变宝网11月27日讯
1国内外餐厨垃圾处置现状
1.1海外餐厨垃圾处置现状
欧洲餐厨垃圾产约5000万t∕a,欧洲各国特别是德国、法国、英国还有北欧区域的较发达国家等对餐厨垃圾的管理和处置都有相对较为健全的系统和体制。如德国关闭了绝大多数垃圾填埋厂,餐厨垃圾使用机械-生物(MBT)或生物技能进行处置;为鼓励垃圾回收和餐厨垃圾使用,丹麦政府于1987开始征收填埋税,并逐提升费率;英国约75%的餐厨垃圾主要使用土地使用方法进行处置,并颁布了餐厨垃圾资源化使用的有关法律条文。
美国餐厨垃圾产生约2598万t∕a。美国对餐厨垃圾产生较大的单位设置餐厨垃圾粉碎机和油脂分离装置,分离出来的垃圾排入下水道,油脂则送往有关加工厂(如制皂厂)加以使用。对于产生较小的居民厨房餐厨垃圾,则混入有机垃圾中统一进行处置或通过餐厨垃圾粉碎机粉碎后排入下水道。美国将来垃圾处置趋势是使用堆肥工艺制成肥料或加工成动物饲料进行资源化回收使用。美国各州关于餐厨垃圾处置的政策和方法略有不一样,大多数州针对当地具体状况,打造了我们的餐厨垃圾处置回收体系,不一样州针对餐厨垃圾肥料化产品的品质规定了各自的准则体系。美国餐厨垃圾资源化使用时的优先次序:抑制产生→救济饥饿穷人→饲养动物→工业使用→堆肥→焚烧或填埋。
日本每排放的餐厨垃圾约2000万t。由于餐厨垃圾的倾倒运输成本很高,因此餐厨垃圾处置机得到了推销和应用。为降低餐厨垃圾对环境的污染,并充分使用其中的资源,日本于2000颁布了《餐厨废物再生法》,该法律规定餐厨加工业、饮食业和流通企业有义务降低餐厨废物的排出,且就再生使用对象饲料和肥料拟定质准则。《餐厨废物再生法》中规定了餐厨垃圾资源化使用时的优先次序:抑制产生→再资源化(肥料饲料油脂等产品沼气)→减。
1.2国内餐厨垃圾处置现状
1.2.1餐厨垃圾处置设施建设及技能工艺
自2010开始,国家进步和改革委员会、住房和城乡建设部、原环境保护部、原农业部组织拓展了城市餐厨废物资源化使用和无害化处置试点工作。“十二五”期间,成立了100个餐厨垃圾试点城市,覆盖了31个省级行政区并覆盖一、二、三线城市。截至2015末,全国已投运、在建、筹建(已立项)的餐厨垃圾处置设施(50t∕d以上)至少有118座,总计处置能力超越2.15万t∕d,其中加入运行的餐厨垃圾处置设施为43座。各区域设施建设总能力相差较大,经济水平较高、人口密度较大的东部沿海城市的餐厨垃圾处置设施规模最大,国内生产总(GDP)较低的西部区域的处置能力最低。单座设施平均规模相差不大,人口密度较高或城市规模较大的区域单座设施平均规模为150~200t∕d,人口密度较低或城市规模较小的区域单座设施平均规模为100~150t∕d,餐厨垃圾处置设施平均规模约为182t∕d,受运行费用和技能稳定性限制,餐厨垃圾集中处置设施的规模一般为100~200t∕d。由于餐厨垃圾处置处置及资源化使用市场的管理政策欠缺、技能路线单一、运营模式不成熟,造成行业进步不规范,盈利模式不明确,产业化进程缓慢。
对118座已确定技能路线的餐厨垃圾处置设施中的111座进行统计,发现使用厌氧发酵技能的有80座,处置能力为1.60万t∕d,占总处置能力的75.9%;使用固体堆肥+液体发酵技能的有4座,处置能力为0.07万t∕d,占总处置能力的3.3%;使用好氧堆肥或飞速好氧发酵技能的有16座,处置能力为0.30万t∕d,占总处置能力的14.2%;使用制饲料或其他技能的有11座,处置能力为0.14万t∕d,占总处置能力的6.6%。
