一、引言

廚余垃圾是一個外延廣泛的概念，部分文獻認為廚余垃圾是餐廚垃圾的一部分[1-3]，即餐廚垃圾包含了家庭活動產生的廚余垃圾和公共食堂與餐飲行業產生的餐飲垃圾。不過， 2019年住房和城鄉建設部發布的《生活垃圾分類標識》（GB/T19095－2019），將餐廚垃圾作為廚余垃圾的一部分，即廚余垃圾包含了家庭廚余垃圾、餐廚垃圾和其他廚余垃圾。為了避免混淆，同時與我國垃圾分類工作的目標所指相契合，本文所指廚余垃圾包含家庭日常生活過程中產生的易腐性家庭廚余垃圾和相關企業與公共機構產生的餐廚垃圾等。

《住房和城鄉建設部等部門印發關于進一步推進生活垃圾分類工作的若干意見的通知》[建城(2020)93號]指出，我國將再用5年左右時間，使全國城市生活垃圾的回收利用率達到35%以上。根據文獻的報道，1991－2016年期間，我國32個主要城市的廚余垃圾占生活垃圾的比重為49.4%～64.5%[4]，因此，城市生活垃圾的回收利用率能否實現目標要求，關鍵是能否實現廚余垃圾的資源化利用。廚余垃圾的資源化利用，不僅是提高我國生活垃圾回收利用率的重要途徑，而且是輔助我國實現碳達峰、碳中和的重要路徑[5]。廚余垃圾進行資源化處理，首要環節是通過預分選處理去除雜質、分離得到可回收利用的物料。本文結合近十年來我國廈門市、長沙市、鄭州市和銅陵市等地開展的廚余垃圾資源化處理實踐，試圖對我國廚余垃圾預分選處理技術發展歷程進行分析，為我國廚余垃圾預分選處理工藝的選擇提供參考意見。

二、廚余垃圾特性

1. 家庭廚余垃圾特性

家庭廚余垃圾具有“三高”特性，包括有機物含量高、含水率高、含鹽率高。從小區收集的家庭廚余垃圾，去除雜質后廚果類的含量可以達到70%～90%（脂肪含量在2.1%以內，蛋白質含量2.2%以內），含水量73%～89%，含鹽率在0.1%～0.3% [6]。家庭廚余垃圾“三高”的特性，導致其在收集、運輸和處理環節易腐爛，孳生病菌，具有傳播疾病的潛在風險，并且含鹽較高會影響家庭廚余垃圾資源化產品的質量。除了“三高”之外，家庭廚余垃圾中的雜質含量也較高，包括塑料、紙張等（家庭廚余垃圾典型理化性質見表1）[7]。在垃圾分類工作剛剛起步的地區，家庭廚余垃圾中的雜質含量可以達到20%以上[8]，雜質含量高會影響后續的資源化利用。要解決這一問題，除了在前端投放環節提高投放準確率外，還需要應用合適的預分選處理工藝去除雜質。

表1 家庭廚余垃圾理化性質（濕基）

2. 餐廚垃圾特性

我國飲食服務、單位食堂等每天都產生大量餐廚垃圾，餐廚垃圾除了有機質含量高、含水率高、含鹽量高之外，含油量也高，表2為我國餐廚垃圾典型的理化性質[9]。由于我國幅員遼闊，風俗習慣多樣，不同地區間烹飪方式和飲食習慣有較大差異，餐廚垃圾中含鹽量和含油量的波動較大，如含鹽量2%～5%，含油量3%～17%[10,11]。餐廚垃圾中的油脂和鹽分一樣，會抑制微生物的生長，并且延長餐廚垃圾處理的周期和降低堆肥產品的品質。因此，在預分選處理階段要特別注意提高油脂分離效率 [12]。

表2 餐廚垃圾理化性質（濕基）

三、廚余垃圾預分選處理技術

1. 家庭廚余垃圾預分選技術

先行實施生活垃圾強制分類的城市，家庭廚余垃圾的分出率不斷提高，并逐步完善了家庭廚余垃圾的末端處理系統。根據已開展垃圾強制分類工作城市的成效，并考慮南方與北方、沿海與內陸城市的地域差異等因素，分別選取鄭州市高新區、長沙市、廈門市建設的家庭廚余垃圾處理項目，分析其預分選工藝。

