我国家庭厨余垃圾与餐厨垃圾理化性质对比分析——源头分类的影响.pdf

我国家庭厨余垃圾与餐厨垃圾理化性质对比分析*源头分类的影响杨娜1，4，王巧1，4，吕凡2，余波平1，4，徐期勇3，何品晶2（1.深圳市环境科学研究院，广东深圳518001；2.同济大学 固体废物处理与资源化研究所，上海200092；3.北京大学深圳研究生院，广东深圳518055；4.广东省环境保护污水高质化利用工程技术研发中心，广东深圳518001）【摘要】理化性质是决定厨余垃圾处理技术选型和污染潜力评估的关键参数。通过源头分类后厨余垃圾的采样测试和文献数据甄别、调研，总结了我国家庭厨余垃圾和餐厨垃圾的理化性质指标。研究结果表明，深圳市源头分类的家庭厨余垃圾杂质含量（12.60%2.50%）和重金属浓度（除 Cr 外均低于检测限）处于强制分类制度实施前的报道数据以下，而有机质含量（90.6%5.0%）相比报道数据则更高，其资源化利用率得到有效提升；与生活垃圾混合收运时的含水率（65.5%4.0%）相比，经源头分类的家庭厨余垃圾含水率更高（76.8%5.0%，P=0.004 7），通过限制水分向其他垃圾组分的迁移，提高了后者的热值和回收潜力。我国家庭厨余垃圾的密度为（0.380.16）t/m3，盐分、有机质和脂肪含量分别为 1.34%0.51%、81.8%5.7%、12.3%6.1%，显著低于餐厨垃圾的（0.920.17）t/m3（P=0.000 29）、3.89%2.00%（P=0.043）、90.1%4.8%（P=0.000 1）、21.6%7.9%（P=0.022），其余指标无显著差异。在垃圾管理系统中，家庭厨余垃圾和餐厨垃圾的收集运输和预处理环节应根据其性质特点分别设计；处理环节可根据工艺特点和技术参数要求进行调质后实现一定程度的协同。经测算，家庭厨余垃圾和餐厨垃圾的盐分含量均低于生物处理的浓度抑制限值；堆肥产品中的重金属浓度低于相关污染评价标准限值。【关键词】家庭厨余垃圾；餐厨垃圾；源头分类；理化性质；协同处理中图分类号：X799.3文献标识码：A文章编号：1005-8206（2023）04-0007-10DOI：10.19841/ki.hjwsgc.2023.04.002Comparative Analysis of the Physicochemical Characteristics between Household Food Waste and Restaurant FoodWastein China:ImpactofSource SegregationYANG Na1，4，WANG Qiao1，4，LYU Fan2，YU Boping1，4，XU Qiyong3，HE Pinjing2（1.Shenzhen Academy of Environmental Science，ShenzhenGuangdong518001；2.Institute of Waste Treatment andReclamation，Tongji University，Shanghai200092；3.Peking University Shenzhen Graduate School，ShenzhenGuangdong518055；4.Guangdong Provincial Environmental Protection Wastewater Quality Utilization Engineering Technology R&DCenter，ShenzhenGuangdong518001）【Abstract】Physical and chemical properties were the key parameters to determine the technology selection andpollution potential assessment of kitchen waste treatment.The physical and chemical properties of household food waste（HFW）and restaurant food waste（RFW）in China were summarized by sampling test and literature data screening andinvestigation after source