微生物处理技术在高校餐厨垃圾处理中的应用——以甘肃林业职业技术学院为例

崔 亮

微生物处理技术在高校餐厨垃圾处理中的应用——以甘肃林业职业技术学院为例

崔 亮

[甘肃省高等学校服务中心]

随着社会生活的不断进步和发展，人们对于生活品质的追求也不断提升。近些年，餐厨垃圾对社会环境和人们的正常生活造成了一定的影响，大学校园更为明显。变废为宝，对高校餐厨垃圾进行正确的资源化利用和无害化的处理，对校园环境的改善和大学生健康饮食至关重要。本文梳理了我国餐厨垃圾处理现状及主要处理技术，探讨了好氧发酵微生物处理技术在高校餐厨垃圾就地化处理中的应用，并在甘肃林业职业技术学院餐厨垃圾资源化利用和无害化、就地化处理中进行了实践应用。

高校餐厨垃圾；微生物处理技术；资源化利用；无害化处理

餐厨垃圾主要是居民在生活消费过程中形成的生活废物，是食物垃圾中最主要的一种，包括家庭、学校、食堂及餐饮行业等产生的食物加工下角料（厨余）和食用残余（泔脚），其成分复杂，主要是油、水、果皮、蔬菜、米面、鱼、肉、骨头以及废餐具、塑料、纸巾等多种物质的混合物。餐厨垃圾极易腐烂变质,若处置不当可能会引发“地沟油”“垃圾猪”等食品安全问题,严重影响市容并污染环境,危及师生身体健康[1]。这一问题已经引起了人们的广泛关注和政府的高度重视，2010年以来，国家发改委、国务院办公厅、住建部等部门先后印发了《关于组织开展城市餐厨废弃物资源化利用和无害化处理试点工作的通知》《关于加强地沟油整治和餐厨垃圾废弃物管理的意见》《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》《关于在全国地级及以上城市全面开展生活垃圾分类工作的通知》等文件，加大了对餐厨垃圾变废为宝、化害为利的引导,旨在从源头上避免直接作为饲料进入食物链,解决餐厨垃圾作为生活垃圾填埋或焚烧造成的资源浪费和环境污染问题,实现社会效益、经济效益和环境效益的统一。如何实现高校餐厨垃圾的资源化利用及无害化处理是全国高校后勤人当前面临的迫切问题,也是全社会广泛关注的问题，本文主要就这一问题进行探讨，希望对高校餐厨垃圾的处理提供参考。

一、餐厨垃圾的主要处理技术

根据《2017-2022年中国餐厨垃圾处理行业发展前景预测与投资战略规划分析报告》，2015年全国餐厨垃圾产生量约为9110万吨，日均餐余垃圾产生量为25万吨，人均日产量为0.18kg[2]。据2015年统计，全国现有普通高等学校在校学生数大约3700万人，按照以上统计口径计算，全国高校每年产生约200万吨以上餐厨垃圾。

餐厨垃圾的传统处理方式一般采用堆肥、填埋、焚烧、固体饲料、粉碎直排等方式进行，但这些处理方式都会对资源、环境造成不同程度的恶劣影响。像堆肥，会占有大量的土地面积，处理周期也较长，并且在堆肥过程中产生的污水、臭水会对周边的环境造成污染，长期堆肥还会造成土壤的盐碱化。粉碎直排，会污染地下水，造成河水发臭，滋生出细菌、病菌，会造成疾病传播，而且一些油垢会造成管道堵塞，影响人们的正常生活[3]。

近年来，微生物处理在国内外逐渐兴起。与其他传统处理技术相比，微生物处理技术具有较明显的优势。微生物降解处理技术是将餐厨垃圾就地处理，处理的餐厨垃圾较彻底，垃圾总质量会减少大约90％，残留物还可以制成有机肥料，很大程度上实现了资源的循环利用，促进了资源的节约。餐厨垃圾通过微生物处理技术，使得相关生产活动符合社会“环保节能”要求，实现我国资源的循环利用[4]。

二、餐厨垃圾微生物处理技术

（一）好氧堆肥技术

好氧堆肥是指在有氧条件下,利用好氧微生物对堆积于地面或者专门发酵装置中的有机质进行生物降解,最终形成稳定的高肥力腐殖质。好氧堆肥技术具备较快降解有机物的速度，其降解有机物也比较彻底，而且可以杀死病原微生物，因此好氧堆肥技术是餐厨垃圾处理中最常用、最有效的一种处理方法。但是，这种餐厨垃圾处理技术对场地的要求比较高，而且处理过程中会产生大量的气体，总体来说好氧堆肥技术的经济效益不高。另外，值得注意的是餐厨垃圾一般含盐分都比较高，长时间采用好氧堆肥技术处理餐厨垃圾会加剧土壤的盐碱化程度，而且餐厨垃圾中的过量盐分和油脂对微生物的成长有一定的抑制作用，致使堆肥中的产品质量逐渐下降，产品出产的周期也逐渐加长，因此好氧堆肥技术不具备持久发展的特征，只有短期效益[5]。

