第五节　餐厨垃圾处理技术和资源化现状

目前，国内外餐厨垃圾处理工艺主要有填埋、焚烧、厌氧发酵、好氧堆肥、直接烘干作饲料、湿解和微生物处理技术等，国外较先进的餐厨垃圾处理技术主要分布在欧洲国家，韩国、日本餐厨垃圾处理技术也较为先进。目前，我国餐厨垃圾资源化处理的主流技术大致分三种，即饲料化、肥料化和厌氧发酵。其中，企业在餐厨垃圾处理技术选择上，以厌氧消化为主，其次是用作肥料和饲料。

一、餐厨垃圾处理技术

1.填埋处理

填埋处理是指收运来的餐厨垃圾与其他生活垃圾混杂在一起，直接进入填埋场进行填埋。这种工艺的优点是方法简单，运行的费用低廉，而且处理量巨大。缺点是占用大量土地资源，耗费大量的土地征用费用；因餐厨垃圾含水率高、有机物含量高等特点，填埋后会形成垃圾渗滤液、臭气等直接影响到地下水和大气等自然资源，形成二次污染，危害人类的健康；另外，直接填埋也白白浪费掉了垃圾中蕴含的能量，使得资源没有得到有效利用。

欧盟提出了垃圾填埋指南（CD 1999/31/EU/1999）三个阶段性目标，第一阶段，2006年，进入填埋场的有机物在1995年的基础上削减25%；第二阶段，2009年，进入填埋场的有机物在1995年的基础上削减50%；第三阶段，2016年，进入填埋场的有机物在1995年的基础上削减65%。德国、奥地利、比利时、丹麦、芬兰、瑞典等都相继推出了禁止餐厨垃圾直接填埋的规定。

在当前土地资源紧缺，人们对环境问题的关注度越来越高，餐厨垃圾产量日趋增高的前提下，填埋处理技术已明显不适合我国餐厨垃圾处理的实际情况。

2.焚烧处理

焚烧法是指垃圾放置在密闭焚烧炉内，在980℃左右的高温下，将垃圾中的有机物彻底分解，从而达到减量化的目的。该法可实现垃圾减容90%，减重70%以上。生活垃圾的热值较高，2t生活垃圾的热值与1t原煤的热值相当，焚烧产生的热量可用于发电，而且垃圾焚烧后产生的惰性残渣还可以得到有效利用，因此，焚烧垃圾发电是一种实现垃圾减量化、无害化、资源化的有效方法。然而餐厨垃圾含水率通常在80%～90%，且脱水困难，使其有别于一般的生活垃圾。根据《城市生活垃圾处理及污染防治技术政策》的规定，焚烧适用于热值高于5000kJ/kg的垃圾，而餐厨垃圾的热值较低，燃烧时需额外添加辅助燃料，增加焚烧处理成本；此外，在焚烧过程中会产生SO2、NOx、二英、呋喃等有害气体，造成二次污染。因此，采用焚烧法处理餐厨垃圾存在投资大，二次污染等问题。

近年来我国垃圾焚烧项目在实施过程中引起的争议较大，大家对焚烧技术的信任程度与接受认可程度均不高，因此无论从技术上看，还是从社会影响上看，焚烧技术应用在餐厨垃圾处理项目上的可行性很低。

3.好氧堆肥处理

好氧堆肥技术是指有机物在有氧条件下，在好氧微生物（主要是菌类）的作用下，将高分子有机物降解成为无机物的过程。工艺流程如图1-11所示。

好氧堆肥的技术比较成熟，在国外的应用比较广泛。该工艺的优点是技术比较简单，好氧处理后的产物可作为农产品使用，实现了垃圾的再利用。但是好氧堆肥技术主要应用于绿色植物垃圾（市政维护产生的树枝、树叶等）及秸秆等富含组织结构的垃圾处理。在技术上，单一餐厨垃圾堆肥存在较大技术难点，含水率高、有机质含量高，导致堆肥升温慢、容积效率较低，而且其具有易腐、颗粒机械稳定性差的特性，需要特殊的填充物提高空隙率，大量的填充剂调理含水率。另外，餐厨垃圾中含有的大量的油脂和盐分会进一步影响微生物对有机物的分解速度。Sung-Hwan Kwon等研究指出，由于受餐厨垃圾物料特性的影响，餐厨垃圾堆肥的有机物转化率低于城市生活垃圾的转化率。

