“无废城市”背景下安阳市餐厨垃圾处理技术分析.pdf

中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期：2023 年 12 月 21 日 作者简介：陈高升（1982），男，汉族，河南滑县人，研究为环保方面；李小洋（1986），女，汉族，河南南阳人，研究为环保方面；侯建伟（1977），男，汉族，河南林州人，研究为环保方面。-124-“无废城市”背景下安阳市餐厨垃圾处理技术分析 陈高升 李小洋 侯建伟 安阳市生态环境监测和安全中心，河南 安阳 455000 摘要：摘要：对国内外餐厨垃圾处理现状进行概括。在安阳市创建“无废城市”的背景下,通过类比归纳分析安阳市餐厨垃圾特征，对其产生量进行估算，对其处理技术进行分析梳理。近年来安阳市加快了城市化、工业化、现代化的建设步伐，对比较先进的三种处理方式进行列举分析，提出安阳市餐厨垃圾资源化无害化处理建议，为安阳市餐厨垃圾的资源化应用提供参考。关键词：关键词：“无废城市”；餐厨垃圾；危害；处理；厌氧消化 中图分类号：中图分类号：X70 0 引言 餐厨垃圾，又可称为潲水或泔水，包括餐饮垃圾、家庭厨余垃圾和其它易腐坏的餐厨废弃物，属于含有机质的固体垃圾范畴。主要由菜叶、剩菜（饭）、废弃食物、废弃食品加工废料等组成。具有易腐烂变质、污染环境、传播病毒细菌的危害。城市化程度提升及国民生活水平提高，物质极大的丰富使餐厨垃圾的产生也逐年增加，餐厨垃圾产生量在城市生活垃总量中占比高达 30%-50%。由此可见，餐厨垃圾有效处理，是完成“无废城市”建设的关键之一，也是实现垃圾减量化的必由之路。因此，减量化、资源化、无害化地进行餐厨垃圾高效处理是生活垃圾有效处理的重要环节，是实现“无废城市”建设的有效途径。重新设计餐厨垃圾的收集和处理方法，实现对这类垃圾的有效处置和科学管理。为广大人民生活水平日益提升，随着生活垃圾数量的快速增加，特别是餐厨垃圾产量的急剧上升，我们面临着垃圾问题日益恶化的挑战。为了有效管理和分类餐厨垃圾，以改善我们的生活环境质量，我们需要采取规范措施。发挥引领作用，餐厨生活垃圾分类处理技术规制定按照相关工作要求，因此，做好我市餐厨生活垃圾分类收集、运输、处理等工作，通过最大程度地减少餐厨生活垃圾的数量，并将其转化为可利用的资源，同时确保垃圾处理过程不对环境造成危害，从而有效提升人们的生活环境质量，有力推进乡村振兴战略，提升餐厨垃圾管理工作成效。人居环境整治是一项系统工程，需要依据目标任务，强化责任担当，制定相应的政策标准落实，发挥引领作用，有序稳步推进餐厨垃圾工作开展。餐厨生活垃圾分类处理技术要求的制定,严格按照相关工作规范，有利于餐厨垃圾分类工作提高层次、做出特色，持续推动人居环境品质升级。随着餐厨生活垃圾数量的急剧增加，以及环境状况不断恶化，我们迫切需要采取措施。通过餐厨垃圾分类管理，我们能够改善这一局面，实现对垃圾处理方式的革新，有效地处置和管理这些垃圾，同时依据党对“人居环境”工作集中统一领导，统筹实施乡村振兴战略及任务。其中人居环境综合整治任务具体包括：“六化”建设、农村生态产业发展、村庄绿化美化、坑塘治理、成市餐厨垃圾和农村餐厨垃圾处理等工作。人居环境整治是一项系统工程，强化责任担当人人有责，有利于激发广大群众的自觉性和主动性源头分类管理，实现共建共享美丽家园，不断增强人民群众的获得感和幸福感，推动美好家园全面升级、幸福生活全面进步、广大人民全面受益，加快我市实现家家户户公园化。