廚余垃圾資源化利用綜述
1.廚余垃圾資源化利用的內在邏輯
預(yu)計2025年廚(chu)(chu)余(yu)垃(la)(la)(la)圾(ji)(ji)分出量(liang)將達到20×104t/d。新固(gu)廢(fei)法要求廚(chu)(chu)余(yu)垃(la)(la)(la)圾(ji)(ji)無害(hai)化、資(zi)源(yuan)化處理;而且,廚(chu)(chu)余(yu)垃(la)(la)(la)圾(ji)(ji)具有資(zi)源(yuan)化利(li)用(yong)(yong)(yong)的(de)物(wu)質(zhi)基(ji)礎,廚(chu)(chu)余(yu)垃(la)(la)(la)圾(ji)(ji)含(han)有的(de)20%左(zuo)右有機固(gu)料是提倡廚(chu)(chu)余(yu)垃(la)(la)(la)圾(ji)(ji)資(zi)源(yuan)化利(li)用(yong)(yong)(yong)的(de)物(wu)質(zhi)邏輯;更重(zhong)要的(de)是,通(tong)(tong)過技術手(shou)段可以提高(gao)(gao)廚(chu)(chu)余(yu)垃(la)(la)(la)圾(ji)(ji)的(de)資(zi)源(yuan)化利(li)用(yong)(yong)(yong)價值,如通(tong)(tong)過厭氧發酵(jiao)制沼(zhao)(zhao)發電(dian)技術,不(bu)僅提高(gao)(gao)燃料(沼(zhao)(zhao)氣(qi))的(de)能級(熱值),也(ye)提高(gao)(gao)了發電(dian)效率(lv),使得含(han)固(gu)率(lv)20%的(de)廚(chu)(chu)余(yu)垃(la)(la)(la)圾(ji)(ji)厭氧發酵(jiao)制沼(zhao)(zhao)發電(dian)的(de)發電(dian)量(liang)可達到70%含(han)固(gu)率(lv)50%的(de)混合(he)垃(la)(la)(la)圾(ji)(ji)焚(fen)燒發電(dian)的(de)發電(dian)量(liang)。一定規模、物(wu)質(zhi)基(ji)礎、技術基(ji)礎和法律(lv)規定形成了廚(chu)(chu)余(yu)垃(la)(la)(la)圾(ji)(ji)資(zi)源(yuan)化利(li)用(yong)(yong)(yong)的(de)內在邏輯。
2.廚余垃圾資源化利用的系統與工藝技術
廚余(yu)垃圾資源化(hua)利(li)用(yong)包括5個子系(xi)統(tong):(1)廚余(yu)垃圾接收(shou)系(xi)統(tong),(2)預(yu)處(chu)(chu)理系(xi)統(tong),(3)資源化(hua)轉換系(xi)統(tong),(4)資源化(hua)利(li)用(yong)系(xi)統(tong)和(5)三廢治理系(xi)統(tong)。核(he)心和關鍵是預(yu)處(chu)(chu)理、資源化(hua)轉換和三廢治理。
廚(chu)(chu)余(yu)(yu)垃(la)(la)(la)圾(ji)資(zi)源(yuan)化(hua)(hua)(hua)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)換(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)方(fang)法(fa)(fa)(fa)可概括為(wei)(wei)3大(da)類:動(dong)(dong)物(wu)(wu)(wu)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)換(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)、生(sheng)物(wu)(wu)(wu)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)換(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)和(he)物(wu)(wu)(wu)理(li)化(hua)(hua)(hua)學轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)換(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)。生(sheng)物(wu)(wu)(wu)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)換(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)尤其(qi)厭氧發酵和(he)厭氧/好氧聯(lian)合發酵是主要(yao)方(fang)向,70%以上的(de)廚(chu)(chu)余(yu)(yu)垃(la)(la)(la)圾(ji)資(zi)源(yuan)化(hua)(hua)(hua)利用(yong)(yong)項(xiang)目采用(yong)(yong)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)換(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)方(fang)法(fa)(fa)(fa),大(da)規模(mo)資(zi)源(yuan)化(hua)(hua)(hua)利用(yong)(yong)項(xiang)目又以厭氧發酵制沼轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)換(