classification.The results indicated that compared with the data reported before the waste classificationpolicy，the contents of impurities（12.60%2.50%）and heavy metals（below detection limit except for Cr）of the sourcesegregatedHFWin Shenzhen were lower，while the organic matter content（90.6%5.0%）was higher，its resourceutilization rate had been effectively improved.The moisture content of HFW by source segregation was higher（76.8%5.0%，P=0.004 7）than those sampled from mixed collected MSW（65.5%4.0%），which could promote the calorific value andrecovery potential of other waste components by restricting water diffusion to other waste components.The density，sodiumchloride，organic matter and fat content of HFW in China were（0.380.16）t/m3，1.34%0.51%，81.8%5.7%，12.3%6.1%，respectively，which were significantly lower than those of RFW of（0.920.17）t/m3（P=0.000 29），3.89%2.00%（P=0.043），90.1%4.8%（P=0.000 1），21.6%7.9%（P=0.022）.And there was no significant difference in other indicators.Accordingly，in waste management system，the collection，transportation，and pretreatment processes of HFW and RFW*基 金 项 目：国 家 重 点 研 发 计 划 项 目（2018YFD1100600）；国 家 自 然 科 学 基 金 资 助 项 目（51808349）；深 圳 市 科 技 计 划 资 助 项 目（JCYJ20180302173924767）收稿日期：2022-11-21；录用日期：2023-03-02有机固废生物处理与高值化利用 第 31 卷第 4 期2023年8月环境卫生工程Environmental Sanitation EngineeringVol.31 No.4Aug.2023环境卫生工程2023 年 8 月第 31 卷第 4 期0引言近年来，在“无废城市”建设、固体废物污染环境防治法修订实施等重大政策的推动下，我国生活垃圾分类进入“强制时代”1。厨余垃圾，是生活垃圾中的主要组成部分，占比高达 40%60%2-3，兼具资源性与污染性4，其能否得到有效处理是决定生活垃圾源头减量和资源化利用效果的关键。按照产生地点不同，厨余垃圾可分为餐厨垃圾和家庭厨余垃圾等5，前者产自餐馆、食堂等商业端，经过多年的探索现已基本形成较成熟的管理模式；后者产自居民家庭生活端，是2019 年生活垃圾强制分类制度实施后新出现的一类有机废物。随着我国居民生活水平提高，家庭厨余垃圾产生量将持续增加6。同时，生活垃圾分类工作的深入推进也会促进家庭厨余垃圾分类收集率逐步提升。以北京和上海为例，北京市实施北京市生活垃圾管理条例后，家庭厨余垃圾分出率由 1.41%提高至 20%左右7；上海市实施垃圾分类两年后，湿垃圾分出量增长 89%8。家庭厨余垃圾分出量大幅增加后，对其进行分类收运和处理迫在眉睫，但目前尚未形成成熟的管理模式。家庭厨余垃圾的理化性质不仅决定了各管理环节的物质和能源投入，而且影响着处理工艺参数选择及衍生污染特性9，对合理选择处理技术和管理模式至关重要。