在深入了解国内外相关法律法规、国家标准、行业标准、地方标准和团体标准基础上，结合我市餐厨生活垃圾处理现状，研究餐厨生活垃圾的减量化、资源化和无害化，规范餐厨生活垃圾的分类收集与处置，减少餐厨生活垃圾的产生量、处置量，发起并提出餐厨生活垃圾分类处理标准化建设工作，积极开展技术研究方向工作思路，遵守餐厨生活垃圾分类相关文件精神要求，强调实用性和可操作性强，便于推广执行。1 餐厨垃圾的危害 根据清华大学固体废物污染控制及资源化研究所的数据，我国城市每年产生超过 6 亿吨的餐厨垃圾。中国科技期刊数据库 工业 A-125-如果这些垃圾没有经过有效处理，可能会带来食品安全问题，污染环境，影响城市的整洁美观，甚至严重威胁居民的身体健康和安全。1.1 影响市容污染环境 餐厨垃圾从感官上会对人类的视觉及嗅觉造成不良影响。餐厨垃圾是具有很大湿度的有机物质组合，其本身就容易腐烂发臭，形成有害微生物生长的温床，增加了运输及处理难度。餐厨垃圾发酵形成恶臭气体，无组织逸散会污染大气，继而滋生蚊子、苍蝇等害虫；流入水体会消耗水中氧气造成水体富营养化，直接造成鱼、虾等水生生物窒息死亡。另外餐厨垃圾的高含水率会增加垃圾填埋场渗滤液产生量，不当处置会对地表水和地下水形成污染，引发环境问题。1.2“泔水猪”、“地沟油”危及人身健康。部分养殖户用餐厨垃圾来饲养牲畜，气温较高时因收集、运输、存放时间长会让泔水发酵、发霉、腐坏，滋生多种病菌。如果餐厨垃圾内混有肉骨、牙签、塑料等异物，特别是铝、汞、镉等重金属，不加处理的这些有害物会危害牲畜的消化道，会在牲畜的脂肪组织内蓄积。人类食用受到污染的牲畜后会对消化及免疫系统造成危害、导致疾病传播。在极具利润诱惑的情况下，一些不良商贩利用非法手段，比如蒸馏和加热，回收和提取废油，形成了被称为“地沟油”的产品。这种油中含有黄曲霉素、苯等有害有毒物质，易导致慢性疾病，甚至可能引发肿瘤，严重危及人民群众的生命健康。2 国内外餐厨垃圾处理现状 2.1 国外餐厨垃圾处理现状 欧洲餐厨垃圾产量约为 5000 万吨/年，北欧及西欧等发达国家已建成完善的餐厨垃圾处理系统。包括：技术方面通过生物法或 MBT 法进行处理；政策方面对垃圾填埋税等进行征收；法律方面颁布相关条文加以管理与约束。北美餐厨垃圾的产生量约为 2598 万吨/年，处理方式主要采用资源化回收，通过堆肥发酵制造成肥料或回收加工制成牲畜饲料。各州根据其自身情况，因地制宜地建立标准体系。采用减少产出量援助贫困人群饲养牲畜工业再利用堆肥发酵焚烧填埋的先后顺序进行处理。日本餐厨垃圾产出量约为 2000 万吨/年，日本在 2000 年颁布餐厨废物再生法，规定每个公民及单位有义务减少浪费，以制约产生以肥料、饲料、生物质燃料等方式再利用垃圾焚烧填埋处理的先后顺序进行处理。2.2 我国餐厨垃圾处理现状 在“十二五”期间，针对餐厨垃圾处理问题，政府在覆盖了 31 个省级行政区的 100 个城市设立了试点项目。2012 年发布了餐厨垃圾处理技术规范行业标准，旨在加强餐厨垃圾处理的规范化和系统化建设。2015 年全国立项、在建、投运 50 吨/天的餐厨垃圾处理设施约 118 座。同时我们也应认识到我国东部沿海地区由于经济优势处理能力较强，经济欠发达的西部地区处理能力较弱，处理能力全国发展不均衡，部分地区还存在技术及运营不成熟，发展进程缓慢等问题。3 安阳市餐厨垃圾处理现状分析 3.1 安阳市概况 安阳古称殷、邺城、彰德等，位于河南省最北部的地级市，与河南的鹤壁市及新乡市、河北邯郸市、山西长治市交界。总面积 7000 余平方公里，管辖 4 区4 县及 1 个县级市，获得“国家卫生城市”、“国家森林城市”、全国双拥模范城（县）等荣誉称号。