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特稿︱张益:我国厨余垃圾处理技术和管理发展综述

时间:2021-06-18 10:31

来源:固废观察

  厨余垃圾包括家庭厨余垃圾、餐厨垃圾和其他厨余垃圾,具有有机物含量高、含水率高、油分高和盐分高的特性,通过这几年的实践,已基本形成以厌氧消化为主、好氧制肥为辅、昆虫法和饲料化等为补充的厨余垃圾处理技术路线,并初步建立了一套较为规范的管理体系,但目前的处理能力远不能满足实际需求,具备核心竞争力的企业将在未来具有较大的发展空间。

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  定义和基本分类

  根据新版国家标准《生活垃圾分类标志》,厨余垃圾是指家庭厨余垃圾、餐厨垃圾和其他厨余垃圾的统称。

  家庭厨余垃圾又称易腐垃圾或湿垃圾,是指居民家庭日常生活过程中产生的菜帮、菜叶、瓜果皮壳、剩菜剩饭、废弃食物等易腐性垃圾。

  餐厨垃圾又称餐饮垃圾,是指相关企业和公共机构在食品加工、饮食服务、单位供餐等活动中,产生的食物残渣、食品加工废料和废弃食用油脂等。

  其他厨余垃圾是指农贸市场、农产品批发市场产生的蔬菜瓜果垃圾、腐肉、肉碎骨、水产品、畜禽内脏等。

  其中家庭厨余垃圾和其他厨余垃圾都可以简称为“厨余垃圾”。

  餐厨垃圾中的废弃食用油脂,是指餐饮单位和食品加工企业等做煎炸食品后废弃的煎炸用油,以及从餐饮单位厨房排水除油设施分离出的油脂和排水管道或检查井清掏污物中提炼出的油脂,后者又俗称为“地沟油”。

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  特性和主要危害

  由于饮食习惯,我国厨余垃圾特别是其中的餐厨垃圾具有有机物含量高、含水率高、油分高和盐分高的特性,所以极易腐败、发酵、发臭、滋生病菌,且由于洗涤剂、消毒剂、杀虫剂以及食品霉烂产生的毒素,使其含有铅、汞、黄曲霉等有害物质,如果管理不当很容易污染环境和危害健康。

  近几年,随着地沟油、垃圾猪、非洲猪瘟等事件相继曝光和查处,厨余垃圾处理问题逐渐进入公众视野,特别是生活垃圾分类工作在全国范围全面推进以来,社会各界对厨余垃圾的污染、危害和资源化利用问题日益关注和重视。

  实行厨余垃圾分类投放、分类收集、分类运输和分类处理,不仅有利于生态环境保护,而且有助于资源高效利用,更可从源头上控制“地沟油”流出,以根治引发食品安全的“顽疾”。

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  背景和基本现状

  “十二五”和“十三五”期间,国家分别对餐厨垃圾处理投资110亿元和184亿元。

  2014、2015、2016三年间国家发改委分五批共公布了开展餐厨垃圾处理的100个试点项目,但在最近4年时间内没有公布新的试点项目。

  已建成和在推进的餐厨垃圾处理项目超过350个,合计处理能力超过5.0万吨/日,约占城市餐厨垃圾产生总量的55%。其中已投入运行或试运行的餐厨垃圾处理项目超过180个,处理能力超过3.5万吨/日。

  生活垃圾分类工作从46个重点城市扩大到地级市以上全面推进,其中35%的回收利用率是要重点考核的硬指标,厨余垃圾处理项目近期在各地释放迅速。

  国家相关部门和各级地方政府出台的相关政策支持开展厨余垃圾处理和资源化利用。

  技术、建设、运营等水平的全面提升支撑厨余垃圾处理项目的进一步发展。

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  政策和最新规划

  2020年8月20日,习近平总书记在合肥主持召开扎实推进长三角一体化发展座谈会上指出,要推进环太湖地区城乡有机废弃物处理利用,形成系列配套保障措施,为长三角地区生态环境共保联治提供借鉴,为全国有机废弃物处理利用作出示范。

  2019年4月26日,住建部等九部门印发的《关于在全国地级及以上城市全面开展生活垃圾分类工作的通知》中要求,采取长期布局和过渡安排相结合的方式,加快湿垃圾处理设施建设和改造,统筹解决餐厨垃圾、农贸市场垃圾等易腐垃圾处理问题,严禁餐厨垃圾直接饲喂生猪。

  2020年7月31日,国家发改委等三部门联合印发的《城镇生活垃圾分类和处理设施补短板强弱项实施方案》中提出,要稳步提升厨余垃圾处理水平,已出台生活垃圾分类法规并对厨余垃圾分类处理提出明确要求的地区,要根据厨余垃圾分类收集情况,按照科学评估、适度超前原则,稳步推进厨余垃圾处理设施建设。尚未出台垃圾分类法规的地区,以及厨余垃圾资源化产品缺乏消纳途径的地区,厨余垃圾可纳入现有焚烧设施统筹处理。

  2021年1月4日,中共中央、国务院联合发布的《关于全面推进乡村振兴加快农业农村现代化的意见》中要求,健全农村生活垃圾收运处置体系,推进源头分类减量、资源化处理利用,建设一批有机废弃物综合处置利用设施。

  2021年2 月22 日,国务院发布的《关于加快建立健全绿色低碳循环发展经济体系的指导意见》中要求,做好餐厨垃圾资源化利用和无害化处理。

  2021年5月6日,国家发改委、住建部联合印发《“十四五”城镇生活垃圾分类和处理设施发展规划》中要求,科学选择适宜技术路线和处理方式,着力解决好堆肥工艺中沼液、沼渣等产品在农业、林业生产中应用的“梗阻”问题。积极推广厨余垃圾资源化利用技术,合理利用厨余垃圾生产生物柴油、沼气、土壤改良剂、生物蛋白等产品。以集中处理为主,分散处理为辅,稳妥有序推进厨余垃圾处理设施建设。探索建立市场化的建设和运行模式,建立厨余垃圾全链条、整体性处置利用体系。鼓励社会专业公司参与运营,不断提升厨余垃圾处理市场化水平。

