城市餐厨垃圾的资源化利用路径研究.pdf

第42 卷第4期2023年8 月综述四川环境SICHUAN ENVIRONMENTVol.42,No.4August 2023D0I:10.14034/ki.schj.2023.04.047城市餐厨垃圾的资源化利用路径研究辛梓弘，韩岗亭，刁伟霞（钦覃（上海）环境工程有限公司，上海2 0 0 2 32）摘要：餐厨垃圾危害性、资源性的双重特性，决定了其处置原则是在减量化和无害化基础上的资源化利用，如何实现不同来源餐厨垃圾的资源最大化？从资源利用率、环境影响角度分析了几种主流资源化技术的优缺点和适用特点：厌氧发酵、堆肥、饲料化、生物柴油，在此基础上，探索出适宜不同来源餐厨垃圾的综合资源化利用路径；提出了以提油制备生物柴油作为餐厨垃圾处理的预处理工艺，其他工艺组合进一步处理以提高资源化利用率的综合解决方案，为城市餐厨垃圾治理提供多元化解决方案和思路。关键词：餐厨垃圾；厨余垃圾；资源化；无害化中图分类号：X705(Qintan(Shanghai)Environmental Engineering Co.,Ltd,Shanghai 200232,China)Abstract:The dual characteristics of hazard and resource of food waste determine that disposal principle must be the maximumresource utilization on the basis of reduction and harmlessness.How to maximize the resources of food waste from differentsources?This paper analyzes the advantages,disadvantages and applicable characteristics of several mainstream recyclingtechnologies from the perspective of resource utilization rate and environmental impact:anaerobic fermentation,composting,forage and biodiesel.According to the food waste from different sources,a comprehensive recycling path suitable for different foodwaste is constructed,and provides diversified comprehensive solutions and ideas for the treatment of urban food waste.Keywords:Food waste;kitchen waste;resource utilization;harmless文献标识码：AStudy on Resource Utilization Path of Municipal Food WasteXIN Zi-hong,HANG Gang-ting,DIAO Wei-xia文章编号：10 0 1-36 44(2 0 2 3)0 4-0 344-0 7引言餐厨垃圾 1 包含餐饮垃圾和厨余垃圾，是餐馆、饭店、单位食堂等的饮食剩余物以及后厨的果蔬、肉食、油脂、面点等的加工过程废弃物，家庭日常生活中丢弃的果蔬及食品下脚料、剩余饭菜、瓜果皮等易腐有机垃圾。餐厨垃圾约占城市生活垃圾总量的37%6 2%2】，是城市生活垃圾的重要组成部分。我国餐厨垃圾产生量巨大，2 0 19 年产生量约1.2 1亿/a3。随着城市生活垃圾分类的持续推进，餐厨垃圾产生量呈快速增加趋势 4，由此带来的环境问题和社会问题将更加突出，餐厨垃圾出路问题呕需解决。收稿日期：2 0 2 2-0 6-14作者简介：辛梓弘（19 7 9），男，山东莱阳人，毕业于上海师范大学环境科学专业，硕士，工程师，研究方向为餐厨垃圾处理。餐厨垃圾处置基本原则是：资源化、无害化和减量化，是在减量化和无害化基础上的资源化利用。如何降低餐厨垃圾对人类和环境的危害，减少资源浪费，实现资源最大化，选择最优的解决方案是处理餐厨垃圾的最终目标 5。本文基于城市生活垃圾源头分类的基础，从资源利用率、环境影响角度分别对比分析了几种常规餐厨垃圾资源化工艺的综合效益，在此基础上提出了针对不同来源餐厨垃圾的资源化综合利用路径。为城市餐厨垃圾治理提供多元化的综合解决方案，为城市管理政策制定者和决策者提供依据和技术支撑。4期1餐厨垃圾的特性及处理工艺1.1餐餐厨垃圾特性1.1.1成分及组成城市餐厨垃圾主要由蔬菜根茎叶、剩饭菜、果皮屑、食物残渣、动物内脏、蛋壳、茶叶等组成。地域、人群、季节和餐饮习惯的不同，导致餐厨垃圾的组成略有差异，但大致成分一致：含水率40%86%，含盐量0.2%1.2%，有机质44%7 8%，粗蛋白11%16%，粗脂肪5%19%61.1.2危害性餐厨垃圾高含水率和易腐烂变质的特点，为其收集、储存、运输、处理造成不便和困难 7 。存储不当或处理不及时，腐烂变质会导致臭气排放、污水横流、擎生细菌和病原微生物 8 ，造成环境污染和疾病传播；处理不当会造成环境污染、影响市容卫生、排放温室气体、浪费资源、危害食品安全和生物健康 8 10 1.1.3资源性餐厨垃圾营养丰富且均衡，其中：蛋白质4.4%21.8%、脂类6.4%2 8.1%、C47.95%53.9%、N0.7 6%4.9 9%，同时还含有少量营养元素：P、K、Na、Ca 和Fe等 ，是优质的堆肥和饲料加工原料，可以制备动物饲料、肥料和各种生物质能源，是放错位置的资源 12-13。