圖1 家庭廚余垃圾預分選工藝流程

鄭州市高新區家庭廚余垃圾處理項目于2020年投入使用，設計處理規模100t/d，主要負責高新區內家庭廚余垃圾的處理。高新區收集的家庭廚余垃圾雜質含量較高，采用“人工分選+機械分選+智能分選”的預分選技術可有效去除雜質，尤其采用了最新的AI智能分選技術，可以利用圖像識別與跟蹤技術，提高雜質分離效率。去除雜質后的有機質與園林垃圾和果蔬垃圾混合，采用好氧發酵方式制備有機固體顆粒肥料。席北斗等[13]的研究表明，去除雜質后的家庭廚余垃圾與樹葉、秸桿等蓬松劑混合后，可加速氧和有機物的傳輸速率，改善好氧堆肥微環境。

圖2 鄭州市高新區家庭廚余垃圾處理

長沙市家庭廚余垃圾處理項目于2019年投入使用，設計處理規模2000t/d，主要負責長沙市各區的家庭廚余垃圾的處理。項目采用“破袋破碎+壓榨脫水”的預處理工藝，脫水后干組分熱值高于5000kj/kg，轉運至焚燒發電廠焚燒，收集的高濃度有機污水厭氧發酵產沼氣實現資源化利用。陳海濱等[14]對“壓榨預處理+干組分焚燒+濕組分厭氧發酵”的組合模式進行研究，發現相比于直接填埋等處理方式，該組合模式可以實現碳減排量為947.6kgCO2/t。長沙市家庭廚余垃圾處理項目采用的預處理工藝雖然簡短，但是適用，尤其是在有機質堆肥產品無法“消化”的情況下，這種處理方式可快速實現家庭廚余垃圾的減量化和無害化處理。

廈門市家庭廚余垃圾處理項目于2014年建成，2015年投入使用，設計處理規模500t/d，主要承擔廈門市各區家庭廚余垃圾的處理。項目采用“人工分選+破袋破碎+滾筒篩分+干式厭氧發酵+好氧堆肥”工藝，其中，人工分選環節主要去除玻璃陶瓷、捆扎繩、織物等，滾筒篩分主要分選出塑料袋、瓶子等。隨著近年來廈門市垃圾分類工作取得顯著成效，項目設置的人工分選環節的壓力減輕，滾筒篩分選出的雜質比重也出現下降。去除雜質后的有機質采用干式厭氧發酵設備，沼渣用好氧堆肥生產有機肥。閔海華等[15]的研究認為，干式厭氧要求有機質總含固率（TS）為20%～40%，通過上述預分選系統處理后的有機質TS能達到25%左右，適宜采用干式厭氧發酵處理。

總體來看，不同時期國內不同城市建立的家庭廚余垃圾處理項目的預分選處理技術并未形成統一，一方面是各地飲食習慣不同、垃圾分類水平參差不齊等因素導致垃圾的成分不同，需要不同組合的預分選處理技術；另一方面有機質資源化處理方式不同，對預分選技術的要求也不同。

2. 餐廚垃圾預分選技術

2010年，我國在開展“地溝油”、“垃圾豬”專項整治期間，加強了餐廚垃圾的管理，并啟動了餐廚垃圾資源化利用和無害化處理試點城市建設。此外，在開展生態文明試點城市建設和“無廢城市”試點建設中，也將餐廚垃圾資源化處理作為了重點建設項目。根據開展相關試點工作城市的成效，并考慮南北方及沿海與內陸城市的地域差異等因素，分別選取廈門市、銅陵市、長沙市建設的餐廚垃圾處理項目，分析其預分選工藝。

圖3 餐廚垃圾預分選工藝流程

廈門市餐廚垃圾處理項目于2020年開始建設，設計處理規模400t/d，采用“接料粗分+精分制漿+除砂除渣+油水分離”的預分選技術，分離雜物和油脂后的有機漿料采用厭氧發酵進行資源化利用。銅陵市餐廚垃圾項目于2020年投入使用，設計處理規模為100t/d，采用“粗破碎+破碎制漿除砂+油水分離”的預分選技術，分離雜物和油脂后的有機漿料采用厭氧發酵進行資源化利用。長沙市餐廚垃圾處理項目于2012年投入使用，并于2018年擴建至800t/d處理量，采用“組合分揀+油水分離+制漿”的預分選技術，分離雜物和油脂后的有機漿料采用厭氧發酵進行資源化利用。

