隨著生活垃圾分類的普遍推行，廚余垃圾資源化利用將越發(fā)重要，并將成為物質利用的一個重要項目和垃圾分類處理的一個產(chǎn)業(yè)分支，值得重視。走好廚余垃圾資源化利用的第一步，為工藝技術、建設運營模式和基本價格奠定基礎，對廚余垃圾資源化利用及其產(chǎn)業(yè)發(fā)展尤為重要。本文針對廚余垃圾資源化利用的實際問題，提出廚余垃圾資源化利用設施建設運營的約束條件。
廚余垃圾資源化利用指從廚余垃圾中提取物質作為原材料或者燃料的活動。廚余垃圾資源化利用具有法律基礎，2020年版新固廢法第六條規(guī)定國家推行生活垃圾分類制度，第五十七條要求縣級以上地方人民政府環(huán)境衛(wèi)生主管部門負責組織開展廚余垃圾資源化、無害化處理工作。廚余垃圾具有資源化利用的物質基礎，含有較高的有機質（10%～20%）和蛋白質、脂肪、糖類等有機營養(yǎng)成分，這些有機質可用于生產(chǎn)動物飼料、有機肥料和沼氣、生物柴油、乙醇、氫氣等生物能源。這里的廚余垃圾指狹義的廚余垃圾，主要包括3條來源：（1）農(nóng)貿(mào)市場產(chǎn)生的食物廢料，（2）家庭廚房產(chǎn)生的食物廢料和食物殘余，（3）公共食堂及餐飲行業(yè)的食物廢料和食物殘余（餐飲垃圾）。農(nóng)貿(mào)市場和家庭廚房產(chǎn)生的廚余垃圾以生料為主，總固和有機質含量分別在20%左右和15%左右；餐飲垃圾的總固含量和有機質在10%左右。廚余垃圾含有一定量的有機質和有機營養(yǎng)分，這是廚余垃圾資源化利用的物質基礎。但應看到，廚余垃圾所含的有機質和有機營養(yǎng)分終究較少（一般低于30%），利用這些有機質生產(chǎn)飼料、肥料或生物能源時，存在廚余垃圾資源化利用是否經(jīng)濟或廚余垃圾的資源利用價值是否夠高的問題。衡量廚余垃圾的資源性要從兩方面比較，一是比較廚余垃圾混合到其他生活垃圾中焚燒、填埋處置（即生活垃圾混合處置）的成本，二是比較一次資源生產(chǎn)的產(chǎn)品的成本。資源化利用廚余垃圾時的生活垃圾處理綜合單價不能高于生活垃圾混合處置的綜合單價，理想情況是廚余垃圾資源化利用的單位成本不高于利用一次資源生產(chǎn)等量產(chǎn)品時的成本，否則，廚余垃圾資源化利用就是不經(jīng)濟的。“資源化利用廚余垃圾時的生活垃圾處理綜合單價既不能高于生活垃圾混合處置的綜合單價”要求廚余垃圾資源化利用的單價低于生活垃圾不分類時焚燒處理的單價。目前，生活垃圾混合處理的綜合單價低于焚燒處理單價（混合處置的綜合單價在150元/噸以內(nèi)，焚燒處理單價在200元/噸以內(nèi)），考慮到廚余垃圾分類處理后焚燒處理的收益有所提高，在不抬高生活垃圾分類處理的綜合單價約束下，允許廚余垃圾資源化利用的單價適當高于混合垃圾處理的綜合單價，但應低于混合垃圾焚燒處理的單價。廚余垃圾資源化利用的理想情況是“廚余垃圾資源化利用的單位成本不高于利用一次資源生產(chǎn)等量產(chǎn)品時的成本”，即不用財政補貼。對于20%TS的農(nóng)貿(mào)市場和家庭廚房產(chǎn)生的廚余垃圾，1t廚余垃圾大概可生產(chǎn)300kg左右有機肥料，市場價在200元左右，或生產(chǎn)120Nm3～160Nm3沼氣，市場價在300元左右，即需要將廚余垃圾資源化利用的單位成本控制200元/噸～300元/噸。