生物能源技术食品安全隐患终结者

综合利用是城市废弃物处理新思路

在能源紧张和环境保护的双重压力下，生物质废弃物的能源化处置得到广泛关注。

据估计，世界范围内年生产生物质废弃物约100亿~150亿吨。

城市废弃物中包含很大一部分生物质废弃物，如城市垃圾、城市粪便、罚没的过期食品、餐厨废弃物等等。目前，我国城镇垃圾的生产量和堆积量逐年增加。例如，我国年产餐厨废弃物约6000万吨，其能量相当于1000万亩耕地产出作物的能量。

但我国餐厨废弃物的管理和处置却处于无序的状态，直接造成“垃圾猪”、“地沟油”的泛滥，最终又回到市民的餐桌上。

据中国科学院合肥物质科学研究院研究员姚建铭介绍，20世纪90年代之前：我国餐厨废弃物的处置技术主要是倾倒、填埋和焚烧，但焚烧时产生的二噁英、填埋造成的滤液和排放到水体中产生的富营养化现象和高COD值都会导致环境污染，增加治理负荷。

从20世纪90年代至今，主要以堆肥、做饲料和工业油脂为主，却使得食品安全受到威胁。

据记者了解，我国的科研人员已经证明，酒店的餐厨废弃物和过去农村家庭的废弃物组分差别很大，已经不再适合作为泔水喂猪。而且，现在的养猪户一般是规模化养殖，收集的餐厨废弃物也点多面广，交叉污染机会加大，绝不是过去农民自家用残羹剩饭喂猪可比。另外，我国在相关法律中并未对进入饲料生产的餐厨废弃物提出具体的安全处理方法和标准，使得在实际中执行很模糊。目前，农业部对餐厨废弃物制饲料的审批已经非常审慎。

此外，为整治“垃圾猪”、“地沟油”等日益严重的食品安全问题，国家发改委等部门已要求各地推荐上报餐厨废弃物资源化利用和无害化处理试点城市。首批33个试点城市积极申报。

3月23日，国务院常务会议提出，到2015年，全国城市生活垃圾无害化处理率达到80%以上，50%的设区城市初步实现餐厨废弃物分类密闭收运处理。

显然，城市餐厨废弃物的处理已经得到了国家政策层面的重视。而在技术层面上也形成一定共识。

“21世纪的新目标是综合利用，发展清洁能源，包括生物柴油、乙醇、沼气等。”姚建铭说，城镇生活垃圾具有有机物含量高、易降解成分含量高等特点，他和他的研究团队依此提出了能源化处理的技术路线。

技术路线同时实现资源化和无害化

姚建铭提出的技术路线是对城市餐厨废弃物集中收集、密闭运输，复合筛分之后，将废油脂、滤液和固形物分开处理。

“废油脂生产工业油脂和生物柴油的这一套系统技术上已经工业化了，投入产出很好。剩下的关键是固体废弃物如何处理。”姚建铭指出，餐厨废弃物通过固液分离后，固形物中淀粉含量达到11%~16%。他们对其酶解、灭菌后接种乙醇酵母发酵生产乙醇。

中试实验表明，这套餐厨废弃物能源化处置成套技术可将废弃物中的淀粉转化95%以上，淀粉产酒率达到50%，并呈现良好的重复性。

姚建铭表示，通过这种能源化处置技术，既充分利用餐厨废弃物内有机物中的能量，又避免其作为饲料原料带来的食品安全隐患，同时实现了餐厨废弃物的资源化利用和无害化处理。而且，产生的终端产品为乙醇、沼气和工业油脂，均属于高附加值、环境友好型产品，没有二次污染，提高了经济效益。

“我们认为餐厨废弃物是非粮生物质发酵生产乙醇的一条很好的途径。”姚建铭说。

为了进一步降低成本，使技术有更好的可行性，姚建铭的研究小组自主研发了复合酶制剂，淀粉酶和蛋白酶的发酵水平比原始出发菌株提高了600%和420%。

该技术已获得专利，下一步，姚建铭希望能够实现更大规模的示范工程。

目前，姚建铭等人为合肥市设计了一个日处理200吨餐厨废弃物的方案，年处理73000吨。据计算，该中心每年将能产出1200吨乙醇、5700吨工业油脂、5000吨有机肥，沼气发电量达到1160万度。

据介绍，这套技术路线同样适用于处理过期、变质、罚没食品。“这个处置中心以生物能源为主导方向，目的是不让餐厨废弃物重新进入人类的食物链，同时成为政府罚没商品的处置点。”姚建铭介绍说。

听上去好美做起来好难

虽然听上去很美，但该处置中心约1亿元的投资成本还是吓退了很多投资人。“需要政府和企业共同投入，这很不容易。”姚建铭说。

在我国，研究餐厨废弃物处置的科研团队并不多。由于废弃物收集、预处理成本以及优良发酵菌株选育等各方面的限制，我国的废弃物能源化处置技术并没有达到理想的发展状态，有待科研人员进一步深入研究，降低成本，为产业化发展寻找突破口。

目前，我国生物质能源主要聚集在燃料乙醇、生物甲烷、生物柴油、生物质制氢等技术。其中燃料乙醇和生物柴油已有若干示范工程，有一系列产业化成果和企业。而在厌氧沼气技术方面，虽然也有示范工程，但很多多年前提出的问题依然没有解决。

“核心问题是投入。”姚建铭介绍道，德国大型沼气工程的造价是国内同等规模造价的10倍，甲烷气体的产出是国内的五六倍。“可以说国内低投入低回报的发展模式已经不适宜现阶段发展现状了，需要进一步把产气率提高，找到应用突破口。”

“另外，中国政府承担成本的理念还有待提高。”姚建铭表示，“政府希望企业运作，而企业期望回报。因此，我国科学家有责任找到适合中国的生物质废弃物能源化技术，使企业在有限的政策条件下仍有动力投入。例如，产生的最终产品如具有较高的经济效益，就能实现价值最大化，降低政府运营投入和处置费用。”他希望政府能将城市餐厨废弃物处置费补贴给企业，为产业化铺路。

此外，收运也是一大问题。虽然有国家相应政策的支持，但短期内，酒店餐厨废弃物—“泔水猪”—“地沟油”的利益链条很难打破，需要政府有所作为。

在我国生物产业并不景气的今天，姚建铭说：“生物质可再生能源项目说起来好听，听起来好美，但做起来好难，需要科研人员坚持，最后机会是留给有准备的人。”

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