针对农村人居环境中易腐垃圾处理方法的探索

2021-04-22钱超赵志萍

商品与质量 2021年20期

钱超赵志萍

常州市环境卫生管理中心江苏常州 213016

近年来，随着中国城乡建设进程加快和乡村振兴战略的实施，全国农村也面临着诸多环境问题，农村环境问题之一就是固体废物污染。从污染源来看，农村环境污染问题中排在首位的是生活垃圾污染，其次是工矿业污染和农药化肥污染，农民认为目前影响村庄环境并且最急需改进的地方和农民对环境最不满意的地方是农村生活垃圾问题。与此同时，新《固废法》中要求地方各级人民政府应当加强农村生活垃圾污染环境的防治，保护和改善农村人居环境。可见，农村生活垃圾问题已经十分严重，如任其发展，将严重制约农村社会可持续发展[1]。

1 农村生活垃圾特征

农村生活垃圾是指农村居民在生活过程中产生的综合废弃物，它不仅包括村民日用废品（如厕纸、废纸废塑料、废衣物等），也包括荧光灯管、废血压计等有毒有害物，还包括家畜粪便、菜边皮和厨余垃圾等有机废弃物。

据统计，农村生活垃圾的人均产生量大致为同一区域城市居民的1/3左右，且农村与城市生活垃圾的成分区别很大。农村地区生活垃圾中厨余垃圾、树叶与菜边皮等有机物百分比最高，其次是砖瓦灰渣等无机物，再次为纸类、织物等废物，秸秆、家畜粪便等含量最小。因此农村生活垃圾具有有机物含量高、含水率高、盐油含量相对较低，组分以有机物为主的特性，故农村生活垃圾处理的第一要务是进行分类。

2 农村生活垃圾收运处理现状

2.1 垃圾收运体系不完善

目前我国农村地区生活垃圾收运处理模式归纳起来有三种：一是没有垃圾收运处理设施，垃圾随处乱堆，甚至直接倾倒在农田、沟渠内，污染严重，目前在我国仍有一些偏远地区，生活垃圾收运尚未完全覆盖；二是设有简易垃圾收集点，但没有密封、清洁措施，污染依旧严重，受制于区域经济发展不平衡，局部地区农村垃圾收集设施仍以垃圾房为主，其垃圾渗滤液有溢流至外部环境风险；三是垃圾分类体系不完善，居民生活垃圾由收集点转运至城镇生活垃圾转运站，最终运至生活垃圾填埋场或焚烧厂，资源化利用程度低。总体来看，形成这种粗放模式的原因是财政经费投入不足，导致环卫设施基础薄弱。

2.2 管理无序

很多地方政府对农村垃圾处理重视程度严重不足，管理体制不清晰、职权不明确；财政资金不到位或不能及时到位；村民环保意识普遍不高；城乡、区域统筹等新的理念在大部分地区没有得到落实。

2.3 处理方式传统且单一

我国目前大部分农村地区生活垃圾虽纳入城乡统筹处理体系，但目前生活垃圾分类尚在起步阶段，农村生活垃圾处理方式仍以焚烧或填埋为主，资源化利用率低。

3 农村易腐垃圾单独处理的必要性

3.1 热值过低，拉低焚烧效率

据了解，农村生活垃圾中含水率偏高（在40%-60%），而这些垃圾的热值在（2100-3100）kJ/kg左右，不能满足垃圾焚烧发电的热值要求（即5000以上），生活垃圾中若混入易腐垃圾将大大降低其焚烧效率。

3.2 氮磷钾等营养元素高，应该实施资源化

由于农村生活垃圾中易腐垃圾占大多数，而其易腐垃圾中含氮量占干物质的比例高达3%-5%以上，是农作物生长的理想肥料。如果使用常规垃圾处理方式（如卫生填埋、焚烧处理）处理，将会导致大量营养元素的浪费。

3.3 易腐垃圾处理必须前段分类收集运输

由于易腐垃圾含水率相对较高，干物质中淀粉、糖类、蛋白质及纤维素含量较高，易腐烂、发臭。若与其他生活垃圾混收、混运及混合处理时，过程中各环节极易腐败发臭和滋生蚊蝇等问题，进而引起环境污染等次生问题，且造成资源浪费。

3.4 新固废法为易腐垃圾单独处理提供了法治保障

2020年新修订的《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》要求县级以上人民政府应当统筹安排建设城乡生活垃圾收集、运输、处理设施，确定设施厂址，提高生活垃圾的综合利用和无害化处置水平，促进生活垃圾收集、处理的产业化发展，逐步建立和完善生活垃圾污染环境防治的社会服务体系。同时鼓励相邻地区统筹生活垃圾处理设施建设，促进生活垃圾处理设施跨行政区域共建共享。新固废法推行的垃圾分类制度，为易腐垃圾单独处理提供了法治保障。与目前农村污水分散式治理模式类似，针对农村易腐垃圾产生特点，采用一村一建或多村合建，建设易腐垃圾处理专用设施或项目，一方面将大大降低城市生活垃圾处理终端压力，另一方面易腐垃圾单独资源化处理将改善农村环境质量的同时，还会带来一定的附加收入[2]。

4 有机易腐垃圾处理方式比较

由于我国大中型城市多为高密度的城市化地区，缺乏小型家庭堆肥的应用环境，而城市污水系统并不具备将易腐垃圾粉碎破碎后直接进入下水道的条件，因此我国对于农村易腐垃圾处理目前主要有常规处理方式和资源化处理方式，而随着全国垃圾分类逐步推广，易腐垃圾资源化处理方式将成为主流。易腐垃圾处理技术比较分析情况详见表1。

