国内外餐厨垃圾微生物处理技术研究

安 莹

(上海申迪园林投资建设有限公司，上海 201205)



国内外餐厨垃圾微生物处理技术研究

安 莹

(上海申迪园林投资建设有限公司，上海 201205)

摘要：指出了微生物处理技术是餐厨垃圾处理的一项新技术，其具有污染率低、处理方法简单等特点，基于微生物处理技术在餐厨垃圾中应用，对其目前国内好氧堆肥、厌氧消化、蚯蚓堆肥处理进行了总结，并对国外餐厨垃圾的处理方法进行了阐述，旨在分析微生物技术原理及方法，从而进一步提高餐厨垃圾的处理效果和质量。

关键词：餐厨垃圾；微生物处理；处理技术；研究

1引言

随着城市的高速发展，人们的经济实力有了显著提升，而随之而来的是大量的物质生产、消费和废物产生。据统计，我国城市垃圾的平均年产量达到了1.5亿 t，并以平均每年8 %～10 %的速度持续增长[1]。餐厨垃圾作为城市垃圾的主要组成部分之一，在饮食业迅速崛起的同时，其产量也不断增大，统计显示，我国餐厨垃圾占城市生活垃圾比重大致范围的37 %～62 %，中国主要城市每年产生餐厨垃圾量不低于6000 万t[2]。大量的餐厨垃圾已发展成为了困扰城市发展和环境的一大顽疾。微生物处理技术主要是通过微生物代谢的生物技术来对固体废物进行处理，从而实现对有机物的降解、新生物体和代谢产物的获得。从餐厨垃圾微生物处理技术相关专利来源看，韩国、中国、日本、美国与德国是该技术领域专利排名前5的国家，并且各个国家发展趋势各有不同，对国内外餐厨垃圾微生物处理技术研究简单概述如下。

2国内餐厨垃圾微生物处理技术研究

2.1好氧堆肥

好氧堆肥主要是通过运用好氧微生物在有氧的情况下，对堆积在地面或者专门发酵装置中的有机物实施降解处理，并以此获得具有较高稳定性的高肥力腐殖质。尽管这种方法处理起来非常简单，也是我国餐厨垃圾处理较常采取的方法，但这种技术对场地的要求较高，需要较大面积的处理场所，同时还会产生大量的气味，并且经济效益也非常低。除此之外，由于餐厨垃圾中盐分的含量非常高，若长时间以该方法处理餐厨垃圾，势必会致使土壤盐碱化现象加剧。另餐厨垃圾中大量的盐分和油脂也会对微生物地生长进行抑制，从而致使堆肥产品的品质下降和周期的延长。有研究者通过对餐厨垃圾含油量对堆体含水率、温度等好氧参数进行实验发现，其反应速率会伴随着堆肥含油率的升高而逐渐下降，且反应体系所能够达到的最高值会伴随着含油量的逐步上升而呈现为逐渐下降趋势，若含油量达到了8 %，那么堆料的温度不会超过55 ℃，这非常不利于有效灭菌处理[3]。

2.2厌氧消化

厌氧消化主要是通过兼性厌氧微生物的代谢反应，在无氧的环境下对复杂的有机物进行分解，从而获得简单的小分子无机物和有机物，在这个过程中，实现对餐厨垃圾的减容减量，同时还可达到资源合理利用的目的。该技术需要对消化程度和消化条件进行控制，从而以此获得多种产物，但目前我国关于该项技术的研究，更多地侧重于氢气和甲烷等能源物质的生产。氢气是一种非常理想的载体，其具有热转化效率高、能量密度高、清洁无污染的特点，且最有可能成为化石燃料的替代能源。

厌氧消化技术通过微生物降解来实现餐厨垃圾的减容减量和回收利用，自动化程度较高，所需要人力较少，容易控制恶臭气味的散发，且产品具有多样化、经济价值较高等优点。但是微生物对酸碱度要求高，处理技术也很复杂，反应器内生物启动时间长；同时餐厨垃圾中的盐分和油脂含量过高会导致过度碱化，使消化过程pH值偏高，抑制了菌体生长，不利于持续并稳定地降解餐厨垃圾；与此同时，厌氧发酵产生的沼渣需要进一步处理，通常需干化处理后填埋，或重新堆肥后制成有机肥。

