電化學法：讓餐廚垃圾變沃土

　　近日，在北京舉行的一個循環經濟研討會上，一臺其貌不揚的智能機器引起了參會人員的極大興趣，機器的全稱是“新型餐廚垃圾脫鹽除鹽回收凈化處理器”綽號“吃干榨凈機器人”。

新型餐廚垃圾脫鹽除鹽回收凈化處理器

　　這個看上去像一個汽車大小的長方形盒子，構造并不簡單：一個不銹鋼電解槽容器底部，帶有一個螺旋槳刀片，容器上有孔。工作人員把果皮、菜葉、蛋殼及餐廚垃圾倒進去，按下開關，螺旋槳刀片開始快速轉動，不一會機器安靜下來，經過螺旋輸送和固液分離后打開一看，容器空了，它后面的袋子里則有一團粘稠物，這就是餐廚垃圾經過了脫鹽、除鹽、廢氣凈化、去除重金屬等吃干榨凈后的有機肥——堆肥。

　　這個“大塊頭”，著實不簡單，它自身擁有5項發明ZL、12項實用新型ZL。它通過氧化反應，將廢氣變成了次氯酸鈉，也就是我們平時游泳池放置氯氣殺毒的原理，由于次氯酸鈉具有凈化廢水廢氣的功能，所以我們再也聞不到生化法和厭氧法處理餐廚垃圾時產生的臭雞蛋味了。

　　這臺獲得2015年北京市科學技術獎三等獎的“吃干榨凈機”，是北京樂田園環保科技有限公司自主研發的ZL產品，專用于餐廚垃圾的處理和凈化。目前，這臺“吃干榨凈”的機器正在北京、內蒙古、河北等地區應用，并且即將推廣到全國。今后，我們就再也不用擔心地溝油重上餐桌了。

　　“放錯了地方的資源”

　　一分鐘前還是佳肴，一分鐘后就成了垃圾。由于飲食文化和聚餐習慣，餐廚垃圾成了中國獨有的現象，并且每天產生巨量的餐廚垃圾。

　　餐廚垃圾，又稱泔水，是居民在生活消費過程中形成的生活廢物，極易腐爛變質，散發惡臭，傳播細菌和病毒。餐廚垃圾主要成分包括米和面粉類食物殘余、蔬菜、動植物油、肉骨等，從化學組成上，有淀粉、纖維素、蛋白質、脂類和無機鹽。

　　餐廚垃圾的主要特點是有機物含量豐富、水分含量高、易腐爛，其性狀和氣味都會對環境衛生造成惡劣影響，且容易滋長病原微生物、霉菌毒素等有害物質。

　　“餐廚垃圾除了污染環境、影響市容外，還會危害人體健康。由于餐廚垃圾中含有肉類蛋白以及動物性的脂肪類物質，牲畜在直接吃食未經有效處理的餐廚垃圾后，容易發生‘同類相食’的同源性污染，“蛋白質同源”并可能促使某些致命疾病的傳播。”課題負責人，北京樂田園環保科技有限公司總經理楊東海說。

　　雖然處置不當會產生嚴重的后果，但餐廚垃圾也并非一無是處。楊東海表示，餐廚垃圾具有廢物與資源的雙重特性，可以說是典型的“放錯了地方的資源”。

　　據了解，餐廚垃圾內含大量的營養物質，主要成分是油脂和蛋白質，油脂可以作為制取生物柴油的適合原料。固渣除鹽后用作天然有機肥，將餐廚垃圾“無害化”“資源化”的凈化處理，是增加資源利用率的有效途徑。

　　目前，我國高度重視餐廚垃圾處理工作，國家先后出臺《關于組織開展城市餐廚廢棄物資源化利用和無害化處理試點工作的通知》和《關于加強地溝油整治和餐廚垃圾廢棄物管理的意見》，指出要加強對我國餐廚廢棄物的管理和專項整治，推進其資源化利用和無害化處理。

　　傳統餐廚垃圾處理方式有弊端

　　據了解，我國餐廚垃圾處理起步比較晚，由于我國餐廚垃圾成分復雜，決定了使用單一的現有處理技術難以完成高效的處理。我國餐廚垃圾處理方式主要有填埋、焚燒、飼料化、堆肥、熱解和厭氧發酵等，目前資源化利用處理技術路線為生化法和厭氧法，將餐廚垃圾中有機物經過厭氧發酵轉換成沼氣。

　　“餐廚垃圾無害化、資源化處理是今后餐廚垃圾處理的主要發展方向。”楊東海說。

　　由于餐廚垃圾含水率較高，焚燒、熱解就不適用，微生物好氧處理不徹底，產生廢氣，能耗大，并且培養微生物存在菌種安全性等問題；蚯蚓堆肥由于受地域限制，難以進行規模化推廣。堆肥技術成熟，但是占地面積大，并且產生二次污染，處理不徹底，推廣困難。

　　“餐廚垃圾厭氧發酵工藝是現在唯一資源化處理工藝；同時也存在諸多相應的問題。”楊東海認為，“厭氧法雖然采用的較多，但餐廚固渣中含鹽高，作為有機肥使用會造成土地板結等缺點。”

　　目前國內大多數餐廚垃圾處理廠采用的是厭氧發酵技術。厭氧發酵技術產生的沼氣出路主要有3種：發電并網、車用燃氣、壓縮天然氣。小型城市可以實現沼氣發電并網，大城市實現較為困難；車用燃氣純度要求高，相應的沼氣凈化設施可能比較復雜；壓縮天然氣需要鋪設管道，成本較高。

