餐厨垃圾资源化处理

Recycling Treatment of Food Waste

作者姓名:张增强

工作单位：西北农林科技大学

案例版权：西北农林科技大学

涉及的知识点：固体废物处理与利用、餐厨垃圾资源化

案例来源：已建成运行的餐厨垃圾处理单位的宣传报告及相关文献

案例真实性：未经过掩饰处理

摘要：由于我国特殊的饮食习惯，每年产生大量的餐厨垃圾。餐厨垃圾具有高水分、高盐分、高有机质含量、组分时空差异明显、危害性与资源性并存的特点。目前国内外常用的餐厨垃圾处理技术如焚烧、卫生填埋、生态饲料、厌氧消化、好氧堆肥和蚯蚓堆肥等。以上海为例，介绍了上海市餐厨垃圾处理方式及存在的主要问题。并阐述餐厨垃圾主要资源化的处理技术及发展前景。

关键词：厨余垃圾；资源化

Abstract: Because of the special diet custom of Chinese, every year large amounts of food waste were produced. Food waste is characterized by high moisture, salinity and organic matter content, which makes it possess duplicity with the perishable and smelly as a waste and the potential as a recycling biotic resource. At present，commonly used disposal technologies for food waste include incineration, sanitary landfill, eco-feed, anaerobic digestion, aerobic composting, and vermin-composting．Taking Shanghai as an example, resource processing mode and existing problems of food residue treatment in Shanghai were analyzed，and treatment technology and developmental trend of food residue resource were expounded.

Key words：food residue；resource

餐厨垃圾资源化处理

引言

本案例中列举的餐厨垃圾处理单位位于上海、北京等市，都是已经建成运行的餐厨垃圾处理行业的典型企业代表，其旨在运用科学手段将餐厨垃圾变废为宝，实现资源再利用。

1.背景介绍

城市生活垃圾是城市化的产物。随着社会经济的发展、城市人口的增加和居民生活水平的提高，我国城市生活垃圾的产生量也在逐年增加，其成分也变得日趋复杂，有机物和其他有害物质越来越多且不易处理，已经成为一种“社会公害”。目前，我国的城市生活垃圾年产量约1.6亿吨，且每年以8%～10%的速度在递增，成为世界上“垃圾包袱”最重的国家。然而如此之多的生活垃圾，无害化处理率则不到20%，导致全国2/3的城市正逐渐限于垃圾包围圈中，因此，如何合理“消化”城市生活垃圾，已迫在眉睫。

传统的生活垃圾处理方式主要以填埋为主，然而垃圾填埋随近年来垃圾总量增加产生了一系列问题：垃圾运输量大，成本高；受用地条件限制，选址有限；垃圾中有毒有害物渗透到地下和河流中，给城市居民带来隐性危害。随着土地资源价值的提升和人们对环境保护的认识，垃圾综合利用对改善生态环境，防止污染和其他公害，保健人体健康，促进经济社会可持续发展体现出越来越重要的意义。现在的全球垃圾处理专家已经不再仅仅着眼于垃圾控制和销毁的被动防守，而是主动将垃圾和能源这一废一宝紧密联系起来，通过垃圾分类收集回收利用、焚烧发电等综合手段来解决能源、资源问题。而分类收集综合利用则让垃圾彻底走向全资源化和无害化。

在诸多城市生活垃圾中，餐厨垃圾的比例日渐上升，占到了城市生活垃圾的37%～62%。我国一些城市和一些国家餐厨垃圾在垃圾中所占的比例为：北京37％，天津54％，上海59％，沈阳62％，深圳57％，广州57％，济南41％，墨西哥56．14％，马尼拉53．17％。但目前在国内绝大多数城市中，餐厨垃圾存在着管理无序、任意处置等问题，已经成为垃圾收集、运输和填埋处理的主要污染源，严重影响市容市貌、居民身体健康及环境质量。而餐厨垃圾本身属于一种放错了位置的资源，因而，规范管理、合理处置餐厨垃圾极为重要。若其处理得当，可以增加社会资源，消除垃圾臭味，减少垃圾处理成本，避免环境污染，促进社会繁荣。因此，把餐厨作为一个单独的分支分类综合利用会对城市垃圾治理、环境改善起到相当大的作用，那么如何对其进行合理的回收利用成为了当今社会环境治理，促进可持续发展的一个重要课题。

2餐厨垃圾的定义、来源及特征

2.1 餐厨垃圾的定义、来源

餐厨垃圾的定义是在所有生产、购买、加工环节当中被人们所丢弃的食物。因此餐厨垃圾产生于食品发生的整个生产、加工、流通、采集、准备以及消费的过程中。从另一角度来看，餐厨垃圾的产生源主要来自居民家庭的日常生活和非居民家庭日常生活两种。在居民日常生活中，餐厨垃圾来自食品边角料以及剩饭剩菜；在非居民日常生活中，餐厨垃圾主要来自食品加工、饮食服务和单位供餐三大来源。在城市市容建设管理中，作为生活垃圾的这三大污染源是急需解决又非常难解决的问题。清华大学环境系的一项统计数据表明，我国城市每年产生餐厨垃圾不低于6000万t。上海市日产餐饮泔水垃圾就达到1300t，沈阳市内五区餐饮废弃物日产生量200t左右，北京日产餐厨垃圾达到1200t左右。但是由于绝大多数城市没有出台集中处理餐厨垃圾的措施，城市泔水垃圾回收仍处于无序状态中。而这些数量巨大的餐厨废弃物如果得不到合理正确处理，将会存在着巨大的安全隐患问题。

