有機(jī)生活垃圾環(huán)保治理（設(shè)備）技術(shù)方案的分析

龐方向

（廣西力源寶科技有限公司，南寧530033）

0 前言

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們生活水平的提高，城市生活垃圾總量不斷增加，以人均每年產(chǎn)生垃圾450 kg 計(jì)，我國每年新增城市垃圾達(dá)到3.8 億噸，增長率可達(dá)8% ～10%。“垃圾圍城”困境對(duì)環(huán)境治理及經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展產(chǎn)生了消極影響[1]。后疫情時(shí)期，垃圾治理工作變得更加嚴(yán)峻。餐廚垃圾是餐飲垃圾和廚余垃圾的總稱。餐廚垃圾是我國城市的一種主要固體廢棄物。由于我國居民生活習(xí)慣的原因，餐廚垃圾的產(chǎn)生量較大，約占城市生活垃圾含量的30%～50%。餐廚垃圾的特點(diǎn)包括含水率高，水份占到垃圾總量的70% ～90%[2]；黨的十九屆四中全會(huì)提出了“普遍實(shí)行垃圾分類和資源化利用制度”[3]，中國各個(gè)城市開始通過立法對(duì)居民投放垃圾進(jìn)行強(qiáng)制性行為規(guī)范和約束[4]，從法律層面對(duì)城市生活垃圾進(jìn)行強(qiáng)制分類。以廣西南寧市為例，《南寧市生活垃圾分類管理?xiàng)l例》（以下簡稱《垃圾分類條例》）將于8 月底出臺(tái)，《垃圾分類條例》制定了單位和個(gè)體對(duì)于垃圾管理的責(zé)任和義務(wù)，包括嚴(yán)格規(guī)定如何分類投放生活垃圾，對(duì)違反規(guī)定的單位和個(gè)體如何進(jìn)行處罰等。

1 垃圾治理方法

《垃圾分類條例》是城市生活垃圾分類的法治保障，而垃圾分類環(huán)保治理技術(shù)是垃圾治理的技術(shù)保障[5]。垃圾處理原則是“三化”——減量化、無害化和資源化[6]，而當(dāng)下垃圾處理的主流方法有填埋法、堆肥法、焚燒法[2]。

填埋法處理垃圾：垃圾需經(jīng)過分類挑揀，無毒害垃圾進(jìn)行填埋處理。該方法具有投資少、便于操作、處理效率高的優(yōu)點(diǎn)，但在城市生活垃圾分類系統(tǒng)并不完善的情況下，會(huì)出現(xiàn)有害垃圾和無害垃圾混合填埋的狀況。且無害垃圾被長期堆放填埋后也有可能會(huì)分解大量的有害氣體，造成環(huán)境污染。另外，填埋法處理垃圾，需要占用大量的場地，浪費(fèi)了土地資源。

堆肥法處理垃圾：垃圾需經(jīng)過分類挑揀，有機(jī)垃圾可利用微生物進(jìn)行分解，通過生物化學(xué)反應(yīng)減少垃圾量，剩余的無害物質(zhì)可以制成有機(jī)肥，從而實(shí)現(xiàn)“變廢為肥”的目的。其優(yōu)點(diǎn)在于資源化利用率高，不足在于工藝復(fù)雜、周期長、衛(wèi)生條件差等，垃圾收集、轉(zhuǎn)運(yùn)等過程容易造成二次污染等問題。

焚燒法處理垃圾：垃圾需經(jīng)過分類挑揀，可燃垃圾可利用高溫焚燒處理技術(shù)進(jìn)行焚燒處理，減少垃圾儲(chǔ)量。焚燒法處理垃圾的優(yōu)點(diǎn)對(duì)垃圾減量效果明顯、占地少、場地要求不高、運(yùn)行周期短等，不足在于焚燒設(shè)備資金需求量大、設(shè)備運(yùn)行成本高、垃圾燃燒余熱及尾氣處理要求嚴(yán)格等。