4.1 常规处理方式

卫生填埋法是我国城乡居民生活垃圾（包括农村易腐垃圾在内）的一种常规处理方式。填埋场选址通常利用天然或人工凹坑，底层铺防渗层。生活垃圾一层一层倒入，机械压实，同时按一定路径预埋导气管以收集甲烷气体。由于进入填埋场内的生活垃圾量大组分复杂，渗滤液的浓度极高，其成分也相对复杂，渗滤液处理相对困难，且填埋厂内生活垃圾的降解速度缓慢。此外，采用填埋方式处理易腐垃圾需消耗大量土地资源，占用有限的城市生活垃圾填埋场内填埋库容，加大填埋场污染控制难度，因此易腐垃圾混入生活垃圾填埋处理不可持续。

4.2 资源化处理

4.2.1 堆肥处理

堆肥技术在欧美起步较早，目前已经达到工业化应用的水平，该方法主要原理是依靠自然界广泛分布的细菌、放线菌和真菌等微生物，人工筛选出特定菌种，有控制地促进易腐垃圾向稳定的腐殖质转化。目前该技术主要分为厌氧发酵和好氧发酵两种方式。目前在我国上海、江苏、浙江等地已建成了一定处理能力的试验项目。

（1）好氧堆肥工艺。好氧堆肥是在通气条件好，氧气充足的条件下，好氧微生物对废物进行吸收、氧化以及分解的过程。好氧微生物通过自身的生命活动，把一部分被吸收的有机物氧化成简单的无机物，同时释放出可供微生物生长活动所需的能量，而另一部分有机物则被合成新的细胞质，使微生物不断生长繁殖，产生出更多生物体。通常，好氧堆肥的堆温较高，一般宜在55-60℃时较好，所以高温堆肥可以最大限度地杀灭病原菌。

（2）厌氧发酵产沼。厌氧发酵法是将有机物在厌氧环境中，利用自然界固有的厌氧微生物（特别是甲烷菌）生长繁殖特性，将垃圾中有机物作为它的营养源，经过菌群代谢繁殖等活动，将有机物转化为沼气和沼渣的过程，通称“有机物厌氧消化作用”，通常根据待处理废物中有机固体含水量大小分为干法和湿法两大类。干法发酵要求垃圾的初始含固率一般为24%-40%，基本上保持了经分选预处理后的生活垃圾的原始状态，因此对进料的预处理要求比湿法简单，一般不需要再给垃圾加水，但干法为了满足废物高黏度的需求，所需设备往往比湿法昂贵。湿法发酵垃圾的初始含固率一般10%-15%，发酵过程需要额外添加大量的水，所产生的废水比较多。由于湿法中的浆液处于完全混合的状态，因此更容易受到氨氮、盐分等物质的抑制。

4.2.2 昆虫处理技术

除了以上几种传统常见的处理方式外，目前已有多地探索新型易腐垃圾处理方式。昆虫处理技术是利用昆虫（目前主要是蚯蚓、黑水虻和蝇蛆）的增殖和新陈代谢过程来处理转化垃圾（主要是厨余和菜叶）中的有机质，进而将垃圾转化为无毒无害可以利用的生物肥及昆虫虫体等，该方法的优点是垃圾减量化、资源化程度高，可操作性强，生活有机垃圾经处理后可收获大量新鲜昆虫蛋白，其可作为农户和专业养殖户的高蛋白饲料或由专业公司直接收购，具备一定的经济价值，同时，剩余残渣为无臭并有抗病功能旳生物有机肥，可作为有机农业的优质肥料。易腐垃圾可全部实现资源化利用，并推动区域高效养殖业和种植业的发展，经济效益明显提高。另外，该技术即可实现垃圾集中规模化处理也可实现分散处理。但是此方法需要开发出集除杂、破碎、均质及虫渣筛分于一体的专用设备，如何有效筛分出昆虫与残渣是今后需要不断攻关的技术[3]。

5 结语

综上所述，为进一步改善农村人居生活环境，有效防治生活垃圾等固体废弃物造成的环境（土壤、水质）污染，以下工作需进一步完善细化：

（1）严格落实垃圾分类原则，易腐垃圾分类收集处理。实行垃圾分类后的易腐垃圾由于其有机质含量高，易为微生物或昆虫降解消耗，故易腐垃圾更倾向于资源化处理，更好得实现农村生活垃圾的资源化、无害化处理。

（2）农村易腐垃圾需要结合当地气候、经济、土地等因素因地制宜选择处理模式。鉴于好氧堆肥工艺相对成熟，加上农村地区土地资源有限、个别地区易腐垃圾量受季节影响波动，小型好氧堆肥设备更具优势。但该技术的废气处理、规模处理成本仍需进一步改善。

（3）农村易腐垃圾处理技术需要进一步完善改良。现阶段我国易腐垃圾昆虫处理技术具备一定的经济可行性，也可实现资源利用最大化，但目前仍处于试点阶段，目前昆虫与残渣分离效果不理想，且该技术对易腐垃圾的源头分类要求加高，其饲养的昆虫由于存在一定的食物链风险，因此昆虫用于生物饲料获得市场准入仍需相关部门给予政策扶持和相关认证许可，为后续逐步推广提供支撑条件。