我国农村餐余废弃物处理研究进展*

2021-12-06孔庆波栗方亮

肥料与健康 2021年5期

张青，孔庆波，栗方亮

(福建省农业科学院土壤肥料研究所福建福州 350013)

我国作为农业大国，农村人口基数十分庞大。《中华人民共和国2019年国民经济和社会发展统计公报》[1]的调查结果显示，我国约有5.5亿人生活在农村。而另一项研究结果表明，我国人均生活垃圾量为0.86 kg，其中餐余废弃物约占收集总量的60%，可回收废品类约占收集总量的20%，经过垃圾分拣分流后，最终需要处置的垃圾量不足垃圾收集总量的20%[2]。从以上数据不难看出，餐余废弃物是农村生活垃圾的主要组成部分，但目前我国对其资源化利用的程度仍然较低。农村餐余废弃物数量大、可降解性高，若处理不当，不仅造成极大的资源浪费，而且容易造成严重的环境污染，危害人体健康；若能对其进行妥善处理，不仅能减少污染、实现废弃物减量、促进资源循环利用，还可以催生新的产业发展模式，增加就业机会、改善农民的经济状况[3]。由此可见，开展农村餐余废弃物处理的研究，提升餐余废弃物的资源化利用水平是大势所趋，对实现农业可持续发展具有重要意义。

1 农村餐余废弃物的危害及资源化处理的意义

1.1 农村餐余废弃物的危害

餐余废弃物主要是指人们日常餐饮活动所产生的废弃物。作为农村有机废弃物中数量较大的部分，餐余废弃物具有含水量高、有机质含量高以及营养物质丰富等特点[4]，这些特点使得餐余废弃物具有较大的资源重复利用潜质。同时，餐余废弃物极易腐烂变质，如果得不到妥善处理，将会给生态环境带来严重破坏，引发生态风险。餐余废弃物可能引发的危害主要有以下几个方面。

(1)造成土壤环境的破坏。大部分餐余废弃物含油量和含盐量偏高[5]，如果未经系统处理，直接倾倒在田间地头，不仅占用大量土地，造成土地资源的浪费，而且可能因油分和盐分含量超标等使该区域土壤形成厌氧区或发生土壤盐碱化，破坏该区域土壤结构的多样性。

(2)造成大气和地下水源的污染。餐余废弃物有机质含量很高，在其腐烂分解过程中，会产生大量的硫化物、氨气、甲烷、氧化亚氮等气体，这些气体的随意排放可能会加剧温室效应并且导致酸雨的形成。同时，由于餐余废弃物含水量很高，其产生的渗滤液较多且易酸化变质，如果没有及时处理，很可能会渗入土壤进入地表水中，造成地下水源的污染，给人们日常饮水安全造成威胁[6]。

(3)引起生物性污染。餐余废弃物如果随意堆放，很容易滋生大量的致病微生物，这些致病菌通过苍蝇、蟑螂、老鼠等生物的传播，很可能会造成生物性污染，使其他生物染上疫病，产生难以估量的后果[7]。

1.2 农村餐余废弃物资源化处理的意义

餐余废弃物处理不当，会造成严重的生态危机，但如果处置妥当，将变废为宝，实现资源的循环利用[8]。关于餐余废弃物资源化处理的意义，主要有以下几个方面。

(1)促进农村餐余废弃物的资源化处理，减轻环境污染，改善乡村人居环境。近年来，随着我国建设“美丽乡村”进程的不断推进，“美丽、特色、绿色”成为推进我国社会主义新农村建设的必然要求[3]。餐余废弃物作为农村生活垃圾的重要组成部分，如果能够对其进行资源化处理，杜绝随意倾倒排放行为，将避免大量有害物质的产生，对改善我国农村居住环境具有重要意义。

