陈鹏 王冠
摘要：随着湖北省高速路网不断完善而造成餐厨垃圾持续增长，已对交通行业污染防控产生巨大压力。通过调查湖北省的7条高速公路26对服务区的餐厨垃圾产生情况、收运方式、排放去向和处理现状剖析了服务区餐厨垃圾处置和管理中存在政策管理不完善、收运处置不规范、技术水平亟待提升，源头减量化和产品资源化重视程度不足等主要问题。梳理国内外文献及报道，对比分析了餐厨垃圾管理模式及处置技术，提出“预处理+微生物降解”处置工艺为服务区餐厨垃圾的处置提供参考，以期为规范湖北省高速公路服务区餐厨垃圾的处置及管理提供对策。
关键词：高速公路；服务区；餐厨垃圾；微生物处理；减量化
中图分类号：X56 文献标志码：B
前言
截止2022年底，中国高速公路网总里程超过17万公里，稳居世界第一位。湖北省高速公路里程约7 500公里位居全国前列。随着中国高速公路的不断发达，高速公路服务区运营中带来的固体废物环境问题也日益凸显，尤其是餐厨垃圾。近年来，国内外学者的研究聚焦于城镇餐厨垃圾的处置，包括餐厨垃圾的产量调查分析、成分及理化特性、技术和管理现状等，但是关于高速公路服务区餐厨垃圾处置鲜有报道。文章调查了湖北省的7条高速公路26对服务区的餐厨垃圾产生情况、收运方式、排放去向和处理现状，评述了国内外餐厨垃圾处理技术，剖析了服务区餐厨垃圾的处置技术和政策管理中面临的问题和挑战，以期为规范服务区餐厨垃圾的处置及管理提供对策。
1 研究区域餐厨垃圾处置现状分析
1.1 研究区域概况
此次调研以车流量、建成时间、地理位置三原则，筛选了湖北境内具有代表性的京港澳、沪渝、福银、杭瑞、沪蓉、许广等7条高速公路中的26对服务区，具体如表1所示。26对服务区遍布湖北全省，包括恩施市、宜昌市、十堰市、咸宁市、孝感市、黄冈市等。依据车流量人流量把26对服务区分为大中小三个规模，其中规模较大的服务区有9对，占比34. 6％、中等规模的服务区有11对，占比42.3%，规模较小的服务区有6对，占比23.1%。服务区白开通以来运营时间超过十年占比达到65. 4%，运营时间超过五年占比100％，表明服务区基本都已进入成熟期，车流量人流量较为稳定。
1.2 研究区域餐厨垃圾现状
1.2.1 餐厨垃圾理化成分分析方法
通过对位于咸宁市、孝感市、宜昌市、黄冈市、恩施市以及十堰市的A、G和Y等7对服务区的餐厨垃圾进行为期1年，频次为1季度3次的取样检测分析。分析指标包括物理指标和化学指标，其中物理指标为食物类、骨头类、油脂类、纸张、木头、塑料类、金属类和其他类等，采用重量法检测；化学指标为含水率、含固率、含油率、有机固体、粗蛋白、粗脂肪和盐分等，含水率依据《食品中水分的测定》（GB 5009.3 -2010）进行检测、含固率依据含水率计算、含油率采用四氯乙烯萃取和红外分光测油仪检测、粗脂肪依据《食品中粗脂肪的测定》（GB/T 14772 - 2008）中索氏提取法检测、粗蛋白依据《食品中蛋白质的测定》（GB/T 5009.5 - 2010）中常量凯氏定氮法检测、有机固体依据《生活垃圾化学特性通用检测方法》（CJ/T96 - 2013）中灼烧法检测、盐分采用水洗脱盐法检测。
1.2.2 餐厨垃圾理化特性分析
通过对A、G和Y等7对服务区的餐厨垃圾检测分析，从组成来看，服务区餐厨垃圾的组成主要有蔬菜、肉食和米饭等食物类含量在77. 36% -91. 10-10；骨头类含量在2. 16% - 11. 830-/0；不可再食用的动植物油脂含量在3. 06% -4.820-/0；其他还含有少量的纸张、木头、塑料以及金属等杂物含量在1. 92% -7. 65%；从化学成分来看，餐厨垃圾的含水率含量在79. 63% - 88. 73%，固体物质中的有机干物质含量达到89. 76% - 93. 52%，其中又以粗蛋白质、粗脂肪等有机物和无机盐为主，粗蛋白质含量为17. 84% -27. 82%、粗脂肪含量为16. 08% - 29. 54%、无机盐含量为0. 37% -0. 930-/0，具体见表2。
