廚余垃圾處理技術(shù)探討
——以重慶市為例

萬(wàn)鷹瑋，陳嚴(yán)華，李 靜，趙 峰

（重慶市環(huán)衛(wèi)集團(tuán)有限公司，重慶 401120）

近年來(lái)，隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的高速發(fā)展及人民生活水平的顯著提高，生活垃圾量急劇增加，如何實(shí)現(xiàn)生活垃圾資源化、減量化、無(wú)害化處理成為當(dāng)下社會(huì)關(guān)注的重大民生問題。生活垃圾處理設(shè)施是城鎮(zhèn)環(huán)境基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，針對(duì)不同類別的生活垃圾，將其最大化地進(jìn)行合理利用，是當(dāng)前社會(huì)需要解決的重大問題，因此，生活垃圾分類工作勢(shì)在必行。加快推進(jìn)生活垃圾分類和垃圾處理設(shè)施建設(shè)，提升全社會(huì)生活垃圾分類和處理水平，是改善城鎮(zhèn)生態(tài)環(huán)境、保障人民健康的有效舉措，對(duì)生態(tài)文明建設(shè)實(shí)現(xiàn)新進(jìn)步、社會(huì)文明程度得到新提升具有重要意義。2019年12月，隨著《生活垃圾分類標(biāo)志》（GB/T19095-2019）[1]的印發(fā)實(shí)施，生活垃圾分類工作全面鋪開。生活垃圾分為可回收物、有害垃圾、廚余垃圾、其他垃圾等四大類，廚余垃圾作為日常固體廢棄物，是生活垃圾的重要組成部分，所占比例也在逐年攀升，我國(guó)生活垃圾中廚余垃圾所占比例大約為40%～60%[2]，因此，廚余垃圾的資源化利用是社會(huì)關(guān)注和需要解決的重大問題。在國(guó)家大力倡導(dǎo)垃圾分類的前提下，研究人員加快對(duì)生活垃圾分類后，各類垃圾去向及處置方式進(jìn)行研究論證，讓垃圾“變廢為寶”，是當(dāng)前改善城鎮(zhèn)生態(tài)環(huán)境的有效舉措。目前，國(guó)內(nèi)垃圾分類尚處于起步階段，且廚余垃圾成分復(fù)雜，雜質(zhì)含量高，本文將針對(duì)廚余垃圾處理技術(shù)作簡(jiǎn)要技術(shù)探討。

1 廚余垃圾的性質(zhì)及特點(diǎn)

按照《生活垃圾分類標(biāo)志》（GB/T19095-2019）[1]中對(duì)廚余垃圾的定義，廚余垃圾是指易腐爛的、含有有機(jī)質(zhì)的生活垃圾，包括餐廚垃圾、家庭廚余垃圾和其他廚余垃圾，其中家庭廚余垃圾和其他廚余垃圾簡(jiǎn)稱“廚余垃圾”（本文中廚余垃圾不包含餐廚垃圾，餐廚垃圾是指相關(guān)企業(yè)和公共機(jī)構(gòu)在食品加工、飲食服務(wù)、單位供餐等活動(dòng)中產(chǎn)生的食物殘?jiān)?、食品加工廢料和廢棄食用油脂等）。廚余垃圾具體是指居民家庭日常生活中產(chǎn)生的菜幫、菜葉、瓜果皮殼、剩飯剩菜、廢棄食物等易腐性垃圾，及農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)、農(nóng)產(chǎn)品批發(fā)市場(chǎng)產(chǎn)生的蔬菜瓜果垃圾、腐肉、肉碎骨、水產(chǎn)品、畜禽內(nèi)臟等。廚余垃圾與餐廚垃圾的性質(zhì)較為相近，餐廚垃圾具有含水率高、富含有機(jī)物、油脂含量高等特點(diǎn)，而廚余垃圾生料較多，鹽分、油脂含量相對(duì)較低。

2021年11月至2022年2月，重慶市中心城區(qū)分類垃圾中廚余垃圾成分的調(diào)查數(shù)據(jù)見表1。

表1 廚余垃圾成分 單位：%

調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，廚余垃圾中易腐類僅占40.9%、雜質(zhì)及其他類占比達(dá)到59.1%，從中可以看出，目前居民生活垃圾分類效果不太理想，廚余垃圾中雜質(zhì)含量過高。

