中小城市有機(jī)廢物的共同處置探討*

靳俊平，王 琦，韓正平，張瑞青

（中國(guó)市政工程華北設(shè)計(jì)研究總院，天津 300074）

城市有機(jī)廢物主要包括餐廚垃圾、城市污泥、城市糞便、集市果蔬垃圾等［1］，該類廢物具有資源性和危害性的雙重特性，處理不當(dāng)對(duì)環(huán)境造成污染，而進(jìn)行資源化利用又需要一定的規(guī)模限制，尤其是對(duì)于中小城市，單類廢物產(chǎn)生量相對(duì)較少，難以形成規(guī)模效應(yīng)。筆者以南方某中小城市為例，提出有機(jī)廢物“共處置”的理念。

1 中小城市有機(jī)廢物組分和產(chǎn)生量

根據(jù)對(duì)南方某市的取樣分析，各有機(jī)廢物的組分見(jiàn)表1。

表1 南方某市有機(jī)廢物組分

南方某市現(xiàn)常住人口158萬(wàn)人，市區(qū)人口60萬(wàn)人。通過(guò)調(diào)查，各有機(jī)廢物的產(chǎn)生量見(jiàn)表2。

表2 南方某市有機(jī)廢物產(chǎn)生量 t/d

2 工程案例分析

2.1 南方某市有機(jī)廢物處理現(xiàn)狀和存在問(wèn)題

南方某市各種有機(jī)廢物處理現(xiàn)狀對(duì)城市環(huán)境衛(wèi)生產(chǎn)生嚴(yán)重影響。餐廚垃圾主要被作飼養(yǎng)生豬以及提煉加工成潲水油，其次被混入生活垃圾統(tǒng)一收集處理。污泥方面，共有3座污水處理廠，污泥處理工藝為機(jī)械濃縮+機(jī)械脫水，脫水后的污泥含水率為80%，脫水后的污泥運(yùn)至填埋場(chǎng)填埋。糞便方面，部分糞便收運(yùn)主要由環(huán)衛(wèi)單位負(fù)責(zé)，并有部分社會(huì)和個(gè)人車輛參與，大部分糞便需要尋找處置出路。由于近年使用了移動(dòng)公廁，而移動(dòng)公廁自帶儲(chǔ)糞箱容積較小且無(wú)法直接排入城市污水管網(wǎng)，糞便清運(yùn)量急劇增加。集市果蔬垃圾方面，集市果蔬垃圾基本由環(huán)衛(wèi)單位和生活垃圾一起收集，混入生活垃圾統(tǒng)一運(yùn)至填埋場(chǎng)填埋。

餐廚垃圾直接飼養(yǎng)生豬容易引起同源污染，餐廚垃圾提煉而成的地溝油回流食品市場(chǎng)危害市民身體健康，而直接填埋易污染地下水；污泥脫水后含水率在80%左右，尚未達(dá)到衛(wèi)生填埋含水率60%的標(biāo)準(zhǔn)要求，污泥無(wú)序的臨時(shí)堆存或簡(jiǎn)單填埋，不僅占用大量土地資源，而且嚴(yán)重破壞生態(tài)環(huán)境，特別是污泥中的污水侵入地下水，造成局部地下水資源難以復(fù)原的永久性危害；清理廁所化糞池產(chǎn)生的糞水、殘?jiān)臀勰鄾](méi)有專門的設(shè)施進(jìn)行處理，特別是一些化糞池的社會(huì)服務(wù)單位私下亂倒，引發(fā)蚊蠅孽生、細(xì)菌超標(biāo)等污染問(wèn)題［2］；集市果蔬垃圾不能妥善處理形成惡臭，影響附近居民的居住環(huán)境。

2.2 南方某市有機(jī)廢物處理的工藝路線選擇

分析南方某市有機(jī)廢物的產(chǎn)生量及組分，可以得出餐廚垃圾、污泥、糞便、集市果蔬垃圾等有機(jī)廢物具有以下特點(diǎn)：含水率高、有機(jī)物含量高、易腐性、單類的有機(jī)廢物產(chǎn)生量較小。針對(duì)南方某市生物質(zhì)廢物有機(jī)含量高，極具回收利用價(jià)值的特點(diǎn)，在滿足無(wú)害化處理的基礎(chǔ)上，盡可能實(shí)現(xiàn)資源化。

1）餐廚垃圾處理技術(shù)路線選擇。餐廚垃圾處理的主要技術(shù)包括厭氧發(fā)酵、好氧堆肥、直接烘干作飼料和微生物處理技術(shù)。微生物處理技術(shù)具有技術(shù)安全性、先進(jìn)性、可靠性較好等優(yōu)點(diǎn)，但是單臺(tái)設(shè)備處理能力少、設(shè)備能耗很大，運(yùn)營(yíng)費(fèi)用較高，因此目前只在少量飯店等采用；烘干作飼料技術(shù)具有機(jī)械化程度高，資源化程度高、占地面積小，投資省等優(yōu)點(diǎn)，但蛋白的同源性問(wèn)題難以避免；厭氧消化處理技術(shù)無(wú)害化程度較高，完全克服了同源性的影響，具有高有機(jī)負(fù)荷承擔(dān)能力。通過(guò)分析各種因素，厭氧發(fā)酵技術(shù)比較先進(jìn)，可靠性較高，符合國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策和發(fā)展方向，不存在類飼料化技術(shù)存在的安全隱患，二次環(huán)境污染較小，易于控制，投資適中。推薦南方某市選用厭氧消化的工藝對(duì)餐廚垃圾進(jìn)行處理。

