文献综述
1.国内外研究现状及发展趋势：
伴随着经济的快速发展和人们生活水平的提高，我们生活垃圾的产量也在不断增加[1]。厨余垃圾是生活垃圾的重要组成部分，指居民在日常生活以外的餐饮服务和食品供销等活动中产生的食物碎屑残渣，主要包括丢弃不用的水果和蔬菜、过剩的米饭以及面食、蛋壳骨头等剩余废料的混合物[2]。它们的成分以淀粉、纤维素、蛋白质、脂类和无机盐为主，同时含有少量磷、钙、铁、镁、钾、钙、钠等微量元素[3]。
经调查研究得知，厨余垃圾有机物成分含量丰富，营养物质充分且均衡，可以作为类似有机饲料与生物柴油等原料的生产，具有广泛的利用潜力和市场前景[4]。不过厨余垃圾成分复杂，混合的异物可能对所食的畜禽消化道造成物理性伤害[5]。厨余垃圾的含水率也相对较高，严重时甚至高达60%-80%，如不及时处理，会产生大量垃圾渗滤液，污染环境。若是保存放置时间过长，周围温度逐渐上升，便容易发酵、发霉、酸化甚至腐败，可能会传播扩散多种病原微生物[6]。如未经检选而直接拿去投喂猪、牛等牲畜，容易导致这些牲畜传染上疾病，再经由食物链传染给人，危害人体健康。同时发酵液会产生刺激性气味，并且到处流动发散，影响所在城市市容和卫生环境[7]。
厨余垃圾缺少正确的分类和制度化的治理将会造成一系列生态污染和有害社会影响。然而随着可持续发展理念的深入、人们环保意识的提升，对于厨余垃圾处理的需求也越发强烈。关于厨余垃圾的处理，江洋等[8]提出设计一种新型的生物反应器，利用动态高温好氧发酵法快速生产有机肥料。王栋等[9]提出对垃圾采取过湿法处理后进行填埋的方式从而实现垃圾最大程度的利用，并降低对环境的污染。钟秋爽等[10]提出把有机垃圾迅速发酵制肥一体机技术、高温堆肥、昆虫转化等技术应用于垃圾堆肥后产生绿色高效的发酵资源。
随着科学技术的进步发展，有关生活垃圾小型化处理技术也得到广泛应用：法国开发的EDDITh热解处理技术通过回转窑在高温下将垃圾分解气化后得到可回收物质，芬兰开发的Foster Wheele法利用快速高效的大容量流化床气化炉，按照相应燃料的性质对垃圾进行处理[11]。对于中国而言，现有的垃圾处理技术以焚烧、填埋等为主。焚烧技术最为普遍，焚烧后垃圾数量得到控制少，如果采用传统的焚烧法进行处理，由于厨余垃圾含水率较高、成分复杂等特点，其花费成本较高、难分解的有机物也会产生各类有害气体污染大气环境[12]。
因此，实现厨余垃圾安全化和资源化利用已经成为目前亟待深入研究的主要难题之一。我国生态环境状况不断改善，呈现出稳中求好趋势，然而成效并不显著。生态文明建设依旧位于压力堆叠、攻坚克难的阶段，需要更多高产量高品质的产品来解决社会当前面临的主要矛盾，不断增强信心、创造条件去突破重点的生态环境问题。其中，采用堆肥的处理方式可以使厨余垃圾满足生产生活各个方面的需求。如果多数家庭都能对产生的厨余垃圾进行再回收发酵，既能节省能源、实现资源的可回收利用，又能保护环境、符合可持续发展的理念。
目前对于厨余垃圾堆肥发酵，存在好氧堆肥和厌氧堆肥两种方式。好氧发酵是微生物处于氧气充足的环境中，经过持续分泌胞外酶从而将固体有机物逐渐分解为可溶性的有机物质，然后再渗透进入细胞中，经过各种微生物的新陈代谢后，最终实现发酵液的分解与生产[13]。其发酵反应速度快，散发的臭气味较少，不过发酵过程中需持续曝气、消耗能量多、运行费用高、产生的废物量较大[14]。厌氧发酵是有机物处于特殊的厌氧条件下，各类微生物对发酵物质进行分解，最终将有机质的碳以CH4和CO2的气体形式释放出来用于发电等过程[15]。虽然消耗能量少，有机物去除能力强，但是技术要求高、发酵后的产物还面临经过二次处理、厌氧菌繁殖较慢等问题[16]。
所以，未来的研究趋势是如何消除利用厨余垃圾发酵过程中的一些遗留问题：首先扩大厨余垃圾回收再利用的应用范围，加大环保宣传力度，既要保证厨余垃圾持续有效地产生高质量的发酵液，也要降低运行成本，运用简单易操作方法，最后产生较低的废物量。研究如何应用于实际的关键在于如何解决上述提到的问题，本课题则通过间歇性缺氧的发酵处理法，利用光合菌、乳酸菌、酵母菌和放线菌等多种功能各异的微生物所组成EM菌制剂，按照合理比例掺杂进厨余垃圾后存放至可封闭的发酵桶内，采用间歇性缺氧发酵来分解被发酵的厨余垃圾的一种堆肥方法[17]。此方法优点明显：实验操作简单，发酵周期短，方便快捷，成本较低且发酵液产量适中，几乎适用于所有类型的场地。通过资源化处理后将合理稀释过的发酵液喷洒到土壤和植物上，改善土壤和植物的营养，有利于植物生长。同时也可以直接倒入下水道中抑制藻类集结和真菌繁殖，帮助消除厨房等地难闻气味[18]。坚持“环保先行、资源再生”的原则，实现厨余垃圾的可持续再利用，既能充分展现循环经济的特点和优势，也是处理餐厨废弃物导致环境安全问题的重要举措[19]。
本文以厨余垃圾的组成成分为主要研究对象，首先研究了水果、蔬菜这两种生鲜类厨余垃圾的发酵情况，分析其发酵的产量、温度、电导率和pH等物理指标和氨氮、磷酸盐等化学指标，评估这三者所产生发酵液的优缺点。然后在此基础上进一步思考分析，米饭和蔬菜作为人们必须每天摄食的生活必需品，与我们的生活密切相关。在实际生活中，人们利用食用油炒制后的蔬菜也属于厨余垃圾的一部分，而米饭在处理中也难免会混合食用油，发酵物表面有了油，便隔离了氧气，而且油会使菌类活性降低从而延缓发酵，在发酵过程中含油发酵物也会逐渐腐烂变质产生一些有害菌类和臭气影响发酵。接着结合生活实际，在之前实验发酵物的基础上进一步延伸拓展，有针对性地探索厨余垃圾发酵中米饭、熟蔬菜、熟饭菜、无油盐饭菜这四者的发酵情况，观察上述发酵物的发酵情况，对发酵液各项理化指标进行分析测量，对比生鲜类蔬菜和水果两种发酵物，分析各类厨余垃圾发酵物的优缺点。最后，总结出厨余垃圾发酵的最佳思路，以及在发酵过程中的注意事项，为类似的厨余垃圾的综合治理提供思路和参考。
