歐陽創等：廚余垃圾處理技術現狀與發展趨勢

時間：2022-05-11 11:39

來源：上海環境衛生工程設計院

導讀：

廚余垃圾是指居民日常生活及食品加工、餐廚服務、單位供餐等活動中產生的垃圾，包括家庭廚余垃圾、餐廚垃圾和其他廚余垃圾。具有高含水率和高有機質的特點，容易腐爛并產生惡臭，對城市居住環境和居民健康產生威脅。

隨著國家垃圾分類政策的不斷推進，目前46 個重點城市率先開展生活垃圾分類先行先試、示范引導，已經基本建成了生活垃圾分類投放、分類收集、分類運輸、分類處理系統，多個中小城市也在逐步跟進推行垃圾分類工作。按照《關于在全國地級及以上城市全面開展生活垃圾分類工作的通知》要求，到2025年，全國地級及以上城市將基本建成生活垃圾分類處理系統。在垃圾分類過程中，廚余垃圾的分類收集量在多個地區已超過預期，廚余垃圾如何妥善地處理，已經成為當前繼續推動生活垃圾分類工作非常重要的一環。

作者簡介?

歐陽創

碩士，高級工程師。現任上海環境院研究中心副總工程師。

徐小強

碩士，工程師。現任上海環境院工程所項目工程師。

一、上海市作為全國第一個實施強制垃圾分類的城市，隨著工作深入推進，目前廚余垃圾產量和特性與分類前有什么顯著變化?

據上海市綠化市容局公布的數據顯示(表1所示)，2019年7月，上海廚余(濕)垃圾分出量達到8200噸/天，較2018年年底增長了110%。2020年6月，上海廚余垃圾分出量達到9632噸/天，較2019年同期增長近40%，2021年濕垃圾產量平均已經超過1萬噸/日，分類成效遠遠走在國內前端。預計上海廚余垃圾分出總量的峰值可以達到11300噸/天，其中家庭廚余占6800噸/天，餐廚垃圾3000噸/天，其他濕垃圾1500噸/天。

表1 2019~2020年上海市干、濕垃圾產量統計表

根據上海市垃圾特性調查數據顯示，實施強制垃圾分類后，干垃圾的容重、含水率相比之前分別下降約36.80%和36.33%，干垃圾低位發熱量上升約103.60%。與此同時，廚余垃圾組分變化比較大，含雜率降至1%左右，容重顯著增大約235.56%，含水率增大37.11%，達到80%左右。

二、歐美等發達國家推行垃圾分類工作已久，目前這些地區廚余垃圾的主要處理方式是什么?

目前歐盟各成員國主要通過高價收購、投資補貼、減免稅費和配額制度等可再生能源政策和措施推動廚余垃圾回收利用技術的發展，近十年來歐洲廚余垃圾處理主要以厭氧消化和堆肥為主，但規模均偏小(100噸/天以下)，多為家庭廚余垃圾和餐廚垃圾混合處理，物料含固率高，雜質含量相對較少，有機質含量高。

美國對于廚余垃圾主要通過“食物捐贈計劃”和安裝廚余垃圾粉碎機等方式實現源頭減量，末端處置途徑主要通過填埋或焚燒，部分州也在推廣堆肥項目。

日本廚余垃圾主要為制飼料和堆肥，其中制飼料技術要求需要高溫滅菌。韓國廚余垃圾早年為堆肥，但存在鹽分高和臭氣難控制問題，目前發展趨勢為厭氧消化處理。

圖1 國外廚余垃圾主要處理方式

由圖1可以看出，目前發達國家的廚余垃圾處理技術主要以厭氧消化為主，約占市場份額的9成左右。其主要原因是相比于堆肥等其他處理技術，厭氧消化技術更加環保和先進，受到業內的廣泛關注，逐步形成一套成熟的產業鏈，進而得到市場的認可和推廣。

三、我國生活垃圾分類工作還處于起步階段，目前廚余垃圾處理的整體情況怎么樣?

隨著“十三五”國家大力推動生活垃圾分類政策，國內的廚余垃圾處理行業得到快速發展。截止到2020年底，國內已建成的廚余垃圾集中處理設施216座，處理能力3.9×104 噸/天;在建廚余垃圾處理設施197座，處理能力2.4×104 噸/天，共計6.3×104 噸/天，小規模分散式就地處理項目作為輔助處理措施，在國內也有大量的試點應用。

表2 國內部分已建廚余垃圾處理設施和處理工藝統計表

四、我國廚余垃圾處理的主要技術有哪些?

目前國內廚余垃圾處理技術主要包括好氧發酵制肥技術、厭氧消化技術、脫水協同焚燒技術和生物(黑水虻、家蠅等)轉化技術等。根據數據統計顯示，國內已建和在建廚余垃圾處理設施中，厭氧消化工藝約占總量的87.5%，其余工藝僅占12.5%。

(一)厭氧發酵

厭氧發酵是通過多種厭氧微生物(包括厭氧有機物分解菌/不產甲烷厭氧微生物、產甲烷菌等)的新陳代謝，將物料分解轉化為甲烷、二氧化碳及發酵殘余物(沼渣、沼液)。根據發酵原料固體含量的不同，厭氧發酵主要分為濕式厭氧發酵和干式厭氧發酵。濕式厭氧發酵的固體含量一般在15%以下，干式厭氧發酵裝置內固體含量一般大于18%。二者工藝流程并沒有顯著區別，都是采用“預處理系統+干/濕式厭氧系統”，但兩種工藝由于含固率不同，因此其反應器結構形式、停留時間、常用反應溫度、沼氣產生量等均有一定差異。實際運用中，濕式厭氧技術較干式技術成熟較多，目前國內已建成的廚余垃圾處理廠大部分都采用濕式厭氧技術，但近些年隨著生活垃圾分類推進和技術不斷成熟，采用干式厭氧發酵技術的項目也在增加。