有機生活垃圾環保治理（設備）技術方案的分析

龐方向

（廣西力源寶科技有限公司，南寧530033）

0 前言

隨著經濟的發展和人們生活水平的提高，城市生活垃圾總量不斷增加，以人均每年產生垃圾450 kg 計，我國每年新增城市垃圾達到3.8 億噸，增長率可達8% ～10%。“垃圾圍城”困境對環境治理及經濟的進一步發展產生了消極影響[1]。后疫情時期，垃圾治理工作變得更加嚴峻。餐廚垃圾是餐飲垃圾和廚余垃圾的總稱。餐廚垃圾是我國城市的一種主要固體廢棄物。由于我國居民生活習慣的原因，餐廚垃圾的產生量較大，約占城市生活垃圾含量的30%～50%。餐廚垃圾的特點包括含水率高，水份占到垃圾總量的70% ～90%[2]；黨的十九屆四中全會提出了“普遍實行垃圾分類和資源化利用制度”[3]，中國各個城市開始通過立法對居民投放垃圾進行強制性行為規范和約束[4]，從法律層面對城市生活垃圾進行強制分類。以廣西南寧市為例，《南寧市生活垃圾分類管理條例》（以下簡稱《垃圾分類條例》）將于8 月底出臺，《垃圾分類條例》制定了單位和個體對于垃圾管理的責任和義務，包括嚴格規定如何分類投放生活垃圾，對違反規定的單位和個體如何進行處罰等。

1 垃圾治理方法

《垃圾分類條例》是城市生活垃圾分類的法治保障，而垃圾分類環保治理技術是垃圾治理的技術保障[5]。垃圾處理原則是“三化”——減量化、無害化和資源化[6]，而當下垃圾處理的主流方法有填埋法、堆肥法、焚燒法[2]。

填埋法處理垃圾：垃圾需經過分類挑揀，無毒害垃圾進行填埋處理。該方法具有投資少、便于操作、處理效率高的優點，但在城市生活垃圾分類系統并不完善的情況下，會出現有害垃圾和無害垃圾混合填埋的狀況。且無害垃圾被長期堆放填埋后也有可能會分解大量的有害氣體，造成環境污染。另外，填埋法處理垃圾，需要占用大量的場地，浪費了土地資源。

堆肥法處理垃圾：垃圾需經過分類挑揀，有機垃圾可利用微生物進行分解，通過生物化學反應減少垃圾量，剩余的無害物質可以制成有機肥，從而實現“變廢為肥”的目的。其優點在于資源化利用率高，不足在于工藝復雜、周期長、衛生條件差等，垃圾收集、轉運等過程容易造成二次污染等問題。

焚燒法處理垃圾：垃圾需經過分類挑揀，可燃垃圾可利用高溫焚燒處理技術進行焚燒處理，減少垃圾儲量。焚燒法處理垃圾的優點對垃圾減量效果明顯、占地少、場地要求不高、運行周期短等，不足在于焚燒設備資金需求量大、設備運行成本高、垃圾燃燒余熱及尾氣處理要求嚴格等。

上述分析表明，垃圾處理是一個系統工程，前端的垃圾分類、運輸和分類技術處理等各環節均需要協調進行，立法可實現全民參與垃圾分類，而先進的垃圾處理技術是垃圾環保治理落地實施的保障[7]。多年來環保研究機構和企業一直積極探索更先進的垃圾處理技術以解決日趨嚴重的生態環境問題。以下主要針對有機垃圾的環保治理技術進行分析研究[8]。

2 有機垃圾現有技術

有機垃圾堆肥法處理是各研究機構和環保企業目前積極推行的辦法——利用微生物技術分解垃圾實現垃圾減量，殘余部分制成有機肥料，實現“變廢為寶”“變廢為肥”的資源循環利用[7]。堆肥法處理的工藝流程過程是：（1）對垃圾進行分類；（2）采用高速的鏈式破碎機對有機固態、液態廢物有機物料進行破碎制漿，與發酵母料、有機輔料按比例混配、均勻攪拌；（3）經過堆肥發酵，進行生物化學轉化，最后配制成有機肥。該工藝技術適用于空間大，周邊環境空曠，批量大的有機物料治理，目前推廣應用于大型養殖場、糖廠等，有機廢料環保治理生產了高性價比的有機肥，對資源的循環利用意義重大。

城市生活垃圾強制分類制度在城市落地實施后，如何妥善處理超過居民生活垃圾總量30% ～50%的餐廚垃圾，達成垃圾環保治理與資源化循環利用，是垃圾分類成功與否的關鍵。而有機垃圾源頭就地分散處理，可避免垃圾收集、轉運、集中處理帶來二次污染，是解決“垃圾圍城困境”的最佳方案[9]。

3 城市生活有機垃圾治理的工藝分析

研究居民生活有機垃圾的源頭處理技術方案對城市生活垃圾有著重要的意義。有機垃圾治理現有的技術方案主要以堆肥治理為主，但堆肥法治理有機垃圾技術存在不足之處：工藝復雜、周期長、衛生條件差、收集和轉運過程容易造成二次污染、所用設備占地面積大等問題，不能直接照搬應用于居民生活有機垃圾治理，需要研究出適應生活小區的有機垃圾處理工藝方案。