（二）厌氧发酵技术

餐厨垃圾的厌氧消化是利用兼性厌氧微生物的代谢作用在无氧条件下将复杂的有机物分解为简单的小分子有机物及无机物，在这个过程中实现对餐厨垃圾的减容减量处理以及资源化利用。通过厌氧消化产生具有利用价值的氢气和甲烷，耗能低，对环境无污染或污染较小，因而越来越受到重视[6]。厌氧消化技术通过微生物降解来实现餐厨垃圾的减容减量和回收利用，自动化程度较高，所需人力较少，容易控制恶臭气味的散发，且产品具有多样化、经济价值较高等优点。但是微生物对酸碱度要求高，处理技术也很复杂，反应器内生物启动时间长;同时餐厨垃圾中的盐分和油脂含量过高会导致过度碱化，使消化过程pH 值偏高，抑制了菌体生长，不利于持续并稳定地降解餐厨垃圾;与此同时厌氧发酵产生的沼渣需要进一步处理，通常需干化处理后填埋，或重新堆肥后制成有机肥。

利用厌氧消化处理技术处理餐厨垃圾在国外有着一定程度的应用，其无害化程度较高，且具有较高的有机负荷承担能力。厌氧发酵技术在我国四批试点城市的118座在建项目中占比达 80%，是目前的主流处理方法[7]。但是厌氧消化处理工艺存在工程投资大、工艺复杂、运营成本高等缺点，目前来看也不适合我国高校餐厨垃圾处理的实际情况。

（三）好氧发酵技术

通过高温复合微生物和酶转化技术、快速腐殖化集成装备、转化工艺精准控制技术集成,筛选自然界中生命活力和增殖能力强的高温复合微生物菌种,在生化处理设备中,对餐厨垃圾进行高温快速好氧发酵,使各种有机物得到快速降解和转化为生物腐殖酸肥料。腐熟后的腐殖酸肥料外观颜色为灰褐色，以颗粒粉末状自动出料。该腐殖酸肥料可以作为有机源土壤调理剂,用于土壤质量提升,起到降低化肥利用率,提高农产品产量和改善农产品品质的作用。该技术的优点是占地面积小，处理时间短，无需繁杂分拣；避免了细菌和病毒的传播，资源利用率高；节省了转运成本，无二次污染，自动化程度高；产出的有机肥还能有效解决校园的绿化问题；很好地实现餐厨垃圾处理的“资源化、无害化和减量化”。缺点是一次性投资略高，微生物的投加量比较大，存在一部分运营成本[8]。

结合甘肃省高校的实际情况，经过前期深入细致的考察，本研究认为好氧发酵微生物处理技术在甘肃高校餐厨垃圾处理中具有广阔的应用前景。

三、餐厨垃圾微生物处理技术在甘肃高校的实践应用

根据甘肃省政府办公厅印发的《全省全域无垃圾三年专项治理行动方案（2017—2020年）》文件精神，甘肃省教育厅于2018、2019年两年利用全省节约型校园建设专项经费共计400万元在甘肃林业职业技术学院、兰州资源环境职业技术学院、陇东学院和甘肃民族师范学院等10所院校建设餐厨垃圾就地化微生物处理系统，有效解决了学校餐厨垃圾处理难、污染严重等问题，为建设节约型校园发挥了积极作用。下面主要以甘肃林业职业技术学院为例，对餐厨垃圾微生物处理技术的实践应用做一介绍。

甘肃林业职业技术学院，位于素有“陇上江南”之称的天水市，现占地面积550亩，在麦积山风景区建有占地3700亩的实习林场，在校内建有占地55亩的综合实训基地，在校师生人数近万人。学校以林业类专业为特色，发挥学校园林设计的优势，打造了公园式的绿色学校，先后获得了“全国绿化模范单位”“第一届甘肃省文明校园”“全省绿色学校”等称号，但由于学校周围没有配套的餐厨垃圾处理设施，造成餐厨垃圾处理难、处理成本高且处理周期无法保证等问题，成为困扰学校绿色发展的瓶颈。2018年发生非洲猪瘟病毒疫情后，市场监管部门加强了对学校餐厨垃圾的监管，学校将餐厨垃圾运输到三十公里之外的电厂焚烧。除了运输成本以外，还需要向电厂缴纳餐厨垃圾处理费，给学校造成了较大的经济负担。2018年8月，学校积极申请省节约型校园建设专项经费50万元，并由学校配套60多万元，于2019年年初建成日处理3吨的餐厨垃圾就地化微生物处理系统。目前设备使用情况良好，各项性能稳定。根据学校的实际情况，餐厨垃圾就地化微生物处理过程主要包括餐厨垃圾回收、固体废料处理、废水处理和废气处理等环节。

