餐廚垃圾填埋處理對(duì)環(huán)境的污染分析及黑水虻轉(zhuǎn)化餐廚垃圾的措施研究

摘要：餐廚垃圾中的可降解組分對(duì)于填埋場地的恢復(fù)有積極作用，但處理不當(dāng)會(huì)引發(fā)環(huán)境二次污染。為此，針對(duì)餐廚垃圾填埋處理對(duì)環(huán)境的污染展開分析，發(fā)現(xiàn)：填埋處理餐廚垃圾易導(dǎo)致二氧化硫、一氧化碳等大氣污染，同時(shí)污染地下水并占用大量土地資源。針對(duì)此問題，探討利用黑水虻轉(zhuǎn)化餐廚垃圾的方式具有顯著優(yōu)勢，如無害化處理、資源化利用和維護(hù)生態(tài)平衡。轉(zhuǎn)化后，垃圾減量率超過67.5％，餐廚垃圾轉(zhuǎn)化率高于27.9％。通過調(diào)整餐廚垃圾比例和添加農(nóng)作物秸稈等方法，能有效提升黑水虻對(duì)餐廚垃圾的轉(zhuǎn)化性能。

關(guān)鍵詞：餐廚垃圾；填埋處理；環(huán)境污染；黑水虻；無害化處理

中圖分類號(hào)：X705 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

前言

餐廚垃圾，作為城市生活中不可避免的一部分，其處理方式的選擇至關(guān)重要。這種垃圾由于富含有機(jī)物質(zhì)，易腐爛，且水分含量高。若處理不當(dāng)，不僅會(huì)造成資源的極大浪費(fèi)，更會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重的污染。

傳統(tǒng)的填埋方式，盡管操作簡單，成本低廉，但帶來的環(huán)境問題不容忽視。填埋過程中，餐廚垃圾中的有機(jī)物在缺氧條件下分解，會(huì)產(chǎn)生大量的甲烷、硫化氫等有害氣體，這些氣體不僅污染大氣，還可能加劇溫室效應(yīng)。此外，滲濾液的產(chǎn)生也是填埋過程中的一大難題。這些含有高濃度有機(jī)物的液體若未經(jīng)處理直接排放，將對(duì)土壤和地下水造成嚴(yán)重的污染。因此，深入研究餐廚垃圾填埋處理對(duì)環(huán)境的污染情況，顯得尤為迫切。需要通過科學(xué)的手段，分析填埋過程中污染物的產(chǎn)生、遷移和轉(zhuǎn)化規(guī)律，明確對(duì)環(huán)境的具體影響。同時(shí)，結(jié)合國內(nèi)外先進(jìn)的垃圾處理技術(shù)和管理經(jīng)驗(yàn)，探索出更加環(huán)保、高效的餐廚垃圾處理方式。餐廚垃圾的處理不僅關(guān)乎資源的有效利用，更與環(huán)境保護(hù)息息相關(guān)。需要不斷探索和創(chuàng)新，以實(shí)現(xiàn)餐廚垃圾的可持續(xù)處理與資源利用。通過對(duì)其污染特點(diǎn)和機(jī)理的分析，制定出相應(yīng)的防治措施和管理策略，最大限度地減少填埋場對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)的餐廚垃圾處理與資源利用。

1餐廚垃圾填埋處理對(duì)環(huán)境的污染分析

通常情況下，經(jīng)過處理后的餐廚垃圾將與其它生活垃圾共同填埋處理。餐廚垃圾填埋處理的過程見圖1。

圖1中為餐廚垃圾的兩種典型的填埋處理方法。在采用這兩種餐廚垃圾填埋處理方法時(shí)，均會(huì)向空氣中排放污染物。在整個(gè)生命周期內(nèi)，采用好氧填埋處理方法的餐廚垃圾所排放的大氣污染物含量明顯高于采用綜合性填埋處理方法。原因在于，綜合性填埋處理過程中，并不直接產(chǎn)生甲烷和二氧化碳等氣體，且進(jìn)入堆肥環(huán)節(jié)后垃圾量減少，從而減少了大氣污染物的形成。相比之下，好氧填埋處理在堆肥階段，由于生物分解作用，垃圾中的有機(jī)物會(huì)產(chǎn)生大量甲烷和二氧化碳等氣體，這些毒害氣體釋放到空氣中，嚴(yán)重污染了周圍環(huán)境。因此，在選擇餐廚垃圾處理方法時(shí)，需要綜合考慮對(duì)環(huán)境的影響，選擇更為環(huán)保和可持續(xù)的處理方式。

