餐厨垃圾的研究热点及处理技术发展与行业现状

张越 孙东晓 杨蒙岭 叶港归 彭斯涵 董志强*，2，3

（1.中铁上海工程局集团市政环保工程有限公司，上海 201906；2.同济大学环境科学与工程学院，上海 200092；3.中国铁路工程集团有限公司，北京 100039）

1 引言

随着经济的发展和各国城市化进程的推进，餐厨垃圾对人们生活和居住环境的影响日趋明显，已经是全世界亟待解决的一个大问题。与其他垃圾相比，餐厨垃圾具有含水、油、盐率高，有机物含量高，有害物质少，易腐烂变质等特点［1］。餐厨垃圾平均含水率80%～90%，含油脂率1%～8%，含盐率1%～3%；餐厨垃圾有机质约占干重的90%，富含碳水化合物、脂肪、蛋白质等有机物，以及N，P，K，Ca 等各种微量元素；餐厨垃圾有毒有害化学物质含量少，来源集中，成分相对单一，资源化价值高；餐厨垃圾易腐烂变质和携带滋生病菌，直接利用或处理不当容易引发病原菌传播，造成土壤、水源、空气污染，以及动物和人类病毒感染［2］。

我国餐厨垃圾存在数量庞大、总体合法收运处理占比较低、部分地区政策标准不够完善等问题。2019 年数据显示，我国餐厨垃圾产生量已突破1.2 亿t，但其合法收运处理率占比仅10%左右［3］，大量餐厨垃圾通过私人收购、饲喂牲畜、市政排水管网、生活垃圾混合倾倒等不正规渠道处理。此外，因为国内部分地区垃圾分类尚未完全推行，餐厨垃圾中夹杂大量其他垃圾，自动化预处理程度难以提高。部分省市虽然出台了地方性餐厨垃圾管理办法，但存在只针对餐饮企业进行监管，而未将居民产生的餐厨垃圾纳入管理的问题。餐厨垃圾的收运与集中处置也缺乏收运服务标准、资源化产品标准及环境卫生标准等统一的标准规范。在此背景下，餐厨垃圾的处理技术、行业市场还有很大的发展空间，亟须出台相关政策。

2 餐厨垃圾来源及产量分析

餐厨垃圾主要是指居民日常生活及除此以外的食品加工、饮食服务、单位供餐等活动中产生的垃圾。餐厨垃圾包括废弃食用油脂和厨余垃圾。其中，废弃食用油脂是指不可再食用的动植物油脂和各类油水混合物，而厨余垃圾是指食物残余和食品加工废料，主要为餐厨垃圾中的固体残留物［4］。

目前，全球每年产生的城市生活垃圾为500 亿t左右，其中餐厨垃圾占10%～20%。随着我国消费升级，餐饮行业的发展迅速，尤其是外卖行业的快速发展，餐厨垃圾的产量也逐年递增［5］。调查发现，在餐饮浪费中，外卖餐饮的浪费比例正日益增长，主要原因有：（1）餐饮商家设置“凑单满减”优惠活动，顾客为追求划算而凑单，导致点餐超量吃不完而产生浪费；（2）餐饮商家刷高分评分，外卖食物货不对版，食物难吃导致浪费；（3）商家设置起送金额，顾客为了凑到起送费而点餐超量，吃不完产生浪费。外卖在方便人们生活的同时，部分餐饮商家为达到经营目的，诱导消费者进行不合理点餐，从而导致浪费，增加了餐厨垃圾的产量［6］。除了外卖餐饮浪费导致的餐厨垃圾大量增加之外，大型聚会餐饮浪费更高，可达35%左右。

数据显示，2015 年我国餐厨垃圾产量达9 475 万t，2019 年产量增长至12 075 万t，较2018 年增长5.91%，至2021 年我国餐厨垃圾产量达到13 000 万t［7］，较2020 年增长1.76%。

2015—2021 年我国餐厨垃圾产量见图1。

图1 2015—2021 年我国餐厨垃圾产量

截至2020 年上半年，全国已建及在建餐厨垃圾处理设施406 座，累计投资超过1 236.88 亿元，总处理能力约15.3 万t/d。当前国内餐厨垃圾资源化行业已基本形成，管理体系和政策、技术研发和转化、设备设计和加工、工程咨询和建设、项目运营和管理、设备租赁等措施日趋完善。

3 餐厨垃圾研究发展趋势分析

3.1 餐厨垃圾的发文量

发文量及其年变化趋势不仅反映了科研工作者对本领域研究的关注度，还体现了该学科或领域的发展速度［8］。在中国期刊全文数据库，以“餐厨垃圾”为主题和关键词检索近20 年（2002—2022 年）收录的相关文献，逐条整理，并去掉重复或不相关文献，获取有效文献分别为4 389 篇和3 696 篇。餐厨垃圾相关研究发文量的年变化见图2。

