黑水虻處理技術(shù)是一種具有巨大市場前景的新技術(shù)，必須解決黑水虻處理技術(shù)的存在問題，從而實(shí)現(xiàn)廚余垃圾減量化、資源化和無害化處理目標(biāo)，以及達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)環(huán)境效益平衡。

本文綜述了黑水虻處理技術(shù)?應(yīng)用在廚余垃圾處理領(lǐng)域具有養(yǎng)殖周期較短、資源化程度高、營養(yǎng)價(jià)值高、幼蟲飼料化應(yīng)用前景好、成本較低、經(jīng)濟(jì)效益高、藥用價(jià)值高、對人類環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，但是，該技術(shù)作為一種新技術(shù)仍存在很多問題，如技術(shù)不穩(wěn)定、產(chǎn)品存在風(fēng)險(xiǎn)、缺乏相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范等。

1 廚余垃圾處理的基本情況

廚余垃圾是生活垃圾的重要組成部分，2018 年廣東省城市（縣城）廚余垃圾清運(yùn)處理量達(dá)84.26 萬噸，廚余垃圾產(chǎn)生量大，但是，廣東省廚余垃圾處理的設(shè)施建設(shè)相對滯后，據(jù)廣東省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳統(tǒng)計(jì)，截至2019 年年底，廣東省廚余垃圾處理能力約5300 噸/ 日。當(dāng)今主流的廚余垃圾處理技術(shù)主要是厭氧消化技術(shù)，100 個(gè)餐廚垃圾處理試點(diǎn)城市中厭氧消化技術(shù)占比達(dá)80%，然而，厭氧消化技術(shù)存在進(jìn)料要求高、建設(shè)運(yùn)營成本高等缺點(diǎn)。廚余垃圾的減量化、資源化和無害化要與經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)環(huán)境效益平衡的問題，已成為當(dāng)前垃圾分類工作的“短板”。為解決廚余垃圾處理“短板”問題，黑水虻處理技術(shù)作為一種新興工藝正逐漸成為廚余垃圾處理技術(shù)研究的熱點(diǎn)。

2  廣東省黑水虻處理技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

黑水虻是一種食腐性的水虻科昆蟲，能夠采食廚余垃圾和禽畜糞便并轉(zhuǎn)化為高價(jià)值的動(dòng)物蛋白。黑水虻原產(chǎn)于美洲，近年來傳入廣東省，目前被廣泛應(yīng)用于處理雞糞、豬糞及廚余垃圾等有機(jī)廢棄物方面。目前黑水虻在廣東的應(yīng)用范圍已分布于廣州、汕頭、韶關(guān)、佛山、梅州、湛江和惠州等地，處理規(guī)模從1t/d 至150t/d 不等，并且大部分都已覆蓋垃圾分類示范片區(qū)。

3 廣東省黑水虻處理廚余垃圾的優(yōu)點(diǎn)

（一）黑水虻養(yǎng)殖周期較短、資源化程度高

目前研究較為深入的食腐動(dòng)物處理技術(shù)主要有家蠅、蚯蚓及黑水虻。家蠅從卵到成蟲只需3～4 天，完成一個(gè)世代僅需10 天左右，雖然家蠅的世代周期短，但是，家蠅不僅擾民和影響人類環(huán)境，還可能傳播疾病。蚯蚓的養(yǎng)殖周期一般為4～5 個(gè)月，黑水虻的全生命周期包括卵、幼蟲、預(yù)蛹、蛹、成蟲共五個(gè)階段，周期約為35 天，與蚯蚓相比，黑水虻的養(yǎng)殖速度快，周期較短。

黑水虻處理廚余垃圾工藝的資源化程度高，據(jù)調(diào)查，廣東某黑水虻處理基地10 噸的廚余垃圾可生產(chǎn)2 噸的幼蟲以及1 噸的蟲糞，只剩4～5% 的剩余物，均是混雜在廚余垃圾中的塑料、木竹等黑水虻無法采食的物質(zhì)。只要廚余垃圾分類準(zhǔn)確率能達(dá)到一個(gè)較高的水平，剩余物的比例將更小。

