王丹陽，弓愛君，張振星，毛亞南，周陸軍

（北京科技大學(xué)，北京 100083）

北京市餐廚垃圾的處理現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢*

王丹陽，弓愛君，張振星，毛亞南，周陸軍

（北京科技大學(xué)，北京 100083）

介紹了北京市餐廚垃圾現(xiàn)狀，分析了北京市餐廚垃圾處理中存在的主要問題，并闡述餐廚垃圾主要資源化的處理技術(shù)及發(fā)展前景，旨在為北京市餐廚垃圾管理及資源化提供參考。

餐廚垃圾；資源化；管理

餐廚垃圾是城市垃圾的重要組成部分。居民區(qū)、餐飲服務(wù)行業(yè)及各種企事業(yè)單位食堂是產(chǎn)生餐廚垃圾的主要場所。一般在食品加工過程中產(chǎn)生的食物殘余稱為廚余，成分主要為菜葉、果皮，其碳水化合物含量高；而在飲食消費后的食物殘余稱為“泔腳”，以淀粉、蛋白質(zhì)、脂肪為主，同時還表現(xiàn)出含鹽量、游離態(tài)脂肪含量高的特點，含水率高，易為微生物利用降解［1］。

由于餐廚垃圾產(chǎn)生量大，細菌、酵母菌等活菌含量非常高［2］，極易變質(zhì)腐敗，孳生和招引蚊、蠅、鼠、蟑螂等害蟲，污染環(huán)境，必須進行嚴格有效的正規(guī)處理。然而目前餐廚垃圾的處理并未進入規(guī)范的處理渠道，一些非正規(guī)的餐廚垃圾處理存在很多薄弱環(huán)節(jié)，對人們的生活、健康和環(huán)境造成安全隱患。

餐廚垃圾的主要組成有糧食、蔬菜、植物油、動物油、肉骨及少量廢餐具、牙簽、餐紙等。主要化學(xué)成分有淀粉、纖維素、蛋白質(zhì)、脂類和無機鹽等，同時含有少量氮、磷、鉀、鈣、鎂、鐵等微量元素。

1 北京市餐廚垃圾現(xiàn)狀

據(jù)不完全統(tǒng)計，目前北京市餐廚垃圾的日產(chǎn)生量約為1 200 t/d，并呈現(xiàn)快速上升趨勢［3］。北京市部分單位餐廚垃圾主要成分檢測結(jié)果見表1［3］。

表1 北京部分單位餐廚垃圾主要成分

從表1可以看出，在星級飯店、高級餐廳、餐館和食堂產(chǎn)生的餐廚垃圾，含水率、有機物和粗蛋白變化幅度不大。粗脂肪除了烤鴨店偏高之外，其余的飯店也基本穩(wěn)定。對于瀝水油分不同的飯店變化比較大，這主要是由于不同飯店的菜系不同、管理方式不同造成的。

2 餐廚垃圾特點

1）高含水率。餐廚垃圾的含水率高（75%左右），其收集、運輸和處理都有很大難度。而且由于餐廚垃圾的熱值在2 100 kJ/kg左右，不能滿足垃圾焚燒發(fā)電的熱值要求，如果與其他垃圾一起焚燒會導(dǎo)致燃燒不充分而產(chǎn)生二 等物質(zhì)；而填埋則會產(chǎn)生大量沼氣及滲瀝液［4］，滲瀝液可通過地表徑流和滲透等作用污染地表水和地下水，對環(huán)境造成二次污染。

2）易腐爛。餐廚垃圾中有機物含量高（占干物質(zhì)質(zhì)量的93%左右），主要為淀粉類、食物纖維類、動物脂肪類等。又因其含水率高，易腐敗發(fā)臭；易孳生病菌，包括大量沙門氏菌、金黃色葡萄球菌、肝炎病毒等多種致病微生物［5］，造成多種疾病的傳播。

3）營養(yǎng)豐富。除了粗蛋白和粗纖維等有機物含量高外，餐廚垃圾還含豐富的氮、磷、鉀、鈣以及各種微量元素，具有營養(yǎng)素齊全、再利用價值高等特點。廚余中的糖類含量較高，而泔腳則以蛋白質(zhì)、淀粉和動物脂肪類等為主要成分，且含鹽、油脂量高（可達泔腳總量的20%～30%，其中相當部分是游離態(tài)），見表2。

表2 泔腳粗蛋白和粗脂肪消化率測定結(jié)果 %

3 北京市餐廚垃圾處理存在主要問題

1）采取非正規(guī)方式處置餐廚垃圾，隱藏嚴重的衛(wèi)生安全問題。餐廚垃圾富含的有機物在溫度較高時很快會腐爛變質(zhì)，產(chǎn)生大腸桿菌等病原微生物，直接喂豬會危害人體健康。而廢棄食用油脂經(jīng)過多次反復(fù)油炸、烹炒后，含有大量的致癌物質(zhì)，如苯并芘、黃曲霉素等，長期食用會導(dǎo)致人體慢性中毒，容易患上肝癌、胃癌、腸癌等疾?。?］。而且現(xiàn)有的一些處理技術(shù)也存在缺陷，如餐廚垃圾飼料化技術(shù)中加熱烘干的方式很難去除霉桿霉菌等菌種［2］。

