上海市垃圾生化處理機現(xiàn)狀調研*

陳 展，張以暉，林逢春，吳忠麒，王 震

（1.華東師范大學資源與環(huán)境科學學院，上海 200241；2.上海市廢棄物管理處，上海 200063）

上海市生活垃圾中的主要成分為食物垃圾（廚余和果皮），在垃圾產(chǎn)生量中所占比例超過50%［1-2］，對其進行就地生化處理不僅減少了生活垃圾的清運總量，也避免了長途運輸帶來的過高費用和對環(huán)境造成的污染。上海市10多a前就開始在部分居住小區(qū)使用了生化處理機，就地處理生活垃圾中的廚余果皮等有機垃圾。至2006年底，全市先后共設置了201臺生化處理機；至2010年底，仍在使用的生化處理機僅剩20臺。筆者通過對上海市仍在使用的生化處理機的抽樣調研，分析影響生化處理機推廣應用的主要因素，為今后上海市生活垃圾就地生化處理工作的推進提供參考。

1 垃圾生化處理機應用調查及分析方法

1.1 調查方法及調查對象

采用現(xiàn)場調查和操作人員訪談方式對目前上海市仍在使用的生化處理機場所進行調研，調查內容主要是圍繞生化處理機的實際運行情況、運行成本和其對外界的環(huán)境影響情況。

調查對象為上海市8個區(qū)縣的10個樣點，可分為3類：大型集中處理點（普陀山華水果批發(fā)市場、長寧區(qū)垃圾中轉站、金山生化處理站）；單位食堂（松江區(qū)市容綠化管理局、臨港新區(qū)上海中學東校區(qū)）；小型分散處理點（剩余的5個樣點），各樣點所用處理機是由5個廠家提供，處理機的設計處理量為0.100～10 t/d。

調研所涉及樣點包含2種生化處理機：①資源型生化處理機。預先在前端將經(jīng)過二次分揀的垃圾進行粉碎處置，粉碎后的產(chǎn)物再進入生化處理機處理，處理后的產(chǎn)物仍需在外界進行二次堆肥；主要分布在大型集中處理點，如上海傲雪生物科技有限公司和江蘇豐葉生物科技有限公司的生化處理機。②減量型生化處理機。將二次分揀后的垃圾直接投入到生化機中進行處理，最終產(chǎn)物只有少量殘渣、水和其他氣體，殘渣被居民就地利用；主要分布在單位食堂和小型分散處理點，如剩余幾家公司的生化處理機。

課題組于2012年11月和2013年4月先后2次對所選樣點進行實地調研，第2次調研是在第1次調研的基礎上選取部分樣點進行的，見表1。

1.2 環(huán)境影響測量方法

噪聲與臭氣是通過使用TES-1353積分式聲級計和日本新宇宙XP-329m臭氣測定儀現(xiàn)場測量，并結合周邊居民和自身的感受而進行的綜合分析。

由于各廠家的技術不同，生化處理機的產(chǎn)出物有所不同。上海德瑾綠水科技有限公司的生化處理機的產(chǎn)物含有少量廢水；上海傲雪生物科技有限公司生化處理機前段的粉碎、脫水過程中會排放部分廢水，但生化處理機本身不排放廢水；其余3個廠家的生化處理機不排放廢水。臨港新區(qū)上海中學東校區(qū)、萬科朗潤園由于排放口固定的原因未采到水樣，但其設備屬于同一廠家，可分別參考松江區(qū)市容綠化管理局、南匯老港中港村的水樣檢測結果。

現(xiàn)場采集了南匯老港中港村、松江區(qū)市容綠化管理局、普陀山華水果批發(fā)市場、長寧區(qū)垃圾中轉站生化處理機及其配套粉碎、脫水設備所排放的廢水，進行檢測分析，分析指標包括pH、COD、 BOD5、NH3-N、油脂。pH采用FE20型pH計現(xiàn)場測量，其他指標是將樣品帶回實驗室后進行檢測。COD是依據(jù)HJ/T 399—2007，采用快速消解分光光度法進行測定；BOD5是采用OxiTopR○IS6 BOD測定儀進行測定；NH3-N是依據(jù)HJ 535—2009，采用納氏試劑分光光度法進行測定；油脂是依據(jù)GB/T 16488—1996，采用BT1-OIL-4000非色散紅外油分析儀進行測定。

