固廢環保產業園協同處理餐廚垃圾的應用研究

熊亭

（瀚藍環境股份有限公司，廣東 佛山 528200）

目前，新型冠狀病毒肺炎疫情已被世界衛生組織列為國際關注的突發公共衛生事件[1]，此次疫情對中國經濟產生了一定沖擊，餐飲行業是此次疫情中受到沖擊最大的行業之一，部分餐飲企業正面臨倒閉風險或已停業關閉[2-3]。在當前常態化疫情管控形勢下，餐飲行業的萎縮直接導致餐廚垃圾產生量大幅降低，餐廚垃圾產生量的波動對餐廚垃圾處理企業提出了更加嚴峻的挑戰。探索低運行成本的現代化餐廚垃圾處理系統既是《“十四五”城鎮生活垃圾分類和處理設施發展規劃》對餐廚垃圾處理企業提出的要求[4]，也是當前餐廚垃圾處理的研究重點。

研究項目位于佛山市南海區固廢環保產業園內，園區采用集約化方式，將餐廚垃圾處理項目與內部的生活垃圾焚燒發電項目、垃圾收轉運設施及污水處理設施等項目統籌規劃建設與管理，實現各項目體相互依存、相互耦合，資源與能源共用共享，達到降低餐廚垃圾收運處理成本、提高餐廚垃圾資源化水平、提升處理設施運行穩定性和改善區域環境質量的目的。

1 項目概況

根據規劃要求，為推動餐廚廢棄物資源化利用和無害化處理，促進循環經濟發展，加快建設資源節約型和環境友好型社會，國家于2011 年選擇部分城市開展餐廚廢棄物資源化利用和無害化處理試點工作。本研究項目于2015 年經評審被列入第五批餐廚廢棄物資源化利用和無害化處理試點，獲得1 685 萬元的餐廚廢棄物資源化利用和無害化處理試點項目專項資金。本項目于2015 年6 月投產，并于2019 年通過餐廚廢棄物資源化利用和無害化處理試點城市驗收。

1.1 餐飲單位構成

本項目地處廣東省佛山市南海區，南海區面積為1 071.55 km2，包含1 個街道和6 個鎮。根據第七次人口普查數據，南海區常住人口約為366.72 萬人。南海區持有餐飲服務許可證的餐飲單位共有約6 150家，餐飲單位構成如圖1 所示。

圖1 餐飲單位構成

機關與學校食堂為第一類型餐飲單位，企業食堂、特大型與大型餐館為第二類型餐飲單位，中小型餐館及其他餐廚垃圾產生單位為第三類型餐飲單位。

1.2 處理規模

餐廚垃圾產生量與本項目所屬轄區的人口、消費習慣、飲食習慣、餐飲單位構成、經濟水平、居民文化素質及當前疫情形勢等因素有關[5-6]。南海區餐廚垃圾產生單位的種類、數量及其餐廚垃圾產生量如表1 所示。從產生單位的數量比例來看，第一類占10.92%，第二類占17.45%，第三類占71.63%，合計為100%；從垃圾產生量比例來看，第一類占37.98%，第二類占38.23%，第三類占23.79%，合計為100%。

表1 餐廚垃圾產生情況分類統計

另外，根據《餐廚垃圾處理技術規范》（CJJ 184—2012）的相關方法，推算南海區餐廚垃圾產生量。該區常住人口約為366.72 萬人，根據式（1）計算南海區餐廚垃圾產生量。

式中：Mc為城市餐廚垃圾日產生量，kg/d；R為城市人口總數，人；m為人均餐廚垃圾產生量基數，kg/（人·d）；k為餐廚垃圾產生量修正系數。

人均餐廚垃圾產生量基數m宜取0.1 kg/（人·d）。南海區經濟發達，尤其是旅游業，高校較多，修正系數k參考國內其他大中城市，取1.15。由此測算，南海區餐廚垃圾產生量為421.73 t/d。與該區餐廚垃圾調研的產生量（345.03 t/d）相比，預測公式計算的產生量較大，取較大值421.73 t/d 作為本項目規劃的依據。

隨著餐廚垃圾處理政策的出臺和完善、政府部門支持力度的加大以及人民群眾環保意識的提高，餐廚垃圾收集率逐年呈上升趨勢，力求逐步達到日產日清。同時，考慮到旅游業與餐飲業的不斷發展，常住人口與流動人口的數量將平穩地向上增長。本餐廚垃圾處理項目分兩期實施，一期設計處理規模為300 t/d（已于2015 年6 月建成投產），二期設計處理規模為200 t/d（已于2019 年11 月建成投產）。

1.3 物料特性分析

餐廚垃圾的性質隨地點、場所以及季節的變化有所不同，根據南海區餐廚垃圾取樣分析，其物料組成及理化性質分別如表2、表3 所示。

表2 餐廚垃圾組成

表3 餐廚垃圾理化性質

1.4 項目選址及處理標準

本項目選址位于佛山市南海區固廢處理環保產業園內，固廢環保產業園總占地面積約為306 667 m2，建設內容包括規模4 500 t/d 的生活垃圾焚燒發電廠、規模450 t/d 的城市污泥干化處理廠、規模500 t/d 的餐廚垃圾處理廠、規模9.15 t/a 的工業危險廢物處理廠、規模1 500 t/d 的高濃污水處理設施及規模1 700 t/d的低濃污水處理設施。