2.2 餐厨垃圾的成分及特征

广义的餐厨垃圾成份复杂，通常包括油、水、固体残渣混合菜蔬、果皮、果核、米面，鱼、肉、骨以及废餐具、纸巾等大杂烩。一般多为散状、软质物件，间或混有动物骨骼、破损厨具碎片等硬质碎块。这类垃圾分解速度快，会散发恶臭，受时间和季节影响大，有较大的波动性。而公共餐厨垃圾是产生于宾馆、饭店，各类食品批发、加工、零售市场，政府机关、企事业单位和学校食堂的餐厨垃圾，其产生点集中，产量大，成分相对固定。餐厨垃圾以碳水化合物、蛋白质、淀粉类、食物纤维类、动物脂肪类等有机物质为主要成分，具有含水率高(75%～85%)，有机质比例高(占干物质的95%)、总养分(21%)、油脂、盐分(4%)含量高，氮磷钾营养元素丰富，性质不稳定，易腐发酵发臭等特性。

餐厨垃圾的成分决定了它既有很大的资源回收利用价值，同时又极容易造成环境污染和对人体健康造成危害，因此它具有污染的资源的双重性。未经处理的餐厨垃圾所含有大量的悬浮物，直接排放污染地表水，产生的气味污染环境。另一方面，由于其有机质含量高，容易生物降解，因此适宜采用各种生物转化技术进行处理。

3餐厨垃圾资源化处理工艺

3.1国外餐厨垃圾资源化处理对比

3.2我国餐厨垃圾资源化处理工艺

目前国内外餐厨废物资源化处理工艺技术形式各样，经分析研究，为实现餐厨垃圾的“零排放”，国内外餐厨垃圾资源化处理工艺大多如图l，餐厨垃圾中的油生产生物柴油，水经过污水处理，中水回用或排放：固体残渣通过微生物发酵产生大量沼气；发酵残留物——沼渣。通过一定的处理方式成为高蛋白饲料或生物肥料。餐厨垃圾现有的处置方法有粉碎直排法、填埋法、焚烧法、微生物与蚯蚓堆肥法、固态发酵法、真空油炸、好氧堆肥法、厌氧发酵消化法等技术。这些方法有利有弊，往往弊大于利，或占用土地，或污染环境，或周期较长，或成本较高，不仅利用率很低，而且容易形成二次污染。

图1 国内外餐厨垃圾资源化处理一般工艺

3.2.1餐厨垃圾前处理

餐厨垃圾中含水率高达90％以上。水中富含大量有机质，干物质中脂肪质量分数为28％，油脂的酸败与微生物腐败将成为餐厨垃圾处理中的主要问题。餐厨垃圾通过高温蒸煮、酶解、挤压过滤等处理．将分为固体成分和液体成分2部分。同体部分也就是渣，液体部分由油和水组成，油水部分通过蒸煮、分层等处理分离开来。福州市天泰环保污油处理有限公司将污油回收进沉淀池，通过高温处理，让油渣分离。

3.2.2生物柴油制备

前处理出来的废弃油脂成分复杂。水分含量和酸值过高．不能直接用于碱催化酯交换制备生物柴油。目前常见的油脂脱酸方法有碱炼中和、有机溶剂萃取、蒸馏精炼、酸催化和预酯化等，这5种方法都容易造成目标产品的损失。

目前工业生产生物柴油主要应用酯交换法。各种天然的植物油和动物脂肪以及食品工业的废油，都可以作为酯交换生产生物柴油的原料。可用于酯交换的醇包括甲醇、乙醇、丙醇、丁醇和戊醇，其中最常用的是用甲醇。国内在杭州市有过此类餐厨垃圾处理制备生物柴油的项目同：杭州对餐厨垃圾进行集中处理后．将由各城区城管办负责收集全市所有的餐厨垃圾。并运到天子山填埋场，在填埋场对垃圾进行分离干化和无害消毒。同时从中提炼生物柴油用作工业用油。

3.2.3厌氧发酵制生物气

厌氧发酵制生物气是指有机质在无氧条件下受微生物作用而生成可燃气体。厌氧发酵制生物气回收法目前比较先进的方法采用的是两段法产氢气、甲烷。两段法综合了相分离、反应器及批序式模式。杨占春等利用餐饮废渣采用半连续厌氧发酵进行产氢的研究，最终得到氢气的体积分数可达60％。氢气的产生速率为5．49 m／(m3·d)。

3.2.4饲料化

餐厨废物饲料化的基本要求是实现杀毒灭菌。达到饲料卫生标准．并最大限度的保留营养成分。制作饲料技术主要有高温消毒法(物理法)和微生物发酵法(生物法)。

微生物发酵利用微生物菌体将餐厨废物发酵．利用微生物的生长繁殖和新陈代谢．积累有用的菌体、酶和中间体，经过烘干后制成蛋白饲料。采用的发酵方式主要有固态发酵和液态发酵2种工艺体系。固态发酵是以气相为连续相的生物反应过程，是指在没有或几乎没有自由水存在的条件下．在有一定湿度的水不溶性固体基质中。用1种或几种微生物进行发酵的一个生物反应过程。由于固态发酵具有产率高、周期短、能耗低等特点。因而日益受到重视。该方法具有蛋白消化吸收率高，适口性好等优点，避免了传统丁艺缺乏的对废渣中的有机物和营养物质更深入的研究和利用等问题，是开辟蛋自质饲料资源的一条重要途径。韩国通常采用微生物菌种集中处理餐厨废物来制作饲料。高温消毒是直接将餐厨废物脱水后进行干燥消毒，粉碎后制成饲料。日本主要通过该方法将处理后的垃圾直接作为饲料。

3.2.5生物处理制肥料

堆肥是依靠自然界广泛分布的细菌、放线菌、真菌等微生物，在人工控制的条件下。将餐饮废渣的水分蒸发掉．经干燥后磨碎，把餐饮废渣通过一系列处

理工序转变为可供农业生产使用的有机复合肥。防止产生有害气体。目前，加工制肥料主要采用微波处理、蚯蚓堆肥、密封式容器堆肥等方式陋。蚯蚓堆肥是近年来根据蚯蚓在自然生态系统中具有促进有机物质分解转化的功能的基础上发展起来的一项生物处理技术。而密封式容器堆肥是一种环境可控的堆肥方式．其最大特点在于对周边环境的影响小。可避免餐饮废渣在收集后的几个个小时内会发酸、发臭。减小对环境的影响。在堆肥处理中应注意由于饮食结构的不同．不同地区餐厨垃圾的物料特性以及产生量都有较大差异。选择处理方式时应针对地方餐厨垃圾特性。制定科学可行的处理工艺。北京市南宫餐厨垃圾处理厂将分离出的沼渣作为堆肥原料，进入南宫堆肥厂堆肥系统进行好氧堆肥制生物肥料：福建三明市餐厨垃圾处理中心日处理量为30 t。厨余沼渣也采用得堆肥技术生产生物肥料。