1.2.2餐厨垃圾处置能力
E20研究院的《餐厨垃圾处置市场解析报告(2016)》指出,近来国内经济飞速进步,餐厨垃圾以每10%的持续长。根据城镇人口人均餐厨垃圾产生为0.15kg∕(d·人)计算,国内2011的餐厨垃圾产生为3782万t,2015至4222万t,到2020将至4873万t。一方面是餐厨垃圾产生的飞速长,另一方面是无害化处置能力及水平仍相对不足,大多数城镇的餐厨垃圾难以达成无害化处置,餐厨垃圾采集率及处置率亟待提升。据不完全统计,截至20159月,全国已建、在建、筹建的118座餐厨垃圾处置项目,总处置能力约2.15万t∕d,与“十二五”规划中3万t∕d的处置能力还有差距。此外,《“十三五”全国城镇生活垃圾无害化处置设施建设规划》中需要,到2020底力争新餐厨垃圾处置能力3.44万t∕d,城市基本打造餐厨垃圾回收和再生使用体系。而“十三五”末若完成新规划处置能力建设,餐厨垃圾无害化、资源化处置率仅达36%。国内餐厨垃圾处置能力仍需进一步提高。
2国内餐厨垃圾特质及无害化处置技能
2.1餐厨垃圾特质
餐厨垃圾具有肯定的特殊性,和产生群体的饮食、生活习性以及后续的存放和采集方法有关。国内部分城市餐厨垃圾化学成分主要包括淀粉、纤维素、蛋白质、脂类和无机盐等。国内餐厨垃圾主要特色如下:1)含水率高,一般高达70%~85%;2)有机质含高,脂肪、蛋白质等含高达80%~93%(干基);3)油脂含丰富,约为2%~3%,可以进行回收再加工炼制生物柴油等;4)盐分含高,约为1%,这会影响后续肥料化使用;5)极易腐烂变质,散发恶臭,传播细菌和病毒,性状和气味都会对环境卫生造成恶劣影响,且轻易滋长病原微生物等。
由于餐厨垃圾具有有机质含高、易生物降解的特色,因此使用生物处置技能可生产有机肥和生物气等高附加的产品。生物处置技能(厌氧发酵工艺)是现阶段国内外规模化处置餐厨垃圾的主流工艺,也是达成餐厨垃圾减化、无害化和资源化使用较安全可行的技巧。
2.2餐厨垃圾无害化处置技能
餐厨垃圾处置技能包括填埋和焚烧、饲料化及生物处置三大类,其中饲料化和生物处置是现在应用较为广泛的新型餐厨垃圾处置技能。
2.2.1填埋和焚烧
国内传统的餐厨垃圾处置方法有填埋和焚烧。由于国内尚未有效拓展餐厨垃圾分类工作,大餐厨垃圾混入生活垃圾并同生活垃圾一起进行填埋或者焚烧处置。餐厨垃圾进入填埋场占用大的库容,而且其高含水率及高有机质特质大渗沥液及高浓度有机污染物的产生,大大加填埋场渗沥液处置负荷和处置困难程度,同时造成餐厨垃圾中有机质资源的浪费,使资源回收使用率基本为零。现在国内正着力控制餐厨垃圾的填埋处置。
2.2.2饲料化技能
餐厨垃圾中含有大的有机营养成分,其饲料化具有相当的优势。现在主要有2类饲料化技能:干式饲料及蛋白饲料。其中干式饲料需要物料在95~120℃下至少干燥2h,达到含水率小于15%,杂质低于5%;蛋白饲料由微生物自己及其蛋白分泌物组成(60~80℃)。由于餐厨垃圾来源广泛,成分复杂,使用饲料化使用技能时存在大多数安全隐患,如生物同源性、病菌、重金属、有毒有机物等。为了提升餐厨垃圾饲料化使用流程的可靠性及安全性,CJJ184—2012《餐厨垃圾处置技能规范》中规定了用于生产饲料的餐厨垃圾及其生产工况。
