張俊文

（廣州市城市管理技術(shù)研究中心，廣東 廣州 510170）

隨著《生活垃圾分類(lèi)標(biāo)志》的實(shí)施，生活垃圾分為可回收物、有害垃圾、廚余垃圾和其他垃圾。其中廚余垃圾是指易腐爛的、含有機(jī)質(zhì)的生活垃圾，包括家庭廚余垃圾、餐廚垃圾和其他廚余垃圾等[1]。根據(jù)統(tǒng)計(jì)我國(guó)廚余垃圾超8 000 萬(wàn)t/a（按160 g/（人·d）[1，2]和全國(guó)14億人口估算），產(chǎn)生量巨大。對(duì)于廚余垃圾妥善處理備受關(guān)注，但目前46 個(gè)垃圾分類(lèi)重點(diǎn)城市中，廚余垃圾集中處理能力仍不足5%[3]。廚余垃圾采用焚燒處理會(huì)降低焚燒垃圾的熱值，采用填埋處理會(huì)因其本身含水率過(guò)高而影響填埋堆體的穩(wěn)定性。由于集中處理設(shè)施容易形成“鄰避”效應(yīng)，建設(shè)周期長(zhǎng)，導(dǎo)致現(xiàn)今的處理缺口巨大。分散就地處理模式的出現(xiàn)一定程度上彌補(bǔ)了這一不足，逐漸被各地接受和采納[3]。

廚余垃圾具有高含水率和易腐的特點(diǎn)，在就地處理過(guò)程中處理不當(dāng)容易產(chǎn)生較大的污染，主要為污水和惡臭。目前北京、上海和廣州等地已有采用廚余垃圾就地處置的工程案例，但各地采用的處理設(shè)備各有不同，處理水平也良莠不齊。目前較少有關(guān)廚余垃圾就地處理情況報(bào)道，因此，對(duì)廚余垃圾就地處理的現(xiàn)狀進(jìn)行討論，并以南方某市30 t 廚余垃圾就地處理站為例，分析廚余垃圾在就地處理過(guò)程中的污染治理、產(chǎn)物特性和運(yùn)營(yíng)成本，對(duì)廚余垃圾就地處理資源化利用提出建議。

1 廚余垃圾就地處理現(xiàn)狀

1.1 配套政策

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，居民生活質(zhì)量不斷提高，對(duì)生活垃圾的關(guān)注也達(dá)到空前熱度。各地生活垃圾分類(lèi)管理辦法相繼發(fā)布實(shí)施，并在生活垃圾分類(lèi)配套政策的加持下，廚余垃圾分類(lèi)、收集和處理已成大勢(shì)所趨。我國(guó)先后發(fā)布《關(guān)于在中央和國(guó)家機(jī)關(guān)推進(jìn)餐廚垃圾就地資源化處理的通知》《國(guó)務(wù)院辦公廳關(guān)于加強(qiáng)地溝油整治和餐廚廢棄物管理的意見(jiàn)》等系列配套政策，引導(dǎo)廚余垃圾就地處理，實(shí)現(xiàn)無(wú)害化和資源化。在這一背景下，北京、上海、廣州等一批一線城市結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況先后頒布地方生活垃圾管理?xiàng)l例，提高廚余垃圾的分出率和精準(zhǔn)度，采用集中處理和分散處理相結(jié)合的模式，倡導(dǎo)和鼓勵(lì)當(dāng)?shù)貜N余垃圾就地處理。

1.2 應(yīng)用現(xiàn)狀

上海青浦、嘉定、崇明等區(qū)域據(jù)統(tǒng)計(jì)廚余垃圾就地處理設(shè)備有336 個(gè)[4]，蘇州開(kāi)展廚余垃圾就地處理的試點(diǎn)小區(qū)有66 個(gè)。廣州實(shí)施廚余垃圾就地處理的街鎮(zhèn)約40 個(gè)，日均就地處理量為1 000～1 500 t。目前廚余垃圾就地處理項(xiàng)目的落地，有效補(bǔ)充了末端集中處理能力的不足，對(duì)于距離集中處理設(shè)施較遠(yuǎn)的區(qū)域更是節(jié)省了很大一部分運(yùn)輸費(fèi)用，為廚余垃圾資源化處理與利用提供了新思路。

2 就地處理設(shè)備現(xiàn)狀

2.1 標(biāo)準(zhǔn)要求

我國(guó)已頒布兩部相關(guān)廚余垃圾就地處理設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，分別是《有機(jī)垃圾生物處理機(jī)》（CJ/T 227—2018）[5]和《餐飲業(yè)餐廚廢棄物處理與利用設(shè)備》（GB/T 28739—2012）[6]，根據(jù)處理目的分為減量型和資源型兩類(lèi)。減量型處理設(shè)備以減量化為目的，處理后減量明顯，主要規(guī)定處理后產(chǎn)物的減容率和減重率；資源型處理設(shè)備以資源化利用為目的，處理后產(chǎn)物要穩(wěn)定和腐熟，主要規(guī)定處理后產(chǎn)物的利用率和耗氧速率，詳見(jiàn)表1 。

