中小城市有機廢物的共同處置探討*

靳俊平，王 琦，韓正平，張瑞青

（中國市政工程華北設計研究總院，天津 300074）

城市有機廢物主要包括餐廚垃圾、城市污泥、城市糞便、集市果蔬垃圾等［1］，該類廢物具有資源性和危害性的雙重特性，處理不當對環境造成污染，而進行資源化利用又需要一定的規模限制，尤其是對于中小城市，單類廢物產生量相對較少，難以形成規模效應。筆者以南方某中小城市為例，提出有機廢物“共處置”的理念。

1 中小城市有機廢物組分和產生量

根據對南方某市的取樣分析，各有機廢物的組分見表1。

表1 南方某市有機廢物組分

南方某市現常住人口158萬人，市區人口60萬人。通過調查，各有機廢物的產生量見表2。

表2 南方某市有機廢物產生量 t/d

2 工程案例分析

2.1 南方某市有機廢物處理現狀和存在問題

南方某市各種有機廢物處理現狀對城市環境衛生產生嚴重影響。餐廚垃圾主要被作飼養生豬以及提煉加工成潲水油，其次被混入生活垃圾統一收集處理。污泥方面，共有3座污水處理廠，污泥處理工藝為機械濃縮+機械脫水，脫水后的污泥含水率為80%，脫水后的污泥運至填埋場填埋。糞便方面，部分糞便收運主要由環衛單位負責，并有部分社會和個人車輛參與，大部分糞便需要尋找處置出路。由于近年使用了移動公廁，而移動公廁自帶儲糞箱容積較小且無法直接排入城市污水管網，糞便清運量急劇增加。集市果蔬垃圾方面，集市果蔬垃圾基本由環衛單位和生活垃圾一起收集，混入生活垃圾統一運至填埋場填埋。

餐廚垃圾直接飼養生豬容易引起同源污染，餐廚垃圾提煉而成的地溝油回流食品市場危害市民身體健康，而直接填埋易污染地下水；污泥脫水后含水率在80%左右，尚未達到衛生填埋含水率60%的標準要求，污泥無序的臨時堆存或簡單填埋，不僅占用大量土地資源，而且嚴重破壞生態環境，特別是污泥中的污水侵入地下水，造成局部地下水資源難以復原的永久性危害；清理廁所化糞池產生的糞水、殘渣和污泥沒有專門的設施進行處理，特別是一些化糞池的社會服務單位私下亂倒，引發蚊蠅孽生、細菌超標等污染問題［2］；集市果蔬垃圾不能妥善處理形成惡臭，影響附近居民的居住環境。

2.2 南方某市有機廢物處理的工藝路線選擇

分析南方某市有機廢物的產生量及組分，可以得出餐廚垃圾、污泥、糞便、集市果蔬垃圾等有機廢物具有以下特點：含水率高、有機物含量高、易腐性、單類的有機廢物產生量較小。針對南方某市生物質廢物有機含量高，極具回收利用價值的特點，在滿足無害化處理的基礎上，盡可能實現資源化。

1）餐廚垃圾處理技術路線選擇。餐廚垃圾處理的主要技術包括厭氧發酵、好氧堆肥、直接烘干作飼料和微生物處理技術。微生物處理技術具有技術安全性、先進性、可靠性較好等優點，但是單臺設備處理能力少、設備能耗很大，運營費用較高，因此目前只在少量飯店等采用；烘干作飼料技術具有機械化程度高，資源化程度高、占地面積小，投資省等優點，但蛋白的同源性問題難以避免；厭氧消化處理技術無害化程度較高，完全克服了同源性的影響，具有高有機負荷承擔能力。通過分析各種因素，厭氧發酵技術比較先進，可靠性較高，符合國家產業政策和發展方向，不存在類飼料化技術存在的安全隱患，二次環境污染較小，易于控制，投資適中。推薦南方某市選用厭氧消化的工藝對餐廚垃圾進行處理。

