張理月 費成志
【摘 要】現階段,隨著社會的發展,我國的科學技術的發展也突飛猛進。餐廚垃圾有機質含量高,具有較高的可再利用價值,但處置不當又極易產生各種環境問題,帶來巨大危害。基于文獻資料,總結了國外餐廚垃圾產生量和處理現狀,我國餐廚垃圾處理設施建設情況及處理能力;分析了我國餐廚垃圾的特性,闡述了我國餐廚垃圾無害化處理的填埋與焚燒、飼料化技術和生物處理三大類技術,對比分析了主要技術的特點、原理、適用條件,優缺點與應用情況,重點闡述了當前的主流技術——生物處理技術的主要工藝和應用現狀;總結了餐廚垃圾資源化利用和無害化處理中存在的技術及管理問題,從推動多種處理工藝優化融合,實施垃圾源頭分類收運,完善餐廚垃圾管理體制和政策等技術及管理等方面分析了我國餐廚垃圾處理技術未來的發展趨勢。
【關鍵詞】打造餐廚垃圾處理;新模式;助力提升生態環保;新水平
1 餐廚垃圾處理設施建設及技術工藝
自2010年開始,國家發展和改革委員會、住房和城鄉建設部、原環境保護部、原農業部組織開展了城市餐廚廢物資源化利用和無害化處理試點工作。“十二五”期間,成立了100個餐廚垃圾試點城市,覆蓋了31個省級行政區并覆蓋一、二、三線城市。截至2015年末,全國已投運、在建、籌建(已立項)的餐廚垃圾處理設施(50t/d以上)至少有118座,總計處理能力超過2.15萬t/d,其中投入運行的餐廚垃圾處理設施為43座。各地區設施建設總能力相差較大,經濟水平較高、人口密度較大的東部沿海城市的餐廚垃圾處理設施規模最高,國內生產總值(GDP)產值較低的西部地區的處理能力最低。單座設施平均規模相差不大,人口密度較高或城市規模較大的地區單座設施平均規模約150~200t/d,人口密度較低或城市規模較小的地區單座設施平均規模為100~150t/d,餐廚垃圾處理設施平均規模約為182t/d,受運行成本和技術穩定性限制,餐廚垃圾集中處理設施的規模一般為100~200t/d。由于餐廚垃圾處理處置及資源化利用市場的管理政策欠缺、技術路線單一、運營模式不成熟,導致行業發展不規范,盈利模式不清晰,產業化進程緩慢。對118座已確定技術路線的餐廚垃圾處理設施(50t/d以上)中的111座進行統計,發現采用厭氧發酵技術的有80座,處理能力為1.60萬t/d,占總處理能力的76.1%;采用固體堆肥+液體發酵技術有4座,處理能力為0.07萬t/d,占總處理能力的3.3%;采用好氧堆肥或快速好氧發酵技術的有16座,處理能力為0.30萬t/d,占總處理能力的14.1%;采用制飼料或其他技術有11座,處理能力為0.14萬t/d,占總處理能力的6.4%。
2 優化措施分析
2.1優化餐廚垃圾處理的技術分析
所謂凡事都有兩面性,看待問題要學會辯證統一。餐廚垃圾也是一把雙刃劍,雖然他作為垃圾的身份會對環境造成一定的污染,但是合理的處理運用也可以改變其性質使其成為一種可以回收利用的新資源。所以為了減小餐廚垃圾的污染性,提高綜合利用價值,我們要對其從政策、管理、收集、運輸、處理等,各個層面、各個環節進行創新。
①國家和各地方政府,可根據當地的實際情況,出臺一系列相關的政策,倡導減少浪費、節約資源,在垃圾產生的源頭進行減量控制。設立貧困人員救助站,鼓勵商家或個人將剩下的、多余的不易變質的食品捐贈給有需要的人,不僅從源頭減少了餐廚垃圾產量,還給貧困人群帶去溫暖和希望;②建立完善的回收制度,采用成熟、高效的處理設備。采用統一的回收工具,規范整個收運環節,避免二次污染;③采用先進的餐廚垃圾處理辦法,通過高溫滅菌、微生物處理等手段將垃圾轉換為有益資源,實現資源的循環利用,提高經濟效益;④加強對群眾的環保教育宣傳,明確餐廚垃圾對生活和健康的不良影響,樹立正確的環保意識,上下聯動,共同為環保事業奮斗。