表1 就地處理設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)要求

2.2 工藝類(lèi)型

2.2.1 烘干脫水

廚余垃圾經(jīng)分揀、破碎和擠壓等預(yù)處理環(huán)節(jié)后完成初步脫水。在大于100 ℃的高溫下烘烤3～8 h，進(jìn)一步降低含水率完成烘干。廚余垃圾含水率一般在75%～80%，預(yù)處理中包含了擠壓脫水環(huán)節(jié)，但處理后也僅能降至70%，減容50%，減重30%[7]。因此廚余垃圾的破碎和擠壓脫水只能作為就地處理的預(yù)處理工序，脫水后仍需進(jìn)行烘干蒸發(fā)水分，使處理后的產(chǎn)物減容率、減重率和含水率達(dá)到要求。

2.2.2 生物干化

生物干化的預(yù)處理與烘干脫水的工藝相似，廚余垃圾預(yù)處理都是經(jīng)分揀、破碎和擠壓脫水。初步脫水后，再將耐高溫微生物加入脫水后的廚余垃圾中。在60～85 ℃高溫環(huán)境下，發(fā)酵10～24 h 進(jìn)一步干化。

2.2.3 好氧堆肥

廚余垃圾經(jīng)分揀、破碎和擠壓脫水后，混合好氧菌進(jìn)行好氧堆肥。堆體好氧發(fā)酵溫度55～70 ℃持續(xù)8 d左右，降低廚余垃圾含水率，形成堆肥產(chǎn)品。烘干脫水和生物干化就地處理工藝都以減容、減重和降低含水率為主要目標(biāo)，好氧堆肥能兼顧減量和資源化，降低含水率并形成堆肥產(chǎn)品。

3 廚余垃圾就地處理工程案例分析

3.1 項(xiàng)目概況

南方某市廚余垃圾就地處理站自2018 年9 月開(kāi)始建設(shè)，2018 年11 月建成，占地面積60 m2，主體設(shè)備由2 條預(yù)處理線、6 個(gè)高溫好氧發(fā)酵降解倉(cāng)組成，日處理規(guī)模30 t。該處理站于2019 年1 月1 日正式運(yùn)行，服務(wù)轄區(qū)內(nèi)廚余垃圾的處理工作，分上午、下午2 次入站處理，處于滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行。就地處理站配置一套廢氣處理設(shè)備和一套廢水處理設(shè)施，實(shí)現(xiàn)廢氣、廢水處理達(dá)標(biāo)排放。

3.2 廚余垃圾物理性質(zhì)

就地處理站廚余垃圾主要組分濕質(zhì)量分別為蔬菜類(lèi)41.5%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同），水果類(lèi)38.2%，主食類(lèi)7.6%，蛋殼、骨頭和貝類(lèi)7.2%，肉類(lèi)2.3%，其他3.2%。物理性質(zhì)如表2 所示，含水率達(dá)到75%，pH 值為4.5，EC 為1 578 μS/cm，有機(jī)質(zhì)為60.59%，C/N 為15.63。

表2 廚余垃圾物理特性

3.3 處理工藝

就地處理工藝采用高溫微生物好氧發(fā)酵，由預(yù)處理系統(tǒng)、高溫好氧發(fā)酵系統(tǒng)和末端廢氣廢水處理系統(tǒng)組成，工藝流程如圖1 所示。廚余垃圾送至廚余垃圾處理站后，經(jīng)分選、破碎、除油脫鹽、壓榨脫水后，進(jìn)入降解倉(cāng)內(nèi)好氧發(fā)酵。在好氧發(fā)酵48 h 后形成產(chǎn)物，出料后重新進(jìn)料。

圖1 工藝流程

3.4 污染物治理

3.4.1 廢氣

就地處理站廢氣的主要成分為硫化氫20%、氨氣40%、硫醇類(lèi)15%、胺10%、揮發(fā)性有機(jī)物類(lèi)20%、其他5%，主要來(lái)源于降解倉(cāng)內(nèi)發(fā)酵及預(yù)處理區(qū)（提桶區(qū)、分揀區(qū)、破碎口、壓榨脫水口等）產(chǎn)生的廢氣。該就地處理站廢氣處理采用負(fù)壓除臭技術(shù)，對(duì)處理車(chē)間進(jìn)行密閉處理，在卸料口及人工分揀平臺(tái)進(jìn)行臭氣收集，收集后氣體一同并入氣體平衡罐，然后采用化學(xué)洗滌除臭（兼水洗除塵）+光催化氧化除臭+植物液洗滌工藝+臭氧還原器，處理后硫化氫、氨、臭氣濃度三項(xiàng)指標(biāo)的監(jiān)測(cè)結(jié)果均滿(mǎn)足《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 14554—1993）無(wú)組織排放三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，詳見(jiàn)表3。

