害物質(zhì)，其建設(shè)成本和運(yùn)行費(fèi)用也較高。

5）堆肥化處理。堆肥化是依靠自然界廣泛分布的細(xì)菌、放線菌、真菌等微生物人為地促進(jìn)垃圾中可生物降解的有機(jī)物向穩(wěn)定的腐殖質(zhì)轉(zhuǎn)化的生物化學(xué)過程。我國(guó)城市生活垃圾中可生物降解有機(jī)物含量較高，較適合堆肥化處理技術(shù)，但由于我國(guó)城市生活垃圾目前仍以混合收集為主，堆肥也是以混合收集的生活垃圾作為原料，導(dǎo)致堆肥成本高、產(chǎn)品肥效低、質(zhì)量差、銷路不好；且堆肥的使用是季節(jié)性的，而城市生活垃圾的處理卻具有連續(xù)性，二者之間固有的矛盾也會(huì)增加垃圾的處理成本和堆肥的生產(chǎn)成本。

綜上所述，微生物垃圾處理較傳統(tǒng)廢除垃圾技術(shù)相比有以下優(yōu)勢(shì)（見表1）。

智慧生態(tài)餐廚垃圾處理與傳統(tǒng)廚余垃圾處理技術(shù)相比的優(yōu)勢(shì)：實(shí)踐數(shù)據(jù)測(cè)定，經(jīng)智慧生態(tài)餐廚垃圾處理機(jī)處理的廚余垃圾，降解為有機(jī)肥料（25%左右）、CO2和水蒸氣（75%左右）。100%的油水分離干凈、100%的將殘羹剩飯分解處理、100%的降解廚余垃圾滲濾液，做到污染物零排放、無(wú)異味，處理剩余的基質(zhì)可作為肥料。

表1 微生物垃圾處理與傳統(tǒng)廢除垃圾處理比較優(yōu)勢(shì)

4 建議

根據(jù)我國(guó)目前城市生活垃圾產(chǎn)生現(xiàn)狀和未來(lái)的趨勢(shì)，結(jié)合我國(guó)城市生活垃圾的處理現(xiàn)狀、存在的問題，提出以下建議：

（1）大力推行垃圾分類減量工作。早在2000年，上海被建設(shè)部城市建設(shè)司定為垃圾分類收集試點(diǎn)城市之一，已經(jīng)開始試點(diǎn)垃圾分類，如今已過去近20年，但成效甚微。究其原因與居民的生活習(xí)慣、生活條件、住宅情況等多種因素密切相關(guān)。要切實(shí)建立生活垃圾的全程分類體系，做到“一分到底”：從源頭的投放，到中端的收集、運(yùn)輸，再到末端的處理，整個(gè)過程都要堅(jiān)持分類，這樣才是真正意義上的生活垃圾分類。同時(shí)做好軟、硬件配套支撐，全社會(huì)“從上到下”的支持，“從細(xì)枝到主干”的收運(yùn)體系一樣不能少，無(wú)論何種垃圾的任何處理方式，“分類”是根本、是前提。

（2）調(diào)整配置綜合處理技術(shù)。目前我國(guó)以填埋為主的最終處理技術(shù)是不可持續(xù)的，不能滿足生態(tài)宜居城市發(fā)展需求，城市生活垃圾處理應(yīng)逐步減少填埋處理包括廚余垃圾在內(nèi)的有機(jī)垃圾。微生物處理廚余垃圾作為新興處理廚余垃圾的方式，能有效減少垃圾從收運(yùn)到處理的環(huán)節(jié)，減輕垃圾收運(yùn)、處理成本，是其他如焚燒和堆肥處理方式的有效補(bǔ)充，值得進(jìn)一步推廣和應(yīng)用。

（3）加強(qiáng)國(guó)家政策引導(dǎo)。戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)不僅要有高端前沿科技，也應(yīng)有與民生息息相關(guān)的垃圾處理系統(tǒng)性工程，在學(xué)習(xí)發(fā)達(dá)國(guó)家經(jīng)驗(yàn)的同時(shí)，根據(jù)自身國(guó)情扶持相關(guān)企業(yè)，加大對(duì)垃圾處理技術(shù)的研發(fā)投入，試點(diǎn)新興垃圾處理技術(shù)，爭(zhēng)取在現(xiàn)有技術(shù)上取得新的突破，以爭(zhēng)取在國(guó)際環(huán)保事業(yè)上獲得更多的話語(yǔ)權(quán)。