安阳市作为京津冀大气污染传输通道“2+26”城市之一，污染和排放造成压力大，形势严峻。近年来安阳市加快了城市化、工业化、现代化的建设步伐，行政区划调整、市区扩容，对土地、能源等资源需求越来越大，同时对环境质量的要求也越来越高。高效解决社会经济高速发展产生的污染问题，协调经济发展与环境保护的关系，让最小环境牺牲获得最大经济利益是我市面临的重要课题。3.2 安阳市餐厨垃圾特性及组分 餐厨垃圾组分与当地饮食习惯相关性较大，由于我市还未对餐厨垃圾成分进行检测，参考全国平均水平及附近省市的餐厨垃圾处理项目检测的成分分析，类比得出安阳市餐厨垃圾含水率 85%，油分 2.2%，盐分 1.1%，有机质 82%，塑料大件物料 1.3%，容重 100千克/立方米。由于长久以来的饮食习惯、地域环境没有大的变化，餐厨垃圾特征与性质也不会有很大差异。安阳本地餐厨垃圾与全国平均水平（含水 70%85%，油分 2.0%-3.0%，盐分 1%，有机质 80%-93%，）相比主要特点为含水率高导致更易腐烂变质而产生细菌恶臭。中国科技期刊数据库 工业 A-126-3.3 安阳市餐厨垃圾产量预测 安阳市目前还未对餐厨垃圾产量进行调研，所以采用餐厨垃圾处理技术规范，根据人口日均的产生量来估算，具体公式如下：Mc=Rmk 式中：MC日产生量，kg/d；R常住人口数目，人；m人均产生量基数，kg/(人 d)；取 0.1 为宜；修正系数 k 用于调整餐厨垃圾的产生量。对于经济繁荣、旅游业发达、高校众多的地区或城区，建议取修正系数在 1.05 至 1.15 之间；而对于经济发达、旅游业繁荣或沿海城市，可考虑取修正系数在 1.15 至1.30 之间；一般普通城市建议使用 1.00 作为修正系数。以餐饮垃圾产生量计算公式进行计算，安阳市地区属普通城市，因此城市餐饮垃圾修正系数取 1.00，根据第七次全国人口普查数据对餐厨垃圾产生量估算如下：2019 年安阳市常住人口 509 万人，人均产生量每人每天 0.1kg，修整系数 1.0，日产生总量 509 吨；2020年安阳市常住人口 519.22 万人，人均产生量每人每天0.1kg，修整系数 1.0，日产生总量 519.22 吨；根据人口普查数据 2021 年以来安阳市常住人口数保持在547.76 万人左右，人均产生量每人每天 0.1kg，修整系数 1.0，日产生总量 547.76 吨。考虑城市的综合发展，全市处理设施规模至少应按照大于 600t/d 设计。3.4 安阳市餐厨垃圾处理工艺确定 传统的填埋与焚烧技术会造成二次污染且不利于餐厨垃圾中有机质资源的回收。填埋占用大量土地且高含水率高有机质增加渗沥液处理难度，焚烧产生二噁英等挥发性有机气体增加大气治理难题。目前餐厨垃圾处理技术比较先进且安全可行的主要是：厌氧消化、饲料化和生化处理逐步发展为主流技术，为减量化、无害化、资源化处置餐厨垃圾的优选方式。3.4.1 厌氧消化技术 在缺乏氧气的环境下，有机物质会自然地被微生物分解，产生甲烷和二氧化碳。这一反应过程的进行受到多种因素的影响，包括温度、碳氮比、pH 值以及微量元素如镍、钴、钼等，同时也受到有毒物质允许浓度的影响。厌氧消化处理的流程主要包括以下步骤：餐厨垃圾接收、预处理、厌氧消化、脱水处理、生物处理和利用、沼渣处理，以及污水处理系统。厌氧消化的优势在于其对有机物负荷有着强大的处理能力，有利于回收和再利用生物质能源。同时，在这个过程中产生的甲烷被广泛应用作为清洁能源，具有良好的市场销售和环保特性。