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关于厨余垃圾资源化利用的认识综述

发布时间:2021-07-14人气:92

餐厨垃圾分类抓好蔬菜基地、农贸市场、食堂、酒楼等主要产地分出就好,家庭分类抓好包装物等干垃圾分出就好;厨余垃圾资源化利用应引入减碳约束,优先物质利用土地回用、饲喂和生产原料。

有必要重新使用餐厨垃圾术语。

《固废法(2020年修订)》将熟料为主的餐饮垃圾和生料为主的厨余垃圾统称为“厨余垃圾”。鉴于熟料为主的厨余垃圾与生料为主的厨余垃圾的物化性质存在较大差异,使得其处理方法存在较大差别,餐饮垃圾与厨余垃圾具有不同的内含与外延,为正视听,建议重新使用“餐厨垃圾”统称餐饮垃圾和厨余垃圾,“餐”指代餐饮垃圾,“厨”指代“厨余垃圾”,面对实际对象时,凡是熟料为主的餐厨垃圾则称为餐饮垃圾,凡是生料为主的餐厨垃圾则称为厨余垃圾。

餐饮垃圾主要由水、固料和油脂组成,且含水率高达90%左右,大部分是外在水,可在源头进行固—液和油—水3相分离,水进入市政管网,油送废油脂利用设施,固料可送资源化利用设施,当然,也可送现有垃圾焚烧设施焚烧处理。

厨余垃圾主要由水和固料组成,虽然含水率可高达80%,但大部分是内在水,不是简单的脱水技术能实现固—液分离的;即使采用超高压挤压分离,将厨余垃圾挤压成浆料和残渣两部分,残渣或土地回用或焚烧,浆料则不宜焚烧(浆料含80%以上水,其他为可降解有机质和杂质,残渣含65%左右水和纤维等难降解有机质与杂质)。

餐厨垃圾资源化利用要引入减碳约束。

《固废法(2020年修订)》第3条明确“国家推行绿色发展方式”“国家倡导简约适度、绿色低碳的生活方式”,中央提出“30碳达峰,60碳中和”目标,餐厨垃圾资源化利用应引入减碳约束。

在减碳约束下,餐厨垃圾资源化利用应优先物质利用,尽量减少能星利用;无论是物质利用还是能量利用都应采用先进的利用方法、工艺技术和设备,务必节能、节水、减排(污染物)和增效,尤其要提高转换率和降低三废治理成本。

虚拟分布式餐厨垃圾资源化利用产业园模式值得期待。

“在源头预处理,在市场生产”的分布式餐厨垃圾资源化利用具有集中式规模处理所不具有的优势:不愁征地拆迁、不愁产品出路、不愁环境管理(臭气控制、运输途中滴漏)、不愁邻避效应;更进一步,利用区块链技术将分布式餐厨垃圾资源化利用项目,包括餐厨垃圾产生、源头预处理、运输、利用、产品销售和管理链接起来,形成虚拟分布式餐厨垃圾资源化利用产业园,可提高市场效率和餐厨垃圾资源化利用的智能化、智慧化水平,值得期待。


1.厨余垃圾资源化利用的内在逻辑

预计2025年厨余垃圾分出量将达到20×10*t/d。新固废法要求厨余垃圾无害化、资源化处理;而且,厨余垃圾具有资源化利用的物质基础,厨余垃圾含有的20%左右有机固料是提倡厨余垃圾资源化利用的物质逻辑﹔更重要的是,通过技术手段可以提高厨余垃圾的资源化利用价值,如通过厌氧发醇制沼发电技术,不仅提高燃料(沼气〉的能级(热值〉,也提高了发电效率,使得含固率20%的厨余垃圾厌氧发醇制沼发电的发电量可达到70%含固率50%的混合垃圾焚烧发电的发电量。一定规模、物质基础、技术基础和法律规定形成了厨余垃圾资源化利用的内在逻辑。

⒉.厨余垃圾资源化利用的系统与工艺技术

厨余垃圾资源化利用包括5个子系统:(1)厨余垃圾接收系统,(2〉预处理系统,(3)资源化转换系统,(4)资源化利用系统和(5))三废治理系统。核心和关键是预处理、资源化转换和三废治理。

厨余垃圾资源化转换方法可概括为3大类:动物转换、生物转换和物理化学转换。生物转换尤其厌氧发醇和厌氧/好氧联合发醇是主要方向,70%以上的厨余垃圾资源化利用项目采用生物转换方法,大规模资源化利用项目又以厌氧发酯制沼转换为主,中、小规模项目可采用汉肥、堆肥等生物转换方法将厨余垃圾转换成土壤改良剂或有机肥就地就近消纳﹔近年来,干式厌氧发酵制沼在国内成功应用,因其占地小、不需要外加水因而沼液产量小,将有望受到青睐。更小规模厨余垃圾就地就近处理可采用动物转换方法,如通过家禽〈大动物)、蚯蚓、黑水忙等动物将厨余垃圾转换成动物营养质和动物粪便,然后再合理处置动物及其粪便。厨余垃圾资源化利用项目较少采用物理化学转换方法,主要是成本较高,但不排除将来利用太阳能进行转换的前景。

