針對(duì)農(nóng)村人居環(huán)境中易腐垃圾處理方法的探索

錢超 趙志萍

常州市環(huán)境衛(wèi)生管理中心 江蘇常州 213016

近年來(lái)，隨著中國(guó)城鄉(xiāng)建設(shè)進(jìn)程加快和鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的實(shí)施，全國(guó)農(nóng)村也面臨著諸多環(huán)境問(wèn)題，農(nóng)村環(huán)境問(wèn)題之一就是固體廢物污染。從污染源來(lái)看，農(nóng)村環(huán)境污染問(wèn)題中排在首位的是生活垃圾污染，其次是工礦業(yè)污染和農(nóng)藥化肥污染，農(nóng)民認(rèn)為目前影響村莊環(huán)境并且最急需改進(jìn)的地方和農(nóng)民對(duì)環(huán)境最不滿意的地方是農(nóng)村生活垃圾問(wèn)題。與此同時(shí)，新《固廢法》中要求地方各級(jí)人民政府應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)農(nóng)村生活垃圾污染環(huán)境的防治，保護(hù)和改善農(nóng)村人居環(huán)境。可見，農(nóng)村生活垃圾問(wèn)題已經(jīng)十分嚴(yán)重，如任其發(fā)展，將嚴(yán)重制約農(nóng)村社會(huì)可持續(xù)發(fā)展[1]。

1 農(nóng)村生活垃圾特征

農(nóng)村生活垃圾是指農(nóng)村居民在生活過(guò)程中產(chǎn)生的綜合廢棄物，它不僅包括村民日用廢品（如廁紙、廢紙廢塑料、廢衣物等），也包括熒光燈管、廢血壓計(jì)等有毒有害物，還包括家畜糞便、菜邊皮和廚余垃圾等有機(jī)廢棄物。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，農(nóng)村生活垃圾的人均產(chǎn)生量大致為同一區(qū)域城市居民的1/3左右，且農(nóng)村與城市生活垃圾的成分區(qū)別很大。農(nóng)村地區(qū)生活垃圾中廚余垃圾、樹葉與菜邊皮等有機(jī)物百分比最高，其次是磚瓦灰渣等無(wú)機(jī)物，再次為紙類、織物等廢物，秸稈、家畜糞便等含量最小。因此農(nóng)村生活垃圾具有有機(jī)物含量高、含水率高、鹽油含量相對(duì)較低，組分以有機(jī)物為主的特性，故農(nóng)村生活垃圾處理的第一要?jiǎng)?wù)是進(jìn)行分類。

2 農(nóng)村生活垃圾收運(yùn)處理現(xiàn)狀

2.1 垃圾收運(yùn)體系不完善

目前我國(guó)農(nóng)村地區(qū)生活垃圾收運(yùn)處理模式歸納起來(lái)有三種：一是沒有垃圾收運(yùn)處理設(shè)施，垃圾隨處亂堆，甚至直接傾倒在農(nóng)田、溝渠內(nèi)，污染嚴(yán)重，目前在我國(guó)仍有一些偏遠(yuǎn)地區(qū)，生活垃圾收運(yùn)尚未完全覆蓋；二是設(shè)有簡(jiǎn)易垃圾收集點(diǎn)，但沒有密封、清潔措施，污染依舊嚴(yán)重，受制于區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展不平衡，局部地區(qū)農(nóng)村垃圾收集設(shè)施仍以垃圾房為主，其垃圾滲濾液有溢流至外部環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)；三是垃圾分類體系不完善，居民生活垃圾由收集點(diǎn)轉(zhuǎn)運(yùn)至城鎮(zhèn)生活垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站，最終運(yùn)至生活垃圾填埋場(chǎng)或焚燒廠，資源化利用程度低?？傮w來(lái)看，形成這種粗放模式的原因是財(cái)政經(jīng)費(fèi)投入不足，導(dǎo)致環(huán)衛(wèi)設(shè)施基礎(chǔ)薄弱。

2.2 管理無(wú)序

很多地方政府對(duì)農(nóng)村垃圾處理重視程度嚴(yán)重不足，管理體制不清晰、職權(quán)不明確；財(cái)政資金不到位或不能及時(shí)到位；村民環(huán)保意識(shí)普遍不高；城鄉(xiāng)、區(qū)域統(tǒng)籌等新的理念在大部分地區(qū)沒有得到落實(shí)。