我国家庭厨余垃圾分类处于初期阶段，其理化性质的研究资料积累有限10，研究集中在上海、北京、重庆、江苏、浙江等垃圾分类推进较快的地区。由于各地不同时期的垃圾分类要求和实际效果存在差异，文献中对厨余垃圾的定义、采样地点和分析方法等也不尽相同，迄今缺乏对家庭厨余垃圾理化性质的全面认识。随着上海、深圳等城市生活垃圾强制分类效果逐渐显现，有条件对源头分类的家庭厨余垃圾进行采样分析，获取其理化性质的一手资料。自 2010 年开展餐厨废弃物资源化利用和无害化处理试点工作11以来，我国主要城市已基本建立餐厨垃圾单独收运、处理体系12，为城市管理者和研究者构建家庭厨余垃圾管理模式提供了参考。然而，餐厨垃圾以用餐过程中产生的“餐后垃圾”为主，“熟料”含量较多；家庭厨余垃圾以备餐过程中产生的“餐前垃圾”为主，“生料”含量较多。研究者普遍认为两者产生地点和产生方式的不同使其理化性质存在一定差异1，13，餐厨垃圾在处理技术和管理路径方面的相关经验可能不完全适用于家庭厨余垃圾。王小铭等10通过文献调研发现，厨余垃圾与餐厨垃圾的理化特性接近，区别仅在于厨余垃圾的部分指标跨度范围更大，但也指出得出这一结论的原因可能在于厨余垃圾理化性质数据稀缺、餐厨和厨余垃圾界定不清等。目前，对家庭厨余垃圾和餐厨垃圾理化性质的系统对比研究仍不足。本研究对深圳已实施源头分类的家庭厨余垃圾进行跟踪采样，分析其理化性质变化趋势；结合对文献数据的全面调研和甄别分析，探讨源头分类与否对家庭厨余垃圾理化性质的影响，并对比家庭厨余垃圾和餐厨垃圾理化性质指标的异同点，为家庭厨余垃圾处理技术选型和管理模式决策提供理论支撑。1研究方法1.1采样及测试方法按照 CJ/T 3132009 生活垃圾采样和分析方法，对深圳某垃圾分类示范小区的家庭厨余垃圾进行采样和分析，采样时间为 2021 年 19 月（原计划采样 12 个月，但因疫情管控，2021 年1012 月未能按计划完成采样工作），每月采样 1次，共计 9 次。小区居民将家庭厨余垃圾破袋后投放到专用垃圾桶，采样点为家庭厨余垃圾收集桶，将当日产生的垃圾倒在干净的水泥地上，用铁锹将垃圾混合均匀后堆成堆体，采用四分法缩分得到样品 3 kg。采集后的样品送往实验室测试理化性质指标。对原始样品测定物理组分和含水率指标后，将烘干样品分级破碎研磨至 0.5 mm 以下，采用四分法缩分至 200 g 后装袋备用。物理组成和should be designed independently according to their characteristics.The processing process could achieve a certain degree ofcoordination after conditioning according to the process characteristics and technical parameters.It was estimated that the saltcontent of HFW and RFW were both below the limit of inhibition concentration for biological treatment.The heavy metalcontents of compost products were also lower than the relevant pollution assessment standards limit.【Key words】household food waste；restaurant food waste；source-segregation；physical and chemical properties；co-treatment 860504030采样月份有机元素/%91234587686420CNSHO杨娜，等.我国家庭厨余垃圾与餐厨垃圾理化性质对比分析源头分类的影响含水率无平行样，其余指标测 3 个平行样。物理组成采用重量法测定，人工分拣为植物类、动物类、塑料类、纸类和难降解类等 5 类，分别称量各组分质量。含水率采用 105 干燥失重法测定。有机质含量用 VS/TS 代表，TS、VS 分别采用烘干称重法测定。pH 使用 pH 计（FiveEasyPlus，Mettler Toledo，Switzerland）测定。C、H、O、N、S 有机元素含量使用元素分析仪（2400 Series II，PerkinElmer，USA）测定。