一只虫子，如何解决城市厨余垃圾的降解难题？
2022-05-07 星期六
一个环保小屋，将家庭厨余垃圾进行回收，再把分类好的厨余垃圾送入处理站粉碎、打浆，分离出油脂。处理好的垃圾浆被铺上孵化完成的黑水虻幼虫。针尖大小的白色幼虫开始「吃垃圾」，随着它们身体不断长大，餐厨垃圾一天天变少。大约六七天后，垃圾被消灭，只剩下长大的黑水虻和黑色颗粒状的「虫沙」。这是韩广煜和孙万龙的万广生物在山东省东营市进行的不算实验的厨余垃圾处理实验。说是实验，是因为比起传统的焚烧和填埋处理，用黑水虻和其他昆虫进行的转化不仅相对低碳环保，而且处理餐厨垃圾过程中的每一种产出物都可被再利用；说不是实验，是因为在美国、澳洲和新加坡地区，黑水虻应用于厨余垃圾处理和畜牧业，已经是贯穿十余年的热门课题。在中国，黑水虻进入厨余垃圾处理领域的时间不过短短数年，不仅处理效率有限，黑水虻的价值开发也处于起步阶段。越来越多的人将目光聚集在这种小小的虫子身上，观察它们是否会成为厨余垃圾可持续处理的良药。虽然在不同城市，垃圾分类有各不相同的标准，但干垃圾与湿垃圾、可回收与不可回收的区分，几乎一以贯之。湿垃圾主要来自做饭剩下的菜叶、瓜果皮、食物残渣和剩饭剩菜，其中又可根据产生原因的不同分为家庭厨余垃圾和餐厨垃圾，但无论是哪一种厨余垃圾，都离不开高水、高盐、高油的特性，也因此一直是回收处理的老大难问题。传统处理厨余垃圾的方法是焚烧和填埋，两种方式都存在很高的建康和环境隐患。因为含水量过高，焚烧厨余垃圾需要消耗大量能源，燃烧不充分时还会产生二噁英等有害物质。如果进行填埋处理，最显著的问题是会产生恶臭气味，影响周边居民生活。与此同时，被填埋的垃圾会在微生物和高压的双重作用下，产生含有致癌物质的垃圾渗滤液，渗入农田和地下水后还会造成二次污染。虽然问题重重，但到目前为止，填埋和焚烧仍然是处理厨余垃圾的主要手段。以美国为例，绝大部分的厨余垃圾被填埋处理，2018 年日均填埋处理量为 3528 万吨，超过厨余垃圾总量的一半。早在 2011 年，「十二五」规划就明确提及餐厨垃圾，提出「推进餐厨废弃物等垃圾资源化利用和无害化处理」的循环经济概念。对厨余垃圾处理的关注，几乎和国内外卖的兴起同步。伴随着外卖餐饮的快速发展，餐厨垃圾产生总量急剧增加，2020 年，中国整体餐厨垃圾达到 1.2 亿吨。一边是餐厨垃圾的激增，一边是处理方式的简单粗暴。在很长一段时间，除了焚烧和填埋，大部分餐厨垃圾会直接成为猪饲料，还有部分会流入地下作坊用于回炼油脂，炼出所谓的「地沟油」。经济的诱惑、管控的困难，都将厨余垃圾本就存在的健康风险放大，呼唤着利用率更高、更环保低碳的处理方式。特别是 2017 年，垃圾分类被提上日程，人们寻找着更多元的方式对厨余垃圾进行处理，新建的垃圾处理厂也从单一形式转向多种形式，好氧堆肥、厌氧发酵、昆虫转化等多种厨余垃圾处理方式逐渐出现，黑水虻也在这时候进入了人们的视野。世界上开始讨论黑水虻是为了替中低程度发展国家找到动物性蛋白质替代来源。2013 年，联合国粮农组织发布了高达 200 页的《食用昆虫：粮食和饲料安全的未来展望》。这个报告首次全面评估了昆虫对人类和牲畜的当前和潜在用途，并将昆虫标记为有待开发的营养来源。报告指出，全球已经有 20 多亿人把昆虫作为辅食，到 2050 年，昆虫将会和肉类一起成为重要的蛋白来源。联合国粮农组织相信，如果人们考虑食用昆虫，那么昆虫养殖市场将有巨大的潜力等待挖掘。韩广煜和孙万龙是中国农业大学的同学，他们接触昆虫养殖，是在这份报告发布两年后 。2015 年开始，两人一起在山东省东营市养殖金蝉。与对食用昆虫普遍具有抵触心理的西方人相比，中国人对食虫的接受度高很多，对金蝉的接受度更高。等待金蝉出土需要三年时间，这三年也正是中国垃圾分类摩拳擦掌就要落地的时期。2017 年，《生活垃圾分类制度实施方案》发布，方案明确提出了时间节点：到 2020 年底，基本建立垃圾分类相关法律法规和标准体系，形成可复制、可推广的生活垃圾分类模式。与垃圾分类将实施的消息一起，不起眼的小虫子黑水虻也在同一时间段进入两人的视野。 作为腐生性的水虻科昆虫，黑水虻和家蝇、蝇、丽蝇、水虻一样，它的幼虫取食禽畜便，是碎屑食物链的一部分，扮演着分解者的角色。