高,营养素全面,C∕N较低,是微生物的良好营养物质,适于使用堆肥处置,主要包括传统好氧堆肥发酵技能及高温好氧堆肥发酵技能2类。还可在好氧堆肥的基础上加入蚯蚓,使用蚯蚓自己丰富的酶系统,将餐厨垃圾有机质转化为其自己或其他生物易于使用的营养物质,加速堆肥的稳定化流程。但国内餐厨垃圾的高盐分、高油分问题,在很大程度限制了肥料化使用技能的推销与应用。
2.2.3.2制备生化腐殖酸
通过高温复合微生物和酶转化技能、飞速腐殖化集成装备、转化工艺精准控制技能集成,筛选自然界生命活力和殖能力强的高温复合微生物菌种,在生化处置设施中,对餐厨垃圾等有机垃圾进行高温高速好氧发酵,使各种有机物得到飞速降解和转化为生物腐殖酸肥料。该腐殖酸肥料可以作为有机源土壤调理剂,用于土壤质提高,起到减少化肥使用率,提升农产品产和改变农产品品质的用途。该技能优点是转化速度快,有机质使用率高,产品一致性高,可进入工业产品推销通路。该技能为好氧技能的主流代表工艺,已在北京、广州、成都、乌鲁木齐等城市胜利应用,但该工艺的液相进入污水处置系统会造成污水负荷大及液相中有机质的浪费。
2.2.3.3厌氧发酵
餐厨垃圾的厌氧发酵是指在无氧条件下,使用兼性微生物及厌氧微生物的代谢功效将复杂有机物分解为小分子有机物及无机物,在此流程中可产生甲烷和氢气等能源物质,此外,使用厌氧发酵可获得各种有机酸和醇类,如乙醇、乙酸、丁酸、葡萄糖糖化酶、乳酸等,从而达成对餐厨垃圾的减容减及资源化使用。厌氧工艺产生的沼气可转化为电能与燃气,厌氧消化罐中产出的沼渣可以进行二次发酵制肥处置。一般厌氧发酵产生的沼气中甲烷含为60%~75%,据杭州市餐厨垃圾一期处置工程经验,处置能力为200t∕d时,沼气产可达13000m3∕d,当沼气中的甲烷浓度为60%时,可产生电能约为26000kW·h∕d,油脂回收率可达88%。厌氧发酵后产生的沼气还可以经过净化、加压后进入燃气管网,供给居民平时的生活采用。
餐厨垃圾高油脂、高盐分也会造成过度酸化及抑制菌体成长,不利于持续而稳定地降解餐厨垃圾。此外,厌氧消化产生的沼渣处置仍是一大难题,一般需干化处置后填埋,或重新堆肥后制成有机肥。因此,探寻适合国内餐厨垃圾组分与特色的厌氧处置工艺,并保证厌氧消化系统的运行稳定,减少运行管理困难程度及成本是当今亟待解决的重要技能问题。
3国内餐厨垃圾资源化使用将来趋势
3.1推进多种工艺融合革新
分析到餐厨垃圾成分复杂,各区域饮食习性差别大致使垃圾组分差异较大,往往通过预处置对餐厨垃圾进行杂质去除和油脂回收。由于国内尚未全面拓展垃圾分类工作,因此采集到的餐厨垃圾中仍然含有大杂质,包括金属、玻璃、陶瓷等无机杂质和废纸、废塑料、废餐盒、筷子等非营养性有机物,合适的预处置技能不仅可以达成杂质的有效去除,同时能为后续处置环节创造有利条件。预处置技能应依据收运的餐厨垃圾成分和主体工艺需要而定,并做出针对性设计,以达成预处置成效佳、后续资源化工艺运行稳定的目的。