金属元素通过电感耦合等离子体质谱仪（Inductively CoupledPlasma Mass Spectrometry，ICP-MS；iCAP RQ，ThermoFisher，USA）测量，测量前需对固体样品进行微波消解，使用 10 mL 的盐酸、硝酸和氢氟酸（体 积 比 3 1 1）将 固 体 在 微 波 消 解 仪（Ethos Easy，Milestone，Italy）中消解，之后的液体样品过 0.45 m 滤膜并通过 ICP-MS 进行检测。含盐量用 Na+含量折算为 NaCl 的干基百分比表征。1.2文献调研方法在中国知网以“厨余垃圾”“家庭厨余垃圾”“餐厨垃圾”“易腐垃圾”“有机垃圾”等为关键词进行文献检索，发现文献中对餐厨垃圾和厨余垃圾的定义混淆，尤其是 2019 年生活垃圾强制分类制度实施之前，很多研究所指的厨余垃圾实际采样地点为餐馆、食堂。根据 GB/T 190952019 生活垃圾分类标志，按照文献中的样品采集位置和采样方法对家庭厨余垃圾和餐厨垃圾作明确界定，即将居民家庭生活中产生的易腐有机垃圾归为家庭厨余垃圾，将餐馆、食堂等餐饮密集场所产生的食物废弃物归为餐厨垃圾。为确保数据准确性，只分析一手测试结果，剔除二次引用数据。根据上述原则，分别筛选出涉及家庭厨余垃圾和餐厨垃圾性质的文献 17 篇和 40 篇。将文献中提及的垃圾性质按照物理组成、杂质含量、含水率、密度、pH、含盐量（折算为 NaCl 含量）、有机元素含量（C、H、O、N、S）、C/N、有机质含量、生物质（碳水化合物、脂肪、蛋白质）、重金属（Pb、Cd、Hg、Cr、As）等作统计分析。考虑到不同文献对理化性质的表征方式存在差异，本研究对表征指标和单位进行统一换算；对于一篇文献中出现多个数据（不同采样点或采样时间）的，取其平均值。1.3统计分析方法使用 Excel 软件对数据进行统计学差异性分析，首先利用 F-检验双样本方差分析判断数据组方差差异，根据方差分析结果选择 t-检验：双样本等方差假设或双样本异方差假设，得出数据均值之间的差异性是否显著，置信度为 95%。2结果与讨论2.1家庭厨余垃圾理化性质深圳某垃圾分类示范小区的家庭厨余垃圾2021 年连续 9 个月的采样分析结果见图 1。10095908580500采样月份各物理组分占比/%91234587塑料类植物类动物类纸类难降解类8580757065采样月份含水率/%91234587610095908580757065采样月份有机质/%9123458762.52.01.51.00.50采样月份含盐量/%9123458766.56.05.55.04.54.03.53.0采样月份pH912345876图 1源头分类的家庭厨余垃圾理化性质随时间变化Figure 1Variation of physical-chemical characteristics of source-segregated household food waste(HFW)with time注：有机质、有机元素及含盐量均以干基计。9环境卫生工程2023 年 8 月第 31 卷第 4 期家庭厨余垃圾的 5 类物理组分中，植物类含量为 83.0%4.2%，动物类为 4.4%3.2%，难降解类（主要是骨头、贝壳等食物残渣）为 11.3%2.7%，纸 类（主 要 是 厨 房 用 纸 和 餐 巾 纸）为1.04%0.83%，塑料类（主要是食物包装袋）为0.24%0.37%。植物类、动物类和难降解类均为食物残渣，合计占比高达 98.7%0.7%，说明该示范小区的家庭厨余垃圾投放准确度较高。然而，根据 深圳市生活垃圾分类投放指引（2020 年版），骨头、贝壳等难降解食物残渣不属于家庭厨余垃圾，其存在会损坏家庭厨余垃圾处理机械设备、降低生物降解效率、影响产物的纯净度，后续生活垃圾分类工作中应加强对居民的宣传教育，引导居民将其投入其他垃圾桶。含水率、有机质和有机元素 C、H 的数据变化范围较小，变异系数（标准差与平均值之比）低于 10%；pH、含盐量和有机元素 O、N、S 的数据变化范围略大，变异系数范围为 10%20%。总的来说，各项指标9 次采样测试结果未发现明显的变化趋势，一方面是由于该小区的家庭厨余垃圾分类纯净度已相对较高，杂质含量趋于稳定，食品残渣的组成和性质主要与家庭饮食结构有关；另一方面，深圳市季节气候变化不明显，家庭饮食结构变化不大。