基于农村垃圾分类条件下厨余就地堆肥处理技术推广的探讨

凌庆成，曾庆东

（1.广东弘科农业机械研究开发有限公司，广州 510630；2.广东省现代农业装备研究所，广州 510630）

0 引言

随着农村脱贫攻坚工作不断深入，农村生活水平明显提高，与此同时，生活垃圾如菜根菜叶、剩饭剩菜、包装废弃物以及建筑垃圾等，其产生量也逐年增加，混杂有水分高、易腐厨余垃圾的生活垃圾乱扔乱丢已成为中国农村的村容村貌治理难点之一。根据有关部门统计，2016年全国餐厨垃圾产生量为9 731万t，2017年为9 972万t，平均每年以2.5%的速度增长[1]。最近由于非洲猪瘟的影响，国家以及地方出台了一系列政策，《国务院办公厅关于进一步做好非洲猪瘟防控工作的通知》中严禁用餐厨垃圾喂养牲畜。在进行垃圾处理时，如采取焚烧处理，因厨余垃圾水分含量高，热值较低，需要添加助燃剂，致使需要消耗更多的热量以及增加成本，而且产生的二噁英等有害气体污染空气；如采取卫生填埋方式处理，含有厨余垃圾的生活垃圾在强压的作用下，容易形成渗滤液，增加后期的处理成本。

基于此，广东省现代农业装备研究所依托现有的农村生活垃圾分类处理体系，在农村建立厨余就地堆肥处理的示范点，探讨农村厨余就地堆肥处理的可行性，在村内建立一套厨余就地堆肥循环处理工艺体系，促进示范村进行垃圾分类，改善农村居住环境，为建设美丽乡村做出贡献。

1 农村厨余就地堆肥处理可行性分析

据统计，2017年我国农村人口为57 661万人，平均产生生活垃圾量为0.6 kg/人·d，按平均量计算，我国农村每年平均产生生活垃圾34 597万t[2]。农村垃圾的主要种类有厨余垃圾、禽畜粪便、塑料袋、建筑垃圾等，其中家庭剩饭剩菜，烂蔬果等可用于堆肥发酵的有机垃圾，占生活垃圾总量50%左右，即可堆肥的有机垃圾达到17 300万t。基于农村生活垃圾基础设施以及收运体系正在逐步完善，保守估计70%的农村厨余垃圾能够就地进行堆肥处理，这样每年将减少农村厨余垃圾12 000万t，不仅大大减少了生活垃圾的出村量，节约了运输成本以及后序的处理成本，同时也节约了购买有机肥的开支。

1.1 政府鼓励农村生活垃圾就地资源化

为最大限度减少污染，减少垃圾的处理费用，便于垃圾处理的减量化、无害化、资源化，中共中央办公厅、国务院办公厅印发的《农村人居环境整治三年行动方案》中（中办发〔2018〕5号）表明：到2020年，实现农村人居环境明显改善，村庄环境基本干净整洁有序，村民环境与健康意识普遍增强，基本实现农村生活垃圾处置体系全覆盖，建立健全符合农村实际、方式多样的生活垃圾收运处置体系，有条件的地区要推行适合农村特点的垃圾就地分类和资源化利用；各地方也出台关于生活垃圾分类的相关政策以及相关生活垃圾收集管理工作指引，如广东省的《广东省农村生活垃圾分类处理指引》。

1.2 厨余垃圾有机成分高

厨余垃圾主要成分包括食物的边角料，废弃食物以及瓜果皮等，大部分由淀粉、纤维素、蛋白质、脂类和无机盐组成，包含有机肥所需要的有机质以及氮磷钾等元素[3]。同时农村各种好氧堆肥所需要的辅料资源丰富，如秸秆、禽畜粪便等，可用于调节厨余堆肥过程中的碳氮比以及水分，避免了农村秸秆焚烧、禽畜粪便的乱排放带来的环境污染。