即使考慮財政補貼（垃圾處理費），廚余垃圾資源化利用的單位成本也應控制在“混合處置綜合單價（或略高，但不得高于混合垃圾焚燒單價）與資源產(chǎn)品生產(chǎn)成本之和”之內(nèi)，即350元/噸～450元/噸（最高不得高于500元/噸）。2.1廚余垃圾資源化利用存在工藝流程過長和系統(tǒng)過于復雜問題規(guī)?；瘡N余垃圾資源化利用設施建設運營多采用受BOT、PPP等建設運營模式和建設營運成本導向定價法，建設投資越大和營運成本越高，企業(yè)所得利益便越高，這導致廚余垃圾資源化利用設施普遍存在工藝流程過長和系統(tǒng)過于復雜的怪象，甚至有些廚余垃圾資源化利用設施走上了歪路：規(guī)模奇大，流程奇長，價格奇高。
一座設施動輒設計成上千噸的處理規(guī)模，且集預處理、生物轉換到產(chǎn)品利用等于一地，甚至上馬一些可有可無的裝備和預處理工序，無節(jié)制地延長流程和增大占地面積，導致廚余垃圾資源化利用系統(tǒng)的復雜程度直追甚至超過混合垃圾焚燒發(fā)電系統(tǒng)的復雜程度和廚余垃圾資源化利用的單價比肩垃圾焚燒發(fā)電服務的價格，甚至導致系統(tǒng)運行不穩(wěn)定可靠。這種做法自然會讓人懷疑推行垃圾分類是否具有經(jīng)濟性、甚至是否有必要。
廚余垃圾處理應走規(guī)模適中、流程簡短、價格低廉的道路。
2.2廚余垃圾資源化利用工藝技術及其簡化
2.2.1子系統(tǒng)
廚余垃圾資源化利用包括5個子系統(tǒng)：（1）廚余垃圾接收系統(tǒng)，（2）預處理系統(tǒng)，（3）資源化轉換系統(tǒng)，（4）資源化利用系統(tǒng)和（5）三廢治理系統(tǒng)。核心和技術關鍵是預處理和資源化轉換，尤其是預處理對廚余垃圾資源化利用至關重要。廚余垃圾資源化利用工藝流程過長和系統(tǒng)過于復雜多因預處理工藝技術不當所致。
2.2.2資源化轉換方法
廚余垃圾資源化轉換方法可概括為3大類：動物轉換、生物轉換和物理化學轉換。
（1）動物轉換：利用家禽（大動物）、蚯蚓、果蠅等動物將廚余垃圾轉換成動物營養(yǎng)質和動物糞便，然后再合理處置動物及其糞便。家禽飼喂在農(nóng)業(yè)經(jīng)濟時代是一種重要的廚余垃圾處理方法。
（2）生物轉換：利用微生物的作用將廚余垃圾轉換成腐殖質、沼氣、酒精等，或將廚余垃圾干化（生物干化）。常用的生物轉換方法是漚肥、堆肥和厭氧發(fā)酵制沼，這3種方法古已用之。
目前，國內(nèi)厭氧發(fā)酵多是濕式厭氧發(fā)酵（TS10%以下），存在沼液沼渣量大、容積產(chǎn)氣率低、占地大等不足，將來應大力開發(fā)干式厭氧發(fā)酵（TS15%以上，可達20%～30%）。
（3）物理化學轉換：機械脫水、余熱干化、太陽能干化、（干化廚余垃圾、腐殖質）焚燒等。
推薦中小規(guī)模（100噸/日以內(nèi)）時采用堆肥和家豬轉換（控制豬制品的流向）2種處理方法，規(guī)模較大時采用厭氧發(fā)酵制沼方法。有條件地區(qū)可以采用厭氧發(fā)酵制沼和好氧堆肥聯(lián)合處理的方法。
2.2.3預處理
預處理的基本功能是破袋、破碎、去除雜質、制料（包括油脂分離），有些系統(tǒng)還帶有調質（PH值、C/N）、蒸煮等功能。對采用生物轉換的廚余垃圾資源化利用系統(tǒng)，預處理是整個系統(tǒng)成功的關鍵（穩(wěn)定可靠、經(jīng)濟適用、環(huán)保安全和處理徹底）。設計預處理系統(tǒng)時要重點考慮雜質含量和有機質的物化性質，還要權衡各種工序的先后順序。
