清研智談 | 黑水虻處理廚余垃圾的方法與優勢

隨著現代生活水平的提高和人口的增加,食品消耗量迅速增加,使得廚余垃圾量與日俱增。廚余垃圾含有極高的水分與有機物,很容易腐壞,產生惡臭,污染環境,甚至可能傳播病原危害人體健康。因此,需要有效的處理技術來減輕廚余垃圾產生的環境和經濟負擔。黑水虻可有效分解廚余垃圾并將其轉化為油脂和蛋白質等高價值生物質,利用黑水虻處理廚余垃圾是一種環境友好且成本效益高的方法。
廚余垃圾處理現狀
廚余垃圾生產規模
隨著我國餐飲業的高速發展,餐廚垃圾產生量日益增大。近年來,中國餐飲業市場規模持續壯大。據統計,2021年我國廚余垃圾產量約1.27億噸,日均產量約34.8萬噸。“十四五”期間,我國餐廚垃圾的產生量將持續增長,預計到2025年我國餐廚垃圾產生總量將達到1.7億噸。“十四五”末期,我國餐廚垃圾產生量將基本飽和。
廚余垃圾產量(單位:億噸)
廚余垃圾處理存在的問題
目前,我國廚余垃圾分類制度正在全國推行,大多數城市采取了廚余垃圾分類措施,其分類比例已達到80%以上,這為廚余垃圾的資源化利用提供了物質基礎。但要滿足廚余垃圾資源化利用原料的要求,現有的廚余垃圾分類質量仍相差較遠。目前,我國廚余垃圾處理主要存在的問題有:
一是廚余垃圾分類質量差。垃圾分類管理制度約束力差,且缺乏規范較為嚴格明確的法律法規體系。一些地區推行現金以及物品獎勵機制,但效果甚微。我國居民對于垃圾細致分類的意識并未形成,自行分類的廚余垃圾中塑料、玻璃,甚至有害物質比例超過10%。
二是廚余垃圾資源化利用低。我國垃圾分類處理還處于起步階段,尚未形成完善的、獨立的廚余垃圾收運體系和系統的處理技術,現有的廚余垃圾處理技術資源化利用程度低。
三是廚余處理投資成本高。廚余垃圾資源化技術的設備規模大、處理流程長、價格高。同時,由于流程的復雜和設施體積的增加,增大了占地面積,消耗較多資源。
四是廚余處理技術普及率低。我國廚余垃圾資源化的處理技術起步較晚,現有的廚余垃圾處理方式包括填埋、低溫焚燒、厭氧發酵產沼氣、生產飼料和規模化好氧發酵等,但其普及率仍然較低。
因此,探索廚余垃圾無害化處理、資源化利用技術及配套模式是解決我國城市居民廚余垃圾利用難題的有效途徑。

黑水虻處理廚余垃圾的流程
黑水虻的一生共分為四個階段,即:卵、幼蟲、蛹、成蟲。一般可以處理餐廚垃圾的是黑水虻的幼蟲階段。整個生態養殖黑水虻處理餐廚垃圾流程包括以下三個重要環節:
餐廚垃圾預處理
首先,通過破袋及分選設備對餐廚垃圾進行初步的篩分,剔除雜質。其次,利用粉碎機或者攪拌機,將餐廚垃圾進行粉碎攪拌,使餐廚垃圾成為混合均勻的0.2~2cm直徑的顆粒,可以加速水虻幼蟲的處理速度,也為后期的蟲料分離提供方便。最后,利用壓縮、過濾等方法進行固液分離,將餐廚垃圾含水量由90%左右調整到75%左右,可以直接作為黑水虻幼蟲飼料。固液分離后的液體成分包括油脂和水分,需要進一步進行油水分離。
黑水虻處理餐廚垃圾
黑水虻幼蟲以餐廚垃圾等腐爛的有機物為食,能有效地將垃圾高效地轉化為自身的營養物質。為減少浪費,以每次喂食時幼蟲轉化容器中不再有前一次殘余食物為準。作為餐廚垃圾處理的黑水虻幼蟲生長期僅為7-10天,經過10天的周期喂養,最終黑水虻會把餐廚垃圾全部都消化,只剩下了黑水虻(成蟲)和它的排泄物。
蟲糞分選與加工
黑水虻生長周期完成后就可以通過專業分選設備,將黑水虻成蟲和排泄物分離開來。蟲糞可以用來加工成為生物菌肥,而蟲子本身經過加工還能成為昆蟲蛋白飼料用于養殖業。

黑水虻處理廚余垃圾的優勢
黑水虻處理禽畜糞便及有機廢棄物有其獨特的優勢。
一是黑水虻幼蟲以廚余為食,能快速降低糞便中的COD、BOD、氨氮、磷、鉀等富營養物質,通過代謝轉化為自身所需的營養物質,如蟲體蛋白等。
二是黑水虻能有效控制家蠅等與其有競爭關系的雙翅目昆蟲的孳生,如家蠅,減少對環境的污染。
三是黑水虻能夠快速消化餐廚垃圾,強效殺來垃圾中的病菌,并將餐廚垃圾中的有機質轉換成自身物質。
四是可以直接用來養雞、鴨、蛙、龜等,也可以干燥粉碎替代魚粉、豆粕等作為其它牲畜的飼料蛋白來源,能從根本上杜絕同源性蛋白的安全隱患。
另外,同堆肥法,微生物發酵、干燥飼料化等常用的出阿里廚余垃圾的方法相比,黑水虻處理廚余垃圾具有高效性和易操作、空間利用率高的特點。

黑水虻處理廚余垃圾的前景
黑水虻處理廚余垃圾可在極大程度上減少環境問題,將廚余垃圾進行生物轉化后可生產出高質量生物柴油,且其營養價值豐富,還可用做動物飼料,具有良好的經濟、環境和社會效益。
但黑水虻在受污染的基質上停留時間較長,則蟲體本身也易受到細菌污染,故其產品在應用過程中存在一定的安全風險。因此,需要對養殖原料、飼養條件以及衛生管理加以嚴格控制,防止其產品在加工、儲存和運輸過程中受到污染,即可保證其食品安全性,從而實現經濟效益最大化。因此,使用黑水虻處理廚余垃圾并應用于人類食品是一種理想的可行方法,通過進一步優化黑水虻處理技術可在有效提高黑水虻產品安全性,同時實現廚余垃圾的高值化利用。
撰稿 | 何紅 清研集團江蘇子公司研究員
編輯 | 陳澤璽
圖片 | 網絡