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  产量和市场机会

  市场机遇:随着生活垃圾分类工作在全国范围的全面推进,将给厨余垃圾(包含餐厨垃圾)赋予新的内涵和新的使命,并带来新的技术进步和发展空间,厨余垃圾的处理市场将在未来几年加速释放。

  企业机会:厨余垃圾量大面广,系城市管理的关注重点,是垃圾分类的考核重点,也是末端处理的薄弱环节,目前的项目数量和处理能力远远满足不了实际需求,具备核心竞争力的企业将在未来具有较大的发展空间。

  产量预测:家庭厨余垃圾产量约12万吨/日(以实际分出率15%-20%估算),餐厨垃圾产量约9万吨/日,其它厨余垃圾产量约4万吨/日,厨余垃圾产量合计约25万吨/日。

  规模估算:项目建设规模约220亿元/年,项目运营规模 约230亿元/年,处理和资源化利用产业规模合计约450亿元/年。

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  问题和破解思路

  家庭厨余垃圾处理目前普遍存在投入大、成本高、收益低等矛盾,同时存在项目落地难、行业监管难、稳定运行难、异味控制难、产品出路难等困境,按安全、环保、卫生、高效、低耗、经济等指标来综合判断,现有的处理方法都存在不足和短板。

  要实现垃圾分类回收利用率35%的目标就回避不了家庭厨余垃圾处理问题,而目前政策限制饲料化和农用肥生产又失去了两个性价比相对较高的选项。

  在上述背景下目前可考虑的基本思路包括但不限于:

  一是提倡家庭厨余垃圾精准化投放,在提高质量的前提下适当控制产量;

  二是在垃圾焚烧厂服务范围内,优先考虑经预处理后“沼液浆料厌氧产气发电+固渣沼渣焚烧发电或生物转化”的协同处理方案;

  三是在现有餐厨垃圾处理厂基础上,扩建家庭厨余垃圾和其他厨余垃圾处理设施并发挥协同效应;

  四是在条件具备的居民小区、公共机构和农贸市场等设置小型生化处理机,对家庭厨余垃圾和其他厨余垃圾进行源头减量和资源化利用。

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  处理和技术应用

  通过这几年的实践,我国已基本形成以厌氧消化技术为主、好氧制肥技术为辅、昆虫法和饲料化等为补充的厨余垃圾处理的技术路线,前两者主要为集中处理模式,后两者主要为分散处理模式。

  目前,在各类厨余垃圾处理技术应用中,厌氧消化技术约占70%,就地就近处理(分布分散)技术约占15%,其他处理(好氧制肥、饲料化和昆虫法等)技术约占15%。

  其中,厌氧消化又分为干法工艺和湿法工艺两大类,由于特性差异餐厨垃圾可能更适用于湿法工艺,而家庭厨余垃圾和其他厨余垃圾则可能较适用于干法工艺,另外这两类厨余垃圾的预处理工艺也有较大差别。

  餐厨垃圾碳氮比低、酸败快,加上部分区域餐厨垃圾产量较少,因此适宜与家庭厨余垃圾和其他厨余垃圾一起进行协同厌氧处理,也可与生活垃圾和污水处理设施等集中布局,形成行业共建模式,以提高土地利用效率。

  厌氧处理过程产生的固渣和沼渣可送垃圾焚烧厂进行协同处理,也可采用蝇蛆、黑水虻等生物梯级循环模式进行资源化利用。

  具备条件时推荐采用集合高效预处理、湿热处理、厌氧产沼、好氧制有机肥、生物转化等多项技术,以实现杂质的高效分离,提高出油率和沼气纯度。

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  借鉴和他山之石

  综观国外餐厨垃圾处理方式,目前世界范围内主要有4种典型模式可供参考:

  德国模式:德国从1999年起禁止直接填埋可餐厨垃圾,经分类收集的餐厨垃圾主要采用堆肥处理和厌氧消化方式,代表性工艺为“机械预处理+湿式厌氧”。

  美国模式:在美国有超过 50%的家庭安装了餐厨垃圾粉碎机,粉碎后的厨余垃圾排入下水道,进入污水处理系统,油脂则主要送到工厂加以利用。

  日本模式:在日本厨余垃圾作为可燃垃圾的一种,厨余垃圾经滤水后送垃圾焚烧厂,作为生物质进行焚烧处理。

  韩国模式:韩国对餐厨垃圾不允许直接填埋处理,并限制焚烧处理,目前以好氧堆肥为主,厌氧消化技术也有较多应用。

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  管理和推进建议

  政府部门应制定切实可行的政策法规和专项规划,并委托第三方机构实施全过程监管考核。

  厨余垃圾须严格实行分类投放、分类收集、分类运输和分类处理,在确保厨余垃圾处理无害化的前提下,努力实现资源化和减量化。

  厨余垃圾处理项目建设应选择成熟可靠的预处理分选设备和臭气控制技术。

  餐厨垃圾和厨余垃圾可以协同处理,两者也可以和生活垃圾焚烧项目等协同处理,以争取较好的综合效益。

  厨余垃圾处理过程应操作规范、排放达标、数据公开,并自觉接受各方监督。

  应优先选择“政府推动、企业运作、协同处理、高效利用”的市场化和专业化运作模式。


编辑:赵利伟

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