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)為(wei)(wei)主,中、小規模(mo)項(xiang)目可采用(yong)(yong)漚肥(fei)、堆(dui)肥(fei)等生(sheng)物(wu)(wu)(wu)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)換(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)方(fang)法(fa)(fa)(fa)將(jiang)廚(chu)(chu)余(yu)(yu)垃(la)(la)(la)圾(ji)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)換(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)成(cheng)土壤改良(liang)劑或有機肥(fei)就地就近消(xiao)納;近年來(lai),干式(shi)厭氧發酵制沼在國內成(cheng)功(gong)應用(yong)(yong),因其(qi)占地小、不需要(yao)外(wai)加(jia)水因而(er)沼液產量小,將(jiang)有望受到青睞(lai)。更小規模(mo)廚(chu)(chu)余(yu)(yu)垃(la)(la)(la)圾(ji)就地就近處理(li)可采用(yong)(yong)動(dong)(dong)物(wu)(wu)(wu)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)換(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)方(fang)法(fa)(fa)(fa),如通(tong)過家(jia)禽(大(da)動(dong)(dong)物(wu)(wu)(wu))、蚯蚓、黑(hei)水牤等動(dong)(dong)物(wu)(wu)(wu)將(jiang)廚(chu)(chu)余(yu)(yu)垃(la)(la)(la)圾(ji)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)換(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)成(cheng)動(dong)(dong)物(wu)(wu)(wu)營養質和(he)動(dong)(dong)物(wu)(wu)(wu)糞(fen)便,然(ran)后再合理(li)處置動(dong)(dong)物(wu)(wu)(wu)及其(qi)糞(fen)便。廚(chu)(chu)余(yu)(yu)垃(la)(la)(la)圾(ji)資(zi)源(yuan)化(hua)(hua)(hua)利用(yong)(yong)項(xiang)目較少采用(yong)(yong)物(wu)(wu)(wu)理(li)化(hua)(hua)(hua)學轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)換(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)方(fang)法(fa)(fa)(fa),主要(yao)是成(cheng)本較高,但不排除將(jiang)來(lai)利用(yong)(yong)太陽能進行轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)換(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)的(de)前景(jing)。
預(yu)處(chu)(chu)理(li)工(gong)藝技(ji)術的(de)選(xuan)(xuan)(xuan)取取決于廚(chu)(chu)余(yu)(yu)(yu)垃(la)圾(ji)(ji)(ji)(ji)性質和資源化轉換方法(fa),其(qi)重要(yao)性甚至可(ke)以決定(ding)廚(chu)(chu)余(yu)(yu)(yu)垃(la)圾(ji)(ji)(ji)(ji)資源化利用(yong)項目的(de)成敗。強制推行(xing)生活(huo)垃(la)圾(ji)(ji)(ji)(ji)分類制度之前,一些項目的(de)廚(chu)(chu)余(yu)(yu)(yu)垃(la)圾(ji)(ji)(ji)(ji)大多來自(zi)混合生活(huo)垃(la)圾(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)二次分選(xuan)(xuan)(xuan),預(yu)處(chu)(chu)理(li)工(gong)藝包括破(po)袋、篩分、人工(gong)分揀、破(po)碎、風選(xuan)(xuan)(xuan)、磁(ci)選(xuan)(xuan)(xuan)等分選(xuan)(xuan)(xuan)工(gong)序(xu)(xu),甚至還包括(熱風、生物、太(tai)陽能(neng))干化工(gong)序(xu)(xu),普(pu)遍存在流程過長且受纏繞、粘結、分離(li)(li)困難(nan)和環境管理(li)難(nan)等困擾,導(dao)致廚(chu)(chu)余(yu)(yu)(yu)垃(la)圾(ji)(ji)(ji)(ji)資源化利用(yong)項目運行(xing)不可(ke)靠、管養(yang)難(nan)、投(tou)資與運行(xing)成本高(gao)等。相對(dui)以生料(liao)為主的(de)廚(chu)(chu)余(yu)(yu)(yu)垃(la)圾(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)預(yu)處(chu)(chu)理(li)而言,以熟(shu)料(liao)為主的(de)餐飲垃(la)圾(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)預(yu)處(chu)(chu)理(li)主要(yao)以油水分離(li)(li)為主,比(bi)較簡單,餐飲垃(la)圾(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)資源化利用(yong)項目因此而比(bi)較成功(gong)。