2.2源头分类对家庭厨余垃圾理化性质的影响将本研究实测的家庭厨余垃圾各项理化性质取均值，与文献调研结果一同列入表 1。表 1本研究实测与文献中家庭厨余垃圾理化性质Table 1Overview of the physical-chemical characteristics of HFW in this study and reviewed publications序号123456789101112131415161718采样/发表年份202120102013201420142016201620172018202020212021201220132013201520182018城市深圳北京上海上海上海未说明宁波上海珠海北京北京北京上海广州成都北京北京重庆采样点位置小区厨余垃圾桶小区厨余垃圾分类收集点小区湿垃圾厨余果皮处理厂厨余垃圾收集点小区厨余垃圾收集桶和压缩站小区家庭厨余垃圾收集桶小区湿垃圾厨余垃圾堆肥示范工程厨余垃圾处理厂居民区厨余垃圾桶堆肥厂生活垃圾收集点生活垃圾填埋场生活垃圾中转站生活垃圾转运站生活垃圾中转站生活垃圾中转站杂质（以湿基计）/%12.6019.4029.0031.102.90b7.26b2.31b7.20b含水率（以湿基计）/%76.685.472.884.278.575.069.077.675.075.476.262.863.770.0密度/（t/m3）0.300.290.210.490.61pH4.766.004.724.604.174.794.20含盐量（以干基计）/%1.900.801.041.61有机质（以干基计）/%90.675.279.277.285.083.7C/N11.017.441.734.216.434.618.19.612.713.824.817.112.413.216.1有机元素（以干基计）/%C49.644.732.240.943.144.737.933.633.746.548.833.1c26.237.537.6H7.875.336.508.154.347.215.07O27.120.230.258.936.842.8N4.512.590.771.262.782.052.093.502.843.371.971.95c2.112.852.33S0.870.810.930.530.280.250.230.34重金属（以干基计）/（mg/kg）PbNDa1.714.163.090.8530.00CdNDa0.150.650.400.270.410.16cHgNDa0.080.100.140.050.540.02cCr17.71.1844.178.031.2025.0010.30cAsNDa0.981.524.391.771.33生物质组成（以干基计）/%碳水化合物42.4脂肪7.207.409.3020.6016.70蛋白质14.014.413.421.516.5参考文献本研究314151617181920121-2223242526272829注：a“ND”表示未检出；b 表示与本研究实测分析定义一致，将骨头和贝类按杂质计算；c 表示所参考文献中未说明重金属含量数据的测算基准，本研究均以干基计。1050403020100C/N家庭厨余垃圾（源头分类）家庭厨余垃圾（混合垃圾分拣）餐厨垃圾706050403020100生物质组成/%碳水化合物脂肪蛋白质1.21.00.80.60.40.20家庭厨余垃圾（源头分类）家庭厨余垃圾（混合垃圾分拣）餐厨垃圾7.06.56.05.55.04.54.03.5pH家庭厨余垃圾（源头分类）家庭厨余垃圾（混合垃圾分拣）餐厨垃圾6050403020有机元素/%CHONS864205040302010PbCdHgCrAs0.50重金属/（mg/kg）有机质含量/%100959085807570家庭厨余垃圾（源头分类）家庭厨余垃圾（混合垃圾分拣）餐厨垃圾876543210含盐量/%家庭厨余垃圾（源头分类）家庭厨余垃圾（混合垃圾分拣）餐厨垃圾9590858075706560含水率/%家庭厨余垃圾（源头分类）家庭厨余垃圾（混合垃圾分拣）餐厨垃圾35302520151050杂质含量/%家庭厨余垃圾（源头分类）家庭厨余垃圾（混合垃圾分拣）餐厨垃圾杨娜，等.我国家庭厨余垃圾与餐厨垃圾理化性质对比分析源头分类的影响根据不同采样方式，可以将家庭厨余垃圾分为两类：一类是源头分类的家庭厨余垃圾，采样时未与其他垃圾混合，包括入户采样、在实施源头分类的小区厨余垃圾收集点采样、在分类收集的厨余垃圾处理设施采样（表 1 中序号 112）；另一类是从混合收集的生活垃圾中分拣获得，采样点为生活垃圾收集点、转运站和末端处理设施（表 1 中序号 1318）。