国际经验|美国堆肥简史、现状与案例

美国堆肥简史

现状与案例

雪华说

10月25日晚,社区厨余堆肥平台有幸邀请到美国堆肥专家James McSweeney为平台伙伴分享美国厨余堆肥的历史、现状与案例。下面是会议中的精彩内容,以James第一人称展开。
我跟James于2023年夏天在波士顿初次见面,相谈甚欢。我很佩服他在堆肥方面的专业知识、广泛实践和敬业精神,对推广社区堆肥的激情;James则对我们中国社区厨余堆肥的方式方法非常感兴趣。我们聊得最多的是如何在人口密度高的公寓住宅区实现连续每日堆肥,中国、美国、西班牙、印度、德国各自怎么做,面临哪些挑战。。。我们聊得如此投入,以致James不得不起身离开去接孩子的时候,我就跟着他去学校接孩子,边走边聊,一路走到他家去。
下图显示James家的两种堆肥设施,James给我演示如何翻堆。物料已经腐熟,看上去黑黝黝的,散发出泥土芬芳。

演讲人介绍

James McSweeney:拥有农业生态学背景,工作重点是恢复城市、社区、农场和粮食系统的生态完整性。James著有专著《Community-Scale Composting Systems: A Comprehensive Practical Guide for Closing the Food System Loop and Solving Our Waste Crisis》(中文暂译名为《社区规模的堆肥系统:闭合食物系统循环和解决我们废物危机的综合实践指南》),在美国堆肥界广为人知。他创建了一家堆肥技术服务咨询公司,专门从事农场、商业和社区规模有机物回收解决方案、堆肥系统设计、运营支持和堆肥教育方面的咨询工作。2021年,James创建了在线堆肥教育平台131°堆肥学校,培养了众多堆肥方面的专业人才。

在这之前,James是Highfields中心的高级堆肥专家。他曾为佛蒙特州、马萨诸塞州和纽约州开发并提供堆肥操作员培训,重点是厨余堆肥的最佳管理实践。

20世纪30至40年代初,美国饱受沙尘暴肆虐。时任总统富兰克林痛心疾首地说:“破坏土壤,即自取灭亡。”保护土壤,不仅关乎国家命运,它超越国界,关乎全人类的生死存亡。堆肥这一古老智慧,是改善土壤、保护自然的良方。从事堆肥,是伟大而自豪的事业。我在美国从事堆肥工作多年,在这里为大家分享一些美国堆肥事业的发展故事,希望对大家有所启发。

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 美国堆肥技术的发展与演变
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早期堆肥

    从我们有农业和牲畜以来,某种形式的堆肥就一直存在于美国和全球各地。

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20世纪50年代初期——现代堆肥概念出现

    现代堆肥开始出现,以静态曝气堆肥法为主。

该堆肥体系马里兰州贝尔茨维尔的美国农业部和罗格斯大学联合开发

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20世纪50到60年代——艰难的初期发展

    美国早期城市固体残余物堆肥不太成功。值得指出的是,称“厨余垃圾和庭院垃圾”为城市“固体废弃物”是很不恰当的,因为不是废弃物。

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20世纪80到90年代——快速发展时期

    生物固体堆肥(主要原料为城市污泥)设施在此期间发展到数百个。后来,许多州政府发布垃圾填埋禁令,庭院堆肥开始发展,多达数千个。

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21世纪初期至今

    2000年以后,开始出现社区和市政厨余堆肥厂。一开始数量很少,随着少数成功案例的出现,很多地方开始出台支持厨余堆肥的政策。比如,禁止食物随意抛弃的管理条例里,有给厨余堆肥颁发许可证的规定,规范厨余堆肥的管理操作。

    2010年至今,厨余堆肥热度增加,在社区、市政、商业、工业等多个领域快速发展。

堆肥设施
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厨余堆肥发展的关键要素

2010年代的时候,厨余堆肥发展非常迅速,各行各业竞相加入厨余堆肥领域,逐渐形成趋势。工业级、市政级、社区级等各种规模的堆肥开始出现。不同规模的堆肥具有以下相同的基本组成部分:

生产者
厨余生产者:
1.居民生活产生的厨余。
2.商业或公共机构产生的厨余,如饭店、食堂、小吃摊等。
3.食物加工制造过程产生的厨余。

回收者
厨余收集环节十分重要,其中很多是商业化收集:
1.商业化收集,专门从事厨余收集的公司。
2.市政部门收集。
3.个体收集者。(非常微少,容易混入其他污染物)
4.设置居民投放点。

在美国,有机物回收行业一直面临巨大的挑战,无论是哪种回收方式,回收成本都比较高。降低回收成本是提高厨余回收率和回收质量的关键因素。近年来,受各种因素影响,美国的填埋、焚烧及其他处置方式成本急剧上升,导致堆肥逐渐成为主流方式。


(商业化收集的厨余,位于街道或学校)
(乡村居民厨余投放点,位于波士顿市的乡村集市)

(不同规模的厨余收集设备)

处理者

厨余的处理,在美国是一个比较宽泛的概念,包括堆肥体系、厌氧消化发酵体系、饲养动物等。厨余用于喂养家畜动物,因存在一些健康安全隐患,在美国一直颇有争议。

补充:

这里讲的回收有机物中的“有机”,有别于有机农业的“有机”,这里指的是所有曾经活着的物质。而有机农业讲的“有机”指的是有机认证过程,必须通过相关认证,才能成为有机产品。

美国不同规模场景下的堆肥处理
大型综合工业堆肥

加利福尼亚州 某大型厨余处理厂 厌氧发酵+好氧堆肥

大型工业堆肥

佛蒙特州大型堆肥厂 建成于2000年 美国早期最成功的一家堆肥设施

农场堆肥

福蒙特州 某有机奶牛场堆肥 农场堆肥。

社区堆肥

纽约皇后区 大桥下社区堆肥 该点受疫情的严重影响

校园堆肥

佛蒙特州 某学校堆肥小屋 校园堆肥 主要依靠学生担任志愿者进行管理

使用者

使用者在堆肥循环中扮演着不可或缺的角色。不过,在侧重于处理的堆肥项目中,常常忽略这一方。在美国,割裂的监管体系是堆肥行业发展面临的一大挑战。具体而言,现有州一级法规仅涵盖农业与固体废物管理,缺乏保护堆肥的联邦级规定。只有极少数农业堆肥案例获得联邦的保护措施。

03
社区堆肥的发展

从规模来讲,从家庭堆肥,到大中型堆肥厂,都是处理并利用有机残余物的路径,它们互相补充,各有特点。大型堆肥一般是集中式系统,而家庭堆肥意味着去中心化,更加分散和多样化。

肥规模/ 分散性与集中性

在社区层面,我们正努力推动堆肥的更多元化发展,采用去中心化的模式。这并不意味着所有家庭都要参与,而是鼓励更小规模、更多样化的堆肥实践,从而形成一个广泛的堆肥网络,一种分散式堆肥的合作模式。

我们认为,分散式堆肥模式带给社区和土壤更多益处。分散式堆肥能够增强社区堆肥的多样性,扩大堆肥涵盖的范围,产生更高的价值。换言之,社区堆肥的价值在于其多样性、广泛性。

美国社区堆肥联盟(cultivating community composting)创立于2013年,是美国各地堆肥者组成的堆肥联盟,目前已有300多个成员。

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两个堆肥案例
我的朋友汤姆的农场
在汤姆的农场,农场主与资深生态农业专家携手,构建了一个集社区堆肥与资源循环利用于一体的综合体系。在这个体系中,厨余被视为宝贵的资源,而非无用的废物。
1.农场设有专门的厨余收集区,人们可以将自家的厨余带来此处,同时带走已经处理好的堆肥产品。这一举措不仅促进了资源的循环利用,还增强了社区的环保意识。
2.收集到的食物残渣(厨余)被送往接收区,与畜禽粪便、木质材料等物料混合,构建堆体。堆肥采用充气静态桩的方法,进行充分发酵和稳定腐熟。这些混合物在适宜的温度和湿度条件下,经过微生物的分解作用,逐渐转化为富含营养的堆肥产物。
3.在堆肥过程中,需要时取出部分物料,喂养农场内的几百只下蛋母鸡。这些母鸡在堆肥物料中寻找食物,不仅长得健壮,而且产蛋量高。这种堆肥与母鸡觅食的方式,既减少了饲料的成本,又提高了鸡蛋的品质,形成了一个良性的生态系统。
4.堆肥过程中产生的热量,被巧妙地引入温室,给植物提供温暖的环境,促进植物的生长。
5.农场还引入了蠕虫堆肥系统,产生更高质量的堆肥产物,为农场的土壤提供丰富的有机质和微生物。
克利夫兰城市农场

