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餐厨垃圾无害化处理与资源化利用现状及发展趋势

时间:2019-11-28 09:24

来源:环境工程技术学报

作者:邓俊

餐厨垃圾有机质含量高,具有较高的可再利用价值,但处置不当又极易产生各种环境问题,带来较大危害。基于文献资料,总结了国外餐厨垃圾产生量和处理现状,我国餐厨垃圾处理设施建设情况及处理能力;分析了我国餐厨垃圾的特性,阐述了我国餐厨垃圾无害化处理的填埋与焚烧、饲料化和生物处理三大类技术,对比分析了主要技术的特点、原理、适用条件、优缺点与应用情况,重点阐述了当前的主流技术——生物处理技术的主要工艺和应用现状;总结了餐厨垃圾资源化利用和无害化处理中存在的技术及管理问题,从推动多种处理工艺优化融合,实施垃圾源头分类收运,完善餐厨垃圾管理体制和政策等技术及管理方面分析了我国餐厨垃圾处理技术未来的发展趋势。

餐厨垃圾俗称泔水、潲水,即残羹剩饭,是城市固体垃圾中有机垃圾的重要组成部分。随着我国城市化进程加快和人民生活水平的提高,餐厨垃圾已经成为城市生活垃圾的重要组成部分。在城市生活垃圾结构中,餐厨垃圾的占比为30%~50%,清华大学固体废物污染控制及资源化研究所的统计数据表明,我国城市每年产生6 000万t以上餐厨垃圾。餐厨垃圾极易腐烂变质,若处置不当可能会引发“地沟油”“垃圾猪”等食品安全问题,严重影响市容并污染环境,危及居民身体健康。与其他垃圾相比,餐厨垃圾含有丰富的营养元素和有机质,具有很大的回收利用价值。餐厨垃圾资源化处理可以变废为宝、化害为利,从源头上避免直接作为饲料进入食物链,有效解决餐厨垃圾作为生活垃圾填埋或焚烧造成的资源浪费和环境污染问题,实现社会效益、经济效益和环境效益的统一。因此如何实现餐厨垃圾的资源化利用及无害化处理是我国当前面临的迫切问题,也是社会广泛关注的问题。常规的填埋和焚烧方法不仅浪费大量有机物,也带来严重的二次污染。笔者在分析餐厨垃圾特征及阐述餐厨垃圾资源化处理技术的基础上,分析了目前我国餐厨垃圾资源化处理现状及存在的问题,探讨了餐厨垃圾资源化利用未来的发展趋势。

1 国内外餐厨垃圾处理现状

1.1 国外餐厨垃圾处理现状

欧洲餐厨垃圾产量约5 000万t∕a,欧洲各国特别是德国、法国、英国还有北欧地区的较发达国家等对餐厨垃圾的管理和处理都有相对较为完善的系统和体制。如德国关闭了绝大多数垃圾填埋厂,餐厨垃圾采用机械-生物(MBT)或生物技术进行处理;为鼓励垃圾回收和餐厨垃圾利用,丹麦政府于1987年开始征收填埋税,并逐年提高费率;英国约75%的餐厨垃圾主要采用土地利用方式进行处理,并颁布了餐厨垃圾资源化利用的相关法律条文。

美国餐厨垃圾产生量约2 598万t∕a。美国对餐厨垃圾产生量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,油脂则送往相关加工厂(如制皂厂)加以利用。对于产生量较小的居民厨房餐厨垃圾,则混入有机垃圾中统一进行处理或通过餐厨垃圾粉碎机粉碎后排入下水道。美国未来垃圾处理趋势是采用堆肥工艺制成肥料或加工成动物饲料进行资源化回收利用。美国各州关于餐厨垃圾处理的政策和方式略有不同,很多州针对当地具体情况,建立了自己的餐厨垃圾处理回收体系,不同州针对餐厨垃圾肥料化产品的品质规定了各自的标准体系。美国餐厨垃圾资源化利用时的优先次序:抑制产生→救济饥饿穷人→饲养动物→工业利用→堆肥→焚烧或填埋。

日本每年排放的餐厨垃圾约2 000万t。由于餐厨垃圾的倾倒运输费用很高,因此餐厨垃圾处理机得到了推广和应用。为减少餐厨垃圾对环境的污染,并充分利用其中的资源,日本于2000年颁布了《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减少餐厨废物的排出量,且就再生利用对象饲料和肥料制定质量标准。《餐厨废物再生法》中规定了餐厨垃圾资源化利用时的优先次序:抑制产生→再资源化(肥料>饲料>油脂等产品>沼气)→减量。

1.2 我国餐厨垃圾处理现状

1.2.1 餐厨垃圾处理设施建设及技术工艺

自2010年开始,国家发展和改革委员会、住房和城乡建设部、原环境保护部、原农业部组织开展了城市餐厨废物资源化利用和无害化处理试点工作。“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年末,全国已投运、在建、筹建(已立项)的餐厨垃圾处理设施(50 t∕d以上)至少有118座,总计处理能力超过2.15万t∕d,其中投入运行的餐厨垃圾处理设施为43座。各地区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理设施规模最大,国内生产总值(GDP)较低的西部地区的处理能力最低。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地区单座设施平均规模为150~200 t∕d,人口密度较低或城市规模较小的地区单座设施平均规模为100~150 t∕d,餐厨垃圾处理设施平均规模约为182t∕d,受运行成本和技术稳定性限制,餐厨垃圾集中处理设施的规模一般为100~200 t∕d。由于餐厨垃圾处理处置及资源化利用市场的管理政策欠缺、技术路线单一、运营模式不成熟,导致行业发展不规范,盈利模式不清晰,产业化进程缓慢。

对118座已确定技术路线的餐厨垃圾处理设施中的111座进行统计,发现采用厌氧发酵技术的有80座,处理能力为1.60万t∕d,占总处理能力的75.9%;采用固体堆肥+液体发酵技术的有4座,处理能力为0.07万t∕d,占总处理能力的3.3%;采用好氧堆肥或快速好氧发酵技术的有16座,处理能力为0.30万t∕d,占总处理能力的14.2%;采用制饲料或其他技术的有11座,处理能力为0.14万t∕d,占总处理能力的6.6%。

1.2.2 餐厨垃圾处理能力

E20研究院的《餐厨垃圾处理市场分析报告(2016)》指出,近年来我国经济快速发展,餐厨垃圾以每年10%的增量持续增长。按照城镇人口人均餐厨垃圾产生量为0.15 kg∕(d·人)计算,我国2011年的餐厨垃圾产生量为3 782万t,2015年增至4 222万t,到2020年将增至4 873万t。一方面是餐厨垃圾产生量的快速增长,另一方面是无害化处理能力及水平仍相对不足,大部分城镇的餐厨垃圾难以实现无害化处理,餐厨垃圾收集率及处理率亟待提高。据不完全统计,截至2015年9月,全国已建、在建、筹建的118座餐厨垃圾处理项目,总处理能力约2.15万t ∕d,与“十二五”规划中3万t∕d的处理能力还有差距。此外,《“十三五”全国城镇生活垃圾无害化处理设施建设规划》中要求,到2020年底力争新增餐厨垃圾处理能力3.44万t∕d,城市基本建立餐厨垃圾回收和再生利用体系。而“十三五”末若完成新增规划处理能力建设,餐厨垃圾无害化、资源化处理率仅达36%。我国餐厨垃圾处理能力仍需进一步提升。

编辑:李丹

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