4.好氧微生物处理

好氧微生物生化处理技术是以餐厨垃圾作为培养基、按照一定比例投入复合菌种，在一定的pH值、发酵温度和含水率的条件下，进行短时间的高温好氧发酵，促进微生物菌分裂增殖速度达到对数级，实现转化蛋白的作用，降低含水率，使微生物菌在此时生成芽孢体，进入休眠状态，能够很好地保存产物。工艺流程如图1-12所示。

吕凡、何晶晶等进行了餐厨垃圾高温好氧生物消化工艺研究，实验结果表明，控制反应在高温条件下（55～65℃）可以达到最大减量率，达到40%以上。高温好氧工艺处理餐厨垃圾，有机物转化率高，反应残余可作为有机肥料。但反应过程要保持较高的温度，需消耗大量的能量，同时，由于物料中有机物含量极高，需氧量大，充足、高效的供氧设备及其充氧效率是反应成功的关键。

5.饲料化处理

饲料化处理是指餐厨垃圾经过固液分离后，含固率较高的部分经过高温杀菌消毒烘干后，加入适当的菌类将有机物降解成为生物饲料的过程。其他的液体垃圾部分经过厌氧发酵产沼气，含有的油脂经过油水分离后可制成工业原料或生物柴油。工艺流程如图1-13所示。

饲料化处理的优点是机械化程度高，占地面积较小，垃圾的资源化利用程度高。缺点是制得的有机饲料重新进入食物链，最终回到人体，考虑到同源性问题，其中的风险无法预测。目前，我国有关部门正在评估有关餐厨垃圾饲料化产物利用的风险问题。

6.厌氧发酵处理

厌氧发酵处理是指垃圾中的有机物质在厌氧菌的作用下，由高分子物质降解成为小分子物质，最终转化为沼气的过程。工艺流程如图1-14所示。

餐厨垃圾经厌氧发酵降解后产生的沼气可通过热电联产发电机组转化为电能和热能，电能可接入电网供生产生活使用，热能在供应垃圾处理设备自身使用后可补充市政供热设施部分热能需求，实现经济利益与社会效益共赢。

发酵后产生的沼液经过脱氮、脱盐、脱硫处理后可作为液态有机肥料，在农业灌溉、园林种植等领域广泛使用。沼渣经过好氧堆肥后也可作为肥料使用，从而实现垃圾的减量化、资源化处理。

厌氧发酵技术的优点是垃圾的减量化、资源化处理效果好，产生的沼气用于发电可作为新能源补充现有常规能源。厌氧发酵过程中无臭气逸出，发酵后不会产生二次污染，社会大众的接受程度较高。该技术成熟，在国外已有较为广泛的应用，工程案例很多。

二、资源化处理现状

（一） 美国

据美国环保局（EPA）统计，美国自2000～2010年年平均餐厨垃圾产生量达到3000多万吨，约占生活垃圾总量的13.2%，仅次于纸张，但这些餐厨垃圾得到回收利用的只占2.5%（具体数据见图1-15），剩余的餐厨垃圾则被丢弃。

被丢弃的餐厨垃圾在未回收利用的城市固废中占比重最大，这些餐厨垃圾最终被送去填埋或焚烧。图1-16是2010年美国城市固废统计量（未回收利用）。

美国环保局（EPA）和农业部（USDA）联合下发了一本指南，详细说明企业和个人如何确保良好的食物不被浪费及如何使餐厨垃圾得到合理地利用，处理方式主要有以下几种。

1.源头减量控制

据估算，人们所购买的食品中有4%～10%会被浪费掉。通过提倡合理控制食物的量来减少餐厨垃圾产生量，实现源头减量控制。该方式特别适用于学校和部队等人员密集的单位。另外有部分家庭餐厨垃圾通过在厨房就地破碎直排的方式排入下水道，如图1-17所示，也起到一定的减量化。