图2 2002—2022 年餐厨垃圾相关研究发文量的年变化

由图2 可知，将餐厨垃圾的相关研究可大致分为以下3 个阶段：萌芽阶段（2002—2007 年），这一时期中英文期刊发文量较少，研究尚处于初步探索中；快速增长阶段（2008—2010 年），这一时期发文量增加1 倍，餐厨垃圾研究迅速发展；平稳发展阶段（2011—2022 年），这一时期中英文期刊发文量每年增减幅度较小，餐厨垃圾研究趋于稳定发展阶段。

由图2 可知，快速增长阶段（2008—2010 年）和平稳发展阶段（2011—2022 年）中有3 个峰值，分别为2010 年314 篇、2014 年313 篇和2021 年373篇，国家政策及基金扶持可能是我国餐厨垃圾研究的重要推动力。

2010 年，国家发改委等部门发布了《关于开始组织城市厨余垃圾利用与无害化处理试点工作的通知》，并选择了33 个试点城市进行探索［9］。

2014 年，国家发改委对第4 批餐厨废弃物资源化利用和无害化处理试点城市进行公示，陕西省西安市、浙江省衢州市等17 个城市入围，加上前3批试点城市，餐厨垃圾处理试点城市及地区已达100 个。100 个试点城市中已有62 个城市专门实施了餐厨垃圾管理办法或条例，10 个城市出台了餐厨垃圾管理实施细则或实施方案，3 个城市出台了管理意见，8 个城市正在编制餐厨垃圾管理草案，已出台、计划出台餐厨垃圾管理相关规定的城市占比83%［10-11］。与此同时，餐厨垃圾处理设施建设也蓬勃发展，截至2015 年年末，全国已投运、在建、筹建（已立项）的餐厨垃圾处理设施（50 t/d 以上）至少有118 座，总计处理能力超过2.15万t/d，其中投入运行的餐厨垃圾处理设施为43座。由于我国东西部经济水平、人口密度等差距较大，东部发达地区单座设施平均处理规模为150～200 t/d，人口少或城市规模较小的地区单座设施平均处理规模为100～150 t/d，各地区设施建设总能力相差较大［12］。

2020 年，住房和城乡建设部、生态环境部、国家发展改革委等多个部门发布了多项关于餐厨、生活垃圾的政策，针对农村生活垃圾治理、垃圾分类、禁止餐厨垃圾畜禽养殖、餐厨垃圾处理、村庄清洁和绿化行动等提出一系列规范类和支持类政策意见。国家对于餐厨垃圾治理问题的高度关注、政策出台和设施建设需求，极大地推动了餐厨垃圾的相关理论与技术研究［13］。

3.2 餐厨垃圾的研究热点

关键词是科技论文的重要部分，其可高度概括论文的研究内容。由图3 可知，除了“餐厨垃圾”主题词汇外，“厌氧消化”“厌氧发酵”“资源化”“餐厨垃圾沼液”和“预处理”为该领域的研究热点词汇。

图3 2002—2022 年餐厨垃圾研究关键词统计

综上，餐厨垃圾研究中餐厨垃圾处理问题是研究热点，“厌氧消化”“厌氧发酵”“餐厨垃圾沼液”“预处理”和“资源化”都为餐厨垃圾处理方式。厌氧消化也称厌氧发酵，是目前最常用的餐厨垃圾实现减量化和资源化的方式之一，是有机物质被厌氧菌在厌氧条件下分解产生甲烷和二氧化碳的过程，产生的甲烷和二氧化碳的混合气体一般称之为沼气［14］；产生的残渣和残液一般称之为沼渣和沼液，也就是图3 中第5 个热点词汇“餐厨垃圾沼液”，是餐厨垃圾资源化处理的产物。

厌氧消化（发酵）是一种较为节能高效的处理方式，同时产生的沼气还能作为能源进行利用，可以产热、发电或者提纯天然气，有些废物的沼渣沼液也可以进行利用（可以作为有机肥），因此厌氧消化技术能够一定程度地实现废物资源化转换，是一种相对理想的有机废物处理方式［15］。

“预处理”也是餐厨垃圾研究的热点之一，最常规的餐厨垃圾预处理是通过物理机械手段对餐厨垃圾进行预处理，主要包括粉碎和机械压榨。经过物理手段预处理后餐厨垃圾的粒度变细，可实现固体和浆体液的高效分离［16］。除此之外，还有化学预处理和生物预处理，化学预处理有酸或碱预处理和臭氧氧化预处理两种，生物预处理即酶的水解。这几种预处理的直接作用效果是增溶，使餐厨垃圾在后续的处理中效率更高，目前酸或碱预处理成本低廉，并具有促进复杂有机质降解速度更快、效率更高等优点［17］，已得到广泛的研究应用，而臭氧氧化预处理和生物酶水解预处理由于装置成本高、操作危险系数高等而未广泛应用，降低成本和提升安全是未来的研究方向。