2）污泥和果蔬垃圾處理技術路線選擇。污泥處置工藝主要有脫水填埋、焚燒、厭氧消化、好氧堆肥等。脫水填埋由于運行費用很低、工藝簡單等優點，是目前普遍采用的污泥處理工藝，但有占地面積大、沒有解決污泥二次污染的缺點。焚燒是減量化最徹底的技術，但投資大、費用高。厭氧消化能夠實現處理過程全封閉、二次污染小、能實現資源和能源的回收，但工藝較復雜。好氧堆肥的產品有一定的農用價值，但缺點是對重金屬無害化不徹底、堆肥處理周期較長、占地面積大、衛生條件相對較差。根據南方某市污泥的特性，推薦選用厭氧消化工藝。

果蔬垃圾沒有專門的處理方法，一般混入生活垃圾統一運至填埋場填埋，造成有機廢物浪費。果蔬垃圾碳元素含量豐富，揮發性有機質含量達到82%，C/N約能達到35∶1，而厭氧消化不適合有機物含量低于40%的污泥，所以建議把果蔬垃圾粉碎后混入污泥厭氧消化系統，在污泥和果蔬垃圾都得到處理的同時提高沼氣產生量，擴大經濟效益。

3）糞便處理技術路線選擇。由于化糞池糞便在化糞池內經過很長時間的厭氧發酵處理，再對其進行厭氧消化意義不大，所以糞便處理采用固液分離工藝。

2.3 南方某市有機廢物處理的實施方案

南方某市為中小城市，單類有機廢物產生量較小、不能形成規模效應，建議建設有機廢物綜合處理廠，對各種有機廢物進行“共處置”。有機廢物綜合處理廠主要包括餐廚垃圾預處理及厭氧消化系統、污泥及果蔬垃圾厭氧消化系統、糞便固液分離及絮凝脫水系統、沼氣提純利用系統、沼渣和糞渣堆肥系統、污水處理系統。上述6個系統均密封運行，臭氣不外泄，無二次污染。有機廢物處理的實施方案如下。其工藝流程見圖1。

1）餐廚垃圾進行厭氧發酵。采用1條生產線，處理能力為150 t/d，設置1個厭氧消化罐，消化罐體積為4 000 m3。具體處理流程為：首先利用分揀機將直徑60 mm以上的大塊雜物分揀出來，然后利用制漿除雜機將餐廚垃圾制成漿料，然后將漿料泵入厭氧發酵罐進行厭氧發酵。為了滿足發酵要求，厭氧發酵罐內的漿料直徑要小于10 mm，含固率應達到10%左右。

2）污泥及果蔬垃圾混合制漿后厭氧發酵。采用2條生產線，處理規模為500 t/d，設置2個厭氧消化罐，每個消化罐體積為8 000 m3。處理流程：首先把果蔬垃圾中的有機物分揀后破碎制漿，制成的漿料與污泥在均質池內混合并調節含固率到10%，然后泵入厭氧發酵罐進行厭氧發酵。

3）餐廚垃圾和污泥及果蔬垃圾厭氧消化產生的沼氣送入燃油、燃氣鍋爐內轉換成熱量，用做厭氧消化的熱源，多余的沼氣制成液化天然氣進行外賣。

4）對糞便進行固液分離，分離后的糞渣和厭氧消化產生的沼渣進行堆肥，制成的產品外賣。厭氧發酵產生的沼液和糞便固液分離的廢水進入廠內污水處理站處理，處理達標后排放。

4 結論及建議

南方某市有機廢物處理過程中遇到的問題，在全國中小城市普遍存在，建議中小城市對有機廢物的處置采取“共處置”的策略，形成規模優勢，在做到有機廢物減量化、資源化、無害化的基礎上，最大限度節約用地，降低處理成本。

［1］張麗穎，姜永海，鄧舟，等.城市生物質廢物厭氧消化處理可行性分析［J］.環境科學與技術，2010，33（5）：143-146.

［2］王士芬，夏群.城市糞便處理技術及方法［J］.環境衛生工程，2000，8（1）：14-16.