2.捐赠给慈善机构

美国鼓励市民食物“零”浪费，剩余食物要继续履行其可食用的属性，通过捐给“食物银行”（food bank）或庇护所，救济贫穷人，并且捐献食物的企业还可以获得相应的税收优惠政策。

3.制成动物饲料和宠物食品

在很多地区养猪的农户通过提供储存容器和免费或低收费的收运服务获得餐厨垃圾，来维持他们的牲畜养殖。有些食物也会提供给动物园那些饲养专家指定的动物。由于对饲料同源性的担忧，美国要求利用含有肉或动物成分的食物制成饲料的，物料必须经过蒸煮，并受专业机构监管，用于蒸煮的设备必须在美国农业部或所在州的农业主管部门或动物健康机构注册登记；同时，扩大了动物饲料禁用范围，将原来对动物脑和脊髓组织的禁用范围从牛扩大到狗、猫、猪和家禽饲料。

4.制生物柴油和沼气

在美国，液态脂肪和固体肉制品被用来生产动物食品、化妆品、肥皂和其他产品，现在餐厨垃圾中的脂肪和油脂也被用来生产生物柴油。另一方面美国也开始采用厌氧产沼技术处理餐厨垃圾，但该技术在美国还不普遍。

5.堆肥处理

由于美国采用的是垃圾处理收费制度，其收费标准是以家庭垃圾的产生量为基准。家庭产生的垃圾多，收费就相应高。据统计，美国庭院垃圾和厨余垃圾约占城市固废的27%，数量相当巨大。自1994年美国开始有餐厨垃圾数据统计至今，美国主要通过商业堆肥和在庭院堆肥的方式处理餐厨垃圾。

（二） 欧盟

欧盟国家已实施的垃圾填埋法令禁止将餐厨垃圾填埋处理。从2003年开始执行的动物副产品条例，严禁在饲料生产中使用同类动物的任何部位，严禁向毛皮类动物以外的牲畜喂厨房泔水。由于餐厨垃圾中各类动物的皮、肉、骨混合在一起无法分离，用这种原料作饲料在动物食品安全中存在重大隐患（同源性）。

受法律规定及欧洲能源政策影响，欧洲主要采用厌氧消化和好氧堆肥的方式处理餐厨垃圾和庭院垃圾，并得到很好的应用。截至2006年，欧洲有124家处理能力超过3300t/年的厌氧消化厂，这些厂年总处理规模是430万吨（不包括粪便和污泥的厌氧消化厂），如图1-18所示。

截至2006年，西班牙、比利时、荷兰、瑞士和德国人均厌氧处理规模最大，其中西班牙大约10%的有机垃圾采用厌氧处理技术。图1-19是欧洲几个国家厌氧消化处理规模。

欧洲大约3%的可生物降解的固废采用厌氧处理，尽管厌氧消化处理规模不断增加，但是好氧堆肥仍然是欧洲处理城市有机固废的主要方式，大约7%的家庭有机固废采用堆肥处理。

（三）日本

1996年日本餐厨垃圾产生量为1940万吨，回收量为168万吨，其中有5万吨的家庭餐厨垃圾，只占产生量的0.3%，剩余的餐厨垃圾大多被焚烧和填埋。为了改善餐厨垃圾的回收状况，2001年日本出台了《餐厨废物再生法》（Food Recycling Law），旨在降低食品浪费，提高餐厨垃圾的回收率。《餐厨废物再生法》使得餐厨垃圾的回收率从2002年不到10%提高到2005年的20%，特别是食品加工厂的食品回收率提高到70%。但家庭产生的餐厨垃圾回收率并未提高，主要是因为大多数家庭产生的餐厨垃圾被混合在其他垃圾中，很少有当地政府对这部分餐厨垃圾进行分类收集。

日本的餐厨垃圾处理方式主要有四种：堆肥、制饲料、制生物柴油和制沼气。

起初大部分回收的餐厨垃圾被用来堆肥，典型代表是日本宫崎县的Aya镇，该镇每户家庭产生的有机垃圾经堆肥后作为“Aya的自然肥料”（Aya's Natural Fertilizer），以低价卖给当地农民，以此肥料培养的蔬菜又被卖给当地居民，在社区形成资源循环。

