黑水虻处理餐厨垃圾与畜禽粪便的资源化循环利用项目可行性研究报告Word文档下载推荐.docx
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在国内的大型，特大型城市中如北京，上海，深圳等，餐厨垃圾的日产量已达数千吨，全国餐厨垃圾的年产量达到千万吨，单纯填埋的话，占用大量土地，产生的垃圾渗滤液和填埋气体也需要后期处理，耗费大量人力，物力。
餐厨垃圾、畜禽粪便目前在很多城市尚未进行规范化管理，收集容器摆放地环境脏乱，孳生和招引蚊、蝇、鼠、蟑螂等害虫，易传染疾病，危害人民的身体健康。
垃圾收集地附近容易产生难闻气味，引起人们感官上的反感；
由于餐厨垃圾含水量较高的特性，在运输的过程中存在一系列问题。
运输车辆不规范，易发生餐厨垃圾外漏和倾洒，严重影响市容、市貌和交通；
最主要的是城市餐饮企业的垃圾多被养殖户收集，作为养殖饲料直接使用，垃圾未经处理进入人类食物链，危及人民群众的身体健康；
同时地沟油也被收集起来重新炼制成为廉价食用油，在市场上再次流通，危害人民群众的身体健康。
为提高城镇生活垃圾无害化处理水平，切实改善人居环境，根据我国城镇生活垃圾处理设施建设工作现状，发改委、住建部、环保部组织编制了《“十二五”全国城镇生活垃圾无害化处理设施建设规划》。
其主要任务要求之一为推进餐厨垃圾分类处理。
具体如下：
1、建设任务。
选择一批有条件的城市和县城，在已启动餐厨垃圾处理工作的基础上，继续推动餐厨垃圾单独收集和运输，以适度规模、相对集中为原则，建设餐厨垃圾资源化利用和无害化处理设施。
鼓励使用餐厨垃圾生产油脂、沼气、有机肥、饲料等，并加强利用。
鼓励餐厨垃圾与其他有机可降解垃圾联合处理。
“十二五”期间，重点抓好餐厨废弃物资源化利用与无害化处理试点城市建设，积极推动设区城市餐厨垃圾的分类收运和处理，力争达到30吨/日的处理能力。
2、建设要求。
设置餐厨垃圾专用收集容器和运输车辆，保证餐厨垃圾的单独收集与密闭运输，配套完善的餐厨垃圾收运系统，推广成熟稳定的资源化技术，提高餐厨垃圾的资源化利用水平。
完善餐厨垃圾从产生到收运、处理全过程的申报登记制度，有效监管餐厨垃圾及其资源化产品的流向。
本项目的建设对于闻喜县垃圾无害化处理行业的发展具有重大意义，符合国家及山西省有关发展规划要求。
2、项目建设的必要性
1、符合国家的产业政策
近年来，国民经济持续快速发展，全社会固定资产投资保持高速增长态势，人民生活不断提高，促进了餐饮等行业快速发展。
社会经济快速发展的同时，社会资源不断减少，可利用的能源不断减少。
《国民经济和社会发展十二五规划》中提到：
按照减量化、再利用、资源化的原则，减量化优先，以提高资源产出效率为目标，推进生产、流通、消费各环节循环经济发展，加快构建覆盖全社会的资源循环利用体系。
健全资源循环利用回收体系。
完善再生资源回收体系，加快建设城市社区和乡村回收站点、分拣中心、集散市场“三位一体”的回收网络，推进再生资源规模化利用。
加快完善再制造旧件回收体系，推进再制造产业发展。
建立健全垃圾分类回收制度，完善分类回收、密闭运输、集中处理体系，推进餐厨废弃物等垃圾资源化利用和无害化处理。
倡导文明的餐饮方式，鼓励减少餐厨废弃物的产生。
鼓励开展对餐厨废弃物处理的科学研究和工艺改良，促进餐厨废弃物的无害化处理和资源化利用。
本项目的建设依据《产业结构调整指导目录（2011年本）》中的“第一类鼓励类”第十九项“轻工”第三十八项“环境保护与资源节约综合利用”第38款所列示的“餐厨废弃物资源化利用技术开发及设施建设”，属于当前国家鼓励发展的产品和技术，项目符合国家产业指导目录准入要求。
2、餐厨垃圾无害化、资源化处理的必要性