综上分析，服务区产生的餐厨垃圾的组成和成分会受到当地经济条件、饮食习惯、地区差异和季节的不同而有所差异，但总体来说含水率和含盐量都较高，对餐厨垃圾的处理造成很大的难度；同时餐厨垃圾又富含蛋白质、脂肪等有机物，资源回收利用价值较大，而且餐厨垃圾若得不到及时的妥善处置，易腐烂产生恶臭气味，严重污染周边环境及地下水资源，且容易滋生病原菌或各类细菌，造成疾病的传播，伤害到人体健康。
1.2.3 餐厨垃圾产量及处置现状
目前湖北省并没有关于高速公路服务区餐厨垃圾的公开统计数据。此次调研基于实地现场称量和经验公式估算两种方法，对湖北境内26对服务区的餐厨垃圾产量进行为期1年的分析，频次为1季度6次。服务区餐厨垃圾平日产量在9 kg/d -1 120 kg/d，节假日等高峰期日均产量达到40 kg/d -2 011 kg/d，是平日的1.63 -2.67倍，主要原因是服务区的车流量人流量受到服务区的规模和定位、地区差异以及季节性不同造成的。如表3所示，规模较小的服务区餐厨垃圾平日日均产量为24. 83 kg/d，节假日平均日产量可达到58. 33 kg/d，是平日的2.35倍；中等规模的服务区餐厨垃圾平日日均产量为457. 09 kg/d，节假日平均日产量可达到968. 55 kg/d，是平日的2. 12倍；规模较大的服务区餐厨垃圾平日日均产量为905. 33 kg/d，节假日平均日产量可达到1 759. 00 kg/d，是平日的1.94倍，而且节假日餐厨垃圾最高产量可超过2 000 kg/d，具体数据如表3所示。总体来说，服务区规模越大，建成时间越长，服务区的车流量人流量相对更多，餐厨垃圾产量也越大。
通过调研发现26对服务区均进行了不同程度的垃圾分类，有的仅按照生活垃圾和餐厨垃圾分类，有的按照可回收垃圾、厨余垃圾、有害垃圾和其他垃圾分类，垃圾分类程度差异较大。但在收运过程中餐厨垃圾随着生活垃圾混合统一收集，使得前期的分类失去了意义。目前服务区餐厨垃圾的处置主要是靠环卫集中清运（共18对，占比69. 23%）和周边的村庄收集（共8对，占比30. 77%），服务区餐厨垃圾年处置费用在4 800元- 201 480元，均年处置费用为39 485元，折算为餐厨垃圾吨处置费用在21元-1461元，吨平均处置费用为380. 65元。如表3所示，进一步调研了餐厨垃圾的最终去向，发现送到了餐厨废弃物处理厂和垃圾焚烧厂的服务区餐厨垃圾仅有3对占比仅为11. 54%，送到垃圾填埋场共16对服务区占比最高为61. 54％，采用就地填埋和饲养家禽占比达到26. 92％，全部由周边的村庄收集处置的。
2 研究区域餐厨垃圾处理问题及对策
2.1 政策管理存在问题及对策
随着2010年国家各项餐厨垃圾相关的法律条令颁布，湖北省武汉市、宜昌、襄阳、黄石和十堰先后入围全国餐厨废弃物资源化利用和无害化处理试点城市，各地先后出台了餐厨垃圾物管理办法和实施细则，相关行政法规仅仅局限于城市市区，但关于高速公路服务区的餐厨垃圾的收运办法和处置技术暂无明确规定。因此，对于服务区餐厨垃圾的管理需从下面两个方面加强。
2.1.1 加强宣传引导并且推进餐厨源头分类
推进餐厨垃圾源头分类，一方面可以提高餐厨垃圾收集的有效数量和质量，实现源头减量；另一方面可以降低预处理成本，提高后续资源化产品质量。政府有关部门或服务区管理者应该通过“规范分类标准，强化宣传教育”等行动，大力开展餐厨垃圾源头减量和分类活动，提高服务区工作人员、周边居民以及规范服务区餐往乘客的垃圾分类意识，促进源头减量和资源回收。
2.1.2 强化制度保障以及规范服务区餐厨管理
厨垃圾管理，一方面可以从源头制止“地沟油”“泔水油”等非法利益链的产生，引导餐厨垃圾的收运工作走上正轨；另一方面可以避免餐厨垃圾直接或餐厨垃圾制成的不符合安全标准的饲料产品被应用到喂养家禽家畜中去，杜绝由此引发的“泔水猪”“垃圾猪”等系列入侵食物链的问题。政府有关部门或服务区管理者应根据相关法律法规，大力宣传餐厨垃圾造成的“地沟油”“泔水油”“泔水猪”“垃圾猪”的危害，强化对服务区餐厨垃圾最终去向监督管理，提高服务区餐厨垃圾的规范化管理水平。