3.3 餐厨垃圾的研究层次

餐厨垃圾研究文献层次分布见图4。

图4 2002—2022 年餐厨垃圾研究文献层次分布

由图4 可知，餐厨垃圾研究文献层次当前主要分布在技术研究层面，技术研究文献高达548 篇，其次为工程研究、基础应用研究和技术开发。由此可见，餐厨垃圾的基础理论研究已经基本饱和或到达一定瓶颈阶段，目前的研究主要为实用技术方面，例如餐厨垃圾处理技术研究、餐厨垃圾处理设施建设研究、处理设备工艺研究、处理场景研究等，以达到减量化、资源化以及更精细化的餐厨垃圾处理目标。

当前餐厨废弃物资源化利用和无害化处理试点城市的处理及管理水平较高，但是在乡村、偏远县城、人口密度低地区以及一些特殊场景，餐厨垃圾处理能力及管理水平仍然有待提高［18］。例如建筑企业施工项目部远离市区或临时搭建，面临着餐厨垃圾难以集中收运处理或者收运成本高的困境。中铁上海工程局市政环保公司针对工程建设项目部这一特殊场景的餐厨垃圾处理问题开展了课题研究，着力探究适合建筑企业施工项目部的餐厨垃圾就地化处置设备与资源化利用技术。调研显示，根据项目规模不同，项目部有10～70 名职工不等，会产生30～200 kg/d的餐厨垃圾，因此项目部需要处理量为30～200 kg/d的餐厨垃圾处理设备，方能满足日常餐厨垃圾处理需求，因此公司研制出一种适合项目部的中型餐厨垃圾处理设备，投放到公司项目部进行实验应用，实现处理能力为50 kg/d，餐废有机肥料生产能力10 kg/d。餐废有机肥料可用于项目绿化，从而减少项目部绿化过程中的肥料投入，同时节约餐厨垃圾外运费用。

4 餐厨垃圾主要处理技术

4.1 传统处理方法

在2002 年之前，我国餐厨垃圾研究领域几乎是空白，对餐厨垃圾的处理方式也比较简单，主要为填埋法和粉碎直排法。

填埋法是将餐厨垃圾进行填埋处理，餐厨垃圾中含有大量的可降解组分，填埋法利用厌氧作用降解其中有机物，稳定时间短，有利于垃圾填埋场地的恢复使用［19］。填埋法技术要求低，操作简单，大大节约了建厂和运行的成本，因此在过去一个时期以及当前的一些偏远地区和农村地区应用普遍。但填埋法也有很多缺点：一是填埋处理中带来的渗滤液、沼气和腐臭会对周边水体、地下水、土壤、大气造成污染［20］；二是被填埋的垃圾并没有进行无害化处理，残留着大量的细菌、病毒；三是填埋法占用了土地资源，降低了土地利用率。因此这种方法潜在极大危害，目前，我国餐厨垃圾填埋率逐渐降低，部分地区已禁止对餐厨垃圾进行直接填埋。

粉碎直排法是指将餐厨垃圾在其产生地进行研磨、粉碎处理，达到不影响自来水流速的细小颗粒状态，然后采取常压水力冲刷，便可将其随水流排入市政下水管网，与污水合并进入污水处理厂进行处理。这种方法对用于处理少量、分散的家庭餐厨垃圾，具有处理成本低、操作简便等特点［21］。有些国家厨房餐厨垃圾处理器已经规模化应用，一些国家针对家庭餐厨垃圾制定了法规，将食物垃圾处理器纳入建筑范围，使其成为厨房设施的必备设备。厨房餐厨垃圾处理器技术成熟，市面上品牌和产品多样，近几年国内少量家庭也会安装使用。但是粉碎直排法也存在缺点：一是容易造成排水管道堵塞，降低城市下水道的排水能力，加重城市污水处理系统的负荷；二是该方法容易在城市下水道中滋生病菌、蚊蝇和导致疾病传播［22］。

填埋法和粉碎直排法都属于传统的餐厨垃圾处理方法，这两种方法都有可能产生环境二次污染，以及造成餐厨垃圾中有机质资源的浪费，使资源回收利用率基本为零。为兑现申奥承诺，2007 年我国餐厨垃圾研究进入快速增长阶段，出台了多项餐厨垃圾管理政策，对餐厨垃圾可利用性和环保性的认识越来越广泛，传统的餐厨垃圾处理方法呈现下降甚至禁止的趋势。

