北京市餐饮单位厨余垃圾减量处理技术应用研究

贾斯宁 王晓燕

(北京市城市管理研究院，北京 100028)

北京市于2020年5月1日实施新版《北京市生活垃圾管理条例》，自此北京市开启了生活垃圾强制分类模式。新版《条例》主要从加强总体管理、完善源头减量、强化分类投放等6个方面进行了修订，其中第四十七条要求：按照集中与分散处理相结合的原则，推进厨余垃圾源头就地处理，餐饮服务单位应当单独收集厨余垃圾，并委托有资质的生活垃圾收集、运输、处理专业服务单位进行集中处理；达到一定规模并具备就地处理条件的，应当按照本市有关规定建设符合标准的厨余垃圾就地处理设施，对厨余垃圾进行就地处理和资源化利用。

近5年来，北京地区对垃圾成分的监测数据表明，生活垃圾中的厨余垃圾、餐厨垃圾的含量在50%～60%之间，已占生活垃圾的50%以上[1]。以北京市为例，生活垃圾每天产生2.2万t，其中的厨余垃圾大约占1.1万t，而分类收集合格的厨余垃圾仅有500 t～1 000 t，厨余垃圾的分类率在5%～10%，远未达到预期效果[1]。在《上海市生活垃圾管理条例》实施后，截至2019年9月底，上海全市每天分出湿垃圾比2018年增长130%。今年5月1日北京市实施新版《条例》后，由上海垃圾分类经验推测，北京市厨余垃圾的分出率和分出质量预期会有较大提高，厨余垃圾增量大与处理设施不足将是突出矛盾。为应对北京市强制分类后可能锐增的厨余垃圾，缓解厨余垃圾末端处理设施能力不足的压力，研究厨余垃圾源头减量、就地处理势在必行。

考虑餐饮单位厨余垃圾因含杂含水率较高，若收集运输后集中处理会增加运输成本、降低终端设施的运行效率；就地处理虽能减轻终端处理设施压力，但也存在处理成本高、处理后的产品没有销路、产业链过长等问题。针对末端处理设施能力不足、就地处理出现的各种问题，研究餐饮单位厨余垃圾源头分类减量显得尤为重要。

1 国内外研究现状及发展趋势

1.1 国内

建设部2007年讨论通过《城市生活垃圾管理办法》(建设部157号令)，2010年，国务院办公厅发布《关于加强地沟油整治和餐厨废弃物管理的意见》(国办发[2010]36号)。

上海市在2005年印发《上海市餐厨垃圾处理管理办法》，并制定了“餐厨垃圾管理工作联席会议”，自此为上海市餐厨垃圾管理工作打开新局面。当前，上海市在餐厨垃圾的前端排放单位管理、中端收运企业准入、末端处置监管等制度方面以及餐厨垃圾资源化处理方面取得了一定成效。

近些年，北京市政府逐步提高对餐厨垃圾的规范管理，2005年出台《北京市餐厨垃圾收集运输处理管理办法》，2011年印发《关于加快推进本市餐厨垃圾和废弃油脂资源化处理工作方案的通知》，2012年制定《北京市推广餐厨垃圾就地资源化处理项目指导的意见》，这些文件提出了餐厨垃圾源头减量、无害化处理的相关要求。2015年北京市出台了地方标准DB11/T 170—2015生活有机垃圾好氧发酵设备技术规范，作为指导开展餐厨垃圾就地处理的技术要求。当前，为落实新修订的《北京市生活垃圾管理条例》(2019年)，推动垃圾分类源头减量工作取得明显成效，持续推进厨余垃圾规范管理，北京市拟出台相关政策指导餐饮单位开展厨余垃圾分类减量。

北京市餐饮单位厨余垃圾的收运处理主要包括集中处理和就地处理两种方式，其中以大型集中处理为主。当前，由于规划、用地、工期等原因，北京市新建大型厨余垃圾处理设施或改扩建原有设施面临着规划用地难解决、建设周期长等问题，而按照现有模式对于5月1日实施强制分类后的厨余垃圾只能采取的是经过收集转运后送至各区县餐厨垃圾厂集中处理，这会严重增加终端处理设施负荷。作为厨余垃圾集中处理的补充，厨余垃圾就地处理在北京市乃至全国经历了近20年的发展历程，同时面临很大的挑战。一是处理工艺不一，缺乏统一标准，市场规模化风险大；二是资源化产品含杂、含盐量较高，需要二次处理，无法直接资源化利用，产品无销路；三是运行费用高，但政府补贴低。

当前，尽管北京市餐厨处理设施处理能力可以满足餐厨垃圾处理需求，但仍处于紧平衡状态，一旦部分设施由于工艺技术升级改造或其他方面原因造成停产或减产，将会使处理能力下降；如按照餐厨垃圾年收运量，以5%的增长率预估到2025年末，全市餐厨垃圾年收运量将达到91万t(2 500 t/d)，那时北京市餐厨垃圾处理能力会更加捉襟见肘；同时，垃圾分类后可能激增的家庭厨余垃圾会导致终端处理能力的严重不足。