3.2.6卫生填埋

填埋法是把餐厨垃圾随普通生活垃圾一样，丢弃在垃圾场内。这些夹带着汤汁和腐败饭菜的餐厨垃圾堆弃到垃圾点后，若不及时处理，会滋生病菌，破坏环境，影响人们的正常生活。采用填埋法处置厨余垃圾，属于一种厌氧消化处理法，可分解有机物产生甲烷，而且能将全部垃圾一次处理，无须预处理。其技术操作简单，没有残余物的处理问题，但其完全以消纳垃圾为目的，不能实现有用资源的再利用。我国土地十分紧张，存在填埋选址难、容量有限的矛盾。同时，厨余垃圾的加入，也增加了收集、运输等困难和渗滤水的产生和处理问题。

3.2.7焚烧

焚烧法处理餐厨垃圾，处理效率较高，产生约10%的残余物，利于最终处置。焚烧是在特制的焚烧炉中进行的，有较高的热效率，产生的热能可转换成蒸汽或电能，可实现能源的回收利用。但餐厨垃圾含水率较高，热值较低，需要添加辅助燃料，需要消耗大量的能量。而且焚烧过程中由于餐厨垃圾含有大量有机物使得焚烧不完全，容易产生有毒副产物二噁英，使得焚烧尾气需经过有效处理才能达到排放标准，投资昂贵，影响其广泛使用。热分解法是将垃圾在高温下进行热解，使垃圾废物中所含的能量转换成燃气、油和炭的形式，然后再进行利用。同时垃圾中所含氦、硫、氨等在热解过程中保持还原状态，因而对装置的腐蚀较小。热分解法具有广阔的应用前景，技术尚未达到实用阶段，目前应用较少，分解产物品质不高是其最大的缺点。

4我国餐厨垃圾资源化处理现状

4.1产量巨大，资源化比例低

中国城市每年产生餐厨垃圾不低于6000万t，大中城市餐厨垃圾产量惊人，仅表1所列城市餐厨垃圾年产量就超过了640万t，重庆、北京、广州等餐饮业发达城市问题尤其严重（表1）。

随着垃圾产量逐年上升，中国垃圾焚烧场从2003年的47个到2009年的93个，增加近1倍；2009年中国各地区清运和处理生活垃圾15733.7万t，其中卫生填埋8898.6万t，占56.6％。而中国目前绝大多数城市的餐厨垃圾与生活垃圾混合堆放，以传统的焚烧、填埋为主。焚烧、填埋不能实现餐厨垃圾资源化利用，是对餐厨垃圾的极大浪费，并给地方财政带来沉重负担，据沈超青研究分析，广州焚烧和填埋餐厨垃圾的年均净收益分别为2538万元和1465万元。

即使在大力发展餐厨垃圾资源化技术的城市，资源化处理比例也相对较低。如北京2008年餐厨垃圾日产量超过1200 t，资源化处理量仅为200 t，不足20％；而上海2008年的餐厨垃圾日产量超过1100 t，实际收运量只有500 t。

表1 国内部分城市的餐厨垃圾调研实践

4.2现有技术经济价值有高有低

少数大中城市在餐厨垃圾资源化上先行一步，扶助生物技术企业，利用新兴的生物科技来处理餐厨垃圾。由于采用的核心处理技术的不同，我国餐厨垃圾处理形成了所谓的“四大模式”：“北京模式”多以厌氧消化(如北京董村生活垃圾综合处理厂的Biome湿式厌氧消化工艺)技术为中心，“西宁模式”以饲料化技术为主，“上海模式”则采用动态好氧消化——此技术多用于污水处理，而“宁波模式”则生产菌体蛋白、饲料添加剂和工业油脂。可见，目前国内餐厨垃圾处理技术主要集中在厌氧消化、饲料加工、好氧堆肥及工业油脂化上，部分企业生产菌体蛋白。

杭州从餐厨垃圾中提炼工业用油和制成饲料蛋白粉，处理成本在165元/t，而每吨餐厨垃圾大约能从生产工业用油和蛋白粉上回收50一60元 。有研究根据上海餐厨垃圾大中型处理技术种类、工艺水平，分别抽取了制作有机肥、饲料和精制肥料3个具有代表性的处理厂产品，综合分析餐厨垃圾收运处理成本，发现三者每加工1 t餐厨垃圾的经济收益为49元、425元和88元。仅有制作饲料能少量盈利，其余都要亏本，而鉴于食物链风险，用餐厨垃圾制作饲料需要谨慎考虑。

