我國餐廚垃圾處理技術(shù)及市場現(xiàn)狀分析

閆 雨，陽艾利，魏小鳳

（1.廈門理工學(xué)院，福建 廈門 361024；2.光大環(huán)保技術(shù)研究院（深圳）有限公司，廣東 深圳518033）

我國餐廚垃圾處理技術(shù)及市場現(xiàn)狀分析

閆 雨1，陽艾利1，魏小鳳2

（1.廈門理工學(xué)院，福建 廈門 361024；2.光大環(huán)保技術(shù)研究院（深圳）有限公司，廣東 深圳518033）

分析了我國餐廚垃圾處理技術(shù)及市場占有率，介紹了厭氧消化技術(shù)、好氧生物處理技術(shù)、飼料化處理技術(shù)的優(yōu)缺點和存在的問題，從技術(shù)、政策、經(jīng)濟方面分析3種技術(shù)實際處理應(yīng)用的優(yōu)劣，并提出相應(yīng)建議。

餐廚垃圾；處理技術(shù)；市場現(xiàn)狀

1 國內(nèi)餐廚垃圾處理技術(shù)路線

1.1 厭氧消化技術(shù)

厭氧消化是無氧條件下，厭氧微生物及兼性厭氧微生物分解有機物，最后產(chǎn)生甲烷和二氧化碳的過程。厭氧消化處理技術(shù)能回收生物質(zhì)能，產(chǎn)品（甲烷） 可回收利用，一般自用發(fā)電，也有少數(shù)做CNG（壓縮天然氣）外售，但目前申請渠道較難。厭氧消化工藝工程總體投資較大，工藝管理相對復(fù)雜。

在我國，厭氧消化工藝技術(shù)路線分為2種，一類以追求沼氣產(chǎn)量最大化為目的，采用固液一體消化模式，即全相厭氧，將餐廚垃圾中的固體有機成分經(jīng)粉碎制漿后，與滲瀝液一起送入?yún)捬豕捱M行消化制取沼氣［1］。另一類為液體消化模式，即液相厭氧，該技術(shù)路線借鑒高濃度有機廢水處理技術(shù)，經(jīng)過固液分離，液體進入?yún)捬跸拗迫≌託猓腆w部分則需進行堆肥或好氧飼料化處理，采用該技術(shù)路線的公司一般通過濕熱處理等技術(shù)手段增加液體中有機質(zhì)的溶入量。

根據(jù)已投入運行的案例來看，液體消化工藝路線在運行管理上要優(yōu)于固液一體消化工藝路線。厭氧消化技術(shù)是國內(nèi)目前餐廚垃圾處理項目應(yīng)用較多的技術(shù)路線，固液一體消化處理技術(shù)路線中的關(guān)鍵設(shè)備及核心技術(shù)均依賴國外進口；而液體消化處理技術(shù)路線在國內(nèi)的應(yīng)用較為成熟。

1.2 好氧生物處理技術(shù)

好氧生物處理即在有氧的條件下，借助好氧微生物（主要是好氧細菌）的生命代謝活動，把一部分被吸收的有機物氧化分解成簡單的無機物，并提供生物生長活動所需要的能量；另一部分有機物被轉(zhuǎn)換合成為新的細胞質(zhì)，以供微生物生長繁殖，最終將餐廚垃圾轉(zhuǎn)化為有機肥的過程。好氧生物處理技術(shù)已成為餐廚垃圾處理的主要方式之一。

傳統(tǒng)好氧堆肥處理技術(shù)工藝簡單，但無害化不徹底，有機肥料質(zhì)量不穩(wěn)定，堆肥處理周期較長，衛(wèi)生條件相對較差，容易造成二次污染。

復(fù)合高溫好氧制肥工藝利用高溫復(fù)合微生物和酶轉(zhuǎn)化技術(shù)、快速腐殖化集成裝備、轉(zhuǎn)化工藝控制技術(shù)集成，在完全沒有污染的情況下，經(jīng)過8～10 h的降解、縮合、聚合過程，在集成裝備內(nèi)能夠把城市餐廚廢棄物快速腐殖化，轉(zhuǎn)化為1種高活性的生化腐殖酸肥料；同時利用餐廚垃圾滲瀝液進行厭氧處理產(chǎn)生的沼氣，用于補充好氧發(fā)酵所需燃料，減少能源消耗［2］。這種工藝的不足之處主要有能耗和成本較高，設(shè)備處理量小、總占地面積大。