4.2 资源化处理方法

4.2.1 早期资源化处理方法

餐厨垃圾作为一种隐性资源存在，具有极大的资源化利用价值，对餐厨垃圾合理治理，进行有效利用，能够在解决餐厨垃圾带来的各种环境问题的同时，缓解资源短缺的困境［23］。2000 年以前国内对餐厨垃圾资源化利用的方式主要为堆肥和饲喂生猪，这两种方式在目前的偏远乡村地区也依然存在。

对餐厨垃圾进行堆肥和饲喂生猪处理的历史可以追溯到更远，以上海为例，在2000 年以前其城区垃圾的处理采用送肥下乡的做法，由环卫水运单位把餐厨垃圾混入生活垃圾运往上海郊区和周边的农村地区，经过一段时间的简易堆放发酵后，用作农作物的肥料。1983 年又发明出以垃圾高温堆肥发酵方式来增进肥效的方法，这种技术的应用增加了餐厨垃圾处理的速度，缓解了餐厨垃圾产量逐渐增大的问题。到了20 世纪90 年代，农村耕种普遍使用肥效高、收益快的化肥，堆肥发酵后的细堆肥销路不畅，且餐厨垃圾采用高温堆肥的处理方法存在成本较高、堆肥处理周期较长、占地面积大、有害有机物及重金属等污染无法很好去除、无害化不彻底、处理过程不封闭、卫生条件相对较差、易造成二次污染等缺点［24］，堆肥法处理餐厨垃圾逐渐减少。

饲喂生猪的餐厨垃圾处理方式和堆肥同属于一个时期，环卫水运单位将城区的餐厨垃圾收集后运往郊区和周边农村地区的生猪饲养场，用于生猪或家禽饲料。餐厨垃圾喂猪不光省时省力，更能节省一大部分猪饲料的开销［25］，因此这种餐厨垃圾处理方式一直广泛沿用。但餐厨垃圾未经过消毒处置就与其他饲料混合，餐厨垃圾含有大量有机物，其变质的速度快和各类病菌的传染概率大，直接喂猪或其他家禽，容易导致各类病原菌或病原体的传播与感染，使用餐厨垃圾喂猪的风险很高，因此，2000 年以来各地方陆续出台禁止餐厨垃圾饲喂生猪的管理办法，例如2000 年5 月，沪农委第69 号文要求把禁止使用厨余垃圾喂养生猪列为专项治理的重点之一。2006 年7 月，《中华人民共和国畜牧法》正式施行，规定饲养户不得使用未经高温处理的餐馆泔水饲喂家畜。国外有专家对2008—2012 年查明的219 起非洲猪瘟疫情进行分析，发现45.6%的疫情是饲喂餐厨垃圾引起的。专家对我国非洲猪瘟疫情发生原因进行了初步分析，分析结果表明，在我国发生的21 起非洲猪瘟疫情中，有62%的疫情与饲喂餐厨垃圾有关［26］。2018 年10 月，国务院办公厅印发《关于进一步做好非洲猪瘟防控工作的通知》，明确全面禁止餐厨剩余物饲喂生猪［27］。

意识到餐厨垃圾直接用作饲料的危害后，我国从政策和技术上对餐厨垃圾作为饲料的资源化利用进行了一系列的探索。当前的饲料化处理技术主要采用物理手段将餐厨垃圾经过高温加热，烘干处理，杀毒、灭菌、除去盐分等，最终生成蛋白饲料［28］。

当前的好氧堆肥技术也有了巨大的发展变革，以生物强化腐殖化技术为例，生物强化多阶段接种与动态返混技术，利用生物强化加速醌基物质释放，使小分子物质围绕醌基物质定向聚合，实现有机废物高效定向腐殖化，最大化固定碳氮［29］。通过生物强化腐殖化技术进行好氧堆肥具有多种技术优势：（1）定向腐殖化，而传统的堆肥存在无序的矿化和腐殖化，存在二次污染；（2）8～10 h 即可完成有机物料的腐殖化，而传统堆肥腐殖化需要20～30 d；（3）有机质含量高（高达75%），是传统堆肥的2～3 倍，易氧化有机质含量更高；（4）除了有机质外，还有腐植酸、蛋白质、氨基酸、维生素等生物活性物质［30-31］。

4.2.2 能源化处理方法

2008 年，为了提升市容市貌和社会文明水平，国家对餐厨垃圾处理的重视程度大大提高，以北京为代表的试点城市政府对餐厨垃圾管理考核力度也逐渐加大，餐厨垃圾的基础研究、技术研究、政策研究等呈现井喷式发展。餐厨垃圾处理从以前的粗犷式减量化和资源化的处理方式，转变为无害化、可再生能源化的发展趋势。这一时期的餐厨垃圾能源化处理方式主要有厌氧消化制甲烷、热化学法制再生柴油、湿式焚烧以及发酵制氢。与此同时，研究也注重餐厨垃圾的预处理，无论采取哪一种餐厨垃圾处理方式，前期的预处理都是必不可少的环节。