然而，以某市l座30t/d餐厨垃圾处理示范设施为例，该工程采用高温发酵制蛋白饲料技术，使餐厨垃圾经微生物发酵与高温处理后制作成蛋白质饲料添加剂。该处理设施主要包括高温发酵单元、废气废水处理单元、饲料单元及相关辅助系统组成。该处理设施的主要特点包括：(1)产品的灵活性。通过对原料的含水率、菌种、辅料及工艺运行参数进行调节，不仅可生产成蛋白饲料，也可制备生物有机肥；(2)节省占地面积。在城市场地面积较小的条件下，并充分利用2层的结构，有利于缩短工艺生产线，从而保证设施的安全性；(3)配套有废水与异味处理设备，有利于处理过程中的废水、异味达标排放。该工程的餐厨垃圾主要来源于大型餐馆、单位食堂等，所收集的餐厨垃圾理化性质如下：含水率在75％～90％；pH为4.0-6.8；可溶性盐为0.28～0.65％；c／N为13～25；有机物为90～59％；粗蛋白质为14～20％；粗脂肪为7～28％；粗纤维为2.2～3.5％。在本次工程中，所采用的辅料为啤酒糟，该辅料的理化性质如下：含水率低于16％，粗蛋白质为25.13％，粗脂肪为7.13％，灰分为3.64％，P为0.57％，Ca为0.4％。另外，其生产出来的产品为蛋白饲料原料，具有丰富的粗蛋白与粗脂肪，营养价值较高，且能满足GBl3078—2001国家饲料卫生标准，产品性质如下：含水率为10％，粗蛋白质为25.13％，粗脂肪为17.5％，粗纤维为8.4％，灰分为5.5％。该30t/d餐厨垃圾处理设施在试运行6个月后，废水废气的排放均符合国家标准，累计处理原料1.5万桶，生产的蛋白饲料原料为150t。饲料原料销往养猪户使用，营养价值较高。可见采用高温发酵制蛋白饲料技术对餐厨垃圾进行资源化处理，不仅有利于减少餐厨垃圾的污染，还能增加经济收益。

4.3餐厨垃圾处理企业严重依赖地方政府

根据国家四部委联合发(计价格[2002]872)《实行城市生活垃圾处理收费制度促进垃圾处理产业化的通知》和建设部令157号《城市生活垃圾管理办法》等相关文件精神，对生活垃圾应该实行有偿处置，许多地方政府通过对生活垃圾产生单位征收“垃圾处置费”，并将部分费用补贴餐厨垃圾处理企业。

现阶段餐厨垃圾处理企业不仅在财政上依赖于地方政府，需要地方政府大量投资进行基础建设(或特许融资)(表2)及餐厨垃圾收运补贴，如“西宁模式”每年需西宁政府向餐厨垃圾处理企业(青海洁神环境能源产业有限公司)提供近千万元的补贴才能做到收支平衡；在收集政策上也需地方政府大力支持，如河南省郑州市金水区的餐厨垃圾处理厂试运行成功后因收不到餐厨垃圾被迫闲置近一年。

表2 国内城市部分餐厨垃圾资源化处理企业概况

4.4建立有效分类收集机制，法律法规不健全

餐厨垃圾“三化”处理的一个重要前提是生活垃圾分类投放。中国在北京、上海和杭州等城市设置了餐厨垃圾分类收集试点，但目前仅有广州市出台了《广州市城市生活垃圾分类管理暂行规定》，明文要求将生活垃圾分为四类：可回收物、餐厨垃圾、有害垃圾和其他垃圾；大多数家庭餐厨垃圾仍与其他生活垃圾混合堆放或者直接排入下水道，缺乏合理的分类收集措施。广州市越秀区南山街生活垃圾分类试点一年后，分类垃圾桶因无人维护而破损严重，仅有少数市民坚持垃圾分类，而更令人寒心的是环卫系统把居民分类投放的生活垃圾混合运输。

北京、上海、杭州、深圳、乌鲁木齐、宁波、苏州等城市根据各自实际相继颁布了餐厨垃圾的管理办法或法律法规(表3)，但是目前国家层面的《餐厨垃圾管理办法》尚未出台。地方性餐厨垃圾管理办法也存在诸多问题：出台城市为数不多，属于地方性法规的仅有《西宁市餐厨垃圾管理条例》；相应法律及政府规章实施年限短，未积累充分的管理经验；绝大多数城市的餐厨垃圾管理办法中虽然明文规定不法处理餐厨垃圾将被罚款，但配套的监管细则如罚款执行，罚款去向、用途却没有出台，难以服众；同时，对餐厨垃圾资源化处理缺乏一个统一的技术标准。可以说，国内绝大多数城市的餐厨垃圾仍处在“无法可依”的状态，大量餐厨垃圾流向不明，出现了正规餐厨垃圾处理企业收集不到餐厨垃圾无以为继的局面。

表3 中国部分城市餐厨垃圾产量及相关管理法规／文件

4.5我国餐厨垃圾资源化处理目前的问题

4.5.1管理方面

主要包括以下几方面：(1)餐厨垃圾危害及资源化意识普及程度不够，大多数人仍未意识到餐厨垃圾危害性的一面，多以传统方式直接饲喂畜禽；(2)餐厨垃圾法律法规不健全，监管力度和执行力度有待提高；(3)尚未建立行之有效的餐厨垃圾分类收集机制及规范的收运方式，非法收运和不当收运现象普遍存在；

(4)餐厨垃圾处理基础设施建设薄弱，仅有少数大中城市存在少量专门从事餐厨垃圾处理的企业、缺乏专门的餐厨垃圾收集容器和运输车辆、政府扶植的餐厨垃圾示范性处理工厂少。

4.5.2技术方面

(1)已有餐厨垃圾处理技术资源化水平低、处理难彻底。现投入运营的餐厨垃圾处理厂，主要处理技术为厌氧消化、制作饲料添加剂、生产工业油脂，剩下的残渣、残液多用来制作有机肥料或需另法处理。多数企业存在流程长，处理效率低，技术水平普遍不高，作业环境较差及处理不彻底等缺点。

(2)现有餐厨垃圾产品经济效益低。产品附加值低，产品销售困难；多数餐厨垃圾处理企业经济效益低下，无法做到对餐厨垃圾付费收集，要靠政府从餐厨垃圾产生单位征收处理费转而补贴企业，这一落差使得餐厨垃圾产生单位在利益驱使下，把餐厨垃圾卖给非法商贩而获利。这是餐厨垃圾非法流向的根本利益驱动