1.2资源化利用技术及特点目前，餐厨垃圾处理技术主要有：破碎直排、填埋、焚烧、厌氧发酵、堆肥、饲料化、生物柴油、昆虫养殖等 14-16 ；主流资源化利用技术在我国的应用比例为：厌氧发酵7 4.3%、好氧堆肥13.5%和饲料化 12.2%3 O1.2.1厌氧发酵厌氧发酵 17 ，是指餐厨垃圾在厌氧环境下通过微生物的代谢活动被稳定化，同时释放出CH4和CO2的过程。根据厌氧发酵对象固体含量分为：湿式厌氧（2 5%、粗纤维 18%、水分 厌氧发酵辛梓弘等：城市餐厨垃圾的资源化利用路径研究2.1.3回收利用率资源能源回收率角度，李欢等 7 6 研究结果表明：饲料化具有最高的回收利用率（8 0%95%），最大限度地利用了厨余垃圾中有机质；厌氧发酵的回收利用率（31%42%）略高于好氧堆肥（2 9%38%）。从回收利用率角度比较三者关系为：饲料化 厌氧发酵堆肥。2.2综合利用路径综合生态学、减碳效应、资源回收率，三种厨余垃圾资源化技术综合效益优先次序为：饲料化厌氧发好氧堆肥 3,7 5-7 6 。郑革 3 从经济效益角度研究得出：湿热提油+厌氧发酵 全部厌氧发酵，可见，单一技术的综合效益低，不能物尽其用。餐厨垃圾成分复杂，多种工艺的组合具有更高的资源回收率高、经济效益。鉴于饲料化存在同源污染风险、健康风险、食品安全等问题，饲料化工艺适用于来源单一、成分稳定、含盐低的餐厨垃圾的中小规模就地分散处理，同时需建立收集、储存、运输、加工、销售全程追溯管理制度和体系 6 1,6 4。厌氧发酵具有投资高、工艺复杂、运维成本高的特点，厌氧发酵针对复杂来源的餐厨垃圾均有良好处理效果，适用于厨余垃圾的集中式、大规模处理 16.2.7 7。结合以上分析，餐厨垃圾最优工艺组合为：“提油制备生物柴油+厌氧发酵+沼渣堆肥/沼液还田”。好氧堆肥具有工艺简单、投资少、占地大、资源化程度高、运行成本低、环境卫生差、邻避效应显著等特点 35.41.7 8 ，适合中小规模厨余垃圾的源头减量和就地分散处理，尤其适用于城郊靠近农村区域，有广阔的堆肥产品市场。油脂生产生物柴油，能够实现废油脂的资源最大化、经济效益最大化；高油对厌氧发酵、好氧堆肥效率均有负面影响 3-34.45-46.41。因此，餐厨垃圾提油预处理既能提高厌氧发酵、好氧堆肥效率，又能增加资源化利用。3 结论通过以上分析，探索出不同来源餐厨垃圾的最佳资源化综合利用模式，为城市餐厨垃圾治理提供多元化的思路和选择，对我国城市餐厨垃圾管理具有重要意义。（1）餐厨垃圾提油制生物柴油能实现废油脂347好氧堆肥。348经济效益最大化，宜作为其他处理工艺的预处理，能实现废油脂经济效益最大化，同时减少油脂对后续处理工艺的影响。（2）针对来源和成分复杂的集中式餐厨垃圾厂，如城市餐厨垃圾集中处置厂，最优工艺路径为：提油制备生物柴油+厌氧发酵+沼渣堆肥/沼液还田，项目选址应考虑次生环境问题，同时还要考虑沼肥/沼液中含盐量对土壤的影响。（3）针对就地分散式餐厨垃圾的处理，如农村区域的餐厨垃圾处理点，农村区域有广阔的肥料销售市场，宜采用“提油制备生物柴油+好氧堆肥”工艺或“好氧堆肥”工艺，需要考虑堆肥产生的环境问题、盐分对产品质量和土壤的影响问题，也可与农业废弃物协同堆肥。（4）针对来源单一、成分稳定厨余垃圾，如食品加工厂废料等，宜采用“提油制备生物柴油+饲料化”或“饲料化”工艺，此工艺适合在垃圾产生源就近建厂，以减少垃圾的运输和由此引起的环境、腐烂等问题。饲料化工艺，需配套垃圾收集、储存、运输、加工、使用环节的全程追溯管理，确保食物安全。参考文献：1CJ18 4-2 0 12，餐厨垃圾处理技术规范 S.【2 王向会，李广魏，孟虹，等国内外餐厨废垃圾处理现状概述 J.环境卫生工程.2 0 0 5,13(2)：41-43.3JIN C,SUN S,YANG D,et al.Anaerobic digestion;An alter-native resource treatment option for food waste in China J.Sci-ence of the Total Environment,2021,779:146397.4 Chen S,Huang J,Xiao T,et al.Carbon emissions under difer-ent domestic waste treatment modes induced by garbage classifica-tion:Case study in pilot communities in Shanghai,China J.Science of the Total Environment,2020,717:137193.5 YU Q Q,LI H.Moderate separation of household kitchen wastetowards global optimization of municipal solid waste managementJ.Journal of Cleaner Production,2020,277:123330.6 王小铭，陈江亮，谷萌，等.“无废城市”建设背景下我国餐厨垃圾管理现状、问题与建议 J.环境卫生工程,2 0 19,2 7(6):1-10,15.7 朱芸，王丹阳，弓爱君.餐厨垃圾的处理方法综述 J环境卫生工程,2 0 11,(3)：112-114.8伺何晟.浅析餐厨垃圾利用处置不当产生的危害 J.环境卫生工程,2 0 10,18(4)：13-15.9李小卉.餐厨垃圾的危害及综合治理对策 J.研究与探讨，2006,11(11):24-25,10 De Clercq D,Wen Z,Fan F,et al.Biomethane production po-tential from restaurant food waste in megacities and project level-bottlenecks:A case study in Beijing J.Renewable&Sustain-四川环境a