现在更多的餐厨垃圾被用来制饲料，因为更有利可图。一些食品企业回收食物残渣如大豆、面包和熟米饭等作为原料，制成饲料，喂养牲畜。为了防止疯牛病的传播，回收的食物被用来喂猪和鸡，不能用来喂牛和羊。

在日本利用餐厨垃圾制生物柴油和沼气只占很小一部分，典型代表是京都。京都建立了一个废油回收处理厂，从2004年开始，每天回收5000L废弃的食用油，用来制取生物柴油，该厂是日本市级管理的最大的废油回收厂，京都也据此率先制定了生物柴油质量标准；另外，2004年京都又率先建成一座2.2万吨/年的厌氧消化处理厂，利用餐厨垃圾制沼气，并用沼气制氢气。随后日本东京、Ikoma、Shimoina和上越市各建了厌氧消化处理厂，处理规模合计2.2万吨/年。

2006年，日本修订了“日本生物质能策略”（Biomass Nippon Strategy），要在全国范围内提高有机生物质资源利用（包括餐厨垃圾），强调生物燃料在运输行业的推广。预计到2030年左右，日本国内将能生产16亿加仑的生物燃料，约占国内消费的10%。相信厌氧消化处理餐厨垃圾会在日本得到不断推广和发展。

（四） 韩国

韩国近年来餐厨垃圾占城市垃圾的百分比在30%左右。由于，垃圾回收利用率的增加，特别是实施分类收集之后，餐厨垃圾的产生量和所占城市垃圾的比重都有所下降。韩国1995年成立了餐厨垃圾管理委员会，对餐厨垃圾进行分类收集，实施垃圾专用袋制度，由垃圾车和餐厨垃圾车分别收取。餐厨垃圾回收率由1998年的21.7%提高到2004年的81.3%。韩国餐厨垃圾分类见图1-20。

针对餐厨垃圾填埋而引起的渗沥液和气味等问题，韩国于2005年起禁止对餐厨垃圾进行填埋。据首尔大学2005年的研究报告，韩国餐厨垃圾的主要处理方式是作动物饲料和堆肥，占回收量的80%以上。具体见表1-12。

韩国通常采用微生物菌种处理餐厨垃圾来制造饲料。餐厨垃圾收运后，分拣出大骨头、汤勺等坚硬固体杂物，然后进入粉碎机粉碎，高温消毒后，将微生物、碎玉米、糖等添加剂充分混合后装桶直接送往禽畜牧场。因韩国近年来对饲料源头和生产过程的安全监督做出了更严格的规定，所以在一定程度上影响了餐厨垃圾饲料化处理设施的运行和发展。

韩国已知的有52家堆肥公司，主要采用一步厌氧消化和两步厌氧消化技术堆肥。但堆肥也存在着很多问题。首先是餐厨垃圾中的杂质太多，无法经堆肥进行分解，又影响堆肥的品质；其次，韩国的餐厨垃圾含盐达到1%～3%，过高的盐分也影响堆肥效果；气味问题也难解决。另外由于包装餐厨垃圾塑料袋采用一般的塑料袋，无法降解，影响堆肥的效果。

（五） 中国

我国餐厨垃圾资源化处理技术主要是制饲料、制肥料和厌氧产沼气。由于国内餐厨垃圾处理还处于起步阶段，处理规模还远远不够，实际投入生产的工程案例不多，特别是大规模应用的工程实例更少。现有餐厨垃圾资源化处理设施严重不足。

目前，我国餐厨垃圾资源化处理的工程案例主要集中在北京、上海等城市，具体处理现状如下。

1.北京市

2012年，北京市共有6.5万家餐饮服务单位，餐厨垃圾产生量约2200t/d（80万吨/年）。其中，朝阳区产生量约420t/d、海淀区产生量约410t/d、东城区产生量约220t/d、西城区产生量约220t/d、丰台区产生量约160t/d、石景山区产生量约50t/d，上述城六区占全市产生量的76%以上。预计2015年全市餐厨垃圾产生量将达到2650t/d（97万吨/年）。