厌氧消化是目前餐厨垃圾处理使用最广泛、研究最多的方法［32］，也是研究热点。2023 年光大环境公司调查显示，当前国内餐厨垃圾处置和利用的主要技术应用中，厌氧消化占比74.3%。与好氧堆肥工艺相比，厌氧消化具有占地面积小、环境影响小、实现沼气能源回收的优势。厌氧消化能够降解厨余垃圾中的有机质，控制气味的产生，避免卫生安全问题的产生，且反应系统简单，无二次污染，输入的能量低且可产生甲烷，经济效益好［33］。厌氧消化的整个过程无需供氧，输入能量较低，对环境友好，具有反应过程稳定、产生清洁能源、实现厨余垃圾无害化和资源化等多种优势，是极具潜力和发展前景的餐厨垃圾的处理方法。餐厨垃圾的碳氮比（C/N）一般在10～30，符合厌氧消化C/N 值在20～25 的要求。餐厨垃圾厌氧消化产生的沼气中，甲烷只占40%～70%，剩下的大部分是二氧化碳，还有少量的硫化氢和其他杂质，所以产物沼气热值低［34］。

餐厨垃圾厌氧消化机理和限制因素见图5。

图5 餐厨垃圾厌氧消化机理和限制因素

湿式焚烧又称水热氧化，是当前餐厨垃圾资源化处理的一种方式。由于餐厨垃圾具有含水率高的特性，普通焚烧消耗燃料成本极高，且会产生二英、飞灰、氮氧化物等有毒有害物质［35］，造成大气污染。因此当前的餐厨垃圾焚烧发电采用新型的湿式燃烧技术，它在高温高压（100～400 ℃，2～30 MPa）水中进行反应，故在处理高含水率废弃物方面具有独特的优势，不仅不需要脱水、干燥等耗能的预处理，而且氮、硫的氧化物容易捕获在水中，降低甚至消除氮氧化物、硫氧化物的形成。另外，由于燃烧温度低，也不会形成二 英等有毒有害物质［36］。不完全燃烧的餐厨垃圾会产生甲酸和乙酸，是重要的有机化工原料，可以用于生产染料、合成化学中间体等。但是湿式焚烧餐厨垃圾存在成本投入过高、安全性低且不可观察反应过程等缺点［37］。湿式燃烧技术处理餐厨垃圾的技术路线见图6。

图6 湿式燃烧技术处理餐厨垃圾的技术路线

餐厨垃圾制再生柴油也是当前发展成熟的产业。餐厨垃圾高含油率是我国餐饮的特点，针对这个特点餐厨垃圾废弃油脂资源化利用成为发展趋势［38］。餐厨垃圾制生物柴油是先将餐厨垃圾干湿分离出含油废水，将含油废水加入油水分离器分离出含油率60%～80%的废弃油脂，再通过加热离心将废弃油脂加工为含油率95%的油品，经过再次提纯后，加入甲醇和催化剂进行酯化反应，形成含有生物柴油主要成分的粗甲酯，清洗后的粗甲酯进入蒸馏塔去味去臭，并进行精馏，形成精甲酯，也就是无色透明的生物柴油。最后将生物柴油和矿物质柴油以1 ∶9 的体积比例进行勾兑，形成B5 生物柴油［39-40］。

生物柴油近些年发展成熟、应用广泛，以上海市为例，2012 年开始上海市政府对于餐厨废弃油脂的管理执行最为严格的准入制度，对于收运体系无缝监管，防止餐厨废油外流成为“地沟油”。随着垃圾分类不断深入，餐厨废弃油脂回收处置数量逐年增加，截至2021 年已达到近6.5 万t/a（每天约170 余t），350 座（中石化280 座、中石油70 座）加油站可以加注生物柴油，日均加油车辆达16 000 辆，加注B5 生物柴油约140 万L。上海市场每天的餐厨废弃油脂收油量达120 t 以上。餐厨废弃油脂制生物柴油，有效解决了“地沟油”回流餐桌问题，促进资源循环利用［41］。但餐厨垃圾制再生柴油存在预处理步骤多、增加处理成本的弊端。