1.3 厨余好氧堆肥技术成熟

厨余堆肥技术研究和应用已非常广泛[4-9]，农村厨余就地处理，产出有机肥的品质关键在于前端生活垃圾的分类。推广过程中，通过村民源头分类，投放监管，保洁员二次分拣等环节，避免厨余垃圾掺杂其他生活垃圾，从而把控后端产出有机肥的品质。后端设计合适的设备堆肥工艺以及好氧堆肥技术，以及加入良好的好氧发酵菌种，营造优良的微生物繁殖环境，缩短厨余堆肥的发酵周期。

1.4 足够的消纳有机肥空间

农村地区大多拥有农田，种植基地，这为厨余就地堆肥处理后产出的有机肥提供了足够的消纳空间，把厨余垃圾、有机废弃物经过好氧堆肥处理，加工成有机肥，施回农田、种植基地，改善了土壤肥力，提高了农作物产量，增加了农民的利润空间。

2 农村厨余就地资源化可行性验证

2.1 示范点基本情况

示范点选择在地处于湛江雷州半岛的那毛村，该村现有住户450户，常住人口2 000多人，选取50户作为研究对象，每户家庭每天平均产生生活垃圾1.5～1.8 kg，其中，厨余垃圾占50%以上，即每户平均产生0.8 kg的厨余垃圾，全村每天产生360 kg的厨余垃圾，主要成分是剩饭剩菜，烂水果、烂番薯为主。按正常发酵比例3∶1计算，村内平均每天产生110 kg的有机肥。如推行农村厨余就地堆肥处理，那毛村每天可减少360 kg的厨余垃圾出村，一年可减少130 t的厨余垃圾出村，每年可产生40 t的有机肥。村内现有农田约66.67 hm2，种植基地10 hm2，主要以种植番薯、青枣、芒果为主，除此之外大部分村民有自己的菜园，按有机肥施放标准，村内的农田以及种植基地完全可以消纳厨余垃圾产出的有机肥，减少购买有机肥的成本。

2.2 运行流程

2.2.1 签订协议，建立三方合作的示范推广模式

企业、科研单位与村委会签订协议，以村委会为主体，组建生活垃圾分类促进中心。一方面，村委会的公信力和组织力强，能够积极推动村民进行生活垃圾分类，通过组织相关活动，完善监管机制以及激励措施；利用农村的“熟人社会”形态，可以形成互相监督、纠正的制度，更好地促进村民积极参与垃圾分类；另一方面，科研单位和企业可以提供技术支撑：厨余堆肥发酵设备以及有机肥制作的配方、好的好氧堆肥菌种，并进行好氧堆肥技术宣传、培训和指导，这样有利于加强居民环保的观念。三方联合，发挥各自不同的优势，能够更好地推动农村垃圾分类以及农村厨余就地堆肥处理技术的发展，便于建立农村厨余就地循环处理体系。

2.2.2 农村绿色循环垃圾分类体系的运营

依托广东省在各市县镇农村搭建起的“户集-村收-村或镇清运-县或市集中处理”的农村垃圾处理模式，在示范村内增加4个主要环节，如图1：①村民源头分类，每个家庭免费发放2个干湿垃圾桶，将垃圾桶从户外移到室内，实现真正意义上的源头分类；②村民定点交付，每30个家庭有小型生活垃圾分类固定投放点，建立15个垃圾分类固定投放点，每个分类投放点放3个240 L垃圾分类标识桶，村民每天将已分类的垃圾投放到分类固定投放点，前期设立垃圾分类监管员，实行监管制度；③保洁员分类收集居民所投放的生活垃圾，在厨余堆肥车间进行二次分拣厨余垃圾，生产有机肥工作；④根据村民每季度分类投放的实际效果进行实物奖励，提高居民的积极性，保证农村厨余就地资源化的持续进行。