之前我国餐厨垃圾的主要用途是被城市周边的养殖户收集起来作为饲料直接使用，这种利用方式有着悠久的历史。
这种利用方式的问题在于：
餐厨垃圾中含有大量人畜共患传染病的病原微生物，不但容易引起动物感染病毒，还容易造成人体感染口蹄疫、肝炎等疾病。
猪食用后极易感染和诱发各种疾病，势必加大对病猪的用药剂量，从而会加大抗生素类药物的残留，通过猪肉进入人体，容易对人体健康造成危害。
餐厨废弃物，已受到铝、汞、镉等重金属以及有机化合物、苯类化合物的污染，被猪食用后，有害物质蓄积在猪的脂肪、肌肉等组织里，人食用到一定程度后，就会导致肝脏、肾脏等系统免疫功能下降。
此外，餐厨垃圾作饲料可能会导致同源性污染。
所谓同源性污染是指动物食用其同类动物的肉，骨，血液等动物组织生产的动物源性饲料，产生的潜在的，不确定的传播疾病风险。
餐厨垃圾中恰恰含有动物组织，直接作为动物饲料的话，存在着潜在风险。
除直接作为饲料喂养动物使用外，餐厨垃圾中的油脂部份被不法分子提炼后重新作为食用油（地沟油）使用也对人类的健康产生威胁。
地沟油中含有黄曲霉素，苯等毒素杂质，长期食用会造成慢性疾病的发生，更严重时会致癌。
因此，对餐厨垃圾无害化、资源化处理是必要的。
3、符合企业发展的需要
该项目建成后，主要经营餐厨垃圾及畜禽粪便的无害化处理，是当前餐饮业、畜禽养殖等行业急需的服务，市场前景广阔，社会效益显著，有效解决地沟油、畜禽粪便回流餐桌等监管难题。
为了满足公司的发展需要，公司董事会决定拟建日处理30吨餐厨垃圾及30吨畜禽粪便项目，以增强公司的市场竞争力，为公司的可持续发展打下基础。
4、有利于扩大就业，提升当地人民的生活水平
闻喜禧德农业技术有限公司立足于自主研发，同时不断引进高级技术人才，吸收国内先进技术，力求做到可持续发展。
本项目建成投产后，可为社会提供25余个新就业岗位，为当地社会劳动力和大中专毕业生提供了就业机会，可带活一批相关供应商企业，拉动周边产业链、促进当地工业和物流良性发展，对社会的发展具有促进作用。
综上所述，该项目的建设符合国家产业政策，有利于促进垃圾无害化处理行业的发展，增强企业的自身实力，增加就业机会，具有明显的经济和社会效益，项目的建设是十分必要的。
3、项目方案及处理能力
1、建设规模:
30吨/天。
2、技术路径：
水虻和微生物联合转化餐厨垃圾
3、处理流程：
本项目公分三期完成
一期：
运用华中农业大学农业微生物学国家重点实验室主任喻子牛教授多年在黑水虻的亮斑扁角水虻武汉品系的驯化、繁殖技术，运用广东昆虫研究所设计的具有世界先进水平自动化生产线，建立日处理20吨的自动化示范工程。
二期：
建立日处理30吨餐厨垃圾的现代化昆虫动物蛋白饲料转化生产线。
三期：
主要进行水虻产品深加工的开发。
例如对水虻蛹壳和成虫虫体进行几丁质（壳质素）的提炼，脂肪油类精炼，氨基酸添加剂加工等。
建立无菌车间，真空生产黑水虻蛋白粉和运用co2超临界萃取技术提取医药成份的现代化生产线。
目前，微生物农药国家工程研究中心对此已有了较成功的研究成果，相关论文已在国外发表，准备申请专利。
因此，该期的各类项目的实施具备牢固的技术基础。
即能为闻喜的餐厨垃圾处理情况：
一期
二期
三期
日处理20吨餐厨垃圾
日处理30吨餐厨垃圾
黑水虻深加工产品
四、创新之处
本项目通过利用腐食性昆虫进行固体餐厨垃圾生物处理的过程，在以下几个方面具有创新性：
1.黑水虻的规模化、标准化生产；
2.以高效率的方式实现餐厨垃圾生物处理过程；
3.水虻蛹粉、水虻油的提取及精细加工。
4.地沟油脂置换技术将餐厨垃圾的液体部分的地沟油生产出高质的生物柴油或脂肪酸。
5.将提取生物柴油后的剩余污水加入适当微生物元素，将其制成污水处理的有机物质，为相应需要污水处理的企业提供污水处理材料。