(2)促进资源的循环利用，解决农村能源短缺问题。我国农村人口占全国总人口的比重很大，农村每年都会产生大量的餐余废弃物，这些废弃物中含有丰富的有机质。如果将大量的餐余废弃物随意排放，在浪费可重复利用资源的同时，还会造成大量土地资源的浪费；若能合理加以利用，将餐余废弃物通过堆肥化或饲料化处理，制成有机肥或饲料，将会促进废物资源的循环利用，构造农村资源循环模式，大大缓解农村能源短缺的问题[9]。

(3)催生新的产业发展模式，增加就业机会，改善农民经济状况。通过大力开展农村餐余废弃物的资源化利用，在实现废弃物资源物尽其用的同时，催生类似于有机肥料生产、厌氧能源处理等产业的出现，以增加农民的就业机会，创造新的农村经济增长点[3]。

2 农村餐余废弃物资源化利用存在的主要问题

近年来，随着农村各方面的持续发展，国家对农村有机废弃物的治理规划了更为长远的发展目标，不仅要全力推进农村废弃物就地分类、资源化利用和处理，还要建立农村有机废弃物收集、转化、利用的网络体系。这对治理农村废弃物的处理设施有了更高的要求，在有效处理有机废弃物的基础上，明确了“转化利用”的目标，即最大程度实现资源循环利用。虽然确立了发展方向，但农村各方面条件特殊，在践行过程中还存在诸多阻碍。

(1)村民居住分散，收集成本较高，难以形成整体布局网络[10]。我国农村地广人稀，大部分的村民住所较为分散，给餐余废弃物收集带来一定的难度。有研究表明[11]，农村居民每户每月对生活垃圾运费的支付意愿约为6.5元，但我国农村地区实际收取的生活垃圾运费每人每月约为23.21元。农村餐余废弃物收集难、成本高、回报低，再加上村民的资源化意识薄弱，使得农村在构建餐余废弃物资源化体系时困难重重[12]。

(2)农村经济基础薄弱，资源化技术体系不成熟。我国农村许多地区经济较落后，没有足够的资金引入新型的资源化处理技术，餐余废弃物的处理模式长期未更新，仅停留在简单饲料化、传统堆肥、沼气化等技术上，发展十分缓慢[13]。农村饲料化灭菌无害处理程度低、堆肥氮素损失过高、沼气产气率低等关键技术问题长期得不到根本解决，因此农村餐余废弃物的利用率始终在低端水平徘徊。

(3)资源化立法起步晚，政策支持力度有待加强。我国在21世纪初提出“走循环经济之路，实现可持续发展”的思路，之后又出台《可再生能源法》和《循环经济促进法》等相关法律法规，但始终缺少详细的、针对性强的实施细则和赏罚制度[14]。尤其在农村，村民思想较为传统，若缺乏相应实质性、可操作性强的政策支持，不加强对资源化利用的宣传，人们往往更愿意延续传统做法，而不愿接受新事物进行改变[15]。

3 我国农村餐余废弃物处理现状

我国农村人口基数大，每年都会产生大量的餐余废弃物，随着近年来人民生活水平的不断提高，农村餐余废弃物的产生量呈现持续上升的趋势，农村缺乏完善的餐余废弃物回收处理技术体系，很容易衍生出一系列环境问题和社会问题[16]。目前，我国农村针对餐余废弃物的处理方法主要有餐余废弃物饲料化、蚯蚓处理、厌氧能源化处理、好氧堆肥等。

3.1 餐余废弃物饲料化

餐余废弃物饲料化主要分为高温消毒和好氧发酵，是较早为人们所使用的一种资源化处理方法。餐余废弃物营养含量丰富，与玉米、大豆等典型饲料十分接近[7]。在我国农村，人们常将餐余废弃物进行简单处理后作为家畜的饲料，或者利用餐余废弃物养蛆虫作为鸡饲料。