（二）營養(yǎng)價(jià)值高

黑水虻幼蟲的營養(yǎng)價(jià)值高，據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，干重高達(dá)42% 左右，雖然黑水虻采食來料的營養(yǎng)價(jià)值影響了黑水虻幼蟲的營養(yǎng)價(jià)值，但是干物質(zhì)中的粗蛋白質(zhì)含量仍普遍高達(dá)32～52%，與豆粕的蛋白含量相近，粗脂肪普遍高達(dá)31%～38%，灰分為11%～15%，而且富含鉀、鈣、鎂、鐵、銅、鋅、錳、磷等物質(zhì)和微量元素，富含粗纖維、月桂酸、抗菌物質(zhì)和甲殼素等物質(zhì)。

雖然，黑水虻幼蟲的氨基酸總含量低于黃粉蟲、蠅蛆、桑蠶蛹的氨基酸的含量，但是，必需的氨基酸如賴氨酸、蛋氨酸、亮氨酸、纈氨酸和酪氨酸含量較高，可通過優(yōu)化飼料配方增加飼料氨基酸含量，并不影響黑水虻作為動(dòng)物飼料蛋白的品質(zhì)。黑水虻幼蟲鉛、汞、鎘、鉻、砷等無機(jī)污染物指標(biāo)以及細(xì)菌總數(shù)、霉菌總數(shù)、沙門氏菌、組胺等微生物污染物指標(biāo)均符合《飼料衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB 13078-2017）的要求，具有巨大的市場前景。據(jù)研究，經(jīng)處理后的蟲糞可作為有機(jī)肥，有機(jī)質(zhì)和總養(yǎng)分含量均高于《有機(jī)肥料標(biāo)準(zhǔn)》（NY525-2012）的技術(shù)要求，具有較高的肥效，能促進(jìn)植物生長。蟲糞的各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到《有機(jī)肥料標(biāo)準(zhǔn)》的要求。

（三）藥用價(jià)值高

黑水虻具有較大的藥用價(jià)值，黑水虻幼蟲富含抗菌肽、蛋白酶、脂肪酸、水解酶、凝集素等抗菌成分。因此，黑水虻具有較強(qiáng)的免疫能力，其幼蟲體內(nèi)可消化霍亂、瘧疾等病原微生物，是近年來藥物研發(fā)的良好素材。據(jù)研究，黑水虻體內(nèi)的抗菌肽具有抗癌活性，其抗菌肽對癌細(xì)胞的作用具有選擇性，黑水虻抗菌肽對正常細(xì)胞的毒性較小，對正常細(xì)胞無毒、對紅細(xì)胞不溶血，表明黑水虻抗菌肽粗提物是腫瘤藥物的研發(fā)方向之一。黑水虻分泌物體己二酸有著抗菌能力，目前已在歐美地區(qū)被用于燒傷、創(chuàng)傷傷口愈合等臨床治療領(lǐng)域。預(yù)蛹蟲殼中還含有殼聚糖，是近年來的醫(yī)藥領(lǐng)域研究熱點(diǎn)，具有生物降解性、生物相容性、無毒性、抑菌、抗癌、降脂、增強(qiáng)免疫等多種優(yōu)良功能，廣泛應(yīng)用于食品、紡織、農(nóng)業(yè)、環(huán)保、美容保健、化妝品、醫(yī)藥等領(lǐng)域。

（四）黑水虻幼蟲飼料化應(yīng)用

2013 年聯(lián)合國糧食及農(nóng)業(yè)組織發(fā)布的《可食用昆蟲：食物和飼料保障的未來前景》的報(bào)告稱可在世界范圍內(nèi)用昆蟲替代畜禽蛋白飼料的來源，黑水虻被列入其中。魚粉是一種優(yōu)良的蛋白飼料，是水產(chǎn)動(dòng)物、家禽和豬等動(dòng)物的主要飼料來源，我國魚粉市場需求量巨大，但我國魚粉工業(yè)起步較晚，長期依賴進(jìn)口。黑水虻幼蟲干燥粉碎后可替代魚粉喂養(yǎng)家禽、魚等經(jīng)濟(jì)動(dòng)物。黑水虻幼蟲替代魚粉具有明顯的價(jià)格優(yōu)勢，根據(jù)各主要港口報(bào)價(jià)，2020 年8 月秘魯魚粉國內(nèi)各港口報(bào)價(jià)約為12700～13700 元/t。據(jù)調(diào)查，廣東省內(nèi)黑水虻幼蟲（烘干）的售價(jià)為6000 元/t 左右，黑水虻價(jià)格優(yōu)勢明顯。并且，黑水虻蟲體中含有大量的粗蛋白、抗菌肽、各類酶等成分，對于養(yǎng)殖業(yè)疫病防控也能夠起到一定作用。