2.3 處理方式傳統(tǒng)且單一

我國(guó)目前大部分農(nóng)村地區(qū)生活垃圾雖納入城鄉(xiāng)統(tǒng)籌處理體系，但目前生活垃圾分類尚在起步階段，農(nóng)村生活垃圾處理方式仍以焚燒或填埋為主，資源化利用率低。

3 農(nóng)村易腐垃圾單獨(dú)處理的必要性

3.1 熱值過(guò)低，拉低焚燒效率

據(jù)了解，農(nóng)村生活垃圾中含水率偏高（在40%-60%），而這些垃圾的熱值在（2100-3100）kJ/kg左右，不能滿足垃圾焚燒發(fā)電的熱值要求（即5000以上），生活垃圾中若混入易腐垃圾將大大降低其焚燒效率。

3.2 氮磷鉀等營(yíng)養(yǎng)元素高，應(yīng)該實(shí)施資源化

由于農(nóng)村生活垃圾中易腐垃圾占大多數(shù)，而其易腐垃圾中含氮量占干物質(zhì)的比例高達(dá)3%-5%以上，是農(nóng)作物生長(zhǎng)的理想肥料。如果使用常規(guī)垃圾處理方式（如衛(wèi)生填埋、焚燒處理）處理，將會(huì)導(dǎo)致大量營(yíng)養(yǎng)元素的浪費(fèi)。

3.3 易腐垃圾處理必須前段分類收集運(yùn)輸

由于易腐垃圾含水率相對(duì)較高，干物質(zhì)中淀粉、糖類、蛋白質(zhì)及纖維素含量較高，易腐爛、發(fā)臭。若與其他生活垃圾混收、混運(yùn)及混合處理時(shí)，過(guò)程中各環(huán)節(jié)極易腐敗發(fā)臭和滋生蚊蠅等問(wèn)題，進(jìn)而引起環(huán)境污染等次生問(wèn)題，且造成資源浪費(fèi)。

3.4 新固廢法為易腐垃圾單獨(dú)處理提供了法治保障

2020年新修訂的《中華人民共和國(guó)固體廢物污染環(huán)境防治法》要求縣級(jí)以上人民政府應(yīng)當(dāng)統(tǒng)籌安排建設(shè)城鄉(xiāng)生活垃圾收集、運(yùn)輸、處理設(shè)施，確定設(shè)施廠址，提高生活垃圾的綜合利用和無(wú)害化處置水平，促進(jìn)生活垃圾收集、處理的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，逐步建立和完善生活垃圾污染環(huán)境防治的社會(huì)服務(wù)體系。同時(shí)鼓勵(lì)相鄰地區(qū)統(tǒng)籌生活垃圾處理設(shè)施建設(shè)，促進(jìn)生活垃圾處理設(shè)施跨行政區(qū)域共建共享。新固廢法推行的垃圾分類制度，為易腐垃圾單獨(dú)處理提供了法治保障。與目前農(nóng)村污水分散式治理模式類似，針對(duì)農(nóng)村易腐垃圾產(chǎn)生特點(diǎn)，采用一村一建或多村合建，建設(shè)易腐垃圾處理專用設(shè)施或項(xiàng)目，一方面將大大降低城市生活垃圾處理終端壓力，另一方面易腐垃圾單獨(dú)資源化處理將改善農(nóng)村環(huán)境質(zhì)量的同時(shí)，還會(huì)帶來(lái)一定的附加收入[2]。

4 有機(jī)易腐垃圾處理方式比較

由于我國(guó)大中型城市多為高密度的城市化地區(qū)，缺乏小型家庭堆肥的應(yīng)用環(huán)境，而城市污水系統(tǒng)并不具備將易腐垃圾粉碎破碎后直接進(jìn)入下水道的條件，因此我國(guó)對(duì)于農(nóng)村易腐垃圾處理目前主要有常規(guī)處理方式和資源化處理方式，而隨著全國(guó)垃圾分類逐步推廣，易腐垃圾資源化處理方式將成為主流。易腐垃圾處理技術(shù)比較分析情況詳見表1。

