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摘要:餐廚垃圾的處理一直是餐飲業無法避免的問題,目前國內外常用的處理方法分為生物處理和非生物處理兩大類,通常都存在著資源化利用效率低、經濟效益不夠理想的缺陷。文章利用生物處理中的發酵技術將餐廚垃圾轉化為生態飼料,然后將生態飼料輸入“豬-沼-農”生態農業鏈中,再把農業環節產出的農產品提供給餐飲企業,從而形成一個閉環式的發展模式。并從主要環節、關鍵技術、運行保障、效益分析四個方面對模式的可行性和優越性進行了論證,最終確定此模式可作為餐廚垃圾高效處理和資源化利的有效途徑。
關鍵詞:餐廚垃圾;發酵飼料;生態農業;循環農業;發展模式
1引言
食物生產、運輸、分配及消費過程中產生的廢棄部分都屬于餐廚垃圾[1]。人們通常所說的餐廚垃圾則基本上專指家庭廚房、公共食堂及餐飲行業的食物廢料和食物殘余。中國每年產生的餐廚垃圾干物質含量相當于500萬t優質飼料,相當于1000萬畝耕地的能量產出[2],然而我國的餐廚垃圾資源化利用率較低。文章提出基于大型餐飲企業的閉環式生態農業發展模式(以下簡稱模式),試圖為我國餐廚垃圾的高效處理和資源化利用尋找一條有效的途徑。
2我國餐廚垃圾處理現狀
2.1總體特點:產量巨大,資源化比例低
中國城市每年產生餐廚垃圾不低于6000萬t[3],目前大多數城市的餐廚垃圾與生活垃圾沒有實現垃圾分類,處理方式以直接喂豬、焚燒、填埋為主。據沈超青[3]等分析,廣州焚燒和填埋餐廚垃圾的年均凈收益分別為2538萬元和1465萬元。在規模較大的新一線城市,餐廚垃圾資源化處理比例也不高。如湖南長沙2017年餐廚垃圾日產量達3000t左右,資源化處理量不到500t,資源化比例不足20%;而2017湖北武漢僅酒店的餐廚垃圾日產量就超過2500t,實際收運量只有500t左右。
2.2處理方法
1)傳統處理方法。中國大部分地區習慣上將餐廚垃圾作為廉價飼料直接(煮沸)飼喂畜禽,其次是進行填埋、焚燒處理。傳統處理方法存在食物安全風險、成本高、資源浪費的缺陷。2)現代處理方法。餐廚垃圾的現代處理方法分為生物處理和非生物處理。目前主要的生物處理技術包括:厭氧消化、好氧堆肥、蚯蚓堆肥、生態飼料。而非生物處理技術主要包括填埋、焚燒、機械破碎等?,F代處理方法都各有利弊,在實際生產過程中根據具體情況選擇最優方法,可以減小損失,增加利益。
3閉環式生態農業發展模式的具體環節
餐飲企業→餐廚垃圾→生態飼料→養豬→有機肥→有機農產品→餐飲企業。模式運行的基礎是餐飲企業產生的餐廚垃圾,首先利用生物發酵技術把餐廚垃圾轉化為安全、耐儲存、便運輸、營養價值高的生態飼料;其次將生態飼料其投入養豬場飼養生豬;然后把養豬場產生的豬糞尿通過沼氣發酵變為有機肥,將有機肥用于有機蔬菜、有機水果、有機糧食作物的生產;最后讓生產出的優質豬肉和有機農產品回到餐飲企業的餐桌。
4閉環式生態農業發展模式的具體環節
4.1餐廚垃圾的生物發酵技術
近年來,我國對餐廚垃圾處理、利用的研究層出不窮,其中將餐廚垃圾通過生物發酵處理變為優質生態飼料的技術已經成熟。國內也有相關企業利用餐廚垃圾來生產菌體蛋白,如2008年奧運村餐廚垃圾處理服務商北京嘉博文生物科技公司[4],類似的研究還有很多。通過參考相關文獻資料,設計實驗如下,將實驗材料分為A、B兩組分別進行試驗,A組材料為學校食堂新鮮物料200kg,米飯含量超過50%;B組材料為大型飯店新鮮物料200kg,米飯含量不足50%。1)實驗材料的處理。