1.3 飼料化處理技術(shù)

飼料化處理技術(shù)主要利用生物轉(zhuǎn)化將餐廚垃圾經(jīng)過生物轉(zhuǎn)化、烘干處理、殺毒滅菌、除鹽等過程，最終生成蛋白飼料添加劑等可利用物質(zhì)［3］。

在符合CJJ 184—2012餐廚垃圾處理技術(shù)規(guī)范的前提下，農(nóng)業(yè)部已組織專家對餐廚垃圾用作飼料的可行性進行了論證，在沒有明確結(jié)論之前，很難發(fā)放餐廚垃圾制飼料許可證。早期在西寧、寧波、深圳等地采用飼料化處理工藝，后由于政策限制，逐步進行工藝改進。為了規(guī)避飼料產(chǎn)品銷售的風(fēng)險，采用飼料化處理技術(shù)的公司都加大了產(chǎn)業(yè)鏈的延伸，向下游發(fā)展養(yǎng)殖等產(chǎn)業(yè)，自我消化餐廚垃圾飼料化產(chǎn)品。

1.4 3種餐廚垃圾處理路線應(yīng)用比較

如表1所示，我國的餐廚垃圾處理技術(shù)各有優(yōu)缺點，在選擇時應(yīng)因地制宜選擇合適的技術(shù)。

表1 3種餐廚垃圾處理技術(shù)比較

對前3批餐廚垃圾處理示范項目中所使用的技術(shù)進行分析，當(dāng)前試點城市所采用的工藝情況見表2。

表2 餐廚垃圾處理試點城市工藝采用情況

從項目數(shù)量來看，微生物好氧處理技術(shù)、厭氧消化技術(shù)及飼料化技術(shù)的市場份額分別為12.2%、74.3%及13.5%；由此可知，厭氧消化技術(shù)在現(xiàn)有餐廚垃圾處理市場中占主導(dǎo)地位，尤其在第三批試點城市中，95%以上的餐廚垃圾處理項目都選擇厭氧消化技術(shù)。厭氧發(fā)酵技術(shù)被認為是最成熟的技術(shù)，在目前從事國內(nèi)餐廚垃圾處理行業(yè)的企業(yè)中，90%的公司也都采用的是厭氧發(fā)酵技術(shù)［4］。

但業(yè)內(nèi)普遍認為，目前餐廚垃圾處理的技術(shù)選擇爭議很大，并沒有十分完善的技術(shù)，我國至今仍沒有可以對外大力推廣的已正常運作的餐廚垃圾處理項目［4］。

2 我國具有代表性的城市餐廚垃圾處理現(xiàn)狀

2.1 北京市朝陽區(qū)餐廚垃圾收集處置

北京市朝陽區(qū)日處理400 t的餐廚廢棄物處理廠是目前國內(nèi)規(guī)模最大，同時也是自動化程度最高、工藝較先進的餐廚廢棄物資源化處理站，是國內(nèi)規(guī)模最大的農(nóng)用微生物產(chǎn)品工業(yè)化固體發(fā)酵生產(chǎn)基地，是綠色北京、低碳北京的重點展示窗口［5］。該站點可消納餐廚廢棄物1.32×105t/a，可以解決約400萬城市人口的餐廚廢棄物處理問題，每年減少的二氧化碳直接排出量至少1.5×105t［6］。該站點年產(chǎn)出7.9×104t再生復(fù)合微生物菌群，可處理成環(huán)境友好型農(nóng)用微生物產(chǎn)品并應(yīng)用于有機農(nóng)業(yè)，達到改善土壤、減少化肥使用的作用，從而緩解農(nóng)業(yè)面源污染，每年減排二氧化碳7.5×105t。