此外，采用好氧填埋處理時(shí)對(duì)餐廚垃圾進(jìn)行了固液分離。這雖然僅形成了少量的氨氣，但是固液分離需要耗費(fèi)大量電能，電能的消耗會(huì)使大氣污染物的排放量增加。而采用綜合性填埋處理方法處理餐廚垃圾后，形成的廢水中包含高濃度的BOD與COD，這兩種成分同樣對(duì)周圍環(huán)境產(chǎn)生一定的影響，且堆肥環(huán)節(jié)更易造成環(huán)境污染。

結(jié)合上述分析，總結(jié)餐廚垃圾填埋處理主要存在的環(huán)境污染問題如下：

（1）占用大量土地資源。填埋餐廚垃圾需要耗用相當(dāng)規(guī)模的土地資源，填埋場周圍環(huán)境同樣會(huì)受到影響。長期填埋餐廚垃圾，會(huì)導(dǎo)致土壤中的有機(jī)物質(zhì)過剩，引發(fā)土壤酸化、板結(jié)等問題，影響土壤質(zhì)量。

（2）污染地下水。填埋的餐廚垃圾會(huì)產(chǎn)生滲濾液，滲濾液中的毒害物質(zhì)可能會(huì)進(jìn)入地下水或地表水，對(duì)水資源造成嚴(yán)重污染。

（3）產(chǎn)生惡臭氣體。在填埋過程中，會(huì)產(chǎn)生甲烷、硫化氫等氣體，這些氣體可能引發(fā)爆炸事故，同時(shí)也對(duì)周圍環(huán)境和居民生活造成影響。餐廚垃圾中豐富的有機(jī)物質(zhì)，會(huì)在填埋過程中產(chǎn)生惡臭，這些氣味不僅嚴(yán)重影響周圍環(huán)境，還會(huì)對(duì)周圍居民的生活造成困擾。

（4）病菌污染。餐廚垃圾中存在明顯數(shù)量的病原微生物，不僅會(huì)危害土壤環(huán)境和水環(huán)境，也會(huì)危害人體健康。

2黑水虻轉(zhuǎn)化餐廚垃圾

黑水虻成蟲體型大，幼蟲體型豐滿且表皮結(jié)實(shí)。成蟲喜棲息植物叢，幼蟲則生活在潮濕的淤泥、草皮、樹皮、動(dòng)植物殘?bào)w或養(yǎng)殖場的糞便、垃圾堆中。幼蟲以豬糞、牛糞、雞糞、腐爛動(dòng)植物及農(nóng)副產(chǎn)品下腳料為食，顯示出其強(qiáng)大的消化能力，能高效轉(zhuǎn)化餐廚垃圾中的有機(jī)物質(zhì)。生長周期短，僅約35天，降低了轉(zhuǎn)化成本。黑水虻原產(chǎn)美洲，現(xiàn)已遍布全球，包括中國的多個(gè)地區(qū)。在醫(yī)藥、保健、飼料及有機(jī)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，黑水虻具有巨大開發(fā)價(jià)值。其體內(nèi)含有抗菌物質(zhì)，具有抗凝血酶、抗炎、鎮(zhèn)痛等功效。用黑水虻飼養(yǎng)的動(dòng)物能增強(qiáng)體質(zhì)、提高免疫力。此外，黑水虻可替代魚粉作為飼料，其蟲糞是高效生物有機(jī)肥，適用于有機(jī)農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)。在中國，已有黑水虻處理餐廚垃圾的產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目投入商業(yè)化運(yùn)營，展現(xiàn)了高資源化利用、無害化處理、維護(hù)生態(tài)平衡和經(jīng)濟(jì)效益高的優(yōu)勢。因此，探討黑水虻轉(zhuǎn)化餐廚垃圾的措施及其優(yōu)勢，為餐廚垃圾的環(huán)保處理提供了新思路和方法。