A組材料的處理:首先將A組材料中的異物撿出與適量統康混合調節水分含量致50%,然后將市場上購買的活力99粗飼料降解劑(復合酶制劑、益生菌)半包、活力99生酵劑(乳酸菌、芽孢桿菌、酵母菌)半包、3kg的磷酸二氫鈣(占物料總重量的1.5%)和20kg玉米粉(占物料總重量的10%)充分混合,然后將混合好的玉米粉與調節水分后的物料統康攪拌均勻,最后將攪拌好的物料裝入三個塑料桶中進行密封發酵。B組材料的處理:B組材料的處理除將玉米粉增加為50kg(占物料總重量的25%)外與A組材料的處理相同,最后將攪拌好的物料裝入三個塑料桶中進行密封發酵。2)實驗結果與討論。在日平均氣溫為20℃的條件下,經過7d的發酵,A、B兩組實驗材料都產生了曲香味,物料變得松軟,抓起一把往地上輕投物料立即散開。對發酵好的物料營養成分及含量進行檢測,結果如表1、2所示,發酵產品比原始實驗材料的粗蛋白質含量明顯增加。A組試驗從23.54%提高到44.08%,蛋白含量提高了20.54%;B組試驗從28.64%提高到47.37%,蛋白含量提高了18.73%。在發酵過程中首先乳酸菌、芽孢桿菌、酵母菌等益生菌將碳水化合物、脂類、氮源合成氨基酸、蛋白質,提高了物料蛋白含量,其次有益菌體自身含有大量蛋白質,通過發酵菌體數量顯著增加,提高了物料蛋白質含量。通過檢測,經過發酵后的物料有害菌群的數量水平顯著降低,乳酸菌、芽孢桿菌、酵母菌等有益菌數量水平顯著提高,菌群結構和數量水平達到安全飼養生豬的相關標準。將發酵好的A、B組物料分別飼養5頭體重約為50kg的生豬,通過15d的飼養表明,產生曲香味的發酵物料適口性好,豬只皮毛光亮,生長迅速,與全價飼料喂養效果接近。
4.2沼氣發酵技術
目前豬糞尿進行沼氣發酵技術已經非常成熟,對于中小規模沼氣工程,可以采用全混合或推流式反應器,具有投資小、沼氣得率高的優點。對于大規模沼氣工程,可以結合固液分離,采用效率更高、處理量大的UASB和EGSB工藝,并耦合殘渣堆肥或燃燒氣化發電的復合技術[5]。
5模式的運行保障
餐飲企業與農業企業的良好對接是模式運行的保障。模式涉及到餐飲企業和農業企業兩個主體,餐飲企業與農業企業應當簽訂合作合同。合作內容是農業企業按照約定價格回收餐飲企業產生的合格的餐廚垃圾,餐飲企業按照約定回收農業企業生產出的合格的農產品。通過簽訂合同,規定好合作雙方的權利和義務,從為模式的順利運行提供保障。
6模式的效益分析
6.1經濟效益
模式運行過程既能極大地降低各個環節的成本,又能增加產品的經濟價值,從而產生巨大的經濟效益。例如通過該模式,餐飲企業不僅降低了處理餐廚垃圾的成本,還增加了收入;養豬廠則能夠節省大量的飼料成本;種植環節既能節省了肥料成本,又能生產出了優質的有機農產品,提高農產品的經濟價值。
6.2社會效益
模式將餐廚垃圾通過發酵變為生態飼料,解決了餐飲業餐廚垃圾處理難的問題,再生態飼料通過“豬-沼-農”過腹還田,實現種植業和養殖業的優勢互補,緩解了養殖業和種植業之間的矛盾,實現雙贏。此外,還能帶動和促進相關產業的發展,促進農村富裕勞動力的有效轉化,促進社會富裕資金的充分利用,促進循環農業和生態農業的發展。
6.3生態效益
模式應用發酵技術能夠處理大量的餐廚垃圾,變廢為寶,有效減少因餐廚垃圾對環境造成的污染,保護生態環境的衛生安全。實現了資源的低投入、高利用和廢棄物的低排放,從根本上消解長期以來環境保護與餐飲發展之間的沖突。
7結束語
基于大型餐飲企業的閉環式生態農業發展模式能夠促進餐飲業和有機農業的發展,能夠產生良好的經濟效益、社會效益和生態效益,技術簡單易操作,所以該模式是餐廚垃圾高效處理和資源化利用的有效途徑。
作者:馮小平 程敏 單位:巴中職業技術學院