上述分析表明，垃圾處理是一個(gè)系統(tǒng)工程，前端的垃圾分類、運(yùn)輸和分類技術(shù)處理等各環(huán)節(jié)均需要協(xié)調(diào)進(jìn)行，立法可實(shí)現(xiàn)全民參與垃圾分類，而先進(jìn)的垃圾處理技術(shù)是垃圾環(huán)保治理落地實(shí)施的保障[7]。多年來環(huán)保研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)一直積極探索更先進(jìn)的垃圾處理技術(shù)以解決日趨嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境問題。以下主要針對(duì)有機(jī)垃圾的環(huán)保治理技術(shù)進(jìn)行分析研究[8]。

2 有機(jī)垃圾現(xiàn)有技術(shù)

有機(jī)垃圾堆肥法處理是各研究機(jī)構(gòu)和環(huán)保企業(yè)目前積極推行的辦法——利用微生物技術(shù)分解垃圾實(shí)現(xiàn)垃圾減量，殘余部分制成有機(jī)肥料，實(shí)現(xiàn)“變廢為寶”“變廢為肥”的資源循環(huán)利用[7]。堆肥法處理的工藝流程過程是：（1）對(duì)垃圾進(jìn)行分類；（2）采用高速的鏈?zhǔn)狡扑闄C(jī)對(duì)有機(jī)固態(tài)、液態(tài)廢物有機(jī)物料進(jìn)行破碎制漿，與發(fā)酵母料、有機(jī)輔料按比例混配、均勻攪拌；（3）經(jīng)過堆肥發(fā)酵，進(jìn)行生物化學(xué)轉(zhuǎn)化，最后配制成有機(jī)肥。該工藝技術(shù)適用于空間大，周邊環(huán)境空曠，批量大的有機(jī)物料治理，目前推廣應(yīng)用于大型養(yǎng)殖場、糖廠等，有機(jī)廢料環(huán)保治理生產(chǎn)了高性價(jià)比的有機(jī)肥，對(duì)資源的循環(huán)利用意義重大。

城市生活垃圾強(qiáng)制分類制度在城市落地實(shí)施后，如何妥善處理超過居民生活垃圾總量30% ～50%的餐廚垃圾，達(dá)成垃圾環(huán)保治理與資源化循環(huán)利用，是垃圾分類成功與否的關(guān)鍵。而有機(jī)垃圾源頭就地分散處理，可避免垃圾收集、轉(zhuǎn)運(yùn)、集中處理帶來二次污染，是解決“垃圾圍城困境”的最佳方案[9]。

3 城市生活有機(jī)垃圾治理的工藝分析

研究居民生活有機(jī)垃圾的源頭處理技術(shù)方案對(duì)城市生活垃圾有著重要的意義。有機(jī)垃圾治理現(xiàn)有的技術(shù)方案主要以堆肥治理為主，但堆肥法治理有機(jī)垃圾技術(shù)存在不足之處：工藝復(fù)雜、周期長、衛(wèi)生條件差、收集和轉(zhuǎn)運(yùn)過程容易造成二次污染、所用設(shè)備占地面積大等問題，不能直接照搬應(yīng)用于居民生活有機(jī)垃圾治理，需要研究出適應(yīng)生活小區(qū)的有機(jī)垃圾處理工藝方案。

結(jié)合前述堆肥法治理有機(jī)垃圾的技術(shù)和餐廚垃圾有機(jī)物含量高的特性，根據(jù)好氧堆肥是利用好氧微生物對(duì)餐廚垃圾有機(jī)物實(shí)現(xiàn)生物降解的過程，結(jié)合對(duì)現(xiàn)有餐廚垃圾處理技術(shù)的分析比較，提出居民生活小區(qū)有機(jī)垃圾通過餐廚垃圾的前端分類處理[9]后的治理的工藝過程為：“餐廚（有機(jī)）垃圾分類——有機(jī)垃圾制漿——攪拌均勻——生物技術(shù)發(fā)酵分解制肥”。