結合前述堆肥法治理有機垃圾的技術和餐廚垃圾有機物含量高的特性，根據好氧堆肥是利用好氧微生物對餐廚垃圾有機物實現生物降解的過程，結合對現有餐廚垃圾處理技術的分析比較，提出居民生活小區有機垃圾通過餐廚垃圾的前端分類處理[9]后的治理的工藝過程為：“餐廚（有機）垃圾分類——有機垃圾制漿——攪拌均勻——生物技術發酵分解制肥”。

（1）有機垃圾分類工藝：有機垃圾要嚴格按分類要求進行分類。這個可以通過政府立法、社會媒體宣傳、生活小區物業監督等進行多方位達到精準分類的目的。這個過程需要考慮幾個問題：如何執法，如何監管，如何保證持續性。

（2）制漿、攪拌均勻工藝：大型有機垃圾治理場所中，會采用高速鏈式破碎機對有機物料進行破碎，利用大型攪拌機構發酵母料及有機垃圾進行拌勻。該設備運行時，產生較大的氣壓及較為嚴重的物料飛濺，需要較大的物料收集及壓力釋放空間，以防止粉塵和漏料。該設備占地面積大、噪聲大，不適合居民生活小區有機垃圾地治理，需要研究一種攪拌、破碎為一體的集成設備。

（3）生物技術發酵分解制肥工藝：堆肥法治理有機垃圾的關鍵技術是利用微生物技術分解垃圾實現垃圾減量，殘余部分做成有機肥料，大型有機垃圾治理場所采用的是堆肥發酵治理的方法。居民生活小區有機垃圾制肥可考慮采用發酵儲存罐來解決堆肥問題。采用何種方式儲存發酵，使有機垃圾在較短時間內充分被微生物進行分解，是使有機垃圾最大減量的關鍵工藝，而如何運用設備對有機垃圾制漿、攪拌達到發酵分解所需的最佳發酵配比狀態。因此設備的結構、性能直接決定了有機垃圾使用生物技術發酵分解效率。

（4）有機垃圾治理設備的管理：垃圾分類、處理技術解決后，如何推廣應用有機垃圾設備，如何管理設備，垃圾處理費與有機肥治理經濟效益如何管理和結算等，仍需要進一步的研究及探索。

4 居民有機垃圾源頭環保治理的研發思路

居民生活垃圾總量的50%是廚余（有機）垃圾，廚余（有機）垃圾處理是生活垃圾環保治理是重要的一環。在遵從廚余垃圾（有機垃圾）處理“減量化、資源化、無害化”和“污染者付費”的原則上，提出研究適應生活小區的有機垃圾源頭治理終端設備[10]，其結構設計研發思路如下

（1）使用高速破壁機原理，對已經過預分類的廚余垃圾（有機垃圾）進行預破碎制漿，達到想要的粒度效果。該設備的結構設計具有能耗小、噪音低、體積小，適合在小區環境下使用。

（2）使用結構緊湊、體積小的攪拌設備，該設備集攪拌+破碎一體，能代替工藝中關于攪拌設備與破碎設備的功能，對廚余（有機）垃圾進行有效、高效攪拌處理，達到實現有機垃圾高效好氧發酵的需要狀態。

（3）將已有的多層靜態好氧發酵處理機（系統）的成熟的技術引入加以運用，使廚余垃圾（有機垃圾）最有效發酵分解。

（4）在各功能模塊之間進行無縫連接，使有機垃圾在各工序之間轉換時間最短，使有機垃圾處理終端在運行時有效達能耗最小化，機器噪音最低化的目標靠近。

（5）對在廚余垃圾（有機垃圾）最有效發酵分解過程中產生的氣體進行除臭處理，使排出氣體更接近自然空氣，符合居民小區生活的環境要求。

5 初步成果及應用前景

目前，城市居民生活垃圾強制分類已經進入實施階段，為了給城市生活垃圾環保治理提供更好的技術支持，在遵從廚余垃圾（有機垃圾）處理“減量化、資源化、無害化”和“污染者付費”的原則基礎上，廣西力源保科技有限公司利用自身有機堆肥技術優勢，積極研究適應城市生活有機垃圾源頭環保治理終端設備，目前有了突破性進展，研究成果“攪拌+破碎一體的攪拌機與多層靜態好氧發酵處理機（系統）”的有機垃圾源頭環保治理終端設備。將一體化解決生活小區有機垃圾源頭環保治理，實現“3-5 天，一機完成，變廢為肥，生活小區廚余垃圾（有機垃圾）環保治理就地實現”。該新型設備投資較少，運行成本低，占地面積小；處理周期短，發酵徹底，工藝過程簡單合理，不產生垃圾滲濾液，氣味治理簡單；設備自動化程度高，工作環境較好，人工成較低，目前該設備已經進入應用示范階段，預計今年10 月份將正式投入使用，并將逐漸在南寧等區內城市推廣應用。

6 結束語

垃圾環保治理是一個系統工程，是一個多學科技術工程，也是一個需要多部門協同合作治理的工程，研究更先進的垃圾治理新技術，是環保研究機構及企業的重要責任。廣西力源保科技有限公司作為一家專業主營有機廢物環保治理與資源化利用的全產業鏈商業模式的企業，在城市生活有機垃圾處理的技術研究中，通過研發先進的有機垃圾處理終端設備，將最大可能實現“前端有先進處理技術，后端產品有穩定去路”，最終破解“垃圾圍城困境”的困境。