链，同时也是连接管理瓶颈的关键所在，一旦得到阻断，对餐厨垃圾有效管理将起到极大的促进作用。

5上海市餐厨垃圾资源化处理案例

5.1上海市餐厨垃圾的产量

据统计，上海市每天厨余垃圾的产生量约为1lOOt(根据2001年上海市环境工程设计科学研究院的《上海市泔脚垃圾管理和相关技术政策研究》)，废弃食用油脂约40t(根据2004年上海大学的《上海市废弃食用油脂回收加工现状调研报告》)。上海市2002～2008年上半年厨余垃圾收运处置量如图2所示。2009年上海市每天的餐厨垃圾收运量约535t、废弃食用油脂收运量29t；2010年上海市共收运餐厨垃圾21.96万吨，平均每日602吨。据科学统计预算，2017至2020年，上海市的餐厨垃圾产生量将达到840.7-913.8万吨。以上海市闵行区为例，目前，闵行区生活垃圾日产量为1998吨，其中厨余垃圾约占30%，即厨余垃圾和果皮垃圾产量约600t/d。闵行区的单位餐厨废弃物产生及再利用处置状况如表4。

图2上海市2002-2008上半年餐厨垃圾收运处置量

表4 闵行区的单位餐厨废弃物产生及再利用处置状况

5.2上海市餐厨垃圾收运状况

    上海市餐厨垃圾收运处置流程见图3。

据2009年初步统计，上海市餐厨垃圾占城市垃圾的比重为59％．每天餐厨垃圾收运量约535 t、废弃食用油脂收运量约29 t；全市共有43家厨余垃圾收运企业，19家废弃食用油脂收运企业，收运人员约670人，有74辆密闭型厨余垃圾专用收运车、79辆废弃食用油脂专用车。全市共有7家厨余垃圾处置厂、3家生活垃圾综合处置厂，日处置厨余垃圾能力约750 t，主要产品为动物饲料添加剂．堆肥，其中有4家企业生产堆肥，产能力共计136 t。

虽然2005年上海市出台并实施了《上海市餐厨垃圾处理管理办法》，且运作较为规范，但目前其技术水平总体较低、工艺较差，成本较高、附加值较低，缺乏技术标准，主要靠政府补贴运行。

收运单位从事收运服务必须取得环卫管理部门收运资质许可，按要求实行规范化作业。收运单位实行收运联单和台帐制度，收运联单经产生单位核定后生效，

收运量定期上报环卫管理部 ，作为收运费用结算的依据。

图3 上海市餐厨垃圾收运处置流程

5.3上海市餐厨垃圾处理技术

5.3.1预处理技术

目前，国内城市垃圾综合处理方法的前处理一般采用机械分拣，一般在垃圾卸料场内，由给料机进行破袋，由于结构原因，这种破袋机不能同时破除各种大小袋子，经多重破袋的垃圾必将直接通过给料机下面的输送机送入筛分机分拣。分拣工艺多数以磁选和人工手选同时进行。

由于垃圾的尺寸分布范围大、成分复杂、成分多，磁选的效果受到影响，更由于中国传统饮食所含的油脂往往会导致餐厨垃圾呈粘稠状，无法进行人工分选，长期处于此工作环境下的工人身体健康受到极大影响。工艺效率低，效果差，协调难等因素制约，运行、维护费用高，设备占地面积大。

上海深成环保设备工程有限公司使用的BTA工艺是一种高效的餐厨垃圾分选和处理系统，BTA 主要工艺流程如图4。BTA工艺流程主要由两部分组成：湿式机械预处理系统和湿式厌氧发酵生物处理系统。在垃圾碎浆机中垃圾原料与循环水混合，像塑料丝织品、石头和金属等杂物不用经过手工分选就可由搂耙装置与重杂质分离装置有效地分离开来，浆料可用泵输送到发酵罐，独特的水力分拣系统，将废物中的轻质物、重质物自动去除，分离出可再利用的有机物，如图5。 在这中间还可选择安装BTA除砂装置（图6），它可除去原料中残存的沙子、小石子和玻璃碎片等细小杂物，在除砂装置中通过旋流水力将浆料中的杂质分离出来的，这样可大大减少杂质对处理设备的磨损，有效地保证了最终产品的质量。

图4 BTA 主要工艺流程

图 5 水力分拣系统

图 6 沙砾去除系统

5.3.2高温好氧堆肥发酵技术

该技术采用通气保温的好氧膜覆盖堆肥处理(该膜只吸收异昧，水分能挥发出去)。在覆膜堆底部充气增氧，加速发酵，一般最高温度可达85～90℃。

技术流程（图7）：湿垃圾-进料-分拣-生化炉-堆肥，一次堆肥-半成品-根据不同用途配料成品。其中较为重要的环节为：(1)分拣。主要在皮带机上进行人选和磁选，从菜场直接拉来的垃圾的杂质率约为9％～10％，包括塑料袋、可乐瓶，瓶盖等。(2)生化炉。有3个生化炉．带有切碎功能，处理垃圾量为25～30 t/炉．进料后与菌种搅拌混匀．进料后2～3 h即可升温至75～80 ℃，一般物料在生化炉中4～6 h即能达到脱水和杀菌的效果。（3)堆肥。第1次堆肥为14～16 d．用专用膜覆盖静态好氧发酵．在堆部充氧，一般发酵温度达80～90℃，充氧泵工作15 s，停止7 s，周而复始．堆高约2．1 m、长约50 m。第2次堆肥用铲车将完成第1次堆肥的肥料翻到二次发酵场地，约10 d。根据不同用途的需要．进行不同配比．切碎分筛后包装成品，粉碎后未能过筛的废料可做燃料棒(ADF)。值得注意的是．各处理环节均有废液下渗，集中进入进格栅池统一处理后达标排放。