综上所述可知，今后北京市将出台相关政策推进餐饮单位厨余垃圾的源头分类减量、就地处理相关研究和应用，以解决北京市厨余垃圾不断增长和处理能力不足的问题。

1.2 国外

美国：美国的《固体废弃物污染防治法》要求对餐厨垃圾回收、运输中存在的可能性问题做好应急措施；美国政府采取多项措施将餐馆、企业、学校等多余食物捐助到各个州的食物贮存点，如“12篮”工程、“二次收货”工程、“食物储藏网络”工程等等，以此减少餐厨废弃物的堆积量；美国餐厨垃圾最终进入填埋或焚烧设施量约占产生总量的95%。美国各州都在建立各自的餐厨垃圾处理回收体系，美国近年来也在积极推广使用厨余垃圾粉碎技术[3]。

德国：主要以源头分类收集后，通过运输车运输至堆肥场堆肥处理。

日本：2000年颁布了《食品循环资源再生利用促进法》，2007年对该法进行了修订，对食品废弃物资源化利用提出了抑制发生、循环利用、减量处理等规定，要求餐厨垃圾再生利用率须达到40%。餐饮单位产生的餐厨垃圾要投放至政府指定地点，由政府部门批准的企业回收，通过深加工转化为有效资源(如动物饲料)加以利用[3]。

韩国：针对厨余垃圾进行“从量制”收费制度，并容许使用厨余垃圾粉碎装置，允许将粉碎的厨余垃圾排入市政污水系统[3]。

2 就地处理技术应用研究

2.1 餐饮单位厨余垃圾特性

餐饮单位厨余垃圾是指从事餐饮经营活动的企业和机关、部队、学校、企业事业单位等单位集体食堂在食品加工、饮食服务、单位供餐等活动中产生的食物残渣、食品加工废料和废弃食用油脂。其中，废弃食用油脂是指不可再食用的动植物油脂和油水混合物。相比国外，我国餐饮单位厨余垃圾的最大特点是成分庞杂，其特点主要有以下几点：

1)含水率高。含水率高达70%～95%[4]；

2)含盐量高。剩余饭菜内含有较高的盐分，还含有辣椒、醋酸等；

3)含油量高。油脂含量在1%～8%，脱水干化后有机物质含量超过90%[4]；

4)有机物含量高。例如蛋白质、淀粉、脂肪、纤维素等；

5)微量元素多。如氮、磷、钾、钙等；

6)易腐易变质。腐烂变质快，易污染环境；

7)含杂率高。含有就餐使用的筷子、瓶子、塑料等杂质。

2.2 就地处理工艺介绍

目前，我国厨余垃圾就地处理工艺主要包含四类，包括好氧发酵型、厌氧发酵型、兼性发酵型、干燥型；处理方向主要分为减量型和资源型。北京市餐厨垃圾就地处理设备主要采用资源型的好氧堆肥技术，其产出物为有机肥料。另外近几年新进入市场的有消灭型技术、干燥型技术等。

2.2.1高温好氧工艺

利用好氧微生物发酵降解餐厨垃圾，好氧堆肥现场如图1所示，堆肥产出物如图2所示。工艺流程如下：

餐厨垃圾分选→自动投料→破碎→挤压脱水→剩余物质和油水混合物；

剩余物质→微生物发酵→除臭净化→产出物(经二次处理可用作土壤改良剂)；

油水混合物→油水分离→废弃油脂(资源化利用)→废水排入隔油池。

资源化分析：高温好氧发酵的产出物已经从大分子有机质转化为小分子有机质，具有有机肥组分，但由于含盐、含杂，需要经过二次筛分和稀释处理，才能作为有机肥使用。因此，高温好氧发酵工艺实现资源化的条件是前端分类纯净，不含杂质，且需要后腐熟发酵和添加辅料稀释盐分。

2.2.2消灭型工艺

使用从自然界中分离出的高效安全的菌种，混合成有益菌群培养在载床上，投入处理机。微生物通过新陈代谢作用将有机质大分子、纤维类、蛋白质等降解成无机物或有机质小分子，如还原糖，小肽等，可溶性有机质利用分子扩散作用通过微生物表面进入细胞内，有机质和氧气在细胞内进行合成代谢，生成水分、CO2和热量予以释放，达到了垃圾消解的目的。运行温度低，约30 ℃～40 ℃，能耗小。消灭型处理现场如图3所示。工艺流程如下：