3国外餐厨垃圾处理技术研究

3.1韩国

韩国餐厨垃圾的成本较低，仅为60美元/t，填埋需要花费25美元/t，焚烧费用为90美元/t。但因燃烧餐厨垃圾会产生大量的气体给环境造成污染，故韩国政府对焚烧餐厨垃圾有非常严格的规定[4]。与此同时，因餐厨垃圾填埋所产生的气味和过滤液等问题，韩国政府在2000年正式规定，未经过有效处理的餐厨垃圾不得进入到填埋场。目前，韩国在餐厨垃圾的处理中仍然以堆肥处理为主。广大民众必须支付相应的餐厨垃圾处理费，该费用主要专门用于垃圾袋销售，一只袋子大约为人民币3～4元。韩国这套机制不仅实现了餐厨垃圾的处理，使得餐厨垃圾降低了37 %左右，同时也使得企业在环保处理中获利。

3.2日本

因日本在餐厨垃圾处理中，倾倒运输费用非常高，甚至可能达到250～600美元/t，为此，日本更倾向于餐厨垃圾处理机的运用。如日立、松下、东芝等著名电器公司这对餐厨垃圾处理均投入大量的资金和人力进行推广和深入研究。根据日本统计数据显示，家庭餐厨垃圾处理机的制造企业多达250户，企业餐厨垃圾制造企业则多达270户。为了降低餐厨垃圾给环境带来的污染，2000年日本出台了《食品再生法》，在其中明确规定了，浪费食品属于违法行为和不道德的行为，要求全体社会不得浪费食品。并对食品垃圾的回收与利用做出了明确规定。通过该项法规的出台，在5年时间里，日本的有机肥料再生率迅速升高了2倍[5]。

3.3美国

美国针对餐厨垃圾的处理并未实施强制回收利用，但其每年餐厨垃圾平均只有2629 万t，但利用率相对较低，仅仅只有3 %。但随着餐厨垃圾这种资源逐渐得到人们的重视，美国大约有33个州已积极鼓励民众，将餐饮垃圾适当加工后用于猪喂养，但所有养殖户必须获得专业的动物健康委员会许可证，才能够进行产出垃圾的回收和处理[6]。美国在餐厨垃圾的处理中，专门建立了多个餐厨垃圾堆肥场，同时对堆肥和收集体系进行了不断的完善，针对无法食用或者不适合食用的垃圾均统一行堆肥处理。

3.4其他国家

2002年新西兰林业部和农业部针对餐厨垃圾牲畜喂养进行了全面调查，调查结果认为不得将餐厨垃圾用于牲畜喂养，以免造成口蹄疫等疾病的传播。瑞士主要以厌氧发酵设施来对餐厨垃圾进行处理，并通过餐厨垃圾产生的沼气来进行发电，其在各个地区均建立了多个厌氧发酵处理场地。

4结语

餐厨垃圾属于高含水率和高有机质的资源型废物，因其非常容易被微生物分解，故在垃圾处理中微生物处理成为了一项重要方法，而通过运用微生物技术来处理，不仅能够降低对环境的污染，同时还可实现资源回收。但微生物各种处理技术各有优势，为此，下一步除积极推广微生物处理技术之外，还应当加强各项技术地综合运用，使其优势能够得到更好地发挥。

致谢

本论文是在上海市科委科技创新专项课题(编号：14DZ1207303)资助下完成的，感谢上海市科委对创新技术研发的大力支持。

参考文献：

[1]胡新军，张敏，余俊锋，等.中国餐厨垃圾处理的现状、问题和对策[J].生态学报，2012，31(14)：4575-4584.

[2]许晓杰，冯向鹏，李冀闽，等.国内外餐厨垃圾处理现状及技术[J].环境卫生工程，2014，21(3)：31-33.

[3]姚远，熊建林，程潇君，等.餐厨垃圾微生物处理工艺实例研究[J].广东化工，2013，39(22)：103-104.

[4]ZHANG H Y，ZHAO Y C，& QI J Y.Utilization of municipal solid waste incineration (MSWI) fly ash in ceramic brick：Product charac-terization and environmental toxicity[J].Waste Management，2011，31(2)：331-341．

[5]CHU C F，XU K Q，LI Y Y，et al.Characterization of mi-crobial community in the two-stage process for hydrogen and methaneproduction from food waste[J].International Journal of Hydrogen En-ergy，2010，35(15)：8253-8261．

[6]JAMALUDIN A A，MAHMOOD N Z.Effects of vermicomposting duration to macronutrient elements and heavy metals concentrations in vermicom-post[J].Sains Malaysiana，2010，39(5)：711 -715．

[7]贡协伟，刘响响.餐厨垃圾处理技术研究进展[J].绿色科技，2016(6).

收稿日期：2016-03-22

基金项目：上海市科委科技创新专项课题(编号：14DZ1207303)

作者简介：安莹(1983—)，女，工程师，主要从事固体废弃物资源化处置工作。

中图分类号：X703.1

文献标识码：A

文章编号：1674-9944(2016)10-0094-02