表1 調研樣點情況

1.3 生化處理機的運行成本、收益計算方法

對處理機從出廠到運行再到報廢的生命周期分析并考慮實際操作的可行性，初步選取了處理機的折舊費、直接成本（包括水費、電費、生化菌費）、人工費、設備維護費等指標來計算每臺生化處理機的噸處理成本［3］。其中工人工資為實際服務每臺處理機的工人月工資總和。

各費用的計算方法：折舊費=機器售價/機器折舊年限/365/實際日處理量；直接成本=實際日均耗（水、電、菌） 費/實際日處理量；人工費=工人工資/30/實際日處理量；設備維護費=月設備維護費用/30/實際日處理量。

對于減量型的生化處理機，其產(chǎn)物為少量殘渣，被附近居民或環(huán)衛(wèi)部門無償使用，無直接經(jīng)濟收益；而資源型的生化機產(chǎn)物主要為有機肥，有一定的直接經(jīng)濟效益，而且處理量大，政府給予一定的減量補貼。

2 調查結果與分析

2.1 生化處理機運行的環(huán)境影響分析

生化處理機的運行對周圍環(huán)境的影響主要體現(xiàn)在其排放的噪聲、臭氣和廢水。通過對現(xiàn)場檢測和對用戶的詢問發(fā)現(xiàn)單位食堂和小型分散處理點內的生化處理機的除臭效果比較好，處理機房均設置在離人口集中區(qū)較遠的地方，處理機間歇運行，噪音較小，對周邊居民產(chǎn)生的影響較小。

大型集中處理點主要是大型集貿市場、垃圾中轉站、郊區(qū)生化處理點（金山生化處理站），這些地方在選址之初就考慮到減少對居民的影響等因素，且距離敏感點較遠，因此生化處理機運行時的噪聲和臭氣對附近居民影響較小。

排放廢水各項指標基本符合DB 31/445—2009上海污水排入城鎮(zhèn)下水道水質標準，但是普陀山華水果批發(fā)市場、長寧區(qū)垃圾中轉站粉碎和脫水環(huán)節(jié)排放的廢水COD、BOD5嚴重超標，見表2。

表2 生化處理機排放廢水指標檢測結果

2.2 生化處理機的運行情況

記錄14 d各樣點的生化處理機實際運行情況后計算均值，得到處理機的實際運行情況和各廠家處理機運行費用，見表3。傲雪公司分兩地進行生化處理，暫無過程中的詳細數(shù)據(jù)。

恒曄公司的生化處理機連續(xù)運轉效果較差，德瑾綠水和復旦復達的機器運轉良好；而對于傲雪和豐葉公司，除前端粉碎裝置（耗件）需定期更換外，其余裝置的連續(xù)運轉效果較好。

表3 生化處理機的實際運行情況

2.3 生化處理機的運行成本分析

各樣點生化處理機的運行費用見表4。由表4可知，單位食堂和小型分散處理點的處理機運行成本較高，如嘉定南翔小區(qū)的運行成本已是當?shù)貍鹘y(tǒng)處理成本（包括收運處置費和環(huán)境補償費）的近9倍；松江綠化市容局、靜安菜場、上海中學東校區(qū)、老港中港村的運行成本較低，但也高于傳統(tǒng)的處理成本。大型集中處理點——金山生化處理站的運行成本低于其傳統(tǒng)的垃圾處理成本。

橫向比較生化處理的費用構成，可以看出單位食堂的生化處理費中菌費所占比例最大，其次為折舊費和人工費，水費、電費、設備維護費所占比例較小。小型分散生化處理點的生化處理費中人工費所占比重最大，有的樣點高達62.90%，其次為折舊費、電費，菌費、水費、設備維護費所占比例較小。究其原因是因為單位食堂處理的是餐廚垃圾，分揀量小，人工成本低；菌費所占的比例較大，一方面是由于人工費降低導致總成本降低，另一方面是由于廠家技術的先進程度不一所造成的。由表5可以看出上海德瑾綠水科技有限公司的菌種噸處理費用較高，而其他廠家的較低，均低于100元/t。而小型分散處理點處理的是居民廚余、果皮垃圾和菜場垃圾，源頭分揀不充分，二次分揀量大，人工成本較高。

在生化處理機的廠家相同、處理的垃圾類型相同的情況下比較松江（89 kg/d） 和臨港中學（650 kg/d）的生化機處理成本，可以看出生化處理機的運行成本隨著處理量的增加而減小，金山的生化處理成本比傳統(tǒng)處理成本低的一個最主要原因就是其位于郊區(qū)，有相對充足的土地，設置處理量5 t/d的大型生化處理機，通過規(guī)模化降低了處理成本。