2 重慶市廚余垃圾的收運(yùn)處理

隨著重慶市生活垃圾分類工作的全面推進(jìn)，生活垃圾分類知曉率、正確投放率逐步提升，市區(qū)中心城區(qū)生活垃圾分類覆蓋率達(dá)100%，重慶市生活垃圾分類工作在全國(guó)46個(gè)重點(diǎn)城市中排名在第一檔，保持西部第一。目前，重慶市生活垃圾分類收運(yùn)系統(tǒng)已逐步建立并完善，分類處理系統(tǒng)還在抓緊配套完善中，其中已建成餐廚垃圾處理廠14座，主要處理餐廚垃圾，其采用厭氧消化技術(shù)，處理能力達(dá)4 830噸/日（其中廚余垃圾處理能力為1 000噸/日），然而廚余垃圾處理設(shè)施還存在較大缺口。

為健全并完善生活垃圾分類收運(yùn)處理體系，根據(jù)《重慶市城鄉(xiāng)環(huán)境衛(wèi)生發(fā)展“十四五”規(guī)劃（2021-2025年）》[3]，到2025年，重慶市將基本建成廚余垃圾資源化利用系統(tǒng)，規(guī)劃廚余垃圾處理設(shè)施24座，處理能力10 460噸/日。由于餐廚垃圾和廚余垃圾成分和性質(zhì)的差異，不能完全復(fù)制和采用餐廚垃圾處理技術(shù)處理廚余垃圾，因此，研究人員需從經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和技術(shù)可行性等方面進(jìn)行論證分析，因地制宜選擇科學(xué)合理的處理技術(shù)路線。

3 廚余垃圾資源化利用方式

目前國(guó)內(nèi)生活垃圾分類收集工作大多剛剛起步，前端分類不徹底，我國(guó)的廚余垃圾與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，具有雜質(zhì)和干擾物含量高的特點(diǎn)。從目前國(guó)內(nèi)已建成的廚余垃圾處理廠來(lái)看，單獨(dú)進(jìn)行廚余垃圾處置的項(xiàng)目較少，基本都是混在生活垃圾中進(jìn)行處理。國(guó)內(nèi)目前單獨(dú)處理廚余垃圾，大多以生化處理為主，而生化處理主要以好氧堆肥和厭氧消化兩大處理工藝為主。針對(duì)廚余垃圾處理，重慶市已建成的廚余垃圾處理設(shè)施主要采用厭氧消化工藝，輔助采用好氧堆肥，讓廚余垃圾能夠充分進(jìn)行資源化利用，本文就厭氧消化和好氧堆肥兩種資源化利用工藝進(jìn)行比較分析，詳見表2。

表2 廚余垃圾處理工藝比較表

通過上述對(duì)比分析可知，廚余垃圾厭氧消化產(chǎn)沼技術(shù)相對(duì)傳統(tǒng)的好氧堆肥技術(shù)，厭氧消化主體反應(yīng)于密閉環(huán)境中進(jìn)行，環(huán)境影響相對(duì)較小，在對(duì)周邊環(huán)境的影響及其最終產(chǎn)品的利用方面都具有較大優(yōu)勢(shì)；同時(shí)如果好氧堆肥產(chǎn)品的銷路能夠打通，好氧堆肥技術(shù)也是處理廚余垃圾的重要手段。目前，重慶市某企業(yè)已建立沼渣堆肥中試基地，正在探索將好氧堆肥技術(shù)運(yùn)用在厭氧沼渣的處理上，不僅能有效解決廚余垃圾厭氧消化后的沼渣出路，還能夠產(chǎn)生一定的經(jīng)濟(jì)效益。

厭氧消化是無(wú)氧環(huán)境下有機(jī)質(zhì)的自然降解過程，在此過程中，微生物分解有機(jī)物，最后產(chǎn)生甲烷和二氧化碳。厭氧消化按含固率可分為濕式厭氧和干式厭氧。目前，重慶市已基本建立完善的餐廚垃圾收運(yùn)處理系統(tǒng)，餐廚垃圾含水率較高，含水率達(dá)80%～90%，主流處理工藝為濕式厭氧消化技術(shù)；廚余垃圾分類初期混雜有部分的其他垃圾，且含水率一般在70%～90%[4]。從工藝成熟度上看，目前國(guó)內(nèi)廚余垃圾處理干式、濕式厭氧均有采用，濕式厭氧成熟度較高，干式厭氧穩(wěn)定運(yùn)行項(xiàng)目較少。若相關(guān)企業(yè)能在已建成的餐廚垃圾處理設(shè)施基礎(chǔ)上進(jìn)行改造或者擴(kuò)建廚余垃圾處理廠，將是實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會(huì)效益相統(tǒng)一的有效途徑。濕式厭氧和干式厭氧工藝具體區(qū)別見表3。