图 7 好氧堆肥发酵技术工艺图

上海市环境科学研究院于2014年6月23日发布的《上海市闵行区餐厨废弃物资源化利用和无害化处置工程项目环境影响评价公示》显示，为满足闵行区餐厨废弃物无害化处置需求，提高餐厨废弃物资源化利用率，保障市民身体健康和环境安全，拟在闵行区华漕镇北部建设餐厨废弃物资源化利用和无害化处置工程，包含生产车间、产品仓库以及其他公用辅助设施，设计处理规模为日处理废弃物200吨，绿地率为39%，主体生产工艺采用好氧发酵制肥工艺。本项目建设符合国家和上海市的有关产业导向和政策，符合上海市城市总体规划、闵行区总体规划、环卫“十二五”规划、环境功能区划和虹桥商务区规划要求；所在区域环境质量现状总体良好；拟采取的环保措施可行、有效，可确保污染物排放达标；项目建成后对环境的影响较小，不会改变当地环境质量；项目符合清洁生产要求；建设单位通过加强环境管理和风险防范，环境风险可接受；公众对本项目的建设总体上持支持态度。总体来看，在落实本评价所提出的各项污染防治措施、环境风险防范措施的前提下，从环境保护措施角度，本项目的建设是有效可行的。

上海闵行区餐厨垃圾处理厂位于上海市闵行区昊泾镇墨江路，该厂运用一元三相三品技术，即运用微生物发酵、高温高压蒸煮灭菌、干燥粉碎一体化技术，使水分汽化后，从中提取的液态油脂可用于生物柴油原料或工业用油脂原料，将固态物干燥和粉碎后可制成饲料原料，并同步利用循环回收沥出的废液制作成有机肥料，并利用废气余热培养生物菌，回收洁净冷凝水用于生活用水和工业用水。2007年，公司日处理餐厨垃圾60吨，累计年处理21900吨，生产动物饲料3285吨。本项目处置对象主要为闵行区的餐厨废弃物，设计处理规模为200t/d，用地面积约36517 m2，总建筑面积9841.5m2，绿地率为31.6%。该项目主体生产工艺采用好氧发酵制肥工艺，建设内容包含生产车间、产品仓库以及其他公用辅助设施，估算总投资13609.16 万元。

5.3.3亚临界水解(HPs)技术

此技术处理的餐厨垃圾可达到零污染，零排放，具有资源化、无害化、高效经济、绿色环保等优点。符合上海及国家的政策及发展导向。水的临界温度为374.2℃、临界压力为22.1MPa，当体系的温度和压力超过临界点时，称为超临界水(supercritical water SCW)。当体系的温度处于150～370℃、压力处于0.4～22.1MPa时，称为亚(近)临界水(near-critical water NCW)。在亚临界水条件下，水具有高离解度和较小介电常数的特性，无机化合物及有机化合物中携带氧的化学键、有机化合物的酯或醚键等，能通过水相互以氢氧键为桥进行分解。水的离解度增大，离解出的氢离子和氢氧根离子的量比常温时大大增加，成为反应活性的溶媒。利用亚临界水可分解餐厨垃圾中的纤维素类、淀粉类、油脂类、有机有毒物质以及部分塑料等，使大分子物质降解为易被作物利用的小分子脂肪酸、蛋白质、氨基酸、多肽和低聚糖等有机物，且可彻底杀灭有害病菌。通过前期初步试验，该技术在杀灭病菌、分解油脂、降低盐分等方面具有较好的效果，盐分可从常规的3％降至0.5％左右，重金属含量与卫生学指标也达到了国家有机肥标准。

5.3.4厌氧消化技术

该技术以厌氧消化为核心处理工艺，同时设置必要的辅助系统工艺，完成餐厨垃圾的资源化利用。技术流程（图8）：接收及预处理系统一一厌氧消化一沼气处理及利用一残渣好氧堆肥，同时还设置废水、臭气处理系统。整个过程需要30 d左右，全过程密封，设备用电加热。能耗较低，每处理1t餐厨垃圾的成本为700元。

图 8 厌氧发酵技术工艺图

北京开诚雅圣环境能源科技有限公司，是一家专业从事餐厨垃圾收运、处理，和专用设备研发、设计、制造、销售、服务的集团公司，在宁波建有中国第一个城市餐厨废弃物处理基地；形成了以“政府主导、法制管理、集中收运、专业处置、社会参与、市场化运作”为特点的运营模式。公司通过3年多的努力，把国内原先以制饲料原料为主的初级工艺水平提高到一个全新的阶段-厌氧制沼，引领了整个餐厨处理产业的发展方向。从2006年至今，企业已经连续稳定运营4年多，现日处理餐厨垃圾210吨以上，产生了显著的环境效益和社会效益。开诚餐厨垃圾处理系统的意义就是将生态化和资源化的处置模式相结合，研究厌氧发酵去除餐厨废弃物废水中的有机物同时回收生物质能(沼气)的技术并加以应用，公司实景如图13。

（1）预处理系统包括接料、分拣等设备，主要功能是对餐厨废弃物进行传输进料、高效分拣、输送等，图9。

餐厨废弃物经过计量系统后，卸入进料装置，进行初步固液分离，然后通过高速、高效两级机械分拣和人工分拣将大块的塑料物质、玻璃瓶、竹木、陶瓷等杂物分离出来。杂物的去除率达到90%以上。

图9 分拣设备和水化打浆系统

（2）水化打浆系统，将压榨系统分离出的固相渣饼加水打成碎料，使其成为沼气发酵的优良原料并提高系统脂回收率，图9。

（3）三相分离系统，实现液相中油、渣、水的分离，提高油脂的回收利用率，处理时间大幅缩短，不易使水质腐败，图10。

图10 三相分离系统

（4）油脂精炼及深加工系统，将油水分离系统分离出的粗油脂经酸碱催化反应 、蒸馏等工序后精制成生物柴油，使餐饮废弃油脂成为不可逆转的工业用料，从源头上杜绝“地沟油”，保证了人们身心健康，图11。

图11油脂精炼及深加工系统

（5）厌氧发酵系统，改进型升流式厌氧污泥床反应器（UASB）处理效率高，耐负荷能力强，出水水质相对较好，沼泥生成量小，且其结构、运行操作维护管理相对简单，造价也相对较低。反应器底部通过环式进料与厌氧污泥进行混合接触，厌氧污泥中的微生物分解餐厨废弃物废水中的有机物，把它转化为沼气，图12。