強制(zhi)推行生活垃(la)圾(ji)分類制(zhi)度之(zhi)后,廚(chu)余(yu)(yu)垃(la)圾(ji)主要來自農貿市場(包括超市農貿專場)的(de)(de)食(shi)(shi)材(cai)(cai)廢(fei)物、食(shi)(shi)堂和(he)(he)酒樓的(de)(de)食(shi)(shi)材(cai)(cai)廢(fei)物與食(shi)(shi)物剩余(yu)(yu)物,其次來自居民小區分出的(de)(de)食(shi)(shi)材(cai)(cai)廢(fei)物與食(shi)(shi)物剩余(yu)(yu)物,不僅來源(yuan)有(you)保障,而且,廚(chu)余(yu)(yu)垃(la)圾(ji)的(de)(de)固料主要是可降解有(you)機質和(he)(he)纖維紙,有(you)利(li)(li)(li)于簡化(hua)廚(chu)余(yu)(yu)垃(la)圾(ji)資(zi)源(yuan)化(hua)利(li)(li)(li)用的(de)(de)預(yu)(yu)處理工藝(yi)。以厭氧發酵(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)制(zhi)沼發電為例(li),從(cong)(cong)國內成(cheng)功案(an)例(li)看,干式(shi)發酵(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)預(yu)(yu)處理主要是破碎(sui)(控制(zhi)酵(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)料的(de)(de)粒度),濕式(shi)發酵(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)預(yu)(yu)處理主要是高壓壓榨制(zhi)漿,都不要采(cai)用傳統的(de)(de)二次分選工序,極大地(di)縮短了(le)預(yu)(yu)處理工藝(yi)流程(cheng),提高了(le)穩定性和(he)(he)可靠性。生活垃(la)圾(ji)源(yuan)頭分類簡化(hua)廚(chu)余(yu)(yu)垃(la)圾(ji)資(zi)源(yuan)化(hua)利(li)(li)(li)用的(de)(de)預(yu)(yu)處理,也(ye)使廚(chu)余(yu)(yu)垃(la)圾(ji)資(zi)源(yuan)化(hua)利(li)(li)(li)用具有(you)正當性(換言之(zhi),以往那種從(cong)(cong)混合垃(la)圾(ji)中分出廚(chu)余(yu)(yu)垃(la)圾(ji)再加以利(li)(li)(li)用的(de)(de)做法,是不值得的(de)(de))。
三廢治理(li)問題或環(huan)境管理(li)難,對(dui)廚(chu)余(yu)垃圾資源化利(li)用項目(mu)(mu),尤其是(shi)大(da)規模厭氧發(fa)酵(jiao)制沼(zhao)(zhao)項目(mu)(mu),是(shi)個(ge)重大(da)問題,但又(you)是(shi)個(ge)不得不妥善解(jie)決(jue)的問題。無論干式發(fa)酵(jiao)還是(shi)濕(shi)式發(fa)酵(jiao)項目(mu)(mu),都會(hui)產(chan)生(sheng)大(da)量(liang)的殘(can)渣、沼(zhao)(zhao)液和臭氣,尤其是(shi)濕(shi)式發(fa)酵(jiao),因制取(qu)酵(jiao)料時(shi)需要外加水,其沼(zhao)(zhao)液量(liang)甚(shen)至(zhi)大(da)于(yu)廚(chu)余(yu)垃圾量(liang),環(huan)境管理(li)難度(du)相當(dang)大(da)。
主動方法是(shi)減(jian)(jian)少三(san)廢(fei)產量(liang)(liang),被動方法是(shi)加(jia)強(qiang)三(san)廢(fei)處理。目前可供選(xuan)擇的主動方法是(shi)采用三(san)廢(fei)減(jian)(jian)量(liang)(liang)方法和控制(zhi)項目的處理規模(mo),如以(yi)(yi)干式發酵替代濕式發酵以(yi)(yi)減(jian)(jian)少沼液(ye)產量(liang)(liang),加(jia)大濕式發酵的沼液(ye)回流和中(zhong)水回用以(yi)(yi)減(jian)(jian)少外加(jia)自(zi)來水量(liang)(liang),通過(guo)區塊鏈技術建設分布式廚(chu)余垃(la)(la)圾資(zi)源(yuan)化利用設施等(deng);被動方法有(you)沼渣(zha)(殘渣(zha))與廚(chu)余垃(la)(la)圾及其(qi)他(ta)有(you)機垃(la)(la)圾聯合堆肥、殘渣(zha)制(zhi)成衍生(sheng)燃料等(deng)以(yi)(yi)加(jia)強(qiang)殘渣(zha)的資(zi)源(yuan)化利用,加(jia)強(qiang)臭氣控制(zhi)與廢(fei)氣凈化等(deng)。