表3 濕式和干式厭氧消化技術(shù)比較

根據(jù)上述分析，重慶市餐廚垃圾含水率較高，且含油率高；廚余垃圾中混有較多雜質(zhì)，其含水率較餐廚垃圾偏低，就物料性質(zhì)及成分來(lái)看，餐廚垃圾處理偏向更成熟的濕式厭氧技術(shù)，廚余垃圾處理偏向國(guó)內(nèi)目前運(yùn)行較少的干式厭氧技術(shù)。本文結(jié)合餐廚垃圾和廚余垃圾各自的特點(diǎn)及處理技術(shù)優(yōu)勢(shì)，探討餐廚垃圾和廚余垃圾協(xié)同處理的方式是否可行，并提出以下兩條技術(shù)路線供參考：

方案1：餐廚垃圾與廚余垃圾液相協(xié)同濕式厭氧，廚余固相干式厭氧

餐廚垃圾經(jīng)預(yù)處理分為三部分：雜質(zhì)、毛油、漿液；廚余垃圾經(jīng)預(yù)處理也分為三部分：雜質(zhì)、瀝水及預(yù)處理漿液、固相有機(jī)質(zhì)。其中雜質(zhì)外運(yùn)處置，餐廚垃圾與廚余垃圾液相協(xié)同濕式厭氧，固相有機(jī)質(zhì)干式厭氧，干、濕式厭氧系統(tǒng)產(chǎn)生的沼氣集中利用，脫水沼液統(tǒng)一處理。工藝流程如圖1。

圖1 方案1工藝流程圖

方案2：餐廚垃圾和廚余垃圾濕式協(xié)同厭氧處理

餐廚垃圾、廚余垃圾經(jīng)各自預(yù)處理制漿、調(diào)節(jié)含水率后，漿液進(jìn)行協(xié)同濕式厭氧。工藝流程如圖2。

圖2 方案2工藝流程圖

上述提出的兩條技術(shù)路線，總體比較如下：

方案1：餐廚垃圾采用成熟的濕式厭氧工藝，廚余垃圾在進(jìn)料間內(nèi)將瀝液與固相進(jìn)行分離，瀝液由于含有較多油脂，送入餐廚垃圾預(yù)處理系統(tǒng)提油后進(jìn)行濕式厭氧；去除瀝液后的廚余垃圾進(jìn)行干式厭氧，能避免廚余垃圾含水率過高、干式厭氧分層等問題，充分發(fā)揮濕式厭氧、干式厭氧各自的工藝優(yōu)勢(shì)，提高厭氧系統(tǒng)的安全性及效率。

方案2：廚余垃圾采用濕式協(xié)同厭氧工藝，排砂問題較大。目前果蔬、餐廚兩種物料協(xié)同厭氧在國(guó)內(nèi)已有嘗試，重慶已通過試驗(yàn)驗(yàn)證果蔬垃圾與餐廚垃圾在一定比例混合下，協(xié)同濕式厭氧消化的工藝。但廚余垃圾為滿足濕式厭氧進(jìn)料條件，將舍棄大量的固相有機(jī)質(zhì)，導(dǎo)致資源化利用率大幅降低。

4 總結(jié)

國(guó)家生活垃圾分類收運(yùn)處理體系逐步完善，居民生活垃圾分類意識(shí)逐步提高，但廚余垃圾產(chǎn)量還將持續(xù)增加，廚余垃圾資源化利用處理設(shè)施也亟需盡快完善。為提升城市形象，改善人民生活環(huán)境質(zhì)量，各地區(qū)需要因地制宜，并結(jié)合自身實(shí)際垃圾分類情況和經(jīng)濟(jì)、社會(huì)條件，以無(wú)害化、減量化、資源化為原則，充分研究論證適用于當(dāng)?shù)氐膹N余垃圾處理技術(shù)。