處理廠采用的核心技術(shù)在完全沒有污染的情況下，能夠?qū)⑸罾械挠袡C廢棄物在10 h內(nèi)發(fā)酵處理轉(zhuǎn)化成肥料［7］，其工藝流程如圖1所示。

圖1 北京市朝陽區(qū)餐廚垃圾生物發(fā)酵工藝流程

2.2 重慶市餐廚垃圾處理項目

重慶市餐廚垃圾處理項目所在地為黑石子垃圾處理廠的東側(cè)，該項目著力于處理重慶市主城區(qū)內(nèi)主要從飯館、食堂等地排放的餐廚垃圾。項目總設(shè)計規(guī)模為500 t/d，其中一期的處理量為167 t/d，工藝流程如圖2所示。

在此工藝中，餐廚垃圾收集后，將垃圾卸入垃圾接收斗，利用接收斗一側(cè)的螺旋輸送機將餐廚垃圾提升至破碎機中，將其完全破碎后，再輸送到沉淀分離池中。經(jīng)過整個工藝流程，餐廚垃圾中固體物質(zhì)如碗、餐盒、筷子等會被分離出去，保障剩余液體能夠順利地被送入“油脂分離系統(tǒng)”，該系統(tǒng)最后的產(chǎn)物是生物質(zhì)柴油，其各項指標均達到標準柴油水平。

圖2 重慶餐廚垃圾處理項目工藝流程

在沉淀分離池內(nèi)部添加攪拌裝置，可以提高物質(zhì)分離的效率。運用沉淀法，可將餐廚垃圾中比重較大的雜質(zhì)去除，匯集上層的有機物漿液，輸送到污泥均質(zhì)池。回流水?dāng)嚢柘到y(tǒng)把污泥均質(zhì)池里含有有機物漿液的垃圾充分混合，經(jīng)泵提升入?yún)捬醺邷叵蓿?］。消化溫度為55～60℃，將有機質(zhì)轉(zhuǎn)化為沼氣，經(jīng)凈化工藝后，可用于燃燒發(fā)電，并進入國家電網(wǎng)。最終剩余垃圾可制作有機肥，用于市政綠化。

2.3 山東青島市餐廚垃圾處理項目

青島市為全國首批33個餐廚垃圾廢棄物資源化、無害化處理的試點城市之一，每天共產(chǎn)生近500 t餐廚垃圾。目前在建的青島市餐廚垃圾處理項目主要處理4個城區(qū)產(chǎn)生的餐廚垃圾，日處理能力200 t，計劃將再建一處理能力200 t餐廚垃圾處理廠，負責(zé)處理其他郊區(qū)的餐廚廢棄物［9］。

餐廚垃圾處理技術(shù)主要采用厭氧消化工藝如圖3所示。該項目每天可生產(chǎn)油脂6t，沼氣12000m3，天然氣4 000 m3，沼渣40 t，年處理餐廚垃圾約7.3×104t。餐廚垃圾收集后，先均質(zhì)處理，然后高溫下蒸煮60 min實現(xiàn)分離。油脂和漿料被分隔開。將油脂提取后深度處理，漿料進入?yún)捬跆幚砉捱M行厭氧發(fā)酵處理。經(jīng)過1個月的發(fā)酵后，漿料會產(chǎn)出沼氣和可直接進入市政管網(wǎng)使用的天然氣。發(fā)酵后的剩余沼渣可以用作肥料。油脂經(jīng)過特殊處理后，可制成生物柴油用于交通運輸?shù)刃袠I(yè)［10］。

圖3 青島市餐廚垃圾處理工藝流程

2.4 浙江寧波市餐廚垃圾收集處置

寧波市餐廚垃圾處理廠位于寧波市鄞州區(qū)古林鎮(zhèn)，距鄞州區(qū)垃圾填埋場約20 km。設(shè)計日處理規(guī)模200 t，主要處理寧波老三區(qū)、鄞州區(qū)、鎮(zhèn)海區(qū)、北侖區(qū)產(chǎn)生的餐飲垃圾。