（一）餐厨垃圾回收

当日由工作人员将餐厨垃圾回收至处理站，回收原则如下：

1.餐厨垃圾回收时间与学生就餐时间错开，确保学生就餐时的环境卫生。

2.学生就餐结束后及时清运餐厨垃圾，确保餐厅的环境卫生安全。

3.运输过程使用专用电动车，做到平稳运输，不超速、不漏液。

4.运输完毕后及时对垃圾桶进行清洗消毒。

（二）固体肥料处理

对经发酵处理后的固体有机肥，采用存储的方式进行二次发酵，发酵环境通风、防水、干燥。发酵好的固体肥料送进实验室进行检验，重点检验氯离子等物质的含量。使用锯末、黄土等对养料成分高的肥料进行稀释，稀释后用于校园绿化。

（三）废水处理

通过餐厨垃圾处理设备废水管路将设备产出的废水运送至油水分离系统。油水分离系统将废水加热至65℃，此温度下保证油脂分子与水分子的分离，确保油脂在分离系统中的流动性。

（四）废气处理

在发酵过程中会产生大量气体，这部分气体采用管道输送，由废气处理系统进行过滤灭菌处理后排入大气。

四、甘肃高校餐厨垃圾微生物处理技术运行效果分析

2019年，甘肃全省大约有甘肃林业职业技术学院、兰州资源环境职业技术学院、陇东学院、甘肃医学院和甘肃民族师范学院等五所院校的餐厨垃圾就地化微生物处理系统投入运行。随着这些设施的投入，从根本上解决了之前各个学校遇到的餐厨垃圾处理难问题，从原来的被动回收处理到目前的主动回收处理，做到了就地化处理、资源化利用，效率更高且年均处理成本更低。

据测算，甘肃林业职业技术学院每天产生的餐厨垃圾约2.8吨，按现行的政府指定机构处理餐厨垃圾方式，每月需支出经费16800元，全年支出168000元。本项目建成后，需操作人员1名，工资、水费、电费等合计约92000元，每年节约成本76000元。经处理后的地沟油可销往当地生物能源化工企业，固体肥料用于学校绿化，具有一定的经济效益。同时，本设备运行后还产生了以下社会效应：

（一）本项目建设符合国家关于城市餐厨垃圾处理的政策要求，减轻市政环卫系统的处置压力，同时也可减少学校的垃圾外运处理费用，有利于生活垃圾资源化、减量化、无害化处理循环经济发展。

（二）本项目建成有利于探索高校与政府产教融合的合作模式，发挥高校技术、人才优势，促进本地政府环保事业可持续发展，提高了当地的社会效益和经济效益。

（三）本项目符合转变经济发展方式、发展循环经济的方针政策，有利于推动利用循环经济技术解决城市垃圾处理技术，较好地体现了城市垃圾处理的方向与定位。

（四）本项目建成增长了学生的知识面，促进学生养成节约不浪费、垃圾分类处置的良好习惯，提高学生的环保意识，具有良好的环保教育示范效应。

现阶段，合理地处理校园餐厨垃圾带来的相关问题，可以促进学校的环境提升，还能提高广大师生的生活水平和幸福指数。同时，还能够保障资源的合理应用，减轻环境污染。随着科学技术的发展，相信在不久的将来，校园餐厨垃圾的处理将更为科学合理，潜藏在其中的价值也会被更好地开发利用。

[1]邓俊.餐厨垃圾无害化处理与资源化利用现状及发展趋势[J].环境工程技术学报,2019,9（06）:637-642.

[2]《中国餐厨垃圾处理行业发展前景预测与投资战略规划分析报告》[EB/OL]. （2017-2022）. http://bg.qianzhan.com/report/detail/0688ff23544e4e61.html.

[3]王琦.基于我国餐厨垃圾处理现状及主要处理技术应用研究[J].科技与企业,2016（8）:127-128.

[4]罗博.中小城市餐厨废弃物资源化利用和无害化处理技术分析[J].资源节约与环保，2017（8）:59-60.

[5]安莹. 国内外餐厨垃圾微生物处理技术研究 [J].绿色科技，2016，（10）:94-95.

[6]陈丽媛，徐冲，陈杰等 . 城市生活垃圾的微生物处理技术 [J]. 微生物学杂志，2016（3）:91 -95.

[7]城市餐厨废弃物资源化利用和无害化处理试点工作开展[J]．中国资源综合利用，2010，28（6）:5.

[8]谢余寰，林伟先，黄海婷，夏欢，朱田秀.我国部分城市餐厨垃圾处理现状调研及建议分析[J].环境与可持续发展，2014（3）:88-89.

甘肃省教育科学“十三五”规划2018年重点课题《甘肃省高校后勤管理信息化研究》（课题立项号：GS[2018]GHBZ113）

（责任编辑：赵相华）