餐厨垃圾资源化技术现状及研究进展

摘要：介绍了餐厨垃圾的成分、特点，探讨了饲料化技术、堆肥化处理技术、生物厌氧发酵技术以及生物柴油技术等餐厨垃圾的资源化技术，分析了餐厨垃圾资源化技术的现状和发展趋势。
关键词：厨余垃圾；资源化技术；饲料；堆肥
餐厨垃圾是家庭、餐饮单位抛弃的剩饭菜的通称，是城市生活垃圾的重要组成部分。我国厨余垃圾产生量巨大，据国家环境公报显示，2001年城市生活垃圾的清运量13470.4万t，其中厨余垃圾4041.1万～5388.2万t，占城市生活垃圾总量30%～50%。目前深圳市厨余垃圾日产生量为1600t左右，约占全市生活垃圾的57%[1-2]。厨余垃圾主要包括米和面粉类食物残余、蔬菜、植物油、动物油、肉骨、鱼刺等。从化学组成上，有淀粉、纤维素、蛋白质、脂类和无机盐等。其特点如下：1)粗蛋白和粗纤维等有机物含量较高，开发利用价值较大，但易腐并产生恶臭；2)含水率高，不便收集运输，热值低，处理不当容易产生渗沥液等二次污染物；3)油类和盐类(NaCl)物质含量较其它生活垃圾高，对资源化产品品质影响较大，需要妥善处理。
目前，国内外厨余垃圾资源化技术主要有饲料化技术、肥料化处理技术、生物厌氧发酵处理技术和生物柴油技术等。
1餐厨垃圾饲料化技术
1.1技术种类
餐厨垃圾饲料化的基本要求是实现杀毒灭菌，达到饲料卫生标准，并最大限度地保留营养成分，改善餐厨垃圾的饲用价值，消除或降低不利因素的影响。目前国内生产厨余再生饲料工艺主要是生物法和物理法。生物法利用微生物菌体将厨余垃圾发酵，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。而物理法是直接将厨余垃圾脱水后进行干燥消毒，粉碎后制成饲料。
湿热法[3]可以解决物理法导热不均、加热温度过高的问题。该工艺是将厨余垃圾加水后置于密闭容器中加热，反应后，上层是油脂，中间是水，下层是固态物质，将下层物质脱水干燥粉碎后得到饲料，上层油脂回收。湿热法处理后的厨余垃圾饲用价值明显提高，既是良好的饲料原料，又方便回收油脂。
减压油温脱水法是以油为热媒体，在减压(或真空)特定条件下进行油炸厨余垃圾[4]。所用油可以利用饭店、食品工厂用过的废食用油。由于采用真空处理，被炸物的氧化大大减少，保证了饲料的营养成分，同时也进行了真空消毒处理。
直接将厨余垃圾作为再生饲料的原料或多或少存在安全隐患，于是，有人将有效生物菌剂EM(Effective Microorganisms)喷洒于厨余垃圾表面，用塑料布盖严，发酵腐热、杀死病菌、消除恶臭，用于喂养蚯蚓，而蚯蚓经加工成饲料后又可以运用于其它的养殖业。
1.2现存问题及对策
厨余垃圾常掺有砂砾、铁丝、牙签、塑料等杂物，会对畜禽消化道造成物理伤害；有些厨余垃圾受到重金属、苯类等有害物质的污染，被动物食用后有害物质会蓄积在牲畜体内，人食用了这样的肉类达到一定程度后，会导致肝脏、肾脏等系统免疫功能下降。另外，现有的厨余垃圾饲料化技术存有缺陷，如加热烘干的方式很难去除霉杆霉菌等菌种[5]，若提高消毒温度，又会破坏饲料中的营养物质(如维生素等热敏性物质[6])，导致产品存在安全隐患。疯牛病爆发就是由于饲料消毒技术达不到要求造成的。流行病学调查表明，饲喂了被羊痒病朊毒体(Prion)污染的肉骨粉再生饲料导致了疯牛病的发生，这是疯牛病流行的主要原因。Prion对所有杀灭病毒的物理化学因素均有抵抗力，只有在136℃高温高压2h下才能灭活。厨余垃圾中含有大量的动物性残余物，若消毒不完全，这种病毒就很可能通过饲料大面积传播。鉴于此，欧美大部分国家已严禁厨余垃圾饲养禽畜。
保证饲料原料的安全和提高厨余垃圾分类收集的质量，对保证再生饲料的安全举足轻重。PilarSancho[7]等只将蔬菜和鱼类的贩卖剩余物作为饲料的原料，观察了各样本在高温处理20min后的微生物特性，认为这类厨余原料能够满足动物饲养的要求。另外，开发无公害饲料添加剂是另一种提高厨余再生饲料安全性的手段，如二甲酸钾就是一种安全饲料添加剂，不仅能促进动物的生长发育，还可减少感染细菌的机会，不会对人体健康产生不利影响[8]。中药制成饲料添加剂也是近年来发展的一个方向，研究认为中草药可以防治多种畜禽的多种寄生虫，且抗性效果多优于或等同于抗虫化学药物，同时还可以防治一些疑难病毒性疾病。
2肥料化处理技术
2.1技术种类
国内外运用较多的堆肥技术是厨余垃圾的高温机械堆肥法，其核心的生物处理阶段是采用高温好氧无污染生物处理法(EATAD)，该工艺采用高温嗜热微生物进行发酵，温度高，发酵速度快，对厨余垃圾等有机垃圾具有较好的处理效果。该技术的重点是供氧方式和速率。集装箱堆肥法[9]特别适合产生量不多的有机垃圾堆肥。反应器由封闭集装箱反应器和多层生物过滤器组成，一般有20多个集装箱并联，每个箱体50m3，堆肥周期15～20d，所产生的气体可以回收利用，剩余无机物可回填土壤。蚯蚓堆肥[10]是近年来发展起来的一项新技术。