餐厨垃圾发酵制氢是未来重要的发展趋势之一。1 t 餐厨垃圾可产生69 m3沼气，最终可转化为90 m3氢气。餐厨垃圾发酵产生沼气，沼气提纯制备氢气是较为主流的餐厨垃圾制氢工艺［42］。根据《餐厨垃圾能源化研究进展》［43］及《厌氧消化处理餐厨垃圾工艺》［44］，餐厨垃圾制备氢气主要采用厌氧发酵法，主流工艺有2 种：（1）两步法：餐厨垃圾发酵先产生沼气（同时会产生含量较低的氢气，通常直接排放），沼气提纯甲烷再制备氢气，该工艺产业化应用较多；（2）一步法：通过改变催化剂、反应条件、反应物配比等，餐厨垃圾厌氧发酵时尽可能多地同时产出氢气及甲烷，但目前该工艺多停留在实验室阶段。甲烷制氢多采用蒸汽重整法，1 m3甲烷平均约产生2 m3氢气，则1 t 餐厨垃圾最终可转化为90 m3氢气。甲烷蒸汽重整法（SMR）是目前甲烷制氢最为广泛应用的技术［45］，其主要流程包括原料气预处理、蒸汽转化、CO 变换、氢气提纯。根据《天然气制氢工艺介绍及成本分析》提到的实际运行情况，平均1 m3甲烷约产生2 m3氢气［46］。

餐厨垃圾制氢1 t 氢气对应的成本为1.55 万元，相较于天然气制氢、电解水制氢、工业副产氢等各类工艺制氢成本，餐厨垃圾制氢成本优势显著。且餐厨垃圾处理站多布局在城市人口密集区，因此距离加氢站较近，可降低运氢成本。2022 年3 月，《氢能产业发展中长期规划（2021—2035 年）》发布，强调可再生能源制氢（包括电解水、生物质制氢等）为主攻制氢方向［47］。餐厨垃圾制氢具备一定的成本优势，是未来重要的发展趋势。

4.2.3 微小动物蛋白转化处理方法

蚯蚓堆肥餐厨垃圾生物转化处理方法在国内运行有20 年历史，技术成熟，成本较低，蚯蚓活体和蚯蚓粪便都有较高的市场价值，使餐厨垃圾资源化利用价值较高［48］。餐厨垃圾收集后先进行脱油、脱盐、去除无机固体废弃物的预处理过程，将经过预处理的固相和液相餐厨垃圾作为蚯蚓饲料，蚯蚓吞食大量有机物质，通过自身的新陈代谢将有机物分解转化，并将其与土壤混合。具体来说，就是借助蚯蚓的消化系统，使有机废弃物通过蚯蚓肠道中的蛋白酶、脂肪分解酶、纤维酶和淀粉酶的生物化学作用，转化成为蚯蚓自身或其他生物易于利用的活性物质，同时产生蚯蚓蛋白和氨基酸［49］。蚯蚓粪富含多种氨基酸、酶类和活性物质，是园林绿化、草坪花卉、生产绿色无公害食品的首选肥料。相比填埋、焚烧等方式，同样单位的餐厨垃圾用蚯蚓处置的投入更低，且对环境基本没有副作用。利用蚯蚓处理餐厨垃圾是世界公认的最经济、最生态的好方法。

餐厨垃圾黑水虻生物养殖转化技术是近些年兴起的一种新工艺。黑水虻是腐生性水虻科昆虫，我国有自然分布，其幼虫以禽畜粪便、餐厨垃圾、秸秆、菌包、枯枝烂叶、园艺废弃物、腐败瓜果等有机废弃物为食，是自然界碎屑食物链中的重要一环［50］。通过利用餐厨垃圾饲养黑水虻，可实现餐厨垃圾减量化，同时其资源化利用产品包括黑水虻幼虫活虫与虫干，作为饲料蛋白源，可用于饲喂高价值肉食鱼类、禽类，同时经处理后的虫粪是优质的有机肥［51］，有机质和总养分含量均高于NY 525—2012《有机肥料标准》的技术要求。黑水虻虫沙作为植物可吸收利用的丰富有机质，是优异的有机质源，是优良的土壤改良剂。但是当前黑水虻处理餐厨垃圾存在3 项技术瓶颈：（1）黑水虻人工种虫繁育不稳定，受季节影响，黑水虻在夏秋两季繁育旺盛，餐厨垃圾减量率高，虫卵产量大，导致餐厨垃圾无法满足黑水虻喂养需求。而在冬春两季，情况恰好相反，种虫交配率低、形成受精卵的比例低，导致收获的虫卵无法满足生产所需［52］。（2）黑水虻机械化和规模化养殖技术尚不成熟，由于黑水虻生长各阶段过程中对温度、湿度和光照等环境因素的特殊需求，目前尚未实现规模化的养殖繁育，自动化、机械化设备的研发技术不足，养殖工艺未形成模块化、标准化和工业化，如缺乏立体养殖设备和虫粪分离设备等，因此无法大范围推广和复制。需要建立起更多研究、试验数据支撑的黑水虻饲用效果数据库，才能逐步实现黑水虻标准化、大规模的应用和推广，进一步提升其饲用价值。（3）目前黑水虻产品市场尚不完善。首先，国内黑水虻产品有全脂虫干、脱脂虫干、虫油和虫浆发酵产品等应用形式，未有统一的产品质量标准。其次，黑水虻养殖产业化刚刚起步，市场供应链不完善，目前大部分养殖企业还处在市场探索的阶段，黑水虻产品销售市场渠道尚未打通［53］。