黑水虻幼蟲替代魚粉還具有一定營養(yǎng)價(jià)值的優(yōu)勢，其含有豐富的蛋白質(zhì)、粗脂肪、天然抗菌物質(zhì)、甲殼素和礦物質(zhì)等營養(yǎng)成分。研究表明，使用黑水虻幼蟲作蛋白飼料能普遍提升水產(chǎn)動(dòng)物、家禽和豬等的飼料品質(zhì)和營養(yǎng)成分，提升飼養(yǎng)動(dòng)物的健康水平。

（五）成本較低、經(jīng)濟(jì)效益高

據(jù)調(diào)查，廣東省黑水虻處理廚余垃圾工藝項(xiàng)目的建設(shè)費(fèi)用約為10～35 萬元/t（由于地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展不同，項(xiàng)目用地成本不同，建設(shè)運(yùn)營費(fèi)用也不一樣），運(yùn)營費(fèi)用約為90 元/t。

主流的厭氧消化工藝項(xiàng)目建設(shè)費(fèi)用約為40～52 萬元/t，運(yùn)營費(fèi)用約為270～300 元/t，與厭氧消化相比，黑水虻處理工藝建設(shè)運(yùn)營費(fèi)用較低。10 噸的廚余垃圾可生產(chǎn)2 噸的幼蟲以及1 噸的蟲糞，烘干的黑水虻幼蟲和蟲糞的售價(jià)分別為6000 元/t 和500 元/t 左右，產(chǎn)品價(jià)值高，產(chǎn)品銷路良好、經(jīng)濟(jì)效益高，大部分項(xiàng)目不需要政府補(bǔ)貼都可運(yùn)行。

（六）對人類環(huán)境友好

黑水虻成蟲不擾民，與家蠅相比，不會(huì)隨意進(jìn)入人類居住環(huán)境，不傳播疾病。而家蠅攜帶了30 多種病菌，對環(huán)境衛(wèi)生影響大。而且，黑水虻能夠有效地控制野生的家蠅種群，有研究顯示黑水虻可以抑制家蠅種群數(shù)量，減少疾病傳播，其幼蟲能分泌抑制家蠅的物質(zhì)，降低家蠅幼蟲在黑水虻處理過的糞便的成活率，從而減少家蠅種群數(shù)量。

4 黑水虻處理技術(shù)存在問題

（一）技術(shù)不穩(wěn)定

黑水虻處理技術(shù)與厭氧消化或者好氧堆肥等傳統(tǒng)廚余垃圾處理技術(shù)相比，技術(shù)不穩(wěn)定。黑水虻處理技術(shù)項(xiàng)目規(guī)模小，一般在100t/d 及以下。在黑水虻技術(shù)工藝逐步放大的過程中，在孵化、飼喂和加工等環(huán)節(jié)存在一定技術(shù)瓶頸，需要控制好溫度、濕度、光照等條件。孵化環(huán)節(jié)需嚴(yán)格控制其成蟲率，防止成蟲過多導(dǎo)致衍生的生態(tài)侵害。飼喂環(huán)節(jié)決定了黑水虻產(chǎn)品品質(zhì)的穩(wěn)定性問題，由于黑水虻幼蟲的營養(yǎng)價(jià)值受廚余垃圾來料營養(yǎng)價(jià)值的影響，來料的純度與新鮮度也會(huì)嚴(yán)重影響黑水虻幼蟲的品質(zhì)，導(dǎo)致了黑水虻產(chǎn)品品質(zhì)的不穩(wěn)定性。加工環(huán)節(jié)的黑水虻生產(chǎn)設(shè)備落后，設(shè)備自動(dòng)化程度不高，運(yùn)行不穩(wěn)定，限制了加工和產(chǎn)量，影響限制了黑水虻的規(guī)模化和產(chǎn)業(yè)化。