　　“出路沒理順，一些處理廠生產的沼氣只能用來‘燒火炬’，白白浪費掉了。‘吃干榨凈’、變廢為寶，而我們做到了。”楊東海說。

　　隨著國家對循環經濟可持續發展，以及專項資金支持餐廚廢棄物資源化利用和無害化處理試點城市的推進，對餐廚垃圾的規范、處理和發展提出了更高的標準，餐廚垃圾無害化資源化回收處理，迫切需要研究開發更高水平的資源化無害化回收服務技術。我們提倡“用循環經濟原理處理處置餐廚垃圾。”

　　“吃干榨凈”的電化學法

　　在北京市科委創新基金的支持下，經過系統性的研發，科研團隊就當前餐廚垃圾處理技術存在問題進行攻關，采用電化學方法攻克了餐廚垃圾脫鹽、除鹽及重金屬離子凈化等多項關鍵技術，自主研發了“吃干榨凈機”，有效解決了餐廚垃圾脫鹽及重金屬離子、油水分離、廢氣、廢水有害物的凈化技術難題。

　　楊東海告訴記者，采用電化學方法對餐廚垃圾資源化集中處理，可以減少餐廚垃圾收運和填埋過程中的二次污染重金屬離子和廢氣問題。“可以減少和防止餐廚垃圾被用來飼養“垃圾豬”和提煉“地溝油”而危害人們的身體健康，減少由于餐廚垃圾不合理處置而可能引起的環境污染及疫情傳播，改善了群眾的生活環境質量和城市市容。”

　　與目前采用的生化厭氧法相比，電化學法具有顯著優勢。同比能耗降低30%，運行費用降低30%，固渣除鹽用作天然有機肥達到了循環經濟和資源化，形成產業閉環，實現高度資源化進而實現盈利，這樣一個日處理量200噸的餐廚垃圾處理工廠，不但不需要財政的補貼資金，還可獲得每年2000萬的收入。

　　“本成果解決了傳統的生化法和厭氧發酵行業的發展關鍵共性幾個技術難題：本設備將廢水、廢氣和有機肥一并自動處理達標排放和回收，因已除鹽直接可作有機肥使用，即資源化回收且無公害，采用電化學的方法打破了傳統的生化、厭氧辦法技術的單一，實現了餐廚垃圾處理產品的升級換代，有對時代顛覆性的技術突破革新，成果提高了行業的水平。”

　　另外，使用該電化學方法，還具有節能的優勢。楊東海介紹，電化學法反應過程中會生成一些具有強氧化作用的中間產物，這些具有強氧化性的活性中間體，可以除去垃圾中的臭味，并可以降低垃圾所含水分中的COD和BOD，減少廢水污染。又可將餐廚垃圾中的有機物、病菌和重金屬凈化干凈，吃干榨凈資源化，因此不需再投入運行成本就可凈化達標。

　　據了解，電化學法每公斤用電量為0.19度，而生化厭氧法為每公斤0.25度，這足以改變人們認為電化學會比生化法、厭氧法用電量多的揣測，同時節省生化、厭氧法需添加各種微生物菌的成本，可見電化學方法運行成本優于前二者。

　　“電化學法不需要增加廢水、廢氣及重金屬離子等設備的成本投入，僅需電化學處理投入成本，遠遠低于生化厭氧法的投資。”楊東海說，“這一點我們在北京電影學院等多家單位進行了實踐，效果十分顯著。”

　　餐廚垃圾處理迎來升級革命

　　近年來，政府大力支持餐廚垃圾處理產業的發展，鼓勵社會資金投入，通過制定優惠的政府財政補貼、土地政策以及金融支撐政策，鼓勵民間資本投入垃圾處理設施的建設和運營。這讓楊東海看到發展的希望。

　　“我國很多餐廚垃圾處理建設存在滯后。”楊東海認為，主要原因是當前生化、厭氧法含鹽高，不能回收，而一些生化厭氧法餐廚處理存在重金屬排放不能達到國標要求造成的。

　　楊東海認為，本項新技術突破性地解決了餐廚垃圾處理中的幾個難題：固渣可回收資源化可持續發展，減少地方補貼，吸引民間投資熱情；廢氣廢水、重金屬離子不需加大投入就可一舉四得，一并凈化達標，做到了“吃干榨凈”可回收再利用。“運行成本和設備投資及穩定化方面，均優于生化、厭氧法。”

　　楊東海算了一筆賬：當前全國每天有14.53萬噸餐廚垃圾需要處理回收，且每年以4%速度在增長，建設規模在800座/全國，如果采用我們的電化學方法，每天按200噸處理規模的工廠，每年全國工廠可產生利潤160億，同時可減少生化法財政補貼150億，可供26250萬畝良田用上這種天然有機肥，對環保做出巨大貢獻，防止地溝油重上餐桌。

　　2016年第十三個五年規劃綱要明確將加快建設城市餐廚廢棄物資源化利用和無害化處理系統，實施循環經濟引領計劃。“這項技術成果正在向河北、浙江、江蘇、內蒙古等全國餐廚垃圾試點城市推廣。”楊東海告訴記者，他們正在與浙江湖州洽商共建一座日處理100噸的餐廚垃圾處理廠，“預計今年還會有幾個大型處理工廠簽訂合同。”