2.1黑水虻轉(zhuǎn)化餐廚垃圾的過程

利用黑水虻轉(zhuǎn)化餐廚垃圾是餐廚垃圾生物處理的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，包含以下步驟：

步驟1：餐廚垃圾預(yù)處理。篩選和分類餐廚垃圾，去除塑料、金屬等無法被黑水虻食用的物質(zhì)，便于消化有機(jī)成分。

步驟2：養(yǎng)殖管理。將預(yù)處理后的餐廚垃圾作為飼料，平鋪于養(yǎng)殖箱，放入黑水虻卵。卵孵化后，幼蟲自然食用有機(jī)物質(zhì)。成年黑水虻可進(jìn)一步利用于昆蟲蛋白等產(chǎn)品的生產(chǎn)。

步驟3：飼養(yǎng)管理。保持養(yǎng)殖箱清潔，定期消毒養(yǎng)殖環(huán)境，控制適宜的溫度和濕度，防止疾病發(fā)生。

步驟4：收獲與利用。成熟后的黑水虻可作為高蛋白飼料用于養(yǎng)殖業(yè)，或加工成昆蟲粉等具有高營養(yǎng)和藥用價(jià)值的產(chǎn)品，用于食品添加劑、飼料添加劑等領(lǐng)域。

2.2黑水虻轉(zhuǎn)化餐廚垃圾的優(yōu)勢分析

利用黑水虻轉(zhuǎn)化餐廚垃圾具有以下優(yōu)勢：

2.2.1無害化處理

通過黑水虻的轉(zhuǎn)化作用，餐廚垃圾中的有害物質(zhì)明顯減少，對(duì)環(huán)境的危害程度也明顯降低。黑水虻的養(yǎng)殖過程還可以減少溫室氣體的排放，具有環(huán)保和減碳的雙重效益。通過黑水虻的轉(zhuǎn)化作用，減少餐廚垃圾對(duì)環(huán)境的污染，特別是對(duì)地下水和地表水的污染。

2.2.2資源化利用

黑水虻可以將餐廚垃圾中的有機(jī)物質(zhì)轉(zhuǎn)化為自身的蛋白質(zhì)和能量，實(shí)現(xiàn)資源的有效利用。這些昆蟲還可以進(jìn)一步被用作動(dòng)物飼料或生物肥料等，提高資源的利用率。

2.2.3維護(hù)生態(tài)平衡

黑水虻作為食物鏈的一部分，可以促進(jìn)生態(tài)系統(tǒng)的平衡與穩(wěn)定。它們的幼蟲是一些魚類和鳥類的食物來源，而成年黑水虻則可以作為這些動(dòng)物的蛋白質(zhì)來源，從而形成了相互依賴又相互制約的關(guān)系，這有利于保持生態(tài)穩(wěn)定性。

2.2.4減少病原微生物

黑水虻對(duì)病原微生物具有抑制作用，可以減少它們?cè)诃h(huán)境中的傳播。

2.3黑水虻對(duì)餐廚垃圾的轉(zhuǎn)化效果探析

在用于餐廚垃圾轉(zhuǎn)化的實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)盒中，放人7日齡的黑水虻幼蟲共100 g。統(tǒng)計(jì)加入不同量的餐廚垃圾時(shí)，黑水虻的轉(zhuǎn)化性能，統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表1。

分析表1試驗(yàn)結(jié)果，伴隨餐廚垃圾量不斷提升，黑水虻的重量、殘?jiān)烤兴黾?。餐廚垃圾減量率與餐廚垃圾轉(zhuǎn)化分別高于67.5％與27.9％，驗(yàn)證黑水虻轉(zhuǎn)化餐廚垃圾的有效性。