（二）產(chǎn)品存在風(fēng)險(xiǎn)

黑水虻幼蟲的營養(yǎng)價(jià)值受廚余垃圾來料營養(yǎng)價(jià)值的影響，由于來料的渠道多樣性/ 廚余垃圾來料的復(fù)雜性等因素導(dǎo)致了產(chǎn)品存在一定的風(fēng)險(xiǎn)。黑水虻幼蟲作為蛋白飼料的安全性評估還不夠全面，有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化機(jī)制的研究還不夠深入。由于廚余垃圾來源存在重金屬、大腸桿菌和沙門氏菌等化學(xué)污染和微生物的殘留風(fēng)險(xiǎn)，甚至廚余垃圾在儲(chǔ)存或處理過程中可能產(chǎn)生黃曲霉素等有害物質(zhì)，導(dǎo)致黑水虻幼蟲產(chǎn)品存在蛋白同源的問題。另外，黑水虻蟲糞作為肥料的安全性評估也同樣不夠全面，其對農(nóng)田土壤影響不明確；作為農(nóng)用肥料，其安全性、有效性缺乏長期穩(wěn)定的田間示范試驗(yàn)數(shù)據(jù)支撐。

（三）缺乏相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范

2017 年歐盟委員會(huì)正式通過了2017/893 號(hào)決議，授權(quán)使用昆蟲蛋白作為水產(chǎn)養(yǎng)殖的飼料。該一授權(quán)僅限于包括黑水虻在內(nèi)的七個(gè)物種的名單，而且這些物種必須達(dá)到“飼料級”才能被飼用。由于黑水虻處理技術(shù)屬于生物處理技術(shù)，與傳統(tǒng)的厭氧消化和好氧堆肥技術(shù)不同，需要針對黑水虻處理技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)建立系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系。然而，黑水虻處理技術(shù)缺少相關(guān)國家或行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，而且行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《餐廚垃圾處理技術(shù)規(guī)范》也沒有規(guī)范黑水虻處理技術(shù)項(xiàng)目選址、養(yǎng)殖、環(huán)保、產(chǎn)品等行為，產(chǎn)品幼蟲蛋白飼料和蟲糞也缺乏專門的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。

5 結(jié)論

黑水虻處理技術(shù)具有養(yǎng)殖周期較短、資源化程度高、營養(yǎng)價(jià)值高、可替代魚粉、處理成本低和產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)效益高等優(yōu)點(diǎn)，但是，該技術(shù)作為一種新技術(shù)仍存在很多問題，如技術(shù)不穩(wěn)定、產(chǎn)品存在風(fēng)險(xiǎn)、缺乏相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范等。因此，必須解決黑水虻處理技術(shù)的存在問題。首先，應(yīng)建立系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系，尤其是補(bǔ)齊黑水虻規(guī)模化養(yǎng)殖、產(chǎn)品等標(biāo)準(zhǔn)的短板。其次，開展技術(shù)攻關(guān)，解決處理效率低、占地面積大和產(chǎn)品品質(zhì)不穩(wěn)定等問題，加大對技術(shù)研究投入，創(chuàng)造有利條件，扶持企業(yè)、研究機(jī)構(gòu)開展技術(shù)攻關(guān)，提高機(jī)械化生產(chǎn)率，提高規(guī)?；a(chǎn)效率，大力推進(jìn)產(chǎn)品深加工，如制成飼料添加劑或提取抗菌肽等，不僅使產(chǎn)品趨于穩(wěn)定，還能提高產(chǎn)品的附加值和利用率。再者，加強(qiáng)安全性研究，全面評估黑水虻幼蟲蛋白飼料和蟲糞肥料的安全性，開展長期養(yǎng)殖

示范試驗(yàn)和農(nóng)田肥料、林地施肥可行性研究，尤其要加強(qiáng)有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化機(jī)制的研究?？傊?，黑水虻處理技術(shù)的應(yīng)用前景好，既能有效地解決廚余垃圾處理能力不足的問題，又可以實(shí)現(xiàn)廚余垃圾資源化、減量化、無害化的目標(biāo)，達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)環(huán)境效益的雙豐收。

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