厨余垃圾堆肥产品质量标准研究

北京市城市管理研究院生活垃圾检测分析与评价北京市重点实验室 孙宇

从2019年节点开始，我国在全国所有的地级城市，及地级以上城市普遍性地推进开展指向生活垃圾物资要素的分类处理工作环节，而餐厨垃圾物资要素的实际产生数量，正在呈现出逐年持续增加的变化趋势，时间节点截止到2020年我国餐厨垃圾产量达到12775万吨[1]。“减量化、无害化和资源化”是我国餐厨垃圾处理行业的技术趋势。以堆肥处理技术工艺占据主导性地位的指向垃圾物资的综合性处理技术工艺，正在呈现出渐趋成熟的变化趋势。堆肥化，就是要在人为性技术控制条件之下，遵照预先已经确定好的数量比例，针对有机物料与填充物料实施相互混合，继而在恰当适宜的水分支持条件和通气支持条件之下，支持微生物持续大量繁殖，继而在有机质被降解过程中释放热量引致所处环境温度水平升高，继而建构形成能杀灭各类病原性细菌微生物，且去除各类有害物质成分的灭菌技术环境，继而支持各类有机化学物质转变到稳定化状态，最后的有机产物即腐殖质作为土壤改良剂或肥料[2-3]。

一、餐厨垃圾处理现状

当前历史发展阶段，指向餐厨垃圾加以运用的处理技术形态，通常可以被划分处理成非生物处理技术形态，以及生物处理技术形态两个具体类别，其中非生物处理技术形态，主要涉及包含填埋处理技术形态和焚烧处理技术形态。生物处理技术形态主要包含好氧堆肥处理技术形态、厌氧发酵处理技术形态、生物柴油处理技术形态、饲料化处理技术形态等。遵照具体展现的需氧程度高低水平，通常可以将堆肥处理技术具体划分处理成好氧堆肥处理技术和厌氧堆肥处理技术。好氧堆肥处理技术，就是要在程度充分的通风技术条件之下，在存在游离氧物质的环境中，具体推进完成分解发酵技术过程。而厌氧堆肥处理技术，就是借由发挥专性厌氧细菌的作用，以及兼性厌氧细菌的作用，针对各类有机物质推进开展降解处理技术过程。遵照具体面对的温度技术项目控制范围要求，通常将堆肥处理技术划分成中温堆肥处理技术和高温堆肥处理技术两个具体类型。通常情况下，中温堆肥处理技术运用过程中需要的温度参数项目控制范围介于15.00-45.00℃之间，且由于实际设定的温度参数项目相对处在较低水平，因此无法实现对病原性细菌微生物的有效充分杀灭处理技术目标，客观上导致中温堆肥处理技术不适宜推广普及运用。高温堆肥处理技术运用过程中需要的温度参数项目控制范围介于50.00-65.00℃之间，不仅能支持实现对病原性细菌微生物的有效且充分的杀灭处理技术目标，并且温度参数项目实际所处的水平越高，则具体引致产生的臭气物质数量就越少，客观上支持高温堆肥处理技术适宜推广普及运用。遵照实际运用的技术性空间场所类型，通常将堆肥处理技术，划分处理成露天式堆肥处理技术和装置式堆肥处理技术两个具体表现类型。露天式堆肥处理技术，是要针对堆肥物料展开露天堆积技术环节，继而借由自然通风技术操作方式、翻堆技术操作方式，或者是强制通风技术操作方式，具体供给提供可供在有机物降解技术过程中加以运用的氧气物质，综上所述技术过程中需要使用的技术设备相对简单且时间周期相对短暂，但是堆肥处理技术环节持续时间相对较长，其空间占地面积相对较大。

封闭式堆肥处理技术（装置式堆肥处理技术）是要在发酵塔技术设备、发酵筒技术设备、发酵仓技术设备内部推进完成堆肥处理技术环节，要借由对风机设备的运用，从而完成强制通风技术环节，提供数量充足的氧源。此种技术方式的主要优点，在于机械化技术发展程度相对较高、运行过程经济成本支出水平相对较低，堆肥处理技术过程持续时间相对较短、堆肥过程中实际获取的质量状态可控制可调节，适宜在大规模工业化生产技术领域加以引入运用，但是堆肥技术处理环节的持续时间相对较长，并且空间占地面积相对较大。

遵照实际涉及的发酵技术历程，通常可以将堆肥处理技术过程划分成一次发酵技术环节和二次发酵技术环节。堆肥技术处理过程的中温阶段与高温阶段的微生物代谢过程，称为一次发酵技术环节或者主发酵技术环节，即从发酵过程的初期时间阶段开始经历中温阶段、高温阶段达到预期温度设置水平并开始逐渐呈现下降变化趋势的完整过程，其主要技术目的是促进物料达到初步温度水平。