图12厌氧发酵系统和沼气发电系统

（6）沼气发电系统，沼气经管道系统输送至发电机组，再经冷却脱硫脱水、过滤净化等工序处理后在发电机组里燃烧发电，所得电能回用于系统，多余的电能上网创造经济效益，图12。

图13 公司实景

5.3.5饲料加工技术

西宁餐厨垃圾集中资源化处理是典型的餐厨垃圾的饲料加工处理工艺。青海洁神食品垃圾处理产业有限公司收集西宁市全部管辖区域的餐厨垃圾，日处理量200吨，其主要处理方式是干燥生成法（饲料或肥料的原料），厂区面积6600平方米，主要前处理设施为自动破碎、筛选输送的方式，主要处理设施是间接加热当时的生成器，恶臭处理方式为管道收集恶臭集中燃烧处理，污水处理方式为自建污水处理厂。其主要处理工艺如图14。工艺设备的用途及功能如表5。

图14 工艺图

干燥生成资源化(饲料/肥料) 的优点是：（1) 不产生2次环境污染物(大气污染物,水质污染物等)；（2) 在设施安装时，所有设施物符合现场条件施工(地上,地下施工)；（3) 土木,建筑及机械设施费用低；（4) 协调都市环境,建立自然、绿色建筑物;(5) 不产生噪音,震动及其它给人类造成危害的因素；（6) 采用国内及国外的最新设备及技术;（7) 可靠、合理的设备构成，低故障率，易维修；(8) 运营费用低，操纵人员少。

表5 工艺设备

干燥生成过程分为三个阶段，图15：① 流动性阶段；② 粘性阶段（粘性高的半固体状态）；③ 颗粒化阶流动性阶段的含水率：80~64%；粘性阶段的含水率：65~55%的；颗粒化阶段的含水率：55~50%；最终产出品原料的含 水率：约10%。干燥生成器内部温度可达120℃，消灭病菌，确保原料（饲料或肥料）的安全。餐厨垃圾中水分及腐败性有机物的含量高，通过高温灭菌工序，可以防止产生恶臭及杀灭病源性微生物干燥生成技术是本公司餐厨垃圾资源化的核心技术。

图15 干燥过程

通过干燥生成的原料产出品，含水率≤13%，保留原料的高营养成分。原料产出品注册成单一或多种饲料原料，与饲料生产企业建立原料供应体系；原料产出品的成分含量能够充分满足一般有机肥料原料的成分含量，与有机肥料生产企业建立原料供应体系，图16。

图16 堆肥和肥料

5.3.6餐厨垃圾资源化的新思路：微波诱导化学催化水解

餐厨垃圾、堆肥发酵制肥、厌氧发酵产沼气、油脂制工业初制原料油、制生物柴油外，探讨一条高附加值资源化的新思路，以利这项环保产业的可持续发展。餐厨垃圾经特殊预处理也就是微波诱导化学催化水解后，分出油脂，采用精制工艺、环氧化工艺制取环氧工业油，用于塑料的绿色增塑剂和绿色工业润滑油。接着将蛋白质分出来，酶法制取复合氨基酸做为工业微生物发酵所需氮源材料和氨基酸肥料。将剩余的淀粉质、粗纤维质经生物酶法或化学催化水解法制成可溶性糖类，做为微生物发酵的碳源材料。选取高附加值的微生物真菌类发酵制取微生物菌丝体。再从菌丝体提取高附加值产品如衣康酸、壳聚糖、微生物油。最后的剩余和废弃有机物制成速溶速效性有机肥料。

餐厨垃圾中的油脂基本上分为二种形态，一是游离态与水分层存在，二是由于餐厨垃圾中的蛋白质、氨基酸、脂肪酸，都是乳化剂将油乳化形成水包油类型和油包水类型的乳化油，显水乳状，与水结合，难分离。如果只将游离油分出，将影响油脂的收率，可降低油收率达20%—30%。在酸性条件下，利用微波诱导低温化学催化水解将乳化油破油，使之转化成游离油易与水分开，提高油脂收率。

微波诱导低温化学催化水解特殊预处理，使淀粉质、纤维素、半纤维素、果胶质，分解成五碳糖和六碳糖及糖醛酸，蛋白质水解成氨基酸。在高于80℃条件下，糖和氨基酸会产生分子重排的美拉德反应，形成糖胺复合物抑制微生物繁殖和发酵。所以在食品发酵行业微生物培养基、淀粉质和糖类和氨基酸、无机氨类的消毒灭菌温度不能超过80℃。最好低于70℃，以避免发生美拉德反应，使工业微生物增殖、发酵失败。

 在酸性条件下，采用低温微波诱导的化学催化水解反应的温度为60℃—75℃，就能将发酵培养物料中的微生物全部杀掉，除去不良臭味，就能将淀粉、半纤维素、纤维素、果胶质、粘多糖类水解成糖类和糖醛酸类，蛋白质水解成肽类和氨基酸类。避免发生抑菌性的美拉德反应。使功能菌进行的工业微生物发酵能够顺利进行下去。

图16 工艺流程简述

餐厨垃圾经破碎后将大块骨类一次性筷子、塑料、餐巾纸类、破损餐盒类打碎，然后用水中筛筛分去除，收集在一起挤压脱水、压块做燃料。破碎去杂后的餐厨垃圾送进酸化反应器，进行酸化反应再送入微波诱导反应器，进行化学催化水解反应，温度不超过75℃，一般维持在70℃左右。由于微波产生分子间的交变微波电场作用，使蛋白质快速失活，使全部微生物被杀灭。消除了异、臭味，不产生挥发性脂肪酸。将乳化的油脂破乳，转化成游离油脂与水分层，同原有的游离油脂一起分离，可获得90%的收率。餐厨垃圾中的淀粉质，纤维素类、半纤维素类、果胶类、粘多糖类做为工业微生物发酵理想的碳源材料。蛋白质水解成短肽类、氨基酸类做为工业微生物发酵理想的氮源材料。