将表 1 中的家庭厨余垃圾性质数据按照两种采样方式分别进行统计分析，结果如图 2 所示。其中，本研究的实测数据不纳入统计，单独表征。异常值餐厨垃圾家庭厨余垃圾（混合垃圾分拣）家庭厨余垃圾（源头分类）本研究数据图 2不同来源的家庭厨余垃圾与餐厨垃圾理化性质对比分析Figure 2Comparison of the physical-chemical characteristics between HFW and restaurant food waste（RFW）of different sources注：图中杂质含量、含水率均以湿基计；含盐量、有机元素、有机质含量、生物质组成及重金属浓度均以干基计。25%75%5%95%中位值平均值家庭厨余垃圾中的杂质含量受采样方式的影响较大。从混合垃圾中分拣采样的家庭厨余垃圾的杂质含量最低，为 2.31%7.20%，原因在于样品经过研究人员的人工分拣，其中的杂质被最大程度剔除。2019 年之前源头分类采样的家庭厨余垃圾杂质含量为 19.40%31.10%，明显高于混合垃圾分拣采样的结果，原因在于这一时期我国生活垃圾分类工作处于试点阶段，家庭厨余垃圾源头分类主要靠居民自觉，分类准确度较低。2020 年后，随着上海、北京、深圳等城市陆续建立强制分类制度，居民参与垃圾分类的积极性和准确度显著提高，杂质含量大幅下降为 2.90%12.60%，与混合垃圾分拣采样的结果相当或略高。与之相关的，代表深圳强制分类制度实施后家庭厨余垃圾有机质含量的本研究实测数据为 90.6%，显著高于 2019 年之前的数据范围（75.2%85.0%）。密度/（kg/m3）11环境卫生工程2023 年 8 月第 31 卷第 4 期文献中源头分类采样的家庭厨余垃圾含水率为 76.8%5.0%，与本研究实测数据（76.6%）接近，显著高于混合垃圾分拣采样含水率 65.5%4.0%（P=0.004 7，双尾）。原因在于后者在生活垃圾混合投放和贮存过程中，发生了水分由家庭厨余垃圾向纸类等其他组分的迁移，不能代表家庭厨余垃圾源头产生时的含水率状态30-31。文献中源头分类采样的家庭厨余垃圾 pH 为4.176.00，本研究实测数据（4.76）和混合垃圾分拣采样数据（4.20）均在该范围内。文献中源头分类采样的家庭厨余垃圾含盐量（以干基计）为0.80%1.61%，本研究实测数据（以干基计）为1.90%，混合垃圾分拣采样（以干基计）为 1.04%。看不出源头分类对 pH 和含盐量的显著影响，但由于数据量过少（只有 13 个），仍需更多研究探讨。受饮食习惯和采样季节等因素影响，不同研究文献的家庭厨余垃圾有机元素含量波动范围较大，源头分类对有机元素含量和 C/N 没有显著影响（P0.28，双尾）。文献中源头分类采样的家庭厨余垃圾中Pb、Cd、Hg、Cr、As 浓度（以干基计）分别为 0.854.16、0.150.65、0.050.14、1.1844.17、0.984.39 mg/kg；混合垃圾分拣采样的浓度（以干基计）分别为 30.00、0.160.41、0.020.54、10.3025.00、1.33 mg/kg。Zhang 等32对生活垃圾焚烧厂和堆肥厂的入厂垃圾进行人工分拣，将剔除塑料、纸类、木材、织物、金属、建筑残渣、玻璃后的剩余物归类为厨余垃圾，经原子吸收光谱法测试发现其 Pb、Cd、Hg、Cr、As浓度（以干基计）分别为 94.00168.00、1.402.60、0.491.40、118.00231.00、14.0026.00 mg/kg。可见，表 1 中经源头分类的家庭厨余垃圾重金属浓度显著低于 Zhang 等32的研究结果，说明源头分类能有效降低生活垃圾中其他组分中的重金属向家庭厨余垃圾的迁移污染，从而大幅降低家庭厨余垃圾的重金属浓度。源头分类采样与混合垃圾分拣采样的家庭厨余垃圾重金属含量未见显著不同：一是由于混合垃圾分拣采样的数据点采集自生活垃圾收集点24和中转站26，在生活垃圾管理流程中靠近产生端，各垃圾组分混合时间较短，重金属迁移现象不明显；二是调研收集到的文献数据量偏少，且各研究文献的采样时间、地点和分析方法存在差异，统计学差异难以体现。综上，源头分类采样的家庭厨余垃圾性质能代表其产生时的实际状态，可以用作家庭厨余垃圾管理系统设计的基础数据。