二、国内餐厨垃圾堆肥产品质量标准

（一）标准状况

针对于垃圾处理后固体产出物资源化利用相关的标准包括：《有机肥料》标准文件（其编号为NY525-2021）、《有机-无机复混肥料》标准文件（其编号为NY 481-2002）、《生物有机肥》标准文件（其编号为NY 884-2012）、《土壤调理剂通用要求》NY/T 3034-2016、《湿垃圾资源化利用技术要求 餐厨有机废弃物制备土壤调理剂》标准文件（其编号为DB31/T 1199-2019）、《有机肥料》DB 3304/T 020-2012和《园林绿化种植土壤理化指标》DB11/T 864-2012，这些标准主要是有机肥对土壤影响制定的指标要求。目前国内对厨余垃圾堆肥产品尚未出台评价方法。

（二）标准指标参数对比

表1、2和3中分别列出了NY525-2021、DB31/T1199-2019、NY884-2012、NY481-2002有机肥料指标对比。农业部行业标准中有机肥主要针对动植物残体、畜禽粪便等加工下脚料为原料制成的堆肥，对有机物养分、水分、重金属、菌群数等质量要求进行了规定。上海地方标准DB31/T1199-2019在行业基础上增加了锌、铜、镍以及颗粒状等指标。

表1 标准NY525-2021与DB31/T1199-2019指标对比

表2 NY884-2012标准指标

表3 NY481-2002标准指标

表4 日本堆肥质量要求

三、餐厨垃圾堆肥质量指标分类

针对厨余垃圾特点，对垃圾的生化处理、固体残渣的检测评价选择的指标分为无害化、资源化、其他类共三大类指标。

无害化指标主要检验项目有：腐熟度、可溶性含盐量、重金属、杂质。腐熟度试验内容：堆肥作为一个生物化学反应过程，其过程状态照是反映进行的程度，也即是堆肥产品的腐熟度。腐熟度就是堆肥腐熟的程度即堆肥中的有机质经过矿化、腐殖化后最后达到稳定的程度。它的基本含义在于通过微生物的降解作用，要达到稳定化、无害化，即对环境不产生有害的影响；堆肥产品的使用，不给作物的生长和土壤微生物活动带来不利影响，能改良土壤理化性质，维持地力。

其中腐熟度的物理指标包括pH 值、发芽指数。可溶性盐含量试验内容：土壤中所含的可溶性盐达到一定数量后，会直接影响作物的正常生长，而可溶盐又因其组成不同，对作物为害程度也不同，分析堆肥中可溶盐的总量及其组成，能够了解垃圾堆肥对土壤的潜在危害。重金属实验内容：堆肥中的重金属含量是无害化研究中的重要指标，重金属会对植物产生一定的毒害作用，进入人体后会对人体健康造成威胁，引起一系列病变等[5]。重金属检测方法参考《有机肥料》（NY525-2021），主要检测项目包括总砷、总汞、总铅、总镉、总铬等。杂质实验内容：对堆肥中经微生物发酵降解的动植物残体外的其他不可降解的物质进行筛分，了解其主要成分和占比，分析其中杂质对堆肥整体的影响。

资源化指标主要选择氮、磷、钾、有机质含量、易氧化有机物和有机物总量为评价资源化效益指标，进行实验研究。氮、磷、钾研究实验内容氮、磷、钾是考核堆肥资源化利用的重要指标，垃圾堆肥化后的产物中所含植物生长所必须的氮、磷、钾略低，通过实验研究分析堆肥与化肥之间的差距，找到堆肥最合理的有效的利用方式。试验方法参考《有机肥料》（NY525-2021）。有机质研究实验内容：有机质是土壤肥力的主要来源，可以直接或简接地为植物生长提供氮、磷、钾、钙、镁、硫和各种微量元素，能够为土壤微生物、土壤动物活动提供养分和能量，堆肥中有机质的含量也决定了堆肥的利用价值，我国规定，商品生物有机肥料的有机质含量要大于40%，通过实验研究结果分析能更好的对垃圾堆肥的资源化进行指导利用。试验方法参考《有机肥料》（NY525-2021）。

其他类指标包括产品的水分、脂肪类含量、蛔虫卵死亡率和粪大肠菌值等六个项目。

四、结语

实施垃圾分类政策后，厨余垃圾堆肥处理设施发展迅猛，我国对于垃圾分类的厨余垃圾堆肥产品质量的检测方法以及堆肥产品的质量标准内容，已成为行业内部迫切需要解决的问题。需要建立完善的堆肥标准体系，解决垃圾堆肥的利用问题，以保障生活垃圾设施的顺利运行，提升垃圾资源化处理，促进垃圾的资源化利用。