2）污泥和果蔬垃圾處理技術(shù)路線選擇。污泥處置工藝主要有脫水填埋、焚燒、厭氧消化、好氧堆肥等。脫水填埋由于運(yùn)行費(fèi)用很低、工藝簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，是目前普遍采用的污泥處理工藝，但有占地面積大、沒(méi)有解決污泥二次污染的缺點(diǎn)。焚燒是減量化最徹底的技術(shù)，但投資大、費(fèi)用高。厭氧消化能夠?qū)崿F(xiàn)處理過(guò)程全封閉、二次污染小、能實(shí)現(xiàn)資源和能源的回收，但工藝較復(fù)雜。好氧堆肥的產(chǎn)品有一定的農(nóng)用價(jià)值，但缺點(diǎn)是對(duì)重金屬無(wú)害化不徹底、堆肥處理周期較長(zhǎng)、占地面積大、衛(wèi)生條件相對(duì)較差。根據(jù)南方某市污泥的特性，推薦選用厭氧消化工藝。

果蔬垃圾沒(méi)有專門的處理方法，一般混入生活垃圾統(tǒng)一運(yùn)至填埋場(chǎng)填埋，造成有機(jī)廢物浪費(fèi)。果蔬垃圾碳元素含量豐富，揮發(fā)性有機(jī)質(zhì)含量達(dá)到82%，C/N約能達(dá)到35∶1，而厭氧消化不適合有機(jī)物含量低于40%的污泥，所以建議把果蔬垃圾粉碎后混入污泥厭氧消化系統(tǒng)，在污泥和果蔬垃圾都得到處理的同時(shí)提高沼氣產(chǎn)生量，擴(kuò)大經(jīng)濟(jì)效益。

3）糞便處理技術(shù)路線選擇。由于化糞池糞便在化糞池內(nèi)經(jīng)過(guò)很長(zhǎng)時(shí)間的厭氧發(fā)酵處理，再對(duì)其進(jìn)行厭氧消化意義不大，所以糞便處理采用固液分離工藝。

2.3 南方某市有機(jī)廢物處理的實(shí)施方案

南方某市為中小城市，單類有機(jī)廢物產(chǎn)生量較小、不能形成規(guī)模效應(yīng)，建議建設(shè)有機(jī)廢物綜合處理廠，對(duì)各種有機(jī)廢物進(jìn)行“共處置”。有機(jī)廢物綜合處理廠主要包括餐廚垃圾預(yù)處理及厭氧消化系統(tǒng)、污泥及果蔬垃圾厭氧消化系統(tǒng)、糞便固液分離及絮凝脫水系統(tǒng)、沼氣提純利用系統(tǒng)、沼渣和糞渣堆肥系統(tǒng)、污水處理系統(tǒng)。上述6個(gè)系統(tǒng)均密封運(yùn)行，臭氣不外泄，無(wú)二次污染。有機(jī)廢物處理的實(shí)施方案如下。其工藝流程見(jiàn)圖1。

1）餐廚垃圾進(jìn)行厭氧發(fā)酵。采用1條生產(chǎn)線，處理能力為150 t/d，設(shè)置1個(gè)厭氧消化罐，消化罐體積為4 000 m3。具體處理流程為：首先利用分揀機(jī)將直徑60 mm以上的大塊雜物分揀出來(lái)，然后利用制漿除雜機(jī)將餐廚垃圾制成漿料，然后將漿料泵入?yún)捬醢l(fā)酵罐進(jìn)行厭氧發(fā)酵。為了滿足發(fā)酵要求，厭氧發(fā)酵罐內(nèi)的漿料直徑要小于10 mm，含固率應(yīng)達(dá)到10%左右。

2）污泥及果蔬垃圾混合制漿后厭氧發(fā)酵。采用2條生產(chǎn)線，處理規(guī)模為500 t/d，設(shè)置2個(gè)厭氧消化罐，每個(gè)消化罐體積為8 000 m3。處理流程：首先把果蔬垃圾中的有機(jī)物分揀后破碎制漿，制成的漿料與污泥在均質(zhì)池內(nèi)混合并調(diào)節(jié)含固率到10%，然后泵入?yún)捬醢l(fā)酵罐進(jìn)行厭氧發(fā)酵。

3）餐廚垃圾和污泥及果蔬垃圾厭氧消化產(chǎn)生的沼氣送入燃油、燃?xì)忮仩t內(nèi)轉(zhuǎn)換成熱量，用做厭氧消化的熱源，多余的沼氣制成液化天然氣進(jìn)行外賣。

4）對(duì)糞便進(jìn)行固液分離，分離后的糞渣和厭氧消化產(chǎn)生的沼渣進(jìn)行堆肥，制成的產(chǎn)品外賣。厭氧發(fā)酵產(chǎn)生的沼液和糞便固液分離的廢水進(jìn)入廠內(nèi)污水處理站處理，處理達(dá)標(biāo)后排放。

4 結(jié)論及建議

南方某市有機(jī)廢物處理過(guò)程中遇到的問(wèn)題，在全國(guó)中小城市普遍存在，建議中小城市對(duì)有機(jī)廢物的處置采取“共處置”的策略，形成規(guī)模優(yōu)勢(shì)，在做到有機(jī)廢物減量化、資源化、無(wú)害化的基礎(chǔ)上，最大限度節(jié)約用地，降低處理成本。

［1］張麗穎，姜永海，鄧舟，等.城市生物質(zhì)廢物厭氧消化處理可行性分析［J］.環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2010，33（5）：143-146.

［2］王士芬，夏群.城市糞便處理技術(shù)及方法［J］.環(huán)境衛(wèi)生工程，2000，8（1）：14-16.