在混合飼料中添加不同比例的餐廚垃圾。餐廚垃圾減量率變化見圖2。

通過圖2可以看出，餐廚垃圾占比為30％以下時(shí)，黑水虻幼蟲轉(zhuǎn)化餐廚垃圾的能力較差。伴隨餐廚垃圾比例不斷提升，黑水虻對(duì)餐廚垃圾轉(zhuǎn)化的能力不斷提升。餐廚垃圾比例繼續(xù)增加至60％以上，黑水虻對(duì)餐廚垃圾的轉(zhuǎn)化能力明顯有所下降。這是因?yàn)楫?dāng)餐廚垃圾在混合飼料中所占比例過高時(shí)，餐廚垃圾中的鹽分、脂肪和有機(jī)質(zhì)含量較高。黑水虻幼蟲的消化能力較差，難以在高比例下的餐廚垃圾中生長，黑水虻的生長發(fā)育水平有所下降。餐廚垃圾比例過高或過低，均影響黑水虻對(duì)餐廚垃圾的轉(zhuǎn)化性能。

添加農(nóng)作物秸稈是提升餐廚垃圾轉(zhuǎn)化性能的重要途徑。統(tǒng)計(jì)添加不同類型的農(nóng)作物秸稈時(shí)，黑水虻對(duì)餐廚垃圾的轉(zhuǎn)化性能，統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表2。

表2實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，相比于添加其它的農(nóng)作物秸稈，添加高梁秸稈時(shí)，餐廚垃圾減量率最高。添加農(nóng)作物秸稈后的餐廚垃圾轉(zhuǎn)化率均明顯高于未添加農(nóng)作物秸稈時(shí)的轉(zhuǎn)化率。農(nóng)作物秸稈的添加，具有促進(jìn)黑水虻生長發(fā)育的重要作用。這是因?yàn)椴蛷N垃圾中的含水率過高，影響黑水虻的活動(dòng)。但在添加農(nóng)作物秸稈后，調(diào)節(jié)了餐廚垃圾的含水率，更易被黑水虻吸收，加速黑水虻吸收營養(yǎng)物質(zhì)的效率，從而獲取更佳的餐廚垃圾轉(zhuǎn)化效果。

綜合以上結(jié)果，為了獲取更好的餐廚垃圾轉(zhuǎn)化性能，可以通過設(shè)置合理的餐廚垃圾比例、添加高梁秸稈等農(nóng)作物秸稈的措施，提升黑水虻對(duì)餐廚垃圾的轉(zhuǎn)化性能。

3結(jié)束語

餐廚垃圾填埋處理，因其引發(fā)的一系列環(huán)境問題，正逐步被更為環(huán)保的方式所替代。而黑水虻轉(zhuǎn)化餐廚垃圾技術(shù)的出現(xiàn)，為餐廚垃圾處理提供了一種更環(huán)保、更高效的解決方案。黑水虻以其獨(dú)特的生物轉(zhuǎn)化機(jī)制，不僅顯著減少了餐廚垃圾對(duì)環(huán)境的污染，更將垃圾中的有機(jī)物質(zhì)轉(zhuǎn)化為寶貴的蛋白質(zhì)和能量，實(shí)現(xiàn)了資源的有效再利用。這一轉(zhuǎn)化過程不僅減輕了環(huán)境負(fù)擔(dān)，還為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、飼料制造等領(lǐng)域提供了高質(zhì)量的有機(jī)原料。相較于傳統(tǒng)的填埋方式，黑水虻轉(zhuǎn)化餐廚垃圾具有多重優(yōu)勢。它不僅能夠高效處理大量餐廚垃圾，還可以維護(hù)生態(tài)平衡。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用的推廣，黑水虻轉(zhuǎn)化餐廚垃圾正在發(fā)揮更加重要的作用，為城市垃圾處理和環(huán)境保護(hù)貢獻(xiàn)更多力量。