黑水虻处理湿垃圾现状分析及实施建议

一、黑水虻处理湿垃圾概况 “十四五”期间，随着垃圾分类政策的推动，湿垃圾处置市场持续快速释放。预计到2025年，全国湿垃圾处置产能将达到35万吨/日，设备投资额超887亿。目前，湿垃圾处理主要采用机械预处理+厌氧产沼工艺，该工艺虽然已经较成熟，但也存在部分问题有待进一步解决，主要是预处理残渣和厌氧沼液等需要后续处理，湿垃圾中有机质未得到充分利用。黑水虻处理工艺，在有机固渣减量化、资源化利用方面显示出较好的潜力，在环卫行业内逐渐应用，被视为是支撑厌氧工艺整体资源化率提升的有效抓手之一。

一、黑水虻处理湿垃圾概况

“十四五”期间，随着垃圾分类政策的推动，湿垃圾处置市场持续快速释放。预计到2025年，全国湿垃圾处置产能将达到35万吨/日，设备投资额超887亿。目前，湿垃圾处理主要采用机械预处理+厌氧产沼工艺，该工艺虽然已经较成熟，但也存在部分问题有待进一步解决，主要是预处理残渣和厌氧沼液等需要后续处理，湿垃圾中有机质未得到充分利用。黑水虻处理工艺，在有机固渣减量化、资源化利用方面显示出较好的潜力，在环卫行业内逐渐应用，被视为是支撑厌氧工艺整体资源化率提升的有效抓手之一。

图1 黑水虻生物转化湿垃圾的主要产品

二、黑水虻处理湿垃圾基本工艺

图2 黑水虻生物转化湿垃圾的基本工艺流程图

黑水虻处理湿垃圾工艺主要包括湿垃圾预处理系统、虫卵培育孵化系统、养殖分离系统、污染控制系统等，基本情况如下：

湿垃圾预处理系统，主要利用分选、制浆等预处理设备将湿垃圾进行固液分离和油水分离。分离得到的固相物含水率约70-75%，经过粉碎后得到粒径小于2cm的粉碎物，作为黑水虻饲料进入到养殖分离系统。油水分离得到的渗滤液，需经过污水处理达到污水排放标准，该过程也可以减少固渣中的盐分，分离得到的油脂则交给指定的专业处理公司。

虫卵培育孵化系统，主要为养殖分离系统处理提供足够的幼虫。幼虫是处理代谢预处理后湿垃圾的主要生物群体。该系统包括种成虫养殖和种幼虫孵化，需人工维持系统温度、湿度、光照等，给予黑水虻种群繁衍最优环境，实现持续、大量增殖，保证黑水虻处理工艺稳定。在黑水虻虫卵培育孵化生产中，一般只需要保留约1%的黑水虻幼虫维持种群繁殖循环，其余99%的黑水虻幼虫都作为后续湿垃圾处理用虫。

图3 黑水虻种群的繁育和孵化

养殖分离系统，是利用幼虫强大的取食和消化能力，将湿垃圾转化为高质量的动物蛋白。规模化的黑水虻处理需要建设专业的养殖车间，保持稳定的温度、湿度等外界条件，幼虫经过6-8天的成长后，及时采用虫料筛分设备进行虫粪分离，最终得到鲜（干）虫和虫粪有机肥原料。

图4 黑水虻养殖车间和虫粪分离

污染控制系统，是对培育孵化和养殖过程中产生的以氨气为主的大量恶臭气体以及养殖系统冷凝水和除臭废水等进行达标处置。

三、黑水虻养殖工程案例分析

实证项目团队通过实地调研了多个国内案例和对接访谈部分国外案例，对国内外相关工程进展情况进行一定了解，包括养殖技术、二次污染控制、自动化运行水平、上下游供应等方面。目前国内黑水虻处理工程基本采用“原料预处理+多层立体养殖+虫沙分离+鲜虫冷冻/烘干外售”工艺路线，项目基本可实现连续运行，但整体上存在机械化、信息化程度低、产品稳定性不足、环保措施不到位等问题。国外案例具有布料系统精密程度、自动控制水平高、产品深加工技术先进等特点，但整体投资高，且对国内湿垃圾物料的适用性仍需明确。

四、问题清单与建议

针对黑水虻生物养殖转化技术在湿垃圾处理领域的应用，上海环境院初步梳理了目前黑水虻养殖技术存在的主要问题，同时提出相关工程建设实施建议。

（一）问题清单

1、现有项目成套系统自动化程度较低，多个环节需要人工干预，提高自控化水平、连续稳定能力、降低人员投入等问题需进一步攻克。

2、湿垃圾碳氮比不均衡、来料稳定性将显著影响黑水虻处理效率，实现黑水虻规模化养殖并保证稳定运行措施缺乏。

3、温湿度控制及二次污染控制措施与工程经济性间的平衡，需探索低能耗、高效的环境控制、防逃逸及虫害措施。

4、规模化养殖的生态风险性还不明晰。

（二）工程建议

1、应重点提升机械化、信息化水平，设计构建自动化生产养殖系统，采用机械输送、智能机械手等自动化设备，结合自动化控制系统，实现环节全自动化生产。

2、关注黑水虻蛋白转化效率，建议构建智能化养殖系统，从原料配比、虫卵培育、养殖环境等全流程智能控制，实现精准孵化及喂养，增强系统稳定性，提高垃圾降解率、产虫率及产品品质。

3、通过优势益菌群的营造、物料温湿度等控制以及严格控制黑水虻养殖周期、养殖区域全密封等措施控制黑水虻病虫害及生态风险。

4、重视养殖车间物理防护和隔离，避免种群逃逸，设置专门应急预案，防止偶发性、大规模逃逸。