目前，北京市餐厨垃圾处理设施能力为850t/d，以堆肥处理工艺为主，具体包括南宫餐厨垃圾处理厂等6座集中处理设施，设计处理能力730t/d，如表1-13所示；宽沟餐厨垃圾资源化处理站等5座相对集中处理设施，设计处理能力约40t/d，如表1-14所示；首都师范大学餐厨垃圾处理站等89处就地处理设施，设计处理能力约80t/d。

其中北京南宫餐厨垃圾处理厂处理规模为200t/d，建在北京南宫生活垃圾堆肥厂厂内，是以堆肥厂为依托建的处理厂，该餐厨垃圾处理厂最终产品为营养土；北京市高安屯餐厨垃圾处理厂位于朝阳循环经济产业园内，设计规模400t/d，主要处理北京市东北部城区餐厨垃圾，采用微生物高温好氧发酵处理技术，最终产品为生化腐植酸。

2012年9月北京市市政市容委联合市财政局，发布了《北京市推广餐厨垃圾就地资源化处理项目指导意见》，鼓励就餐人数1000人以上的党政机关、大专院校、国有企事业单位，营业面积1000m2以上具备处理条件的大型餐饮企业、餐饮服务单位集中的街区实行餐厨垃圾就地资源化处理。2015年建成并投入运行的项目，市、区两级财政最高将一次性补贴134万元。

2.上海市

根据上海市环境工程设计研究科学院2001年《上海市泔脚垃圾管理和相关技术政策研究》报告中估算，上海每天产生餐厨垃圾为1000～1200t；根据其2011年《上海市厨余垃圾现状调查和产量预测》报告中估算，今后几年内，餐厨垃圾产生量逐年上涨，但增长幅度变缓，到“十二五”末，上海市餐厨垃圾产量超过2100t/d，为2118～2198t/d。如表1-15所示。

上海市现有9家餐厨垃圾处理单位，按照处理产品种类区分，有8家制作饲料，另有1家生产有机肥。餐厨垃圾制作有机肥基本技术可分为好氧堆肥法和厌氧发酵消化法。制作工艺根据对通风、湿度、搅拌、温度的不同控制以及菌剂和菌种添加方法的不同，可以演变为多种工艺流程，主要为分拣—粉碎—发酵—杀菌—成品。制作饲料的主要工艺为分拣—粉碎—烘干—杀菌—粉碎，在烘干环节主要采用电加热、燃煤锅炉加热或蒸汽加热等形式实现。

3.西宁市

 2009年底，西宁市常住人口为220.5万人，流动人口为27.77万人，合计248.77万人。按照1万人每天产生1t餐厨垃圾计算每天约产生240t餐厨垃圾。目前已有餐厨垃圾处理厂一座，处理餐厨垃圾200t/d。采用的是餐厨垃圾“预处理+干法发酵+微生物高蛋白饲料”的处理工艺，部分工艺已成功运行5年多。

4.宁波市

宁波市餐厨垃圾产量在300t/d左右，目前宁波市建设餐厨垃圾处理厂一座，处理能力为200t/d。该厂采用“预处理+油水分离+废水厌氧发酵+固态烘干作饲料”的工艺技术路线。餐厨垃圾进场后分选出其中的砖头、玻璃瓶、塑料袋等杂质，物料蒸煮后，液态部分再进行油水离心分离，分离出来的液体进入消化罐厌氧发酵产生沼气供厂区锅炉供热，固态部分进一步烘干作为饲料出售。目前该厂成功运营5年多。

随着环保需求不断扩大，加之国家和地方政府对餐厨垃圾处理方面的重视和支持，各地均在规划和建设相应的餐厨垃圾处理设施，提高餐厨垃圾的处理能力。据不完全统计，各地规模（处理量300t/d）以上在建及拟在建项目如表1-16所示。

表1-16中在建及拟在建项目总的处理量为8350～9050t/d，每年可处理餐厨垃圾305～330万吨，但每年新增餐厨垃圾处理比例仅为10%左右，各地餐厨垃圾处理设施建设的任务仍然很大。

>数据来源：中国固废网。