對于雜質含量超過20%（重量比）的廚余垃圾，去除雜質是預處理的重點考慮功能。此時，可能要上破袋、破碎、篩分、分揀等工序，預處理工藝流程將較長和復雜。
對于雜質含量低于20%的廚余垃圾，制漿是預處理的重點考慮功能。此時，要根據(jù)擠壓制漿設備的特性和廚余垃圾的生、熟料特性合理選擇與安排工序，如是否需要蒸煮，蒸煮與擠壓誰先誰后等。
預處理技術的選擇余地較大，預處理工序安排的選擇也較多，如沒有經(jīng)驗積累，便可能使預處理工藝流程過長和系統(tǒng)過于復雜，這是應該極力避免的。
歐洲的高壓壓榨技術集破袋、破碎和擠壓制漿于一體，直接將廚余垃圾分離成干、濕組分（含水率分別為30%和70%左右），且允許廚余垃圾的雜質含量高達30%，極大地縮短了預處理流程。干組分與其他垃圾混合，或直接焚燒回收熱能，或深加工成水泥窯用燃料；濕組分則通過厭氧發(fā)酵制取沼氣或堆肥。廣州福山生物質廠已經(jīng)成功應用，其工藝流程和高壓壓榨原理見圖3，建議推廣應用。
廚余垃圾資源化利用過程中可能產(chǎn)生大量的廢水、臭氣和廢渣，三廢問題是廚余垃圾資源化利用，尤其濕式厭氧發(fā)酵轉換將遇到的重大問題，必須妥善治理。
主動方法是減少三廢產(chǎn)量。應明確三廢減量約束，要求廚余垃圾資源化利用過程中對外排放的廢渣與廢水之和不得大于廚余垃圾處理量（措施是加大廢水回流和中水回用）；此外，還應明確廢物更易處理約束，即廚余垃圾資源化利用過程產(chǎn)生的三廢的處理應比廚余垃圾更容易處理。否則，至少從廢物處理角度衡量，廚余垃圾資源化利用便是不可取的。
有些厭氧發(fā)酵制沼工藝排放的固廢與廢水之和是進廠廚余垃圾量的1.1倍以上，意味著，通過處理工藝后，廢棄物量不僅沒減小，反而增大了，如果再加上廢氣，廢棄物量增大更是了不得。這說明，這種處理工藝是以消耗更多資源為代價，有害而無益。
被動方法是加強三廢處理。如對濕式發(fā)酵，沼液產(chǎn)量大，沼液產(chǎn)量可高達0.85倍以上廚余垃圾處理量，最好自配沼液處理設施，并加大中水回用以減少外加水量，且應大力開發(fā)應用回流和流體攪拌技術及裝備以減少沼液處理量和處理難度。濕式發(fā)酵轉換的沼渣產(chǎn)量也較大，應妥善處置。廚余垃圾接收、預處理和沼液、沼渣處理等工序工段的臭氣控制也非常重要，應強化相關設備設施的密封和加大相關車間的換氣次數(shù)。沼渣可經(jīng)脫水處理后焚燒處置，也可采用厭氧發(fā)酵與好氧發(fā)酵聯(lián)合工藝，與農(nóng)貿(mào)市場廚余垃圾一起堆肥，其工藝流程見圖4。
以上討論了廚余垃圾的資源利用價值問題、廚余垃圾資源化利用工藝流程過長和系統(tǒng)過于復雜問題、三廢問題3類問題，關系到廚余垃圾資源化利用的經(jīng)濟性、可靠性和可取性。避免出現(xiàn)這3類問題，需要遵循以下約束條件（也是衡量廚余垃圾資源化利用項目是否成功的標準之一）。
（1）經(jīng)濟性約束：廚余垃圾資源化利用（包括過程產(chǎn)生的三廢治理）的單位廚余垃圾服務單價不得高于分類前混合垃圾的綜合處理單價，更不得高于混合垃圾的焚燒處理單價。
（2）三廢減量約束：廚余垃圾資源化利用過程中對外排放的廢渣與廢水之和不得大于廚余垃圾處理量。
（3）三廢更易處理約束：廚余垃圾資源化利用過程產(chǎn)生的三廢的處理應比廚余垃圾更容易處理。
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