表3 廢氣檢測(cè)結(jié)果

3.4.2 廢水

廚余垃圾在處理的過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生大量廢水，主要來(lái)源于：一是廚余垃圾經(jīng)過(guò)接料倉(cāng)瀝出的廢水；二是廚余廚垃圾及果蔬垃圾經(jīng)過(guò)壓榨機(jī)后排出的廢水；三是清洗地面廢水；四是廢氣噴淋水洗產(chǎn)生的廢水。廢水的基本化學(xué)性質(zhì)：pH 值為4.9，CODcr 值為60 000 mg/L，BOD5值為40 000 mg/L，氨氮100 mg/L，懸浮物2 000 mg/L，動(dòng)植物油4 000 mg/L，總氮150 mg/L，磷酸鹽15 mg/L。廢水的處理工藝采用預(yù)處理+混絮凝物化處理+三級(jí)AO+好氧+混絮凝沉淀處理，處理后滿(mǎn)足《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 8978—1996）[9]標(biāo)準(zhǔn)，處理后的檢測(cè)結(jié)果詳見(jiàn)表4。

表4 廢水檢測(cè)結(jié)果mg/L

3.5 產(chǎn)物特性

對(duì)廚余垃圾就地處理產(chǎn)物進(jìn)行檢測(cè)，分析結(jié)果如表5 所示。結(jié)果顯示含水率為22%，不滿(mǎn)足《餐飲業(yè)餐廚廢棄物處理與利用設(shè)備》中減量型和資源型就地處理設(shè)備的要求（含水率＜15%）。要使含水率降至15%以下，能耗將會(huì)大大提高，就會(huì)限制就地處理設(shè)備的推廣。產(chǎn)物可參照新版的《有機(jī)肥料》（NY/T 525—2021）[10]作對(duì)比。通過(guò)檢測(cè)分析，產(chǎn)物基本理化性質(zhì)指標(biāo)含水率22%、pH 值8.0、有機(jī)質(zhì)45%、總養(yǎng)分5.38%，指標(biāo)均能滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)要求。新版《有機(jī)肥料》標(biāo)準(zhǔn)增加了發(fā)芽率（GI），而產(chǎn)物檢測(cè)結(jié)果為17.51%，遠(yuǎn)未達(dá)到規(guī)范要求的70%。衛(wèi)生指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果顯示，產(chǎn)物中的糞大腸菌群數(shù)、蛔蟲(chóng)卵死亡率均滿(mǎn)足規(guī)范要求。由于廚余垃圾來(lái)源于生活而且處理工藝前端有分選環(huán)節(jié)，產(chǎn)物的重金屬各項(xiàng)指標(biāo)均滿(mǎn)足規(guī)范要求。

表5 產(chǎn)物分析結(jié)果

3.6 運(yùn)營(yíng)成本

該廚余垃圾就地處理站30 t/d 處理規(guī)模，換算下來(lái)主體處理設(shè)備的能耗約為110 kW·h。另需配置1 名項(xiàng)目管理人員及5 名站內(nèi)操作工，人員成本包括工資、保險(xiǎn)福利等合計(jì)約38 萬(wàn)元/a。廚余垃圾就地處理站的運(yùn)營(yíng)成本包括設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)、設(shè)備用電、廢水處理、廢氣處理和人員費(fèi)用，直接成本約為198.61 元/t。

4 建議

受限于處理規(guī)模，廚余垃圾分散就地處理在噸處理量成本上，設(shè)備投資、占地面積、處理能耗、運(yùn)營(yíng)成本等方面比集中處理都不具備優(yōu)勢(shì)。但是，對(duì)于運(yùn)輸距離遠(yuǎn)的郊區(qū)和農(nóng)村，具有減少運(yùn)費(fèi)、改善收運(yùn)環(huán)境的優(yōu)勢(shì)。廚余垃圾就地處理無(wú)論采用何種工藝均應(yīng)注意廢水廢氣的處理，須達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求后方能排放。廚余垃圾就地處理后的產(chǎn)物，一方面可運(yùn)至生活垃圾焚燒廠處置，另一方面可考慮后續(xù)腐熟措施，使產(chǎn)物達(dá)到《有機(jī)肥料》標(biāo)準(zhǔn)，可用作于土壤改良劑或者有機(jī)肥料施用于土壤中。