2.4 生化處理的直接經(jīng)濟收益分析

金山生化處理站的有機肥暫時由園林綠化部門無償使用，企業(yè)處理1 t垃圾，政府補貼80元，加上在其他地方售機利潤，企業(yè)目前收支平衡。上海傲雪生物科技有限公司在普陀和長寧年總投入180.1萬元（產(chǎn)房，設備折舊，水、電、菌耗，人工等），而政府補貼和有機肥銷售總收入192.64萬元，但是實際上有機肥并未完全得到市場認可，市場銷路不暢［4］，且投入成本也未考慮運輸費用，因此目前企業(yè)基本維持收支平衡；如果實際日處理量達到40 t，公司即可贏利。

表4 生化處理機實際運行費用

3 生化處理機推廣應用可行模式分析

對于小型分散處理點來說，生化處理成本中占比最大的2部分為人工費和機器折舊費，人工費過高的主要原因是居民源頭分類不充分導致的二次分揀所帶來的費用，但從實際調研來看也是由于管理不善而導致的人工利用效率低下所造成的。

以上海市德瑾綠水科技有限公司處理量200、500 kg/d的生化處理機為例，在政府給予不同程度的購機費補貼及1個工人負責多臺處理機等不同情景下，分析比較生化處理成本與傳統(tǒng)處理成本（上海中心城區(qū)生活垃圾運輸至老港垃圾填埋場處置，430元/t）；為了便于分析，傳統(tǒng)處理成本統(tǒng)一按中心城區(qū)來計，處理機的處理量按設計處理量計，見表5、6。

表5 處理量200 kg/d的生化機運行費用 元/t

表6 處理量500 kg/d的生化機運行費用 元/t

由表5可以看出，對于處理量200 kg/d的生化機，只有政府100%的補貼購機費，而且需要1個工人負責2臺以上處理機的情景下，才能使生化處理的成本降至傳統(tǒng)處理成本以下。

由表6可以看出，對于處理量500 kg/d的生化機，在用戶完全自費，且1個工人負責3臺以上的處理機，或者當政府補貼購機費的30%和50%，1個工人負責2臺以上處理機的情況下，可使生化處理成本降至傳統(tǒng)處理成本以下。

表7 各廠家生化處理機優(yōu)缺點

4 結論及建議

5個廠家的生化處理機的優(yōu)缺點如表7所示。

上海市生化處理機的應用模式分為3種類型：單位食堂、小型分散處理點和大型集中處理點，生化處理機的運行成本和環(huán)境影響分析表明：①單位食堂、小型分散型處理點的生化處理成本高于餐（廚）余垃圾的傳統(tǒng)處理成本，大型集中處理點的生化處理成本低于傳統(tǒng)處理成本，生化處理機的單位處理成本隨著實際日處理量的增加而減少。②對于單位食堂來說，生化處理成本中占比最大的是菌種費和機器折舊費；而對于小型分散處理點來說，則是人工費和機器折舊費。③大型集中處理點在進行前端粉碎、分揀等預處理過程中排放的廢水中COD、BOD5嚴重超標，這是制約其推廣應用的主要環(huán)境影響因素。

建議：①政府在推廣生化處理機時應采取不同的模式。對于市區(qū)用地緊張的小型分散處理點，應推行小型生化處理機，并給予適當?shù)馁彊C補貼，合理配置人工，降低生化處理成本；對于單位食堂，選用處理量適當（不宜過小）的生化處理機，并考慮加強技術研發(fā)，降低菌種費用；而對于郊區(qū)或者垃圾中轉站等有用地優(yōu)勢的地方推廣大型集中處理模式，并保證生化處理量，探索有機肥的出路問題。②對于大型集中處理模式中產(chǎn)生的廢水問題，若加設污水處理設施，會大幅增加生化處理的成本，需在盡量循環(huán)利用的前提下進一步研究制定相關對策。

［1］張益.上海市區(qū)生活垃圾產(chǎn)生量及成分分析［J］.環(huán)境衛(wèi)生工程，2000，8 （3）：104-106.

［2］孫曉杰，徐迪民，李雄，等.上海城市生活垃圾的組成及熱值分析［J］.同濟大學學報：自然科學版，2008（3）：356-360，378.

［3］黃文芳，張真，李明冉.試論居民有機生活垃圾處置的最佳模式［J］.中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)，2012（8）：44-48.

［4］宋立杰，陳善平.我國垃圾堆肥生物處理現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢分析［J］.環(huán)境衛(wèi)生工程，2013，21（1）：5-7，12.