在三廢(fei)控(kong)制(zhi)上,應明確3個約束(shu)(shu),即(ji)三廢(fei)減量(liang)約束(shu)(shu)、二(er)(er)次廢(fei)物更易處(chu)(chu)理(li)約束(shu)(shu)和經濟性(xing)約束(shu)(shu)。所謂(wei)(wei)(wei)三廢(fei)減量(liang)約束(shu)(shu)就(jiu)是(shi)要求廚(chu)余(yu)垃(la)(la)(la)(la)圾(ji)(ji)(ji)資(zi)源化利用(yong)過(guo)程中(zhong)對外排放的(de)(de)廢(fei)渣(zha)與廢(fei)水之(zhi)和不得(de)(de)大于(yu)廚(chu)余(yu)垃(la)(la)(la)(la)圾(ji)(ji)(ji)處(chu)(chu)理(li)量(liang)。所謂(wei)(wei)(wei)二(er)(er)次廢(fei)物更易處(chu)(chu)理(li)約束(shu)(shu)就(jiu)是(shi)廚(chu)余(yu)垃(la)(la)(la)(la)圾(ji)(ji)(ji)資(zi)源化利用(yong)過(guo)程產生的(de)(de)三廢(fei)的(de)(de)處(chu)(chu)理(li)應比廚(chu)余(yu)垃(la)(la)(la)(la)圾(ji)(ji)(ji)更容易處(chu)(chu)理(li)。所謂(wei)(wei)(wei)經濟性(xing)約束(shu)(shu)就(jiu)是(shi)廚(chu)余(yu)垃(la)(la)(la)(la)圾(ji)(ji)(ji)資(zi)源化利用(yong)(包括過(guo)程產生的(de)(de)三廢(fei)治理(li))的(de)(de)單(dan)(dan)位廚(chu)余(yu)垃(la)(la)(la)(la)圾(ji)(ji)(ji)服務單(dan)(dan)價(jia)(jia)不得(de)(de)高(gao)于(yu)分(fen)類前(qian)混(hun)合(he)垃(la)(la)(la)(la)圾(ji)(ji)(ji)的(de)(de)綜合(he)處(chu)(chu)理(li)單(dan)(dan)價(jia)(jia),更不得(de)(de)高(gao)于(yu)混(hun)合(he)垃(la)(la)(la)(la)圾(ji)(ji)(ji)的(de)(de)焚燒(shao)處(chu)(chu)理(li)單(dan)(dan)價(jia)(jia)。
3.廚余垃圾資源化利用的處理單價
以(yi)往廚余(yu)(yu)垃(la)圾資源化利(li)用(yong)項目的建設投資在(zai)20~40萬(wan)元/(噸/日)以(yi)內(不含征地及(ji)拆遷費(fei)用(yong)),處(chu)理(li)單價(財政補貼(tie))在(zai)200元/噸以(yi)內(包括三廢治理(li)費(fei)用(yong)),與混合(he)垃(la)圾焚燒發電項目的處(chu)理(li)單價基本持(chi)平(ping)。推行垃(la)圾分類后,預處(chu)理(li)子系統進一步(bu)簡化(破碎(sui)或壓(ya)榨(zha)即可),建設投資和運行費(fei)用(yong)都將(jiang)進一步(bu)降低,廚余(yu)(yu)垃(la)圾資源化利(li)用(yong)將(jiang)迎(ying)來健康(kang)、可持(chi)續(xu)的發展。
降(jiang)低(di)處理(li)單價是廚余(yu)垃(la)(la)圾(ji)資源化(hua)利用可(ke)(ke)持(chi)續發(fa)展的(de)(de)關鍵。目前有(you)個不好的(de)(de)攀比(bi),就是拿廚余(yu)垃(la)(la)圾(ji)資源化(hua)利用的(de)(de)處理(li)單價攀比(bi)混合(he)垃(la)(la)圾(ji)焚燒發(fa)電(dian)的(de)(de)處理(li)單價;其(qi)實(shi),像(xiang)廚余(yu)垃(la)(la)圾(ji)厭(yan)氧(yang)發(fa)酵制沼發(fa)電(dian)的(de)(de)系統(tong)要比(bi)混合(he)垃(la)(la)圾(ji)焚燒發(fa)電(dian)系統(tong)簡單得多,且(qie)運行成(cheng)本也要低(di)得多,足以彌補發(fa)電(dian)量較少引起的(de)(de)收益降(jiang)低(di),其(qi)處理(li)單價完全(quan)可(ke)(ke)能而且(qie)應該低(di)于混合(he)垃(la)(la)圾(ji)焚燒發(fa)電(dian)的(de)(de)處理(li)單價。
與其去(qu)攀比處(chu)理單價,不如把(ba)心思用(yong)于簡(jian)化工藝(yi)流(liu)程(cheng)、提高(gao)(gao)(gao)廚余垃(la)圾(ji)(ji)固料(liao)的資源(yuan)轉化率、提高(gao)(gao)(gao)設(she)備運行效率、減少三廢治(zhi)理成本、豐富產品(pin)(pin)種類(lei)、提高(gao)(gao)(gao)產品(pin)(pin)附加(jia)值等方面,通過防范與消除系統復雜、流(liu)程(cheng)長、運行參數欠佳、設(she)備材料(liao)采購價格高(gao)(gao)(gao)和產品(pin)(pin)單一及附加(jia)值低等不足,降低廚余垃(la)圾(ji)(ji)資源(yuan)化利(li)用(yong)的處(chu)理單價。

使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環保網”