2）處理設(shè)施能力不足。預(yù)計到2010年北京市餐廚垃圾日產(chǎn)生量將達到1 450 t，而目前日處理能力僅是200 t左右，缺口很大。

3） 收集運輸系統(tǒng)不完善。除正規(guī)收集企業(yè)外，目前大多數(shù)餐廚垃圾收集運輸工具以人力三輪車和小型機動車為主。沒有密封，車輛上路行駛時易發(fā)生外濺、傾灑，造成沿途環(huán)境污染，嚴重影響市容、市貌和道路交通。

4）政策機制不健全。缺乏相關(guān)政策法規(guī)，價格機制、監(jiān)督執(zhí)法制度尚未建立，運用市場化、企業(yè)化的方式［7］建設(shè)餐廚垃圾處理廠面臨很多困難，企業(yè)參與投資的積極性不高。新出臺的由餐廚垃圾的生產(chǎn)者支付清運和處理費用的政策，更是消減了很多單位參與合理處理餐廚垃圾的積極性。因為這意味著他們將從賣泔水收費到繳費的轉(zhuǎn)變，直接影響了他們的經(jīng)濟利益。

4 資源化處理方式

1）飼料化技術(shù)。利用微生物菌體將餐廚垃圾發(fā)酵，通過微生物的生長繁殖和新陳代謝，積累有用的菌體、酶和中間體，經(jīng)過烘干后制成蛋白飼料［8］。

2）生物厭氧發(fā)酵處理技術(shù)。在厭氧發(fā)酵過程中，有機質(zhì)被分解，部分有機碳物質(zhì)轉(zhuǎn)化為CH4和CO2，被分解的有機碳化物的能量大部分儲存在甲烷中，小部分氧化為CO2，釋放出能量滿足微生物生命活動的需要［9］。同時，厭氧條件下的乳酸發(fā)酵生成生物降解性塑料［10-11］，生物制氫［12-13］以及甲烷發(fā)酵［14］與燃料電池發(fā)電系統(tǒng)［2］等技術(shù)也在開發(fā)之中。

3）生物柴油技術(shù)。餐廚垃圾進行人工分揀固廢物后，經(jīng)高溫蒸煮滅菌和幾道分離手續(xù)，可分離出油、固體渣、廢水。廢油脂經(jīng)過集中加工處理，可制成脂肪酸甲酯等低脂類物質(zhì)，作為半成品工業(yè)原料油脂，或經(jīng)深加工變成皮革合成加脂劑以及生物柴油［8，15］。

4）肥料化處理技術(shù)。國內(nèi)外運用較多的是餐廚垃圾高溫機械堆肥法，該工藝采用高溫嗜熱菌微生物進行發(fā)酵，溫度高，發(fā)酵速度快，對餐廚垃圾這種富含大量有機物的垃圾具有良好的處理效果［8］。高溫好氧堆肥技術(shù)能在較短的發(fā)酵周期內(nèi)完成物料熟化并能殺滅病菌［2］。

5）高溫炭化處理。將餐廚垃圾放在400～500℃的高溫且無氧條件下進行蒸燒，再將釋放出的氣體在800℃的條件下（足以使二 分解） 進行二次加熱20 h，使其變成炭化物［16］。

6）發(fā)酵產(chǎn)燃料酒精。即利用運動發(fā)酵單胞菌對餐廚垃圾進行發(fā)酵以生產(chǎn)酒精［17-18］。

7）蚯蚓堆肥。蚯蚓在其新陳代謝過程中吞食大量有機物，并將其與土壤混合，通過砂囊的機械研磨作用和腸道中生化作用促進有機物分解轉(zhuǎn)化［19］。其體內(nèi)可分泌多種酶類，對絕大多數(shù)餐廚垃圾有較強的分解作用，同時還能有效地抑制堆肥過程中產(chǎn)生的臭味［6］。

8） 小型餐廚垃圾處理機［1］。通常采用好氧發(fā)酵的工作原理，利用特殊菌種，通過加熱、機械攪拌和強制通風(fēng)等手段，使餐廚垃圾分解，剩余物作為肥料使用。

餐廚垃圾屬于資源型廢物，由于其極易被微生物降解的特性，使得生物降解法成為處理此類垃圾的主要方法，不僅對環(huán)境的影響小，而且可以回收能源及產(chǎn)生對環(huán)境有益的二次產(chǎn)物。目前比較常用的生物處理法一般為堆肥及厭氧發(fā)酵制生物氣。

堆肥的處理成本相對較低，而且處理工藝簡單，而厭氧發(fā)酵制生物氣雖然投資大，但是操作自動化程度高，可以解決部分能源問題，因此這2種方法成為近年來的主流技術(shù)。同時，由于生物農(nóng)藥的綠色、高效、針對性強等特點，利用餐廚垃圾進行發(fā)酵生產(chǎn)微生物農(nóng)藥也必將是一種資源化處理的方法。

5 結(jié)束語

餐廚垃圾中豐富的營養(yǎng)成分是有益微生物的最佳養(yǎng)料，在降解過程中，可以產(chǎn)生多種具有資源利用價值的再生物質(zhì)。隨著國家一系列利好政策的出臺以及餐廚垃圾資源化技術(shù)的發(fā)展，餐廚垃圾必然會成為一種具有廣闊前景的寶貴資源，而生物法將成為此類垃圾處理的主要方法。

［1］黃文雄，劉暢.餐廚垃圾處理現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢［J］.建設(shè)科技，2008（3）：90-92.