5 餐厨垃圾处理行业痛点

5.1 餐厨垃圾预处理难度大

垃圾分类不到位和餐厨垃圾成分复杂成为餐厨垃圾处理行业的痛点之一。2000 年6 月，我国第一次发布关于生活垃圾分类收集试点城市的通知，自建设部城建司将北京等8 个城市作为试点城市推行垃圾分类以来［54］，住建部等部门陆续发布垃圾分类管理办法，到2020 年年底，我国基本建立了垃圾分类相关法律法规和标准体系，部分范围内实现了强制垃圾分类，但是在大部分的县城、农村及偏远城市地区仍然尚未推行垃圾分类，垃圾成分复杂，使得餐厨垃圾预处理成本高、工程量大，易引发餐厨垃圾处理设备卡堵、缠绕的问题，导致设备高损耗率和高故障率［55］。

5.2 餐厨垃圾液相处理难度大成本高

餐厨垃圾含水率高达80%，其预处理和厌氧环节需要引入一些冲洗水、调配水等，因此目前餐厨项目基本上是1 ∶1 的产水量。餐厨垃圾液相具有高COD、高氮、高油、高盐、高固体悬浮物的特征，因此处理工艺复杂，处理难度大，处理费用高，餐厨项目污水处理系统的运行费用可以占到整个项目运行费用的50%以上［56］。大多数运营失败的餐厨垃圾项目，基本是因为水处理不达标。处理餐厨垃圾废液具有运行效率不高，池容大，占地面积大，投资高，同时能耗大，药剂用量大，污泥产量大［57］，反渗透膜易堵塞，膜清洗频繁、寿命低，维修更换成本高，项目整体运行成本较高等缺点。

5.3 餐厨垃圾处理企业长效运营生存缺乏保障机制

餐厨垃圾处理行业是政策引导性行业，行业发展对政策的依赖性强，行业市场规模与利润水平易受政策的影响，并且行业的市场化改革主要由政府主导。与经济效益相比，餐厨垃圾处理项目产生的社会效益更加重要，2000 年以后，国家陆续出台有机固废资源化及垃圾分类等政策、文件、法律法规等，在国家政策引导和政府资金补贴下，国内固废行业产生了餐厨垃圾细分领域。餐厨垃圾处理企业如雨后春笋般遍布国内各省市［58］。据不完全统计，截至2015 年年底，全国已建、在建、筹建餐厨废弃物处理厂（50 t/d 以上）有118 座，建成43 座，但能够正常盈利运营的却不多，日处理仅有2.15 万t，并未达到“十三五”设定的目标［59］。大型集成化一体餐厨垃圾资源化项目具有固定资产投资大、建设周期长、处理工艺复杂、投资回收期长等特点［60］，以及存在各地方政府财政补贴政策不同、补贴不足以支撑项目建设运营、补贴下发不及时不到位等问题，使餐厨企业长效运营生存不能得到保障。

5.4 餐厨垃圾管理不平衡不完善

当前国内已通过验收的84 个餐厨废弃物试点城市餐厨垃圾管理体系较为完善，餐厨垃圾项目运营和技术研发平稳向好，但是在大部分的县城、农村及偏远城市地区餐厨垃圾分类及回收政策不足或不落地，管理体系不完善，存在国内餐厨垃圾管理发展不平衡的问题［61］。具体包括4 个方面：（1）源头管理问题。部门协同不够，餐饮单位开、停动态变化大，存在“无照无证”餐饮经营行为，源头分类效果差。（2）收集运输问题。特许单位管理难，非正规收运餐厨垃圾队伍仍然存在。（3）处理处置问题。大部分地区餐厨垃圾处理能力不足，“三废”处理技术水平低、成本高，副产品价值低、资源化水平低。（4）管理机制和长效运行机制问题。资金机制未理顺，监管水平有待提高，企业经营能力不强［62］。

6 餐厨垃圾处理发展趋势与展望

6.1 推动全面严格垃圾分类管理

严格垃圾分类管理是降低餐厨垃圾预处理难度和成本的直接办法。垃圾分类以习近平总书记关于开展垃圾分类的重要指示精神为指导思想，贯彻落实创新、协调、绿色、开放、共享的发展理念，以“加快建立分类投放、分类收集、分类运输、分类处理的垃圾处理系统”为指导，不断提高生活垃圾减量化、资源化、无害化处理水平，营造干净、美观的城市环境。一是生活垃圾分类管理不仅局限于试点城市，而要以点带面全面铺开，在各级县城、农村及偏远城市地区开展生活垃圾强制分类，各地政府制定和完善相关配套政策法规，为加强垃圾分类工作提供充分的法律依据，确保垃圾分类工作可持续开展并形成长效管理机制。二是垃圾分类制度不仅局限于餐饮行业和学校、单位公共食堂，更要严格监管到社区和家庭，因此要突出宣传引领作用，引导市民主动分类，强化全社会垃圾分类和环保意识的教育培养。