预处理工艺技术的选取取决于厨余垃圾性质和资源化转换方法,其重要性甚至可以决定厨余垃圾资源化利用项目的成败。强制推行生活垃圾分类制度之前,一些项目的厨余垃圾大多来自混合生活垃圾的二次分选,预处理工艺包括破袋、筛分、人工分拣、破碎、风选、磁选等分选工序,甚至还包括(热风、生物、太阳能〉干化工序,普遍存在流程过长且受缠绕、粘结、分离困难和环境管理难等困扰,导致厨余垃圾资源化利用项目运行不可靠、管养难、投资与运行成本高等。相对以生料为主的厨余垃圾的预处理而言,以熟料为主的餐饮垃圾的预处理主要以油水分离为主,比较简单,餐饮垃圾的资源化利用项目因此而比较成功。

强制推行生活垃圾分类制度之后,厨余垃圾主要来自农贸市场(包括超市农贸专场)的食材废物、食堂和酒楼的食材废物与食物剩余物,其次来自居民小区分出的食材废物与食物剩余物,不仅来源有保障,而且,厨余垃圾的固料主要是可降解有机质和纤维纸,有利于简化厨余垃圾资源化利用的预处理工艺。以厌氧发醇制沼发电为例,从国内成功案例看,干式发酵的预处理主要是破碎(控制酉料的粒度〉,湿式发酵的预处理主要是高压压榨制浆,都不要采用传统的二次分选工序,极大地缩短了预处理工艺流程,提高了稳定性和可靠性。生活垃圾源头分类简化厨余垃圾资源化利用的预处理,也使厨余垃圾资源化利用具有正当性(换言之,以往那种从混合垃圾中分出厨余垃圾再加以利用的做法,是不值得的)。

三废治理问题或环境管理难,对厨余垃圾资源化利用项目,尤其是大规模厌氧发酵制沼项目,是个重大问题,但又是个不得不妥善解决的问题。无论干式发酷还是湿式发醇项目,都会产生大量的残渣、沼液和臭气,尤其是湿式发酵,因制取酵料时需要外加水,其沼液量甚至大于厨余垃圾量,环境管理难度相当大。

主动方法是减少三废产量,被动方法是加强三废处理。目前可供选择的主动方法是采用三废减量方法和控制项目的处理规模,如以干式发酷替代湿式发醇以减少沼液产量,加大湿式发酵的沼液回流和中水回用以减少外加自来水量,通过区块链技术建设分布式厨余垃圾资源化利用设施等﹔被动方法有沼渣〈残渣)与厨余垃圾及其他有机垃圾联合堆肥、残渣制成衍生燃料等以加强残渣的资源化利用,加强臭气控制与废气净化等。

在三废控制上,应明确3个约束,即三废减量约束、二次废物更易处理约束和经济性约束。所谓三废减量约束就是要求厨余垃圾资源化利用过程中对外排放的废渣与废水之和不得大于厨余垃圾处理量。所谓二次废物更易处理约束就是厨余垃圾资源化利用过程产生的三废的处理应比厨余垃圾更容易处理。所谓经济性约束就是厨余垃圾资源化利用(包括过程产生的三废治理〉的单位厨余垃圾服务单价不得高于分类前混合垃圾的综合处理单价,更不得高于混合垃圾的焚烧处理单价。

3.厨余垃圾资源化利用的处理单价

以往厨余垃圾资源化利用项目的建设投资在20~40万元/ (吨/日)以内(不含征地及拆迁费用),处理单价(财政补贴)在200元/吨以内(包括三废治理费用),与混合垃圾焚烧发电项目的处理单价基本持平。推行垃圾分类后,预处理子系统进一步简化(破碎或压榨即可),建设投资和运行费用都将进—步降低,厨余垃圾资源化利用将迎来健康、可持续的发展。

降低处理单价是厨余垃圾资源化利用可持续发展的关键。目前有个不好的攀比,就是拿厨余垃圾资源化利用的处理单价攀比混合垃圾焚烧发电的处理单价;其实,像厨余垃圾厌氧发酵制沼发电的系统要比混合垃圾焚烧发电系统简单得多,且运行成本也要低得多,足以弥补发电量较少引起的收益降低,其处理单价完全可能而且应该低于混合垃圾焚烧发电的处理单价。

与其去攀比处理单价,不如把心思用于简化工艺流程、提高厨余垃圾固料的资源转化率、提高设备运行效率、减少三废治理成本、丰富产品种类、提高产品附加值等方面,通过防范与消除系统复杂、流程长、运行参数欠佳、设备材料采购价格高和产品单一及附加值低等不足,降低厨余垃圾资源化利用的处理单价。


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