2.2 处置技术存在问题及对策
目前仅有3对服务区的餐厨垃圾送到餐厨废弃物处理厂或垃圾焚烧厂，其余全是填埋处理，餐厨垃圾的减量化、无害化和资源化程度低。通过梳理国内外已有文献和报道，餐厨垃圾现有处理与资源化技术主要有六大类：填埋、焚烧、厌氧发酵、好氧堆肥、饲料化以及微生物处理技术。结合服务区特征，填埋和焚烧处理技术具有一定的局限性，不在本次调研范围内，其余四种技术的优缺点及投资运行费用如表4所示。第一厌氧发酵处理技术具有较强的有机负荷承担能力能够实现资源和能源的回收，技术相对成熟，运行成本较低。缺点是处理周期较长且占地面积较大，设备操作复杂，运维难度较高；第二好氧堆肥处理技术具有较高的减量化和无害化程度，技术相对成熟，操作较为简单，且国家现行的相关规范与标准等也比较健全，投资和运行的费用较低，处理之后的产品具有较高的农用价值。缺点是所产生的产品会由于餐厨垃圾中成分的不同而发生波动，产品质量和稳定性较低，且设备占地面积较大，周期较长；第三饲料化处理技术具有较高的机械化和资源化程度，而且设备投资较小，占地面积也较小。缺点是餐厨垃圾中的不同成分对饲料的质量和品质有着较大的影响，饲料的销路很难打开，且设备运维难度较大且费用较高；第四微生物技术具有较高的减量化、无害化和资源化程度，技术安全可靠，操作相对简单，占地面积小，资源化产品质量高。缺点是一次投资费用较高，且运行需要定期投加菌种，运维费用相对较高。根据服务区区域特征，能快速减量、就地处理、管理方便、占地面积小是工艺选择重点，微生物处理技术减量化、无害化、资源化程度高，占地面积小，适用于服务区餐厨垃圾处理，虽然投资建设费用和运行费用较高，但考虑到资源化产品质量高，油脂市场单价在3 000 -4 000元／吨，可以抵消部分投资和运行费用，产生的有机肥既可以出售也可用于服务区绿化消纳。
微生物处置工艺流程为：餐厨垃圾先经过物料分选和破碎机，筛选出大骨头、筷子、金属、塑料等杂物，随生活垃圾由环卫集中清运；然后经过油水渣三相分离器，上层的油脂可作为生物质柴油厂的原材料，下层的污水汇入服务区污水处理站；剩余干物料进入加有微生物菌剂的堆肥分解仓，在较短的时间内可实现物料的高效快速分解，减量率可达到90%左右，分解产生的主要产物为有机肥、尾水和尾气。部分尾水回用于分解仓加湿，多余尾水进入服务区污水处理站处理；尾气进入气体净化除臭设施，最后排出CO2等无害挥发性气体；经灭菌和稳定熟化后的有机肥可直接装袋，用于服务区绿化消纳或者出售，见图1。
目前服务区餐厨垃圾日均产量为512. 50 kg/d，日均收运费用大约为380. 65元／吨，年收运费用为7. 12万元。根据对小型餐厨垃圾处理设备调研，以日处理量为1 t/d计，设备投资费用大约24万元，日运行成本约265元／吨，服务区平均含油率在3. 17%，油脂市场单价按3 000元／吨计算，产品收益为95元／吨。经费用效益分析法计算，具体如下：净效益：（380. 65-265 +95）×512.5×10-3 =107. 96元/d;年净效益：107. 96×365×10-4=3.94万元／年；静态投资回收期：24/3. 94 =6. 09年。结果表明，该工程建设项目的静态投资回收期为6. 09年，远远小于投资回收期15- 20年，表明该项目在经济效益上可行。
3 结论
高速公路服务区餐厨垃圾资源化利用总体处于起步阶段，湖北各地市相关法律法规的出台时间和要求各不相同，执行单位重视程度不够，监督管理尚未有效建立，还需逐步完善，尤其是餐厨垃圾的收运及处置体系，并积极宣传引导，提高服务区管理者和周边村民的垃圾分类和危害意识。综合比较国内外餐厨垃圾处置技术，结合服务区特点，推荐“预处理+微生物降解”为服务区餐厨垃圾处置的适合工艺，提升餐厨垃圾的减量化和资源化程度，以期为规范服务区餐厨垃圾的处置及管理提供对策。
基金项目：2020年湖北省交通运输厅科技项目计划（2020 -2-6 -2）
