香港科技大学(HKUST)研究团队基于全球29个大城市(包括香港、北京和纽约)的食物垃圾与废水相关数据,提出一套城市食物垃圾管理的定量框架。研究结果显示,在食物垃圾含水量较高的城市,将食物垃圾粉碎后导入污水系统,并与填埋或焚烧等方式组合的综合处理模式,相较主要依赖填埋的做法,可将整体温室气体排放减少约47%,并把总废物管理成本降低约11%。
该研究由香港科技大学土木与环境工程系讲座教授陈光浩领衔,博士后郭洪晓与博士生邹旭参与,并与华中科技大学研究人员合作完成。论文题为《重新定义29个大城市的分离或综合食物垃圾与废水流》,已发表于期刊《Nature Cities》。
研究团队指出,随着城市人口增长,食物垃圾产生量持续上升,但多数城市仍以填埋或焚烧为主要处理方式。由于食物垃圾含水量高,这类处理路径在效率与运输环节面临更高负担。研究同时引用美国情况称,食物垃圾约占填埋场甲烷排放的58%。

在对29个城市的食物垃圾组成、废水产生量、能耗与处理成本等数据进行对比后,研究认为影响处理效率的关键变量并非垃圾重量或类别,而是含水量:含水量越高,处理成本与排放水平越高。
基于上述发现,团队建立“城市生物废物流”(Urban Biowaste Flux,UBF)框架,并提出食物垃圾含水量的人均年阈值约为46.8公斤。研究称,当城市食物垃圾含水量超过该阈值时,将食物垃圾导入污水网络并与填埋或焚烧结合的综合系统,其总体成本低于维持分离收集处理的系统。研究提到,香港、北京和首尔等城市因常用新鲜食材及汤类饮食,食物垃圾含水量相对较高。
以香港为例,研究测算显示,采用食物垃圾粉碎机将垃圾导入污水系统后,废水处理与污泥处理的年运营成本分别增加563万美元和2251万美元,但填埋费用减少7400万美元;在计入资本、运营及粉碎机费用后,香港总废物管理成本下降11.13%。排放方面,综合处理可使香港直接与间接温室气体排放合计减少46.61%。

邹旭表示,对香港食物垃圾与废水样本的分析显示,食物垃圾占进入生物废物处理系统的化学需氧量总量的57.78%,这意味着需要重新审视食物垃圾的管理路径,并称UBF模型可为高含水量城市提供分析工具。
郭洪晓表示,与传统分离收集并填埋的方式相比,综合系统可使不同城市的温室气体排放减少24%至88%;美国约有一半食物垃圾已通过该方式管理,但在亚洲仍不普遍。
陈光浩表示,若利用污水系统处理湿食物垃圾并结合厌氧消化技术,可将污泥用作燃料,焚烧产生的热量亦可回收发电。研究测算,在29个城市中,若采用综合处理,27个城市的人均年能耗可减少约20.6%,26个城市的人均温室气体排放可减少约22.6%。他同时指出,各城市条件不同,并非适用同一模式,但对食物垃圾含水量高且固体废物处理成本高的城市而言,综合处理是一条可行路径。