或生产沼气。
处理方案：
第一步：
成虫在太阳能室内保持一个高密度的黑水虻种群，调控适宜的温度和湿度，种植灌木花卉，为成虫提供良好的栖息环境；
第二步：
采卵用特制的产卵诱集器，每日收集所需虫卵；
第三步：
孵化在严格控制的温度、湿度、光照条件下孵化为初龄幼虫；
第四步：
饲育用半人工饲料饲养幼虫至3龄，将健康发育、整齐日龄的幼虫配送至餐厨垃圾生物处理站。
生物处理站每日收集、处理不同规模的固体餐厨垃圾。
第五步：
预处理将收集的固体餐厨垃圾用搅拌设备混入解磷、解钾、促生和抗病微生物等复合微生物制剂，制成黑水虻的培养基。
第六步：
传送分装预处理的餐厨垃圾经传送装置到达处理中心，根据设定的重量自动分装到长方形的处理盘内，每盘处理面积约1.5平方米，盘内预先放入黑水虻3龄幼虫；
处理盘以轨道输送，分层排放，充分利用空间扩展处理面积；
处理中心相对封闭，以生物和物理措施保障工作环境的空气质量。
运用微生物农药国家工程研究中心的伴自动化设计方案，处理盘的排列、移动、加料、清空等动作定位和时间定位控制
第七步：
消化处理单元处理盘每日加料60千克，但每批次的黑水虻幼虫处理周期只为3天，即处理盘每3天清空1次，预装新的3龄幼虫。
第八步：
预熟从处理盘清出的混合物包括尚未充分利用的垃圾残余和尚未完全成熟的黑水虻幼虫，因此被统一送至分离车间的木箱内进行预熟，时间为2-3天。
第九步：
分离一部分预熟后的黑水虻老熟幼虫被送往繁育中心，待其羽化后补充成虫数量，大多数老熟幼虫则通过机械装置进行分离，分离的幼虫经清洗、干燥后用于虫粉的深加工，其余的处理残余经干燥、粉碎后加入有益微生物，作为饲料直接打包出售。
五、黑水虻经济效益分析
黑水虻餐厨垃圾处理系统可产出黑水虻幼虫和处理残余，可在以下几个方面进行资源化利用，以获得较大的经济收益：
（1）生态养殖
黑水虻幼虫可以直接用作饲料饲养多种经济动物，根据现有的资料，黑水虻幼虫在饲养鸡、猪、罗非鱼、牛蛙和鳗鱼的实验中都显示了良好的效果，其营养成份特别适合于水产经济动物的养殖。
（2）昆虫粉
根据佐治亚大学的Sheppard教授的分析，黑水虻幼虫的营养价值与鲱鱼粉很相似，是非常理想的鱼粉替代性蛋白源，因此，黑水虻幼虫可加工成为昆虫粉替代鱼粉成为饲料添加剂，该产品在世界渔业资源衰退的背景下具有良好的市场前景。
黑水虻的幼虫和预蛹作为豆粉和鱼粉的替代饲料，饲养了包括鸡、猪、鲶鱼、罗非鱼和牛蛙，这些实验结果都显示黑水虻幼虫能够很好地替代传统的蛋白源和脂肪源添加剂。
如果从幼虫分离出纯的蛋白和脂肪，就能更加精确地进行饲料复配，黑水虻预蛹（干物质）中含有42%的粗蛋白和35%的脂肪，氨基酸和脂肪酸（表1，表2）的含量配比非常有利于水产养殖，矿物含量见表3。
表1黑水虻幼虫的氨基酸含量
氨基酸含量（%）
*甲硫氨酸（Met）
0.9
*赖氨酸（Lys）
3.4
*亮氨酸（Lcu）
3.5
*异亮氨酸（Ilc）
2.0
*组氨酸（His）
1.9
*苯丙氨酸（Phe）
2.2
*缬氨酸（Val）
*精氨酸（Arg）
*苏氨酸（Thr）
0.6
*色氨酸（Try）
0.2
酪氨酸（Tyr）
2.5
天门冬氨酸（Asp）
4.6
丝氨酸（Scr）
0.1
谷氨酸（Glu）
3.8
甘氨酸（Gly）
2.9
丙氨酸（Ala）
3.7
脯氨酸（Pro）
3.3
胱氨酸（Cys）
注：
*必须氨基酸种类。
表2黑水虻幼虫的脂肪酸组成
脂肪酸组分含量（%）
癸酸
1.6
月桂酸
53.2
肉豆蔻酸
6.6
棕榈酸
8.4
硬脂酸
1.7
油酸
12.4
亚油酸
8.8
表3黑水虻幼虫的矿物质含量
矿物质含量
P1.