克利夫兰城市中心的一家农场,其“全量回收”厨余处理系统令人印象深刻。这个农场位于市内一个被称为“被遗忘的三角形”的地区,这里环境一度极其恶劣,连警察、消防队员和救护车都不愿涉足。通过社区各方的共同努力,这个地方被打造成生机勃勃的城市农场,焕发了生机。
农场的核心是他们的厨余处理系统。农场与厨余收集公司紧密合作,采用外购的木屑作为辅料,通过就地堆肥,将厨余转化为宝贵的堆肥产物,然后用于农场的土壤修复和种植,形成了一个完美的物质闭环。农场还建起了温室,进行水产养殖和蚯蚓堆肥,进一步丰富了生态系统的多样性。
人们用堆肥产物种植出来的食物,开设了一个餐厅,用这些新鲜的食物来养活社区。这种自给自足的模式不仅提高了资源的利用效率,还增强了社区的凝聚力和自给能力。
值得一提的是,他们的堆肥系统规模不大(只有500平方英尺),但效果非常显著。他们使用拖拉机进行翻堆,确保堆肥过程中物料的均匀性和降解的高效性,从而获得质量上乘的堆肥产物。

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你问我答

餐前厨余和餐后厨余的堆肥方式有什么不同吗?

餐前厨余和餐后厨余的堆肥技术本质上并无区别。无论餐前还是餐后,它们都是曾经活过的有机物质,都可以进行堆肥。

需要在堆肥系统中大量加入微生物菌剂么?

微生物菌剂并非必须的,哪怕是大规模堆肥厂,也不必添加。
微生物本身存在于自然中,只要给微生物良好的生长环境,提供足够的碳源、氮源、空气和水,它们就能够很好的生长。当然,添加某些微生物菌剂(比如日本人发明的EM菌),可能会加速堆肥降解过程并减少异味,但总体来说不是必须的。

在美国,厨余回收服务是否付费,以及付费机制是怎样的?

厨余回收者给厨余生产者提供了将厨余收集并可能进一步处理的服务,后者需要给前者付费。
厨余回收者可能是个体或小公司,他们收集后可能自行堆肥,也可能交给堆肥厂处理。若自行堆肥,则收取的服务费全部归厨余回收者;若交给堆肥厂,则需支付一部分费用给堆肥厂(大约占收取服务费的25%)。这个费用体系在商业机构中较为普遍,因此这些公司大多能自我造血。总体来说,无论是个人、小型公司还是大型公司,其厨余收集或处理的运营模式都是商业化的。
另外,在美国,堆肥的经济性面临挑战,很多堆肥厂难以实现自负盈亏。能实现经济性的往往是能够自行堆肥的厨余收集者。政府性质的堆肥,可能获得一些政府补贴,但实现盈利依旧艰难。总之,堆肥行业的经济性较为复杂,不同情况下差异较大。

在家庭阳台上堆肥可能会吸入真菌或细菌,会造成健康问题吗?

一般情况下,不需要太过担心。但堆体非常干燥时,会出现大量的霉菌孢子,这时候需要弄湿堆体,并带上口罩,防止真菌孢子从环境中扩散或吸入人体内。只要做好防护,少量接触这些微生物甚至可以增强你的免疫系统。

关于我们

2018年起,南京大学(溧水) 生态环境研究院与万科公益基金会共同发起了两期“社区厨余堆肥试点项目”。到2023年11月,两期试点项目以及衍生出来的合作伙伴已经在全国14省22市的60余个社区开展厨余堆肥,初步摸索出社区厨余堆肥作为废弃物在地资源化利用的中国路径。

与此同时,合作双方共同发起的“社区厨余堆肥平台”也已凝聚了部分社区厨余堆肥实践者。本期项目将通过支持伙伴开展社区厨余堆肥实践的方式,结合案例经验总结、效益评估、数字平台技术支持等方式进一步提炼社区厨余堆肥的中国模式,扩大政策影响力和国际影响力,贡献于社区可持续发展及气候变化适应。

END


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