［2］曾憲興，宮本水，王富生.高壓蒸汽滅菌工藝處理餐廚垃圾［J］.環(huán)境衛(wèi)生工程，2007，15（1）：55-56.

［3］邢汝明，吳文偉，王建民，等.北京市餐廚垃圾管理對策討論［J］.環(huán)境衛(wèi)生工程，2006，14（6）：58-61.

［4］王星，王德漢，張玉帥，等.國內(nèi)外餐廚垃圾的生物處理及資源化技術(shù)進展［J］.環(huán)境衛(wèi)生工程，2005，13（2）：25-29.

［5］李小卉.餐廚垃圾的危害及綜合治理對策［J］.研究與探討，2006，11：24-25.

［6］ Thomas R，Ida S，Ame F.The Presence of Penicillium and Penicillium Mycotoxins in Food Wastes［J］.Int JFood Microbiol，2004，90：181-188.

［7］ Kim K E.Overview of Korean Solid Wastes Management Policies［R］.Paper Presented at Symposium on Composting Technology of Food and Organic Wastes，Seoul，1997.

［8］謝煒平，梁彥杰，何德文，等.餐廚垃圾資源化處理技術(shù)現(xiàn)狀及研究進展［J］.環(huán)境衛(wèi)生工程，2008，16（2）：43-45.

［9］劉會友，王俊輝，趙定國.厭氧消化處理餐廚垃圾的工藝研究［J］.能源技術(shù)，2005，26（4）：150-154.

［10］袁玉玉，曹先艷，牛冬杰，等.餐廚垃圾及處理技術(shù)［J］.環(huán)境衛(wèi)生工程，2006，14（6）：46-49.

［11］ Zhang R H，Hamed M.Characterization of Food Waste as Feedstock for Anaerobic Digestion［J］.Bioresour Technol，2007，98：929-935.

［12］孫營軍，丁穎，吳偉祥，等.餐廚垃圾發(fā)酵生物制氫研究進展［J］.科技通報，2009，25（2）：226-232.

［13］ Han SK，Shin H S.Biohydrogen Production by Anaerobic Fermentation of Food Waste［J］.Int JHydrogen Energy，2004，29：569-577.

［14］陳曉曄，邱曄平，朱建良.水葫蘆和餐廚垃圾半連續(xù)厭氧發(fā)酵產(chǎn)甲烷研究［C］.可再生能源規(guī)?；l(fā)展國際研討會暨第三屆泛長三角能源科技論壇論文集，2006.

［15］ Lai CM，Ke G R，Chung M Y.Potential of Food Wastes for Power Generation and Energy Conservation in Taiwan［J］.Renew Energy，2009，49：1913-1915.

［16］付婉霞，王會紅.餐廚垃圾資源化技術(shù)及應(yīng)用［J］.建設(shè)科技，2008（3）：94-95.

［17］馬鴻志，宮利娟，汪群慧，等.Lackett-Burman實驗設(shè)計優(yōu)化餐廚垃圾發(fā)酵產(chǎn)燃料酒精的研究［J］.環(huán)境科學(xué)，2008，29（5）：1452-1456.

［18］Kim SH，Han SK，Shin H S.Feasibility of Biohydrogen Production by Anaerobic Co-digestion of Food Waste and Sewage Sludge［J］.Int JHydrogen Energy，2004，29：1607-1616.

［19］ Scott M K，Nora G，Karsten M.The State of Garbage in America［J］.Biocycle，2004，45 （1）：31-33.

Treatment Status and Developmental Trend of Food Residue in Beijing

Wang Danyang,Gong Aijun,Zhang Zhenxing,Mao Yanan,Zhou Lujun
（University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083）

Status of food residue treatment in Beijing was introduced,existing problems of food residue treatment in Beijing were analyzed,and treatment technology and developmental trend of food residue resource were expounded,which provided some useful material for management and resource of food residue in Beijing.

food residue；resource；management

X799.3

B

1005－8206（2010） 01－0024－03

國家標準物質(zhì)資源共享平臺建設(shè)項目（2005DKA21501）；北京市教委產(chǎn)學(xué)研項目

2009-08-28

王丹陽（1989—），北京科技大學(xué)生物科學(xué)與技術(shù)系08級學(xué)生，從事餐廚垃圾資源化處理方法研究，同年獲新生二等獎學(xué)金，2009年獲國家級人民特等獎學(xué)金及校級優(yōu)秀三好學(xué)生稱號。

E-mail：qingcha.good@163.com。