6.2 建设餐厨垃圾集成化一体式处理项目

在人口密集的城市地区，餐厨垃圾集成化一体式处理项目是餐厨垃圾处理行业的发展趋势。

餐厨垃圾集成化一体式处理方式是将多种餐厨垃圾处理工艺集中为一体，在一个餐厨垃圾工业项目中完成餐厨垃圾的预处理、减量化和资源化全过程，降低运输成本和委外成本。具体过程为：第一步，餐厨垃圾经过预处理，分离出有机物和其他杂物；第二步，有机固渣经过干燥、磨粉、化验及包装后，能成为高钙多维酵母蛋白饲料，作为一种有机肥料供畜牧、农业或园林绿化使用；第三步，脱油料液进入密闭的厌氧发酵罐，产生沼气，可用于发电；第四步，纯毛油可被提取、加工成生物柴油等。

另一种餐厨垃圾集成化一体式处理方式是将餐厨垃圾与其他种类垃圾协同处理，例如，将餐厨垃圾与生活垃圾焚烧协同处理，基础设施同址合建，同处一个厂区，共用公用工程，避免重复建设，节约土地费用，降低投资成本。具体工艺为：餐厨垃圾分拣、破碎、压滤三相分离出的固渣一并转运至生活垃圾仓入炉焚烧发电；餐厨垃圾油水分离处理过程中的废水与生活垃圾渗滤液协同处理，中水回用。油脂外运委外处理制生物柴油；处理过程中的电、蒸汽来自生活垃圾焚烧系统；处理过程中产生的废气作为一次风补充进入焚烧炉，减少异味排放。这种协同处理实现了工艺、能源、“三废”、物流、人员和维护的高效协同。

6.3 建设餐厨垃圾分散式处理项目

在人口密度低的县城和村镇以及地广人稀地区，餐厨垃圾处理的趋势是建设分散式处理项目，核心是以县城、村镇为单位“就地处理，就地利用”，通常采用好氧堆肥和微小动物蛋白转化等规模较小、设备成本较低、技术难度较小的工艺，将当地餐厨垃圾进行饲料和肥料的资源化转化，就地利用，减少化肥使用，达到改良、培肥土壤和保护水土可持续发展效果。

6.4 实行餐厨垃圾“一网统管”数字化运营管理

餐厨垃圾数字化“互联网＋”运营管理是餐厨垃圾行业未来的发展趋势，餐厨垃圾处理智能化升级和规模扩容市场即将到来。一是健全餐厨垃圾监管体系，推进信息化建设，形成餐厨垃圾数据一本台账、一张网络、一个窗口，使我国餐厨垃圾领域实现一张网络统管全局，即统一网络监管。二是我国餐厨垃圾处理技术从无到有，工艺技术趋于成熟，进入了高质量的精细化和数字化发展阶段。餐厨垃圾设施的“智能化升级＋协同扩容＋平台化运维”，可满足政府“一网管控”和企业增收需求，例如，餐厨垃圾处理项目建立云平台管理，可实现远程查看设备运行情况；可接受系统异常报警提醒，便于随时监测设备运行情况；异常情况下可实现在线指导、故障检修，快速解决问题，恢复生产；餐厨垃圾智能化收运管控，车载智能系统识别分类垃圾桶的“身份”，自动装载装置将餐厨垃圾倒进密闭的车厢里，并记录餐厨垃圾的质量，同时将餐厨收运数据通过系统传输至后台。基于餐厨垃圾“一网统管”监督管理和餐厨垃圾行业数字化发展趋势，“政府主导＋企业建维＋公众参与”协同运作方式和“设施智能化＋平台运维化”的新建维模式是未来的发展方向。

7 结论

餐厨垃圾具有典型的“废物”和“资源”二重性，有机质、油脂含量高，具有较高的资源回收价值，但若处理不当易造成二次污染。我国餐厨垃圾处理行业整体还处于起步阶段，未来要全面实施垃圾强制分类，建立与分类品种相配套的收运体系，建立与再生资源利用相协调的回收体系，完善与垃圾分类相衔接的终端处理设施，并建立垃圾协同处置基地。因地制宜选择建设集成化一体式或者分散式的餐厨垃圾处理项目，以及可靠稳定、具有经济效益的处理技术，保证餐厨项目具有持续生命力。健全环境治理监管体系，实现餐厨垃圾数字化“互联网＋”运营管理。未来餐厨垃圾项目的运营管理应向合规化、智能化、精细化的方向发展，餐厨垃圾项目的建设应向实现社会效益、生态效益、环境效益和节能效益相统一的方向发展。