餐厨垃圾成分的复杂性决定了采用单一的现有处置技能难以完成高效高产处置,因此,对餐厨垃圾进行组分分离、综合运用已有多项处置技能是势必的处置思路。如将采集到的餐厨垃圾初步去除杂物后,使用离心或压榨等方法得到有机质干渣和油水混合物,有机质干渣可用于微生物好氧发酵生产有机肥;油水混合物第三分离后,油脂可用于生产生物柴油,最后剩下的水分含有丰富的有机质,可进行厌氧发酵生产能源气体,作为高品质热源循环用于发酵装备,产生的沼渣可以进入好氧系统发酵。通过融合与技能革新,可以有效解决好氧发酵液相有机质浪费、厌氧发酵沼渣处置难题,达到固相液相全使用,物质能全回收,既弥补了使用单一处置技能存在的短板,又加了餐厨资源化产品的多样性,达成资金投入收益最大化,是将来餐厨垃圾处置技能进步的趋势。
3.2推行源头减和垃圾分类
餐厨垃圾源头分类采集不仅可以达成源头减,有效提升餐厨垃圾采集数及质,同时可以减少预处置费用,提升后续资源化产品质。当今应加强宣传教育,大力拓展餐厨垃圾源头减和分类活动,提升居民环境意识,养成勤俭节省、物尽其用、降低浪费的文明生活习性,促进源头减和资源回收。
餐厨垃圾的分类采集不仅可以达成餐厨垃圾的有效回收使用,同时可降低生活垃圾总的50%以上。餐厨垃圾单独采集将显著提升生活垃圾热,从而便于后续焚烧或者填埋处置,不仅可以减少焚烧流程的烟气污染,而且可以提升填埋场采用限,降低渗滤液处置负荷。
垃圾源头分类通过回收可循环使用的垃圾降低资源浪费,改变粗放的垃圾混合收运方法,缓解垃圾后续处置处置的重压,大大降低垃圾处置费用及土地资源的消耗,具有很大的经济效益、生态效益及社会效益。将来餐厨垃圾处置需要做到分类采集、分类运输和分类资源化,不断提升餐厨垃圾处置水平,在确保餐厨垃圾得到无害化处置和处置的基础上,尽可能做到资源化。
3.3健全餐厨垃圾管理体制和政策
在餐厨垃圾管理体制方面,欧洲等发达国家在餐饮部门设置专门的餐厨垃圾存放点,对餐厨垃圾实行单独分类采集,对运输和处置实行全流程控制管理,特别在食品生产加工环节,采取成品或半成品等净菜进城措施,源头削减和抑制餐厨垃圾的产生,并采取强制资源化使用的措施。国内餐厨垃圾纳入规范化、准则化管理起步较晚(2005),在采集、运输和处置方面的政策法规和准则相对滞后。因此,餐厨垃圾处置应统筹分析餐厨垃圾的分类采集和运输、处置设施建设、运行监管等重点环节,落实餐厨垃圾从产生、运输、处置等各环节的污染控制,构建“因地制宜、技能合适、环保达标”的餐厨垃圾处置体系。打造餐厨垃圾处置及资源化使用监控技能体系与信息化管理平台,达成餐厨垃圾处置系统的统筹监控管理与高效信息化运行,显著提高餐厨垃圾资源化使用系统的整体安全程度和信息化水平。
4结语
(1)国内餐厨垃圾具有高含水率、高有机质含、高油脂含、高含盐的特质,理化特质地域性差异大,造成餐厨垃圾处置困难程度及资源化使用困难程度高。现在国内餐厨垃圾处置工艺以厌氧发酵工艺为主,部分为饲料化技能,餐厨垃圾已有的处置设施尚没办法满足日益大的餐厨垃圾需求,餐厨垃圾处置项目建设运行的准则化体系和管理方案尚未打造。
(2)伴随餐厨垃圾资源化处置技能水平的不断提高与餐厨垃圾管理法规的日益健全,应围绕餐厨垃圾处置拓展多种技能融合实践与革新,同步实行垃圾分类收运与管理,最后达成餐厨垃圾高效资源化使用及无害化处置的目的,推进循环经济社会的飞速进步。