4.1 常規(guī)處理方式

衛(wèi)生填埋法是我國(guó)城鄉(xiāng)居民生活垃圾（包括農(nóng)村易腐垃圾在內(nèi)）的一種常規(guī)處理方式。填埋場(chǎng)選址通常利用天然或人工凹坑，底層鋪防滲層。生活垃圾一層一層倒入，機(jī)械壓實(shí)，同時(shí)按一定路徑預(yù)埋導(dǎo)氣管以收集甲烷氣體。由于進(jìn)入填埋場(chǎng)內(nèi)的生活垃圾量大組分復(fù)雜，滲濾液的濃度極高，其成分也相對(duì)復(fù)雜，滲濾液處理相對(duì)困難，且填埋廠內(nèi)生活垃圾的降解速度緩慢。此外，采用填埋方式處理易腐垃圾需消耗大量土地資源，占用有限的城市生活垃圾填埋場(chǎng)內(nèi)填埋庫(kù)容，加大填埋場(chǎng)污染控制難度，因此易腐垃圾混入生活垃圾填埋處理不可持續(xù)。

4.2 資源化處理

4.2.1 堆肥處理

堆肥技術(shù)在歐美起步較早，目前已經(jīng)達(dá)到工業(yè)化應(yīng)用的水平，該方法主要原理是依靠自然界廣泛分布的細(xì)菌、放線菌和真菌等微生物，人工篩選出特定菌種，有控制地促進(jìn)易腐垃圾向穩(wěn)定的腐殖質(zhì)轉(zhuǎn)化。目前該技術(shù)主要分為厭氧發(fā)酵和好氧發(fā)酵兩種方式。目前在我國(guó)上海、江蘇、浙江等地已建成了一定處理能力的試驗(yàn)項(xiàng)目。

（1）好氧堆肥工藝。好氧堆肥是在通氣條件好，氧氣充足的條件下，好氧微生物對(duì)廢物進(jìn)行吸收、氧化以及分解的過(guò)程。好氧微生物通過(guò)自身的生命活動(dòng)，把一部分被吸收的有機(jī)物氧化成簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)物，同時(shí)釋放出可供微生物生長(zhǎng)活動(dòng)所需的能量，而另一部分有機(jī)物則被合成新的細(xì)胞質(zhì)，使微生物不斷生長(zhǎng)繁殖，產(chǎn)生出更多生物體。通常，好氧堆肥的堆溫較高，一般宜在55-60℃時(shí)較好，所以高溫堆肥可以最大限度地殺滅病原菌。

（2）厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼。厭氧發(fā)酵法是將有機(jī)物在厭氧環(huán)境中，利用自然界固有的厭氧微生物（特別是甲烷菌）生長(zhǎng)繁殖特性，將垃圾中有機(jī)物作為它的營(yíng)養(yǎng)源，經(jīng)過(guò)菌群代謝繁殖等活動(dòng)，將有機(jī)物轉(zhuǎn)化為沼氣和沼渣的過(guò)程，通稱“有機(jī)物厭氧消化作用”，通常根據(jù)待處理廢物中有機(jī)固體含水量大小分為干法和濕法兩大類。干法發(fā)酵要求垃圾的初始含固率一般為24%-40%，基本上保持了經(jīng)分選預(yù)處理后的生活垃圾的原始狀態(tài)，因此對(duì)進(jìn)料的預(yù)處理要求比濕法簡(jiǎn)單，一般不需要再給垃圾加水，但干法為了滿足廢物高黏度的需求，所需設(shè)備往往比濕法昂貴。濕法發(fā)酵垃圾的初始含固率一般10%-15%，發(fā)酵過(guò)程需要額外添加大量的水，所產(chǎn)生的廢水比較多。由于濕法中的漿液處于完全混合的狀態(tài)，因此更容易受到氨氮、鹽分等物質(zhì)的抑制。

4.2.2 昆蟲處理技術(shù)