采用工藝如圖4所示，首先將餐廚垃圾中的無機物如生活垃圾等去除，剩余油脂及固體有機物，然后通過蒸煮壓榨、油水分離等工藝處理分揀后的餐廚垃圾，將油水分離處理后的油脂經(jīng)過精煉后，制成工業(yè)油脂；固體有機物厭氧發(fā)酵后產(chǎn)生沼氣，從而實現(xiàn)熱電聯(lián)產(chǎn)［11］。該工藝優(yōu)點：①資源化綜合利用程度高，整個工藝達到了排放標準；②技術(shù)相對成熟、處理效率高，有較長時間的實際運營經(jīng)驗；③工程投資適中，經(jīng)濟效益及環(huán)境效益好，較好地實現(xiàn)了餐廚廢棄物的集中化及規(guī)模化處理。其缺點：①工業(yè)化、機械化程度較高，工藝連續(xù)性強；②對單機設(shè)備的性能要求比較高，對操作人員的操作技術(shù)要求嚴格［12］。

圖4 寧波市餐廚垃圾處理工藝流程

3 我國餐廚垃圾處理市場分析

目前，我國有660個城市，大中小型餐館350多萬家，其中有500多個城市餐廚廢棄物日均產(chǎn)量超過50 t。我國城市餐廚廢棄物的產(chǎn)生量不會低于6×107t/a［13］，而目前我國餐廚廢棄物清運量僅為4.7×107t/a，小于年產(chǎn)生量。我國餐廚廢棄物的年清運量由于多方面原因如制度、技術(shù)及市場等因素嚴重落后于城市需求，很多地區(qū)資源化利用項目的建設(shè)較為落后，尚未建立起餐廚廢棄物收集處理體系與相關(guān)設(shè)施。在一定程度上，這是導(dǎo)致我國食品安全問題頻發(fā)的原因之一［14］。

近年來，國家大力推動餐廚垃圾處理設(shè)施的建設(shè)。2012年4月，《“十二五”全國城鎮(zhèn)生活垃圾無害化處理設(shè)施建設(shè)規(guī)劃》提出，爭取在2015年，國內(nèi)餐廚垃圾處理設(shè)施達到242座，日處理能力達到 3×104t，餐廚垃圾處理率將提高至36.5%［5］。“十二五”期間餐廚垃圾專項工程投資規(guī)劃為109億元，餐廚垃圾處理設(shè)施建設(shè)市場規(guī)模約400億元［15］。

在國家政策引導(dǎo)下，各地也紛紛開展餐廚垃圾處理設(shè)施的規(guī)模建設(shè)工作。山東省規(guī)劃“十二五”期間建設(shè)餐廚垃圾處理設(shè)施17項，計劃日處理能力2 500 t，規(guī)劃總投資15.28億元（含收運系統(tǒng)）。湖南省規(guī)劃至2015年底，長株潭“3+5”城市將建成并運行餐廚垃圾廢棄物無害化處理和資源化利用項目。安徽省到2015年，將建成9座餐廚垃圾分類收運處理設(shè)施。截至2012年7月各省規(guī)劃的餐廚垃圾處理設(shè)施情況如圖5所示［16］。

與國外相比，我國餐廚垃圾處理市場處于試點推廣階段，近幾年國內(nèi)部分省市結(jié)合自身情況陸續(xù)出臺了一批餐廚垃圾管理辦法，對處理范圍、職能部門職責(zé)分工、管理辦法等方面作出一些規(guī)定，但總體上看我國政策法規(guī)尚不健全，國家層面缺乏完善的法律法規(guī)制度體系。現(xiàn)階段餐廚處理產(chǎn)業(yè)的模式也還不成熟，處理設(shè)施的運行單純依靠政府補貼，造成產(chǎn)業(yè)發(fā)展的不平衡，此外，對無害化副產(chǎn)品的應(yīng)用推廣也存在不足。總體上看，我國餐廚垃圾處理市場目前還處于起步階段［17］。

［1］劉耕，劉亞紅.厭氧消化技術(shù)在生態(tài)環(huán)境保護上的應(yīng)用［J］.農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境學(xué)報，1999，16（4）：23-27.