本項目占地面積約為20 000 m2，選址屬于《環境空氣質量標準》（GB 3095—2012）所規定的二類環境空氣質量區。餐廚垃圾處理廠臭氣經收集后送至固廢環保產業園內的垃圾焚燒發電廠焚燒爐，作為垃圾焚燒助燃氣。厭氧消化產生的沼渣脫水后，沼渣含水率不大于60%，送入園區的垃圾焚燒發電廠處理。廠區產生的污水送往園區內的污水處理系統集中處理，出水達到工業回用水標準，主要用于垃圾焚燒廠設備冷卻、廠區綠化、場地沖洗等。

2 收運模式

本項目所在區域各鎮街的餐廚垃圾收運量為15～65 t/d。離處理廠區較近的區域餐廚垃圾產生量較多，離處理廠區較遠的區域餐廚垃圾產生量較少，且餐廚垃圾含水率高達79.50%，因此本項目采用直運模式，如圖2 所示。

圖2 直運模式

南海區餐飲單位地域分布廣，餐廚垃圾收運量大，收集時間集中。在充分考慮各鎮街收運距離、運輸耗時、收運效率和車輛載重的基礎上，以收運車輛往返處理廠耗時為主要考慮因素，大致可將餐廚垃圾的收運范圍劃分為近距離收運區域和遠距離收運區域。收運車輛往返處理廠需時約1 h 的區域為近距離收運區域，可安排5 t 規格的餐廚垃圾車收運，每班次（8 h）可執行兩次收運任務。收運車輛往返處理廠需時超過1 h 的區域為遠距離收運區域，可安排8 t 規格的餐廚垃圾車收運，每班次（8 h）執行一次收運任務。

本項目共設置78 條收運路線，餐廚垃圾收運采用“1 車1 司機1 輔工”的模式。本項目共配備收運司機107人，收運輔工63人，8 t 餐廚垃圾收運車51輛，5 t餐廚垃圾收運車19輛，3 t餐廚垃圾收運車2輛，1 t 廢棄油脂收運車8 輛。

為了盡量避開交通高峰時間，減小收運工作對當地交通的影響，同時將收運作業對餐飲單位營業的影響最小化，綜合考慮各方面的因素，本項目每天的主要收運時間定為13 ∶30 至17 ∶50，晚上21 ∶00至次日05 ∶00。

3 協同處理工藝

本固廢環保產業園以生活垃圾焚燒發電項目為核心，配置生活垃圾轉運、污泥處理、餐廚垃圾處理、滲濾液處理等完整的固廢處理設施，各處理環節實現資源共享、能源共用，以高效協同的方式實現對生活垃圾、污泥、餐廚垃圾和工業廢棄物等固體廢棄物的協同處置，實現無害化處理和資源循環利用，廢水回用不外排，如圖3 所示。其中，餐廚垃圾處理項目將餐廚垃圾中提取的廢棄油脂加工成生物柴油，供園區垃圾收轉運車輛使用；預處理系統分選出的雜質、厭氧消化系統產生的沼渣運至生活垃圾焚燒發電廠與生活垃圾混合摻燒；收集的設備高濃廢氣及車間低濃廢氣輸送至生活垃圾焚燒發電廠，作為焚燒爐的助燃氣；生活垃圾焚燒發電廠產生的蒸汽余熱作為餐廚垃圾油脂提取系統的熱源，生活垃圾焚燒發電廠產生的電力供餐廚垃圾處理廠運行使用。

圖3 固廢環保產業園協同處理流程

餐廚垃圾經專用收運車運輸到處理廠，經固廢環保產業園稱重計量系統稱重后，卸到預處理系統的接料斗中，物料經螺旋輸送至水力分選制漿機，分選出輕、重雜質，并完成有機質的水力制漿，得到的漿料經加熱罐加熱、除砂系統除砂后進入離心提油工序，離心提油工序可滿足餐廚處理線500 t/d 物料的提油需求。三相離心機回收的廢棄油脂用泵送到園區內生物柴油生產系統，提煉加工生物柴油；三相離心機出來的水相經換熱回收熱量后與固渣混合調漿，進入厭氧系統發酵產沼氣。厭氧系統產生的沼氣用于沼氣發電系統發電上網。分選出的雜質及脫水沼渣送入園區的垃圾焚燒發電廠焚燒處置，沼液進入污水處理系統處理，達到回用水標準后全部回用。餐廚垃圾處理工藝流程如圖4 所示。

4 結語

自2015 年6 月投入運行以來，本項目一直運行良好，2021 年全年累計處理餐廚垃圾15.94 萬t、提取油脂6 057.20 t、加工提煉生物柴油5 451.48 t、生產沼氣1 251.76 萬m3、發電并網2 503.52 萬kW·h，共提供213 人的就業崗位。本項目所在地的固廢處理環保產業園采用“統一規劃、統一配置、統一調度、統一處理”的管理模式，將垃圾焚燒、餐廚垃圾處理、污水處理、垃圾收轉運等項目環環相扣，實現資源與能源共用共享，經濟效益與社會效益兼得。項目協同優勢明顯，在節省土地資源、降本增效、減少污染物排放、便利監管等方面的特點十分突出，具有社會成本最小化的顯著優勢。