2.3家庭厨余垃圾与餐厨垃圾理化性质对比分析对本研究实测的和文献中源头分类采样的家庭厨余垃圾理化性质数据进行汇总统计，结果见表2。本研究调研的40篇与餐厨垃圾性质相关的研究文献可以分为两大类：一类是对某地区餐厨垃圾特性总体情况的调查分析，需要对多个餐馆、食堂或餐厨垃圾收集点的多次采样分析；另一类是餐厨垃圾处理技术研发过程中的原料性质分析，通常只进行一次采样，并通过手工分拣出骨头、塑料、纸巾等杂质以确保样品纯净度。对两类文献的数据结果进行差异性分析，未发现显著差异（P0.05）。因此，对文献中的餐厨垃圾理化性质数据不做区分，统计结果见表2。注：表中数据为平均值标准差（有效数据量）。餐厨垃圾杂质含量数据全部来自垃圾特性调查类文献，没有手工分拣杂质环节，可以反映餐厨垃圾产生端的实际情况。文献数据统计结果为12.1%5.7%，与家庭厨余垃圾没有显著差异（P=0.37，双尾），在生物处理前均需通过预处理去除杂质。餐厨垃圾的含水率为 80.2%5.7%，略高于家庭厨余垃圾（76.7%4.8%），差异不明显（P=指标杂质/%含水率/%密度/（t/m3）pH含盐量（以干基计）/%有机元素C/N有机质（以干基计）/%碳水化合物（以干基计）/%脂肪（以干基计）/%蛋白质（以干基计）/%重金属C（以干基计）/%H（以干基计）/%O（以干基计）/%N（以干基计）/%S（以干基计）/%Pb（以干基计）/（mg/kg）Cd（以干基计）/（mg/kg）Hg（以干基计）/（mg/kg）总Cr（以干基计）/（mg/kg）As（以干基计）/（mg/kg）家庭厨余垃圾17.011.5（6）76.74.8（11）0.380.16（5）4.840.61（6）1.340.51（4）40.76.1（10）6.441.63（5）34.117.1（4）2.581.10（10）0.610.30（6）20.911.5（10）81.85.7（6）42.4（1）12.36.1（5）16.03.3（5）1.961.68（5）0.290.25（5）0.070.05（5）14.4417.93（5）1.731.63（5）餐厨垃圾12.15.7（10）80.25.7（35）0.920.17（7）5.511.01（19）3.892.00（10）45.68.6（22）6.331.89（13）30.56.1（11）2.751.36（23）0.500.69（10）19.910.8（23）90.14.8（29）46.78.8（12）21.67.9（20）16.24.2（22）1.36（1）0.87（1）9.6（1）0.40（1）表 2家庭厨余垃圾与餐厨垃圾理化性质Table 2Physical-chemical characteristics of HFW and RFW 12杨娜，等.我国家庭厨余垃圾与餐厨垃圾理化性质对比分析源头分类的影响0.09，双尾）。餐厨垃圾的密度为（0.920.17）t/m3，显著高于家庭厨余垃圾（0.380.16）t/m3，（P=0.000 29，双尾）。虽然两者的含水率差异不大，但密度却显著不同，原因在于餐厨垃圾中的水分以自由水为主，外观形态接近流质；而家庭厨余垃圾一般呈结构疏松的固态13，水分以物质内部的间隙水为主，鲜见流动液体。这一特点决定其适合不同的收运方式，餐厨垃圾通常用桶装收集、罐车密封运输；家庭厨余垃圾可以用袋装或桶装收集、桶换桶直运或无泄漏船型车等多种方式运输。此外，两者的水分脱除方式也不同，餐厨垃圾通常用三相分离机实现水、油、固分离；家庭厨余垃圾则需要用压榨设备去除水分。餐厨垃圾的含盐量（以干基计）为 3.89%2.00%，显 著 高 于 家 庭 厨 余 垃 圾（以 干 基 计）1.34%0.51%（P=0.043，双尾）。盐分对生物处理过程的影响表现为 Na+的“低促高抑”作用33，即当 Na+浓度较低时，是微生物生长的必需元素，可以促进酶反应；但随着浓度升高逐渐表现为毒性作用。多项研究表明34-36，当厌氧消化液的 Na+浓度达到 510 g/L 时，对厌氧消化反应表现出较强的抑制作用。按照湿式中温厌氧消化工程实践有机负荷（以 VS 计）2.32.7 kg/（m3d）推算37，以餐厨垃圾和家庭厨余垃圾为反应物的厌氧消化反应器内的 Na+浓度分别为 0.0390.046 g/L 和0.0150.017 g/L，未达到抑制限值。由于家庭厨余垃圾含固率高，一般认为采用干式厌氧发酵或堆肥处理的资源化利用效率更高。