51%
K0
.69%
Ca
5.00%
Mg
0.39%
Mn
246×
10-6*
Fe
1370×
10-6
Cu
6×
Zn
108×
Al
97×
Sr
53×
Ba
33×
Na
1325×
（3）昆虫油
黑水虻幼虫中脂肪含量34%，水虻幼虫中提炼的昆虫油含有大量的不饱合脂肪酸，对人体健康非常有益，可作为保健品，也可用作其他的工业原料。
（4）蛋白粉
黑水虻幼虫的干物质中含有44%的粗蛋白，因此完全可用来精细加工，进一步制成高效的蛋白粉，用于饲料或者保健。
六、环境安全性评估
由于城市环境的敏感性和脆弱性，餐厨垃圾处理系统的安全性应特别关注，在操作和运行中需要对各个环节进行安全性评估，强化管理，密集监测，避免二次污染，本系统的功能主体安全性评估如下：
（1）黑水虻的幼虫和成虫对人类无害
黑水虻的幼虫发育到老龄后，会停止取食并寻找安全、干燥的化蛹场所，研究表明预蛹期的黑水虻肠道内是干净的，不含有任何有害的病菌。
黑水虻不属于卫生害虫或农业害虫，成虫习性温和，即不叮人，也不携带致病的细菌（而家蝇成虫带有30多种有害病菌），寿命短，对人体气味没有趋性，成虫栖境是有绿色植物的空地、取食少量水或植物分泌物，雌成虫凭籍腐败气味寻找合适的场所产卵后即死亡。
（2）控制家蝇种群
黑水虻幼虫个体较大，有聚集取食的习性，因此在食物资源的竞争利用上处于优势，由于水虻幼虫的食谱与家蝇有很大的重叠，因此水虻的大量繁殖就会抑制家蝇种群，并占据家蝇繁殖的场所，从而实现家蝇种群生态控制的目的。
（3）抑制腐败，消减有害细菌
报道称黑水虻幼虫在取食过程中能够分泌一种有机酸抑制环境中的微生物生长，我们在实验中也发现，被黑水虻充分取食的餐厨垃圾没有腐败现象，无不良气味，部分生物质有黑化现象，另外，病理实验证明黑水虻消化道能够消减食物中90%以上的大肠杆菌。
本项目在设计中充分考虑了影响环境与安全的因素，因此在各个环节和工序中都配套了监测措施，而黑水虻本身对人类完全无害，因此没有发生公共安全和环境污染的风险，不过，从前期实践的经验来看，项目实施与运作中最主要的环境影响因素来自于不良气味的泄漏和扩散，针对此问题，我们拟采用传统的物理过滤方法以及最新的微生物消化方法，消减生物处理过程中产生的不良气味，同时，改良餐厨垃圾的收集、运输工具和设施，减缓餐厨垃圾的腐败过程。
七、市场风险分析
本项目的实施正是在饲料市场出现转型趋向，一些地区的规模化养殖场转而以购买浓缩料、预混料为主自行配制饲料，而购买全价料相对减少。
市场需求的变化为经营添加剂、预混料为主的公司提供了有利的时机。
我们运用黑水虻生产的饲料蛋白添加剂蛋白原料目前具市场需求很大。
同时，国际石油的短缺，普通柴油造成的空气污染，生物柴油必有其广阔的消费市场。
只要我们加大营销策略，获得政府的支持，我们的项目具有良好的市场前景。
但是，餐饮垃圾的收集在我们后期的扩大生产会产生一定的困难，原料不足将是我们持续发展的瓶颈，有待于政府积极整顿餐饮垃圾和地沟油非法处理的社会问题，以保证我们产业的持续发展。
附件
附件1黑水虻盘内养殖
附件2黑水虻养殖消化餐厨垃圾厂房示意图
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