然而，该技术的缺点在于工艺复杂，需要较高的投资成本。3.4.2 饲料化技术 饲料技术方案的工艺是先对餐厨垃圾进行预处理，将其脱水后分为液体和固体两部分。液体部分主要含有高油脂的污水，在处理过程中进行油水分离，以便最终回收有较高价值的油脂部分，然后再进行污水处理。固体部分处理通过高温发酵工艺来制取肥料，烘干手法来制取牲蓄饲料，制取肥料与饲料技术工艺差别不大。饲料化技术是物理手段，高温加热或烘干处理餐厨圾，生成肥料、饲料、沼气等回收再利用物质。过程分为接收进行预处理物理机械脱水发酵工艺或烘干工艺后序处理等。饲料化技术的优势在于其工艺相对简单，资源利用率高，农用价值较好，且需要的场地面积较小。然而，该技术的缺点是对重金属等有害有毒物质的彻底无害化处理不够充分，可能导致在处理过程中出现二次污染的问题。3.4.3 生化处理技术 微生物生化处理技术选用适应高温环境的复合微生物细菌，这些细菌具备出色的生存力和繁殖能力。在处理设备中，这些微生物针对餐厨垃圾、厨余垃圾等进行快速高温发酵，将各类有机物降解转化为微生物肥料或生物蛋白饲料。这项技术能够彻底、无害地处理餐厨垃圾和厨余垃圾等废弃物，同时减少了污染物的产生，降低了人畜交叉感染的风险，实现了资源的循环再利用。主要过程包括：接收预处理系统生化处理系统后处理系统。生化处理技术的优点是占地小、用时少、再利用率高、成品销路好。缺点是初期投资略高、设备耗能大，减量化效果差。通过以上条件的比对与我市基本情况分析，本文观点认为厌氧消化处理技术相对比较合适，首先其性能可靠，符合产业政策要求和国家发展方向；第二相较饲料化技术安全隐患较小，成品销售较平稳，有益中国科技期刊数据库 工业 A-127-于长时间、持续性处理；第三厌氧消化处理技术实用性强、二次污染小、条件方便控制、选址要求不高。安阳市餐厨垃圾处理技术采用厌氧消化技术，其优势还体现在以下几个方面：a.厌氧消化技术会生成一种副产品-沼气。沼气属于清洁能源，在碳排放控制方面具有明显优。实现了废物的资源化利用。b.废弃物能过消化过程，生成土壤改良剂或有机肥料。c.该技术过程确保了垃圾处理的无害化和减少废物量。d.餐厨垃圾的含水率较高，利用了厌氧消化处理这一特点，处理过程中无需调整垃圾的含水率，也无需额外消耗水资源。e.通过在密闭罐体中进行发酵，能够有效控制异味的散发，这有利于防止恶臭扩散，提高环境效益。f 该处理方法适用于大规模处理，符合我们城市实行的“统一收集，集中处理”的垃圾管理原则，有助于有效降低处理成本。g 尽管投资成本相对较高，但整个过程高度自动化，展现了极佳的发展前景。发达国家如欧美已经成功地在实际中应用了厌氧消化技术，并且像北京、上海、广州等国内大城市都已建立或计划建设使用厌氧消化技术的大型餐厨垃圾处理厂。4 结语 综上所述，厌氧消化处理技术完全符合安阳市对餐厨垃圾处理的需求，并且遵循国家政策的要求。这项技术经过长期的发展和实践，已经拥有成熟稳定的运行模式。协调统一了环境效益、社会效益、经济效益，今后会是餐厨垃圾处理的主流方式，实现经济与环境的可持续发展。参考文献 1谢炜平,梁彦杰,何德文等.餐厨垃圾资源化技术现状及研究进展J.环境卫生工程,2008(15):25.2张振化,汪华林,胥培军等.餐厨垃圾的现状及其处理技术综述J.再生资源研究,2007(15):25.3邓俊.餐厨垃圾无害化处理与资源化利用现状及发展趋势J.环境工程技术学报,2019(13):35.4李俊华,姚群,朱廷钰.工业烟气多污染物深度治理技术及工程应用M.北京:科学出版,2021.