研究发现，当堆肥物料含盐量（以 NaCl 计）高于 1.5%38，干式厌氧发酵物料含盐量（以 NaCl 计）高于 4%39时，会显著抑制微生物生长，进而影响甲烷产量、堆肥产品腐熟度和灭菌效果等。这两种处理方式中，家庭厨余垃圾中的盐分不会被额外添加的水分稀释，相当于反应物料 NaCl 浓度为 0.31%（湿基），亦低于抑制限值。综上，家庭厨余垃圾和餐厨垃圾中的盐分不会对生物处理的反应过程产生明显抑制作用。但需注意评估肥料产品中的盐分对施用土壤的长期影响40。郭全忠等41研究发现，对菜田土壤长期（5 a 以上）施用猪粪沼液沼渣，会造成土壤中盐分的快速累积，存在促进土壤次生盐渍化的潜在风险。有机质和生物质组成是关系厨余垃圾生物可利用性的关键指标。餐厨垃圾的有机质含量（以干基计）为 90.1%4.8%，显著高于家庭厨余垃圾81.8%5.7%（P=0.000 1，双尾），主要原因在于其脂 肪 含 量（21.6%7.9%）比 家 庭 厨 余 垃 圾（12.3%6.1%，P=0.022，双尾）高近 10 个百分点。餐厨垃圾中较高的脂肪浓度会对厌氧消化产生酸化抑制、阻碍沼气溢出等负面影响42-43，同时脂肪中的油脂具有较高的转化利用价值44，因此，餐厨垃圾处理设施通常会在预处理环节设置三相分离器提取油脂，油脂提取率约为 3%5%。家庭厨余垃圾预处理过程中的油脂提取环节需根据进料纯度调整，工程实际中的提油率约为 1.0%1.5%，大部分案例受杂质含量较高的影响未设置提油环节。此外，餐厨垃圾和家庭厨余垃圾的碳水化合物、蛋白质含量和 C/N 没有显著差异。有关 C/N 的报道中，有大约 2/3 的数据小于 20，均值为 20 左右，低于生物反应适宜范围（好氧堆肥为 2030，厌氧消化为 2530）45，生物处理过程中易产生氨抑制，需添加辅料调节。重金属指标是反映厨余垃圾处理产品生物安全性的重要指标之一。家庭厨余垃圾经好氧堆肥处理后，大部分有机质和水分转化流失，重金属被浓缩，以减重率 40%46测算，堆肥产品中的 Pb、Cd、Hg、Cr、As 浓度（以干基计）分别为（1.961.68）、（0.290.25）、（0.070.05）、（14.4417.93）、（1.731.63）mg/kg，均低于 NY/T 5252021 有机肥料中限量指标和 GB156182018 土壤环境质量 农用地土壤污染风险管控标准中的筛选值下限；除 Cd 之外，低于深圳市 DB4403/T 682020 土壤环境背景值。曹长明等47将重金属浓度与本研究测算结果接近的厨余垃圾堆肥施用于苹果园，发现短期（1 a）内不会造成土壤和苹果中的重金属污染。Chen 等48对生菜土壤连续施用3 a 禽畜粪污堆肥后，发现土壤中的 Cd 浓度升高了32%。因此，堆肥产品使用者应注意控制施肥用量和时间，避免造成土壤中重金属累积。关于餐厨垃圾性质的研究中鲜见对重金属数据的报道。相关文献研究结果显示，餐厨垃圾的 Hg 浓度为 0.87 mg/kg，比家庭厨余垃圾高 1 个数量级 49-50，超过 GB 130782017 饲料卫生标准中饲料原料浓度标准上限；其余重金属浓度与家庭厨余垃圾相似。但由于数据量过少，该结论的可靠性有限，需更多研究探讨。有机元素含量决定了厨余垃圾的燃烧特性，是影响热化学反应过程的重要指标。对比发现，餐厨垃圾与家庭厨余垃圾的 C、H、O、N、S 元素含量没有显著差异，与美国数据（以干基计，分别为48.0%、6.4%、37.6%、2.6%、0.4%）51接近。13环境卫生工程2023 年 8 月第 31 卷第 4 期3结论1）本研究对源头分类收集家庭厨余垃圾的实测结果显示，其杂质含量较低、有机质含量较高，说明强制分类制度可提高家庭厨余垃圾分类准确率，减少杂质对各项理化性质指标的干扰，有利于后续资源化利用。2）源头分类采样的家庭厨余垃圾含水率显著高于混合垃圾分拣采样的结果，说明对家庭厨余垃圾进行源头分类收集能有效阻止其水分向其他组分迁移，从而提高其他组分的热值和回收利用潜力。3）家庭厨余垃圾的密度、含盐量、有机质和脂肪含量显著低于餐厨垃圾，其余指标无显著差异。两者的收集运输和预处理环节应根据其性质特点分别设计；处理环节可根据工艺特点和技术参数要求进行调质后实现一定程度的协同；二次污染控制、产物利用和残余物处置环节则需根据处理工艺决定是否能够协同。4）本研究总结了家庭厨余垃圾和餐厨垃圾的理化性质参数，可作为处理技术