（1）有機(jī)垃圾分類工藝：有機(jī)垃圾要嚴(yán)格按分類要求進(jìn)行分類。這個(gè)可以通過政府立法、社會(huì)媒體宣傳、生活小區(qū)物業(yè)監(jiān)督等進(jìn)行多方位達(dá)到精準(zhǔn)分類的目的。這個(gè)過程需要考慮幾個(gè)問題：如何執(zhí)法，如何監(jiān)管，如何保證持續(xù)性。

（2）制漿、攪拌均勻工藝：大型有機(jī)垃圾治理場所中，會(huì)采用高速鏈?zhǔn)狡扑闄C(jī)對(duì)有機(jī)物料進(jìn)行破碎，利用大型攪拌機(jī)構(gòu)發(fā)酵母料及有機(jī)垃圾進(jìn)行拌勻。該設(shè)備運(yùn)行時(shí)，產(chǎn)生較大的氣壓及較為嚴(yán)重的物料飛濺，需要較大的物料收集及壓力釋放空間，以防止粉塵和漏料。該設(shè)備占地面積大、噪聲大，不適合居民生活小區(qū)有機(jī)垃圾地治理，需要研究一種攪拌、破碎為一體的集成設(shè)備。

（3）生物技術(shù)發(fā)酵分解制肥工藝：堆肥法治理有機(jī)垃圾的關(guān)鍵技術(shù)是利用微生物技術(shù)分解垃圾實(shí)現(xiàn)垃圾減量，殘余部分做成有機(jī)肥料，大型有機(jī)垃圾治理場所采用的是堆肥發(fā)酵治理的方法。居民生活小區(qū)有機(jī)垃圾制肥可考慮采用發(fā)酵儲(chǔ)存罐來解決堆肥問題。采用何種方式儲(chǔ)存發(fā)酵，使有機(jī)垃圾在較短時(shí)間內(nèi)充分被微生物進(jìn)行分解，是使有機(jī)垃圾最大減量的關(guān)鍵工藝，而如何運(yùn)用設(shè)備對(duì)有機(jī)垃圾制漿、攪拌達(dá)到發(fā)酵分解所需的最佳發(fā)酵配比狀態(tài)。因此設(shè)備的結(jié)構(gòu)、性能直接決定了有機(jī)垃圾使用生物技術(shù)發(fā)酵分解效率。

（4）有機(jī)垃圾治理設(shè)備的管理：垃圾分類、處理技術(shù)解決后，如何推廣應(yīng)用有機(jī)垃圾設(shè)備，如何管理設(shè)備，垃圾處理費(fèi)與有機(jī)肥治理經(jīng)濟(jì)效益如何管理和結(jié)算等，仍需要進(jìn)一步的研究及探索。

4 居民有機(jī)垃圾源頭環(huán)保治理的研發(fā)思路

居民生活垃圾總量的50%是廚余（有機(jī)）垃圾，廚余（有機(jī)）垃圾處理是生活垃圾環(huán)保治理是重要的一環(huán)。在遵從廚余垃圾（有機(jī)垃圾）處理“減量化、資源化、無害化”和“污染者付費(fèi)”的原則上，提出研究適應(yīng)生活小區(qū)的有機(jī)垃圾源頭治理終端設(shè)備[10]，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研發(fā)思路如下

（1）使用高速破壁機(jī)原理，對(duì)已經(jīng)過預(yù)分類的廚余垃圾（有機(jī)垃圾）進(jìn)行預(yù)破碎制漿，達(dá)到想要的粒度效果。該設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有能耗小、噪音低、體積小，適合在小區(qū)環(huán)境下使用。