3.2 蚯蚓处理

蚯蚓体内富含蛋白质、脂肪和纤维等多种分解酶，消化道中还存在大量的细菌、霉菌和放线菌等，能够很好地转化和分解餐余废弃物中的有机物[7]。利用餐余废弃物养殖蚯蚓，可以在消耗餐余废弃物的同时，产出大量富含N、P、K等营养元素的蚯蚓粪便。蚯蚓粪便无臭无害，营养价值高，可以直接施用于田间，是一种理想的农用肥料。

3.3 厌氧能源化处理技术

将餐余废弃物进行厌氧发酵制备生物能源，整个过程受餐余废弃物复杂多变特性的影响较小，还能有效减轻对水体的污染[17]，处理后可获得氢气和甲烷等可再生能源，实现资源的循环利用。有学者提出了将造纸污泥与餐余废弃物联合使用以促进厌氧发酵的方案，这样不仅解决了餐余废弃物资源化利用的问题，还能在一定程度上减轻造纸行业带来的环境污染[18]。

3.4 好氧堆肥

好氧堆肥也是我国农村常用的处理餐余废弃物的手段。好氧堆肥是在通风供氧情况下进行的，整个堆肥过程利用物料中微生物的活动，发酵分解、转化物料中的有机物，使其逐渐变为类腐殖质物质的过程。好氧堆肥具有加工方法简单、成本低等优点，受到许多农民的青睐[19]。

4 农村餐余废弃物资源化利用的建议

我国农村餐余废弃物的数量巨大，若能找出较为合适的资源化利用对策，将具有重大意义[20]。

农村现有的餐余废弃物处理方法，饲料化处理虽然营养价值高，但农村对废弃物的灭菌和无害化处理程度很低，有的甚至未经处理就直接将餐余废弃物作为饲料喂养家畜，增大了潜在的食品风险和动物疾病爆发的风险；加上近年来农村整治环境，许多养殖行业被限制，饲料化需求明显降低。蚯蚓处理虽然较环保，但其个体较小，处理能力有限。厌氧能源化处理技术虽然工艺稳定，可有效贮存能量，但也面临反应器启动时间长、技术操作要求较高等问题。综合考虑，通过好氧堆肥将餐余废弃物制成有机肥，加工方法简单且成本低，是目前发展农村餐余废弃物资源化利用较为合适的途径。

在鼓励将餐余废弃物作为好氧堆肥原料制作有机肥时，应充分考虑农村实际情况的差异。对于某些人口相对集中、日常餐余废弃物产生量大、规模化收集成本较低的农村，可以考虑建设有机肥厂，政府适当给予政策上的扶持并提供技术上的支持。有机肥厂的成功建设，将有力促进有机肥的规模化生产，提高资源利用率，还能在一定程度上增加农村就业机会和提高农民经济收入等。对于那些人口较为分散的农村，由于餐余废弃物产生量较小，可以考虑采用“分层发酵池”方案。分层发酵池是一种可以将农村集中收集的餐余废弃物进行固液分离，再分别将固体废弃物和液体废弃物引入分层发酵池和沼液发酵池中进行好氧发酵的一体化设施，整个系统主要由固液分离平台、沟渠系统、液体暂存点、沼液发酵池、分层发酵池池体以及肥料包装平台等组成。在使用分层发酵池进行堆肥时，先在固液分离平台上对餐余废弃物进行固液分离，分离后的液体随沟渠系统流入液体暂存点，再掺混少量的辅助性物料和发酵菌种后引入沼液发酵池，用以制作水肥一体化液态沼肥；分离得到的固体废弃物经掺混后，借助重力进入分层发酵池第一层中发酵一定时间，然后物料依次在第二、三、四层中继续发酵，经第四层发酵后的固体废弃物已基本腐熟，送至肥料包装平台，再经处理、包装后即可运输至田间等需肥地投入使用。分层发酵池是经过大量实地考察和研究后提出的一套具有小型化、成本低、投资收益高、可持续发展等优势的处理设施，适合农村餐余废弃物处理，能够产生实际处理效益。