黑水虻幼虫跟蝇蛆长的很像，因此它一度被误认过是养殖场的卫生害虫。但与大部分可能携带病菌的双翅目腐食性种类昆虫不同，黑水虻成虫嘴器已退化，不采食，不会进入人居环境，仅靠喝水为生，堪称「人畜无害」。1994 年，美国佐治亚大学的 Craig Shephard 教授经过十几年的研究，在了解黑水虻生物学特性的基础上建立了一个低成本、高效率的禽畜便处理系统。但直到近几年，黑水虻处理禽畜粪便才作为一种可持续的农业模式试点推广。在厨余垃圾处理领域，黑水虻是近几年的「流量」担当。无论是学术界还是投资领域，大有趋之若鹜的状态。从 2017 年开始，韩广煜和孙万龙花了超过两年时间研究黑水虻处理厨余垃圾的模式和产业上下游形态。2019 年，东营市政府就厨余垃圾处理进行招标。2020 年，作为试点的黑水虻生物转化技术在东营市东营区和河口区落地。300 多间环保小屋被放置在拥有超过 500 名住户的小区，能够处理每日新增的 50～100 吨厨余垃圾。一只黑水虻的生命周期大约为 35 天，其中幼虫期有 18 天，再经历 4 天左右的蛹期，黑水虻就羽化成虫，在生命结束之前交配产卵。短短的 35 天里，黑水虻除了分解腐食，就是产生粪便「虫沙」，也就是说，它的一生毫无停歇地将废弃物转变成有用的动物饲料。正因如此，在万广生物一开始的规划里，黑水虻生物转化技术，不仅仅终止于分解厨余垃圾。养成的黑水虻幼虫可以作为水产和动物饲料的蛋白质来源 —— 这在国外的研究和应用中也早已被证实。2018 年，美国食品与药物管理局（FDA）批准黑水虻幼虫在家禽饲料上的应用，极大推进了该原料作为一种可持续发展蛋白原料的潜力。动物饲料领域被认为是黑水虻技术最大的潜力范围，黑水虻幼虫风干虫体的粗蛋白质高达 40% 以上，粗脂肪达到 15.94%，可以替代国产鱼粉。玛氏宠物护理公司 (Mars Petcare) 从荷兰采购黑水虻幼虫，并加工成安全营养的猫粮在英国推出。按照韩广煜和孙万龙的估算，10 吨厨余固渣可以喂养 2 吨黑水虻幼虫，东营市及周边水产养殖业发达，昆虫蛋白可以在育肥环节代替冰鲜鱼成为饲料，这将为这一技术带来可持续的收益。然而在现实并不如人所愿。因为对黑水虻接受程度低，在刚开始的半年时间，黑水虻幼虫一吨也没能推销出去。半年后，第一个尝螃蟹的人，是一个海蟹养殖户。围绕着黑水虻，韩广煜和孙万龙间不断有着讨论和争执，最近一次争执发生在黑水虻的可销售场景中。相比北方，南方地区养殖户对黑水虻的接受度更高，然而走出去意味着更大的不确定性，并非单凭某个合伙人的判断就能贸然行事。某种意义上，创业者的摸索与政策、市场乃至研究环境环环相扣。厨余垃圾的处理在进入生物降解之前，前端需要协调的流程繁多而复杂，需要完善的链条不在少数。参考外国宠物食品产业的模式，包括万广生物在内的很多入局者，都尝试将昆虫蛋白转化成为宠物食品。但由于技术、消费习惯和政策方面多方面的因素，目前市场玩家并不多，距离规模化生产仍有很长的路要走。从规模上来看，用虫子对厨余垃圾进行降解处理，可以推行的范围有限。在效率上，日增厨余垃圾超过千吨的城市，理论上更适合厌氧和其他更高效的处理方式。但作为多元化的可持续处理模式，黑水虻的身影在全国各地都可寻觅得到。2018 年 7 月，四川攀枝花市开始采用黑水虻进行厨余垃圾垃圾处理。进入「十四五」时期，生活垃圾分类和处理设施建设也进入关键时期，生活垃圾以及厨余垃圾管理政策相应出台。2021 年，南宁市出台正式工作方案，推动黑水虻生物转化技术处理厨余垃圾。从南京到广州，越来越多的城市将黑水虻处理技术引入。2022 年，广东省颁布的《厨余垃圾生产黑水虻饲料技术规范》，为这一产业化转化提供了参考标准。目光转回山东，万广生物在东营 7000 平米的处理车间正在兴建中，他们还将在滨州建立一间 3000 平米的处理车间。历经两年多时间研究设计的专利原型机已经诞生，将于 2022 年 6 月批量生产。从某个侧面来看，这似乎已经说明了他们对这只虫子充满了信心。《黑水虻处理厨余垃圾的前景——以广东省为例》，《城乡建设》2020 年第 21 期《南京城每日五千余吨厨余垃圾去哪了？》，NJU 核真录《从「源头减量」到「资源化利用」，厨余中的低碳密码》，绿色和平《黑水虻处理养殖废物的研究现状》，《环境科学与技术》2010 年第 3 期