餐厨垃圾→搅拌→研磨→喷水→微生物发酵(常温发酵8 h)→产出物(忽略不计，减量约97%)，处理过程不产生异味，无需除臭。

资源化分析：基本不产生固态物，只是有机水溶液，但目前尚无转化成液态肥的成熟技术。水溶液排放方式需要取得环保部门认可。

2.2.3干燥型工艺

利用电加热干燥物料，干化程度可以根据需要而定。工艺流程如下：

餐厨垃圾提升→破碎→挤压脱水→剩余物质和油水混合物；

剩余物质→烘干(6 h～8 h)→产出物(减量约80%)；

油水混合物→油水分离→废弃油脂(资源化利用)→废水排入隔油池；

处理过程不产生异味，无需除臭。

资源化分析：1)干燥型设备的产出物实质上还是餐厨垃圾，只是物理上发生了变化。如果产出物直接用于饲喂畜禽，存在法律风险。2)干燥型设备的产出物本质上还是大分子有机质，大分子有机质是不能被植物吸收的，其撒入土壤后，还需要一个腐熟过程，该过程以好氧发酵为主，在发热的同时与植物根部争夺呼吸，对植物的生长造成损害。因此也不能作为有机肥使用。

2.3 工艺路线比较分析

经过对高温好氧发酵、干燥型、消灭型三种工艺在基本原理、工艺流程、资源化分析等方面的梳理后，进一步对三种类型餐厨垃圾就地处理设备进行比较分析，详见表1。

表1 三种类型餐厨垃圾就地处理设备比较(以1 t/d处理设备为例)

2.4 就地处理存在的问题

安装场地：餐厨垃圾就地处理设备需要提供配套房屋，且受限于上下水、电、气体排放等外部条件，很多单位安装场地选择存有困难。现有运行项目面临规划、环保和消防处罚等风险。

运行费用：各区政府采购的就地处理项目，运行费补助标准只有216元/t～286元/t，且2013年—2015年采购的项目已过两年质保期，维护保养、维修、换件成本大幅上升，企业入不敷出，维持运行的积极性不高。

资源化：2013年—2015年就地处理主要采用高温好氧发酵工艺，但往往由于不具备二次堆肥发酵条件，不仅没有获得资源化收益，反而成为企业的包袱。

3 分类减量工艺研究

当前，餐饮单位厨余垃圾未经源头分类减量，直接运输至末端处理设施，产生许多问题。一是运输过程中会产生很多渗滤液，而渗滤液的处理是当前行业难点问题；二是含油、含盐、含杂率高的特点，严重影响后端设施运行的效果；三是含水量含杂量高，增加运输成本。同时，北京市将进一步规范餐厨垃圾流向，这将进一步导致餐厨垃圾终端处理设施的处理能力严重不足，缺口大，末端处理设施告急。因此，为解决终端处理能力不足，弥补就地处理出现的问题，针对餐饮单位厨余垃圾进行源头分类减量，加快分类减量装置的研发、试点应用和规范推广，将是一条切实可行的道路。

餐饮单位餐厨垃圾分类减量装置工艺包括分拣、固液分离、油水分离基本功能，还可增强提升、破碎、挤压功能，餐饮单位厨余垃圾通过该装置后，可实现油、水、渣三相分离。

餐饮单位厨余垃圾分类减量装置具有如下特点：

1)造价低，运行维护费用低，操作简便，占地小，可因地制宜大面积投放。

2)分类减量速度快，降水降杂效果明显，油水分离可实现废弃油脂回收资源化利用。

3)大幅减少运行成本，大大降低现有餐厨垃圾处理厂运行压力和运行成本。

4)可有效减少餐厨垃圾处理厂建设规模和数量，节约建设成本。

5)可系统性减少财政支出，降低财政负担。

鉴于以上原因，首先，绝大部分餐饮单位经济上可承受，可自行采购、安装；其次，装置投入使用后，在餐饮单位厨余垃圾收运、处理以及配套设施建设过程中可节约大量经费，若推广使用该装置需财政资金介入引导，用节约下来的这部分资金进行支持绰绰有余。

4 推荐工艺路线

1)强制餐厨垃圾源头控水控杂。

不论餐厨垃圾外运处理还是就地处理，源头控水控杂都十分必要。在后厨或垃圾间安装简易的控水控杂和油水分离设备，不但能实现餐厨垃圾源头减量、提高纯度，而且可降低全流程处理成本。

2)因地制宜选用就地处理设备。

需要综合考量餐厨垃圾分类品质、场地条件、环保要求、资源化可能性、投资成本等因素，因地制宜选用不同类型就地处理设备和工艺组合。

5 结语

分类减量技术路线可以从源头促进餐饮单位对排放的餐厨垃圾进行分类减量、降水降杂、油水分离，缓解餐厨垃圾末端处理设施压力，降低收运成本和末端处理成本，促进垃圾分类工作。

在餐饮单位安装厨余垃圾分类减量装置，促进厨余垃圾源头进行分类减量、降水降杂、油水分离，可以达到较好的减量去杂效果。根据餐饮单位厨余垃圾的产生量，安装适宜的分类减量装置，实现对餐饮单位厨余垃圾控水控杂、源头减量，将减量后的厨余垃圾集中收运或根据实际情况安装厨余垃圾就地处理设备进行就地处理，在实现餐饮单位内厨余垃圾减量、处理的同时，回收利用废弃油脂，并使分离出来的污水通过化粪池后达标排放，形成餐饮单位厨余垃圾减量处理集成技术体系。