除了以上幾種傳統(tǒng)常見的處理方式外，目前已有多地探索新型易腐垃圾處理方式。昆蟲處理技術(shù)是利用昆蟲（目前主要是蚯蚓、黑水虻和蠅蛆）的增殖和新陳代謝過(guò)程來(lái)處理轉(zhuǎn)化垃圾（主要是廚余和菜葉）中的有機(jī)質(zhì)，進(jìn)而將垃圾轉(zhuǎn)化為無(wú)毒無(wú)害可以利用的生物肥及昆蟲蟲體等，該方法的優(yōu)點(diǎn)是垃圾減量化、資源化程度高，可操作性強(qiáng)，生活有機(jī)垃圾經(jīng)處理后可收獲大量新鮮昆蟲蛋白，其可作為農(nóng)戶和專業(yè)養(yǎng)殖戶的高蛋白飼料或由專業(yè)公司直接收購(gòu)，具備一定的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，同時(shí)，剩余殘?jiān)鼮闊o(wú)臭并有抗病功能旳生物有機(jī)肥，可作為有機(jī)農(nóng)業(yè)的優(yōu)質(zhì)肥料。易腐垃圾可全部實(shí)現(xiàn)資源化利用，并推動(dòng)區(qū)域高效養(yǎng)殖業(yè)和種植業(yè)的發(fā)展，經(jīng)濟(jì)效益明顯提高。另外，該技術(shù)即可實(shí)現(xiàn)垃圾集中規(guī)?；幚硪部蓪?shí)現(xiàn)分散處理。但是此方法需要開發(fā)出集除雜、破碎、均質(zhì)及蟲渣篩分于一體的專用設(shè)備，如何有效篩分出昆蟲與殘?jiān)墙窈笮枰粩喙リP(guān)的技術(shù)[3]。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，為進(jìn)一步改善農(nóng)村人居生活環(huán)境，有效防治生活垃圾等固體廢棄物造成的環(huán)境（土壤、水質(zhì)）污染，以下工作需進(jìn)一步完善細(xì)化：

（1）嚴(yán)格落實(shí)垃圾分類原則，易腐垃圾分類收集處理。實(shí)行垃圾分類后的易腐垃圾由于其有機(jī)質(zhì)含量高，易為微生物或昆蟲降解消耗，故易腐垃圾更傾向于資源化處理，更好得實(shí)現(xiàn)農(nóng)村生活垃圾的資源化、無(wú)害化處理。

（2）農(nóng)村易腐垃圾需要結(jié)合當(dāng)?shù)貧夂?、?jīng)濟(jì)、土地等因素因地制宜選擇處理模式。鑒于好氧堆肥工藝相對(duì)成熟，加上農(nóng)村地區(qū)土地資源有限、個(gè)別地區(qū)易腐垃圾量受季節(jié)影響波動(dòng)，小型好氧堆肥設(shè)備更具優(yōu)勢(shì)。但該技術(shù)的廢氣處理、規(guī)模處理成本仍需進(jìn)一步改善。

（3）農(nóng)村易腐垃圾處理技術(shù)需要進(jìn)一步完善改良。現(xiàn)階段我國(guó)易腐垃圾昆蟲處理技術(shù)具備一定的經(jīng)濟(jì)可行性，也可實(shí)現(xiàn)資源利用最大化，但目前仍處于試點(diǎn)階段，目前昆蟲與殘?jiān)蛛x效果不理想，且該技術(shù)對(duì)易腐垃圾的源頭分類要求加高，其飼養(yǎng)的昆蟲由于存在一定的食物鏈風(fēng)險(xiǎn)，因此昆蟲用于生物飼料獲得市場(chǎng)準(zhǔn)入仍需相關(guān)部門給予政策扶持和相關(guān)認(rèn)證許可，為后續(xù)逐步推廣提供支撐條件。

表1 我國(guó)農(nóng)村易腐垃圾處理技術(shù)分析一覽表

（4）農(nóng)村易腐垃圾處理需要全社會(huì)共同參與配合。無(wú)論是好氧堆肥、厭氧消化還是昆蟲處理，為了提高處理效果、保障產(chǎn)物品質(zhì)，都必須保證對(duì)易腐垃圾進(jìn)料純度，盡可能減少異物混入，尤其是有害垃圾混入，因此，農(nóng)村地區(qū)生活垃圾分類全鏈條體系的建立和實(shí)施至關(guān)重要。