餐廚垃圾是不可避免的生活垃圾,如何減少垃圾的產量并對已有垃圾進行處理是職能部門和廣大人民群眾都需要關注的問題。通過創新科技,改善處理手段降低垃圾污染,實現資源重復利用對于構建和諧穩定生態環境具有重要意義。
2.2好氧堆肥
好氧堆肥是指在有氧條件下,利用好氧微生物對堆積于地面或者專門發酵裝置中的有機質進行生物降解,最終形成穩定的高肥力腐殖質[16]。餐廚垃圾中有機物含量高,營養元素全面,C/N較低,是微生物的良好營養物質,適于采用堆肥處理,主要包括傳統好氧堆肥發酵技術及高溫好氧堆肥發酵技術2類。還可在好氧堆肥的基礎上投入蚯蚓,利用蚯蚓自身豐富的酶系統,將餐廚垃圾有機質轉化為自身或其他生物易于利用的營養物質,加速堆肥的穩定化過程。
2.3厭氧發酵
餐廚垃圾的厭氧發酵是指在無氧條件下,利用兼性微生物及厭氧微生物的代謝作用將復雜有機物分解為小分子有機物及無機物,在此過程中可產生甲烷和氫氣等能源物質,此外,利用厭氧發酵可獲得各種有機酸和醇類,如乙醇、乙酸、丁酸、葡萄糖糖化酶、乳酸,從而實現對餐廚垃圾的減容減量及資源化利用。厭氧工藝生產的沼氣可轉化為電能與燃氣,厭氧消化罐中產出的沼渣可以進行二次發酵制肥處理。通常厭氧發酵產生的沼氣中甲烷含量為60%~75%,據杭州市餐廚垃圾一期處理工程經驗,處理能力為200t/d時,沼氣產量可達到13000m3/d,當沼氣中的甲烷濃度為60%時,可產生電能約為26000kW·h/d,油脂回收率可達88%。厭氧發酵后產生的沼氣還可以經過凈化、加壓后進入燃氣管網,供給居民日常生活使用。餐廚垃圾高油脂、高鹽分也會導致過度酸化及抑制菌體生長,不利于持續而穩定地降解餐廚垃圾。此外,厭氧消化產生的沼渣處理仍是一大難題,通常需干化處理后填埋,或重新堆肥后制成有機肥。因此,尋找適合我國餐廚垃圾組分與特點的厭氧處理工藝,并保證厭氧消化系統的運行穩定,降低運行管理難度及費用是當前亟待解決的關鍵技術問題。
2.4實施源頭減量和垃圾分類
餐廚垃圾源頭分類收集不僅可以實現源頭減量,有效提高餐廚垃圾收集數量及質量,同時可以降低預處理成本,提高后續資源化產品質量。當前應加大宣傳教育,大力開展餐廚垃圾源頭減量和分類活動,提高居民環境意識,養成勤儉節約、物盡其用,減少浪費的文明生活習慣,促進源頭減量和資源回收。餐廚垃圾的分類收集不僅可以實現餐廚垃圾的有效回收利用,同時至少減少生活垃圾總量的50%以上。餐廚垃圾單獨收集后將有利于生活垃圾熱值顯著提高,從而便于后續焚燒或者填埋處理,不僅可以降低焚燒過程的煙氣污染,而且可以提高填埋場使用年限、減少滲濾液處理負荷。
3 結語
目前國內主流的非生物餐廚垃圾處理方法是焚燒發電,高溫等離子炬氣化發電技術是最有希望替代焚燒的技術。規模化的垃圾氣化技術尚在推廣應用階段,市場潛力巨大。厭氧發酵和傳統好氧堆肥處理可以實現餐廚垃圾資源化和減量化的目的。總體來講微生物處理餐廚垃圾的優點是工藝簡單,初期投資較低,自動化程度較高,二次污染小;雖具有耗能高,減量化程度小,鹽度適應性較差,往往需要添加輔料等缺點,但可以實現資源化,有一定的產出。
參考文獻:
[1]謝煒平,梁彥杰,何德文,等.餐廚垃圾資源化技術現狀及研究進展[J].環境衛生工程,2008,16(2):43-45.
(作者單位:青海潔神環境能源產業有限公司)