［2］嘉博文公司自主研發(fā)的核心技術(shù)：復(fù)合微生物高溫好氧發(fā)酵技術(shù)與自動化控制技術(shù)集成［EB/OL］.［2016-09-22］.http：//blog.sina.com.cn/s/blog_62c56d7f0101bdl5.html.

［3］吳桐.餐飲垃圾飼料化處理方法及成套設(shè)備：CN 1391824［P］.2003-01-22.

［4］劉永麗.徐文龍.我國餐廚垃圾處理技術(shù)還不完善［EB/OL］.［2013-06-28］.http：//www.solidwaste.com.cn/news/198181.html.

［5］高安屯：垃圾場十年變身后花園［EB/OL］.［2016-09-22］.http：//www.xzbu.com/8/view-3449481.html.

［6］劉洋.G公司北京餐廚垃圾處理供應(yīng)鏈物流優(yōu)化研究［D］.北京：首都經(jīng)濟貿(mào)易大學(xué)，2014.

［7］王冠.“殘羹冷炙”肥沃一方土地［J］.科技潮，2012（12）：44-45.

［8］重慶餐廚垃圾處置工程［EB/OL］.［2016-09-22］.http：//wen ku.baidu.com/link?url=hgZHprntBjfNOHwJiCLQg_qnOVvqpilfLTn_ rZtm9bFGmPBQFRXCLjJrdjOKtSUAxh8tbVI-DsOd8msTeew1en RUcrbg3MdvCNZK3o93xWO.

［9］崔武.青島餐廚垃圾處理廠投用剩飯剩菜變身柴油燃氣［N］.青島日報，2013-09-27（16）.

［10］陳海濱，劉金濤，鐘輝，等.廚余垃圾不同處理模式碳減排潛力分析［J］.中國環(huán)境科學(xué)，2013，33（11）：2102-2106.

［11］生物燃氣高效制備熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)［J］.設(shè)備管理與維修，2015（3）：86-86.

［12］華云，王麗莉，張波.我國餐廚垃圾處理現(xiàn)狀及主要處理技術(shù)應(yīng)用情況［J］.城市管理與科技，2009，11（2）：60-63.

［13］政策市場助推餐廚廢棄物資源化利用［J］.中國資源綜合利用，2012（8）：47.

［14］餐廚廢棄物資源化利用和無害化處理現(xiàn)狀［EB/OL］.［2015-03-26］.http：//wenku.baidu.com/link?url=MrBEcE6f8bAsTY3Y6 G3ZoQCQbzNRGyADStkZrYKEEUg15tf-XGZVPMZAAWf3S2w 5PCZjNSZInu60g4GfcR4vCdQkETHVRxX_WB-x9fW9WWS.

［15］2013年我國餐廚垃圾處理市場規(guī)模及預(yù)測分析［EB/OL］.［2013-07-19］.http：//www.chyxx.com/industry/201307/213876.html.

［16］馮鈞，張歡.2012中南六省（區(qū)）城市環(huán)衛(wèi)協(xié)會年會暨餐廚垃圾資源化處理研討會在長沙召開［EB/OL］.［2016-09-22］. http：//www.cn-hw.net/html/china/201212/36856.html.

［17］魏小鳳，孫偉偉，王冠平，等.我國餐廚垃圾處理市場現(xiàn)狀分析［J］.環(huán)境衛(wèi)生工程，2016，24（2）：28-30.

Treatment Technology and Market Situation Analysis of Kitchen Garbage in China

Yan Yu1，Yang Aili1，Wei Wendy2
（1.Xiamen University of Technology，Xiamen Fujian 361024；2.Everbright Environmental Protection Technology Institute（Shenzhen）Limited，Shenzhen Guangdong 518033）

We analyzed the kitchen garbage treatment technologiesand their market share in China，introduced the advantages，disadvantages and existing problems of anaerobic digestion technology，aerobic biological treatment technology and feed processing technology.Their merits and demerits on practical applications were analyzed from three aspects of technology，policy and economic.Some appropriate suggestionswere put forward.

kitchen garbage；treatment technology；market situation

X705

A

1005-8206（2017）01-0017-04

閆雨（1995—），本科，主要從事固體廢物與餐廚垃圾處理技術(shù)研究。

2016-10-09