總體來看，不同時期國內不同城市建設的餐廚垃圾處理項目的預分選工藝技術趨于穩定，一方面是餐廚垃圾制漿除雜一體機和油水分離設備等預分選核心設備技術成熟，另一方面是分選后有機物料資源化處理方式以厭氧發酵應用最為廣泛，成功案例最多，對預分選技術的要求基本相同。

四、結束語

廚余垃圾資源化利用是實現垃圾分類回收利用率目標的重要途經，而廚余垃圾的預分選工藝技術的選擇，將影響到可回收利用物料的資源化。

根據家庭廚余垃圾的特性，以及有機質資源化處理的要求，家庭廚余垃圾預分選處理主要是人工分選、粒徑篩分、密度分選、磁力分選及AI智能分選等技術的不同組合。由于家庭廚余垃圾總量大，有機質堆肥產品存在含鹽、含重金屬等問題影響堆肥產品市場應用，將有機質脫水后轉運至焚燒發電廠處理是目前快速消納家庭廚余垃圾的一種措施。這種處理方式對家庭廚余垃圾的預分選處理技術要求低，一般通過破碎、壓榨脫水即可。相比于家庭廚余垃圾，餐廚垃圾的預分選處理技術趨于穩定，通過破碎、制漿除雜、除砂和油水分離等技術的應用達到預分選處理效果。

總之，廚余垃圾預分選處理技術的選擇要緊密結合廚余垃圾的特性及可回收利用物料的應用場景，合適的預分選處理技術，有助于實現廚余垃圾的資源化利用。

 參考文獻

[1]吳修文,魏奎,沙莎,王軍,袁修坤.國內外餐廚垃圾處理現狀及發展趨勢[J].農業裝備與車輛工程,2011(12):49-52+62

[2] 袁玉玉,曹先艷,牛冬杰,趙由才.餐廚垃圾特性及處理技術[J].環境衛生工程,2006(06):46-49

[3] 胡新軍,張敏,余俊鋒,張古忍.中國餐廚垃圾處理的現狀、問題和對策[J].生態學報,2012,32(14):4575-4584

[4] 魏瀟瀟,王小銘,李蕾,劉璁,Nemanja Stanisavljevic,彭緒亞.1979～2016年中國城市生活垃圾產生和處理時空特征[J].中國環境科學,2018,38(10):3833-3843

[5]林文琪.碳中和愿景下垃圾分類工作的開展路徑[J].廈門科技,2021(03):16-18

[6]夏旻,邰俊,余召輝.上海市分類后家庭廚余垃圾理化特性分析[J].安徽農業科學,2015,43(07):276-278

[7]陳家欽,劉德紅.廈門市生活垃圾熱值監測及其影響因素分析[J].環境衛生工程,2010,18(06):14-15+18

[8]陳必鳴.餐廚垃圾預處理技術綜述[J].環境衛生工程,2015,23(05):10-12

[9]李游,劉喜,趙石鐵,畢淑然,孫明圣.餐廚垃圾資源化處理預處理方案對比分析[J].環境與發展,2019,31(11):218-219+222

[10]王攀,李冰心,黃燕冰,任連海.含鹽量對餐廚垃圾干式厭氧發酵的影響[J].環境污染與防治,2015,37(05):27-31

[11]王小銘,陳江亮,谷萌,焦秀瑤,蔡洪英,張瑩,周怡然,魏云梅,Nemanja Stanisavljevic,劉元元.“無廢城市”建設背景下我國餐廚垃圾管理現狀、問題與建議[J].環境衛生工程,2019,27(06):1-10+15

[12]任連海,黃燕冰,王攀,張明露.含油率對餐廚垃圾干式厭氧發酵的影響[J].環境科學學報,2015,35(08):2534-2539

[13]席北斗,劉鴻亮,孟偉,黃國和,秦肖生.廚余垃圾堆肥蓬松劑技術研究[J].安全與環境學報,2003(03):41-45

[14]陳海濱,劉金濤,鐘輝,鄧兵,裴曉輝.廚余垃圾不同處理模式碳減排潛力分析[J].中國環境科學,2013,33(11):2102-2106

[15]閔海華,劉淑玲,鄭葦,王琦,康建邨.廚余垃圾處理處置現狀及技術應用分析[J].環境衛生工程,2016,24(06):5-7+10

作者簡介：林文琪，碩士，工程師，現就職于環創（廈門）科技股份有限公司，主要開展固廢資源化領域相關工作。

編輯：趙凡