5.4存在的问题

5.4.1餐厨垃圾规范收运量不高，非法收运处置现象仍然存在

目前，环卫部门收运进行无害化处置的厨余垃圾为400 t／d，约占产生量的1／3。厨佘垃圾非法收运现象在各区尚未杜绝，其处置去向多为郊区或外地养猪场，废弃食用油脂非法收运和处置的现象也屡禁不止，对上海市的环境造成了一定危害，也带来了公共卫生安全的隐患。这些现象的存在是因为缺乏宣传和引导，产生单位和社会公众对餐厨垃圾的危害和处理过程中应负的责任认识不足；长期以来餐厨垃圾一直有一个地下平衡系统，由于受利益驱动非法收购力量与部分产生单位之间始终存在违规上门收购的地下交易行为。

5.4.2资源化利用技术水平较低，缺乏规范化处置技术标准

上海餐厨垃圾处置设施总体水平比较落后，现有投入运营的厨佘垃圾处置设施从加工工艺上来看，技术水平普遍较低，造成处置成本高，产品附加值低，依赖处置费补贴才能正常运营；从环保技术的要求出发，现有的处置设施普遍存在环保措施不到位、作业环境差等问题，对周边环境影响严重。另外，由于缺乏规范化处置和对处置产品安全考核的技术标准，造成一些饲料类处置产品对食品安全链构成潜在的危险。

5.4.3社会管理合力的叠加效应没有形成

餐厨垃圾是一项涉及社会各个方面的管理工作，随着市容环卫以及其他职能部门管理力度的加大，非法收运处置现象的针对性和隐蔽性也越来越强，管理

的难度也随之加大。虽然已成立“餐厨垃圾联席会议”，但各职能部门的管理资源没能有效形成合力，各项管理措施的叠加效应难以显现。而涉及养猪场、地下食用油加工点等非法处置的相关职能部门的管理和执法资源不足，难以从末端对餐厨垃圾加以控制，仅仅依靠管理办法 从产生单位源头上对非法收运、处置现象加以控制并不能完全达到预期目标。

5.5对策建议

5.5.1建立餐厨垃圾政府激励机制

自上海市政府出台《管理办法》，餐厨垃圾就从原先的“地下资源”成为生活垃圾的一种。同时意味着其属性从“私人物品”转变为“准公共物品”。因此。应当明确政府的公共服务责任，建立餐厨垃圾处理的激励机制。一是通过返还处

置费等方式鼓励产生单位减量化；二是采取生活垃圾处理费转移支付的方式。调动各区收运单位的积极性。加大申报量、收运量、费用收缴率和规范收运；三是通过税收减免、产品认证等政策调动处置单位的积极性．以利于扩大处置规模，提升处置技术 。

5.5.2建立餐厨垃圾处理费转移支付机制

按照按量限价补贴、专款专用、转移支付、先行试点的原则，将餐厨垃圾处理费纳入生活垃圾收费渠道，可从根本上解决处理经费难以落实这一核心问题。具体可由市局制定厨余垃圾处理补贴最低限价。要求各区将厨余垃圾送往有资质的厨余垃圾处置厂，并且必须按高于最低限价按量给予补贴。各区收费中心收取的餐厨垃圾处理费应专款专用于本区的餐厨垃圾收运、处置补贴和管理支出。不得挪作他用，不足部分由区财政进行补贴。在结算方面。各区餐厨垃圾纳入市生活垃圾核量及结算渠道．处置费由市结算中心转移支付。

5.5.3形成餐厨垃圾管理社会合作联动机制

餐厨垃圾的管理涉及工商、环保、农委、公安、技监等多个职能部门。一是探索通过“餐厨垃圾联席会议”这一平台，有效整合各部门的管理资源，综合运用经济、法律、行政、科技和教育等多种手段。共同做好餐厨垃圾处理管理工作：二是在管理和执法方面建立长效合作机制，加大对餐厨垃圾非法处理行为的打击力度。形成长效的社会监管合力；三是联合宣传部门开展对餐厨垃圾处理管理的相关报道和社会宣传活动，形成餐厨垃圾处理管理的良好氛围。

5.5.4建立餐厨垃圾处置技术评价机制

开展餐厨垃圾收运、处置设施设备的技术选型，建立餐厨垃圾处置技术评价机制。对利用废弃食用油脂生产的生物柴油产品，就其使用后排放气体中的二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳含量和微粒排放物等制定行业标准；对利用厨余垃圾生产的饲料产品的安全性作出评价，并对饲料和肥料产品制定行业标准，如对其蛋白质含量、特殊微生物菌(如：大肠杆菌、链球菌等)、有机污染物、重金属等指标作出明确要求。

6结论

任何一种资源化技术用于处理餐厨废物都存在技术、经济和环境3方面的适应性问题，并且对不同地区、不同成分、不同性质的餐厨废物适应性也不同。因此，对于餐厨废物的资源化管理应根据具体地区餐厨废物的产生和特点，因地制宜的选择处理工艺，以其达到经济效益、环境效益、社会效益的统一。鉴于餐厨废物的特点，通过本文的一般资源化处理工艺，餐厨垃圾得到了综合处理。实现了资源的循环利用。根据餐厨垃圾的组成成分，采用高温蒸馏、消毒、微生物固一液发酵等综合处理的工艺，解决了国内外处理技术效率低、成本高、物料资源转化率低等缺陷。餐厨垃圾通过前期处理，将分为同体成分和液体成分两部分。餐厨垃圾中的油脂被分离提取用于制备生物柴油，餐厨垃圾废液通过添加符合国家农业部规定的有益微生物菌剂发酵生产液体生物菌肥．餐厨垃圾同体成分采用先进的微生物发酵工艺转化成为高附加值的生物蛋白饲料或者生物有机肥。餐厨垃圾通过该微生物发酵工程技术工艺的处理。将从污染物成功地转化为一系列的高附加值的产品，从而真正的实现了餐饮垃圾的无害化、资源化、减量化处理。并将大大推动社会、经济和生态各方面的可持续发展。

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