（2）使用結(jié)構(gòu)緊湊、體積小的攪拌設(shè)備，該設(shè)備集攪拌+破碎一體，能代替工藝中關(guān)于攪拌設(shè)備與破碎設(shè)備的功能，對(duì)廚余（有機(jī)）垃圾進(jìn)行有效、高效攪拌處理，達(dá)到實(shí)現(xiàn)有機(jī)垃圾高效好氧發(fā)酵的需要狀態(tài)。

（3）將已有的多層靜態(tài)好氧發(fā)酵處理機(jī)（系統(tǒng)）的成熟的技術(shù)引入加以運(yùn)用，使廚余垃圾（有機(jī)垃圾）最有效發(fā)酵分解。

（4）在各功能模塊之間進(jìn)行無縫連接，使有機(jī)垃圾在各工序之間轉(zhuǎn)換時(shí)間最短，使有機(jī)垃圾處理終端在運(yùn)行時(shí)有效達(dá)能耗最小化，機(jī)器噪音最低化的目標(biāo)靠近。

（5）對(duì)在廚余垃圾（有機(jī)垃圾）最有效發(fā)酵分解過程中產(chǎn)生的氣體進(jìn)行除臭處理，使排出氣體更接近自然空氣，符合居民小區(qū)生活的環(huán)境要求。

5 初步成果及應(yīng)用前景

目前，城市居民生活垃圾強(qiáng)制分類已經(jīng)進(jìn)入實(shí)施階段，為了給城市生活垃圾環(huán)保治理提供更好的技術(shù)支持，在遵從廚余垃圾（有機(jī)垃圾）處理“減量化、資源化、無害化”和“污染者付費(fèi)”的原則基礎(chǔ)上，廣西力源?？萍加邢薰纠米陨碛袡C(jī)堆肥技術(shù)優(yōu)勢(shì)，積極研究適應(yīng)城市生活有機(jī)垃圾源頭環(huán)保治理終端設(shè)備，目前有了突破性進(jìn)展，研究成果“攪拌+破碎一體的攪拌機(jī)與多層靜態(tài)好氧發(fā)酵處理機(jī)（系統(tǒng)）”的有機(jī)垃圾源頭環(huán)保治理終端設(shè)備。將一體化解決生活小區(qū)有機(jī)垃圾源頭環(huán)保治理，實(shí)現(xiàn)“3-5 天，一機(jī)完成，變廢為肥，生活小區(qū)廚余垃圾（有機(jī)垃圾）環(huán)保治理就地實(shí)現(xiàn)”。該新型設(shè)備投資較少，運(yùn)行成本低，占地面積小；處理周期短，發(fā)酵徹底，工藝過程簡單合理，不產(chǎn)生垃圾滲濾液，氣味治理簡單；設(shè)備自動(dòng)化程度高，工作環(huán)境較好，人工成較低，目前該設(shè)備已經(jīng)進(jìn)入應(yīng)用示范階段，預(yù)計(jì)今年10 月份將正式投入使用，并將逐漸在南寧等區(qū)內(nèi)城市推廣應(yīng)用。

6 結(jié)束語

垃圾環(huán)保治理是一個(gè)系統(tǒng)工程，是一個(gè)多學(xué)科技術(shù)工程，也是一個(gè)需要多部門協(xié)同合作治理的工程，研究更先進(jìn)的垃圾治理新技術(shù)，是環(huán)保研究機(jī)構(gòu)及企業(yè)的重要責(zé)任。廣西力源?？萍加邢薰咀鳛橐患覍I(yè)主營有機(jī)廢物環(huán)保治理與資源化利用的全產(chǎn)業(yè)鏈商業(yè)模式的企業(yè)，在城市生活有機(jī)垃圾處理的技術(shù)研究中，通過研發(fā)先進(jìn)的有機(jī)垃圾處理終端設(shè)備，將最大可能實(shí)現(xiàn)“前端有先進(jìn)處理技術(shù)，后端產(chǎn)品有穩(wěn)定去路”，最終破解“垃圾圍城困境”的困境。