图1 那毛村生活垃圾运营流程图

3 农村好氧堆肥处理工艺

根据示范村现有基础设施，因地制宜建设厨余堆肥车间以及其他生活垃圾转运中心，车间内安装一套符合现有农村环境的厨余垃圾堆肥装置。综合考虑建设成本和运行成本，在车间楼顶安装供设备运转的光伏设备，为农村厨余就地资源化提供可持续运营的基础。基于农村的条件，厨余垃圾处理工艺需操作简单，投料、堆肥、二次腐熟、筛分等工序可自动化，管理员只需要投料即可，无需其他操作，如图2和图3所示。厨余好氧堆肥工艺包括厨余处理机、生态箱、液压提升机构、皮带机、圆筒筛分机、除臭装置6个主要部分，主要工艺流程为：厨余垃圾在厨余堆肥车间进行二次分拣，沥水后，先通过液压提升机构提升厨余垃圾至厨余处理机，厨余处理机添加合适比例的辅料，比如秸秆、禽畜粪便等，以及好氧堆肥菌种，厨余垃圾在厨余处理机中历经升温、恒温、降温三个阶段，一般持续7 d，出料至生态箱，进行完全腐熟处理，然后通过皮带机提升至圆筒筛分机进行筛分、出料、打包。厨余堆肥发酵过程中，产生的尾气由除臭装置处理，不会造成二次污染。厨余处理机具有自动搅拌、加热、通风曝气等功能，搅拌、曝气功能可根据投放量进行调整，节约耗电成本。圆筒筛分机对完全腐熟的有机肥进行筛分，去除难分解的大骨头，纤维，果壳等杂质，得到无杂质的有机成品肥，用回农业生产。

图2 厨余就地堆肥处理设备布局图

图3 厨余堆肥工艺

根据示范村运营情况，源头分类以及保洁员的二次分拣工作直接关系到有机肥的品质。因此，运营推广时，前期需注重垃圾分类的宣传，可通过举办垃圾分类宣传讲座和完善垃圾分类奖励机制等措施促进垃圾源头分类工作。合理分配产出的有机肥，让居民切身体会垃圾分类带来的环境改观，以及产出有机肥带来的经济效益和环境效益，让村民逐步接受并推广垃圾分类，以示范村带动其他村参与厨余就地资源化，逐步加强农村垃圾分类观念，推广农村厨余就地堆肥处理的理念，减少农村厨余的出村量。

4 农村厨余就地堆肥处理技术推广效益分析

4.1 经济效益分析

农村厨余就地堆肥处理技术的推广与应用，实现了垃圾减量，一方面减轻了乡镇垃圾转运系统的压力；另一方面降低了卫生填埋、焚烧发电处理生活垃圾的成本，减轻了各级财政压力，几种处理生活垃圾模式的对比如表1所示。

表1 处理生活垃圾模式的对比

表1可以看出，好氧堆肥与卫生填埋、焚烧发电处理方式相比，处理成本比较适中，堆肥处理速度较快，投资与运营成本较低。好氧堆肥产生的有机肥，可以作为精品有机肥使用，减少村内购买有机肥的开支。

4.2 社会和生态效益

农村厨余就地堆肥处理技术的应用与推广，加强了农村垃圾的分类观念，有效推进了农村人居环境综合整治。同时，提倡厨余垃圾生产成有机肥，可以变废为宝，化害为利，实现了资源循环利用，同时，通过对农村厨余就地处理技术的推广研究，可提升我国生活垃圾处理设备以及加工有机肥设备的技术研究。

5 结语

综上所述，基于农村垃圾分类条件下，农村厨余就地堆肥处理，工艺简单，且成本较低，平均为每户家庭减少0.8 kg的厨余垃圾出村，并产生有机肥，回馈给本村，减少了农户有机肥的购买，促进了农村建立垃圾分类处理的长效机制，完善了农村垃圾分类处理的相关政策法规，有效推进了农村人居环境综合整治，减轻了后端处理的财政资金负担。因此，农村厨余就地堆肥处理技术的推广具有一定的可行性以及示范性。