餐廚垃圾處理廠處理模式的探討

吳占恒

（龍凈能源發(fā)展有限公司，福建 廈門 361000）

近些年來，隨著人民生活水平的提升，餐廚垃圾的產(chǎn)量也在逐步增加，其在城市生活垃圾中的占比已達(dá)到一半以上。這類垃圾處理不當(dāng)，不但會對周邊環(huán)境造成嚴(yán)重污染，“地溝油”“潲水豬”等食品安全問題更會對人類的身體健康造成巨大威脅，因而餐廚垃圾的無害化處理受到了人們的普遍關(guān)注。

當(dāng)前國內(nèi)餐廚垃圾的無害化處理主要采用好氧堆肥、厭氧發(fā)酵以及飼料化工藝[1]。其中，厭氧發(fā)酵技術(shù)的產(chǎn)品為沼氣，有著廣泛的應(yīng)用前景而被廣泛采用。因?qū)嶋H運(yùn)營模式的不同（餐廚廠是否與生活垃圾焚燒廠合建），餐廚垃圾的厭氧處理又有了單獨(dú)處理和協(xié)同處理兩個不同的處理路線。本文對上述兩種處理模式進(jìn)行詳細(xì)的分析，探討出一種經(jīng)濟(jì)可行的餐廚垃圾處理路線，為我國餐廚垃圾的無害化處理提供參考。

1 處理技術(shù)介紹

“十二五”期間，國家各部委聯(lián)合開展餐廚垃圾無害化、資源化試點(diǎn)工作，前后共選取100個城市作為試點(diǎn)進(jìn)行探討。截止至2018年上半年，我國籌建、在建以及運(yùn)營的餐廚垃圾處理項(xiàng)目共計(jì)182個，這些項(xiàng)目中餐廚垃圾的處理主要采用好氧堆肥、厭氧發(fā)酵和飼料化三類技術(shù)[2]。

餐廚垃圾的好氧堆肥是指在好氧微生物的作用下，將餐廚垃圾轉(zhuǎn)化為有機(jī)肥的技術(shù)。然而目前由于堆肥產(chǎn)品鹽分高、肥效低等原因，其產(chǎn)品銷路不佳。

餐廚垃圾飼料化則是指利用物理手段將餐廚垃圾加熱滅菌并除水或利用生物方法將餐廚垃圾轉(zhuǎn)化為飼料的一種工藝。但由于其存在同源性污染的風(fēng)險，因此餐廚垃圾飼料化工藝一直以來也備受爭議。

厭氧發(fā)酵工藝作為目前國內(nèi)餐廚垃圾無害化處理的主流工藝被廣泛使用，該工藝主要是利用厭氧菌的作用，將餐廚垃圾中的有機(jī)物降解為小分子有機(jī)物和無機(jī)物并產(chǎn)生沼氣的過程。產(chǎn)生的沼氣經(jīng)凈化后，可作為燃?xì)庵苯邮褂茫部捎糜诎l(fā)電上網(wǎng)。

2 處理模式對比

餐廚垃圾的厭氧發(fā)酵技術(shù)因其工藝成熟，能源回收效果好，產(chǎn)品銷路通暢等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛的使用。在實(shí)際應(yīng)用過程中，依據(jù)建設(shè)運(yùn)營模式的不同（餐廚垃圾處理廠是否與生活垃圾焚燒廠合建[3]），可將餐廚垃圾厭氧發(fā)酵工藝細(xì)分為兩種不同的工藝路線，分別稱為單獨(dú)處理模式和協(xié)同處理模式。

2.1 單獨(dú)處理

單獨(dú)處理模式即餐廚垃圾處理廠單獨(dú)建設(shè)，獨(dú)立運(yùn)營。該模式下，辦公設(shè)施、餐廚垃圾處理系統(tǒng)以及污水處理系統(tǒng)等均需新建[4]。

該模式下餐廚垃圾的處理完全采用傳統(tǒng)的厭氧發(fā)酵工藝：（1）餐廚垃圾經(jīng)預(yù)處理系統(tǒng)后，去除其中的雜質(zhì)，并提取其中的油脂；（2）剩余物質(zhì)經(jīng)破碎制漿后送入?yún)捬醢l(fā)酵罐發(fā)酵產(chǎn)沼；（3）生成的沼氣進(jìn)行資源化利用，產(chǎn)生的沼渣和沼液則通過相對應(yīng)的處理設(shè)施無害化處理[5]。單獨(dú)處理模式下，主要是將餐廚垃圾中可發(fā)酵的有機(jī)物盡可能多的轉(zhuǎn)移到漿液中，通過厭氧發(fā)酵生產(chǎn)沼氣，并對沼氣進(jìn)行資源化（主要是沼氣發(fā)電）。

2.2 協(xié)同處理

協(xié)同處理模式則采用與垃圾焚燒廠協(xié)同建設(shè)。該模式下，餐廚垃圾處理廠通常依托垃圾焚燒廠建設(shè)，其中辦公設(shè)施、污水處理設(shè)施等配套設(shè)施可與生活垃圾焚燒廠共用。

協(xié)同處理模式與餐廚垃圾傳統(tǒng)的厭氧發(fā)酵工藝稍有不同：（1）餐廚垃圾經(jīng)系統(tǒng)處理，除雜提油的同時分離出餐廚垃圾中的干物質(zhì)（篩上物）；（2）產(chǎn)生的漿液經(jīng)擠壓脫水后進(jìn)一步除固，得到的固渣與（1）中分離的干物質(zhì)一同送入焚燒爐焚燒；（3）脫水產(chǎn)生的漿液進(jìn)行液相發(fā)酵，生成的沼氣進(jìn)行資源化利用，沼液混入焚燒廠滲濾液處理系統(tǒng)協(xié)同處理。協(xié)同處理模式主要是講餐廚垃圾中可分離的干物質(zhì)盡可能分離出來，并直接送入生活垃圾焚燒廠焚燒發(fā)電；不易分離的部分（可溶有機(jī)物）隨漿液進(jìn)入后續(xù)系統(tǒng)厭氧發(fā)酵，產(chǎn)生的沼氣資源化利用。

3 模式分析

單獨(dú)處理模式下，餐廚垃圾處理廠與外部的物質(zhì)能源等的流動簡單，便于管理。同時，采用單獨(dú)處理模式建設(shè)餐廚垃圾處理廠（產(chǎn)沼發(fā)電），其能源利用率、發(fā)電效率均更高[5]。

而采用協(xié)同處理模式可實(shí)現(xiàn)廢物的協(xié)同處理、能源的循環(huán)利用以及處理設(shè)備的共享：餐廚垃圾預(yù)處理分選出的雜物以及發(fā)酵后的沼渣可直接送入垃圾焚燒廠處理；產(chǎn)生的沼液可協(xié)同生活垃圾焚燒廠的滲濾液一同處置，共用污水處理設(shè)施；需要的熱源，也可直接從生活垃圾焚燒廠獲取，無需單獨(dú)建設(shè)鍋爐；此外，餐廚垃圾處理廠的除臭等輔助設(shè)施也可與焚燒廠共用，不用單獨(dú)建設(shè)。

相較于單獨(dú)處理模式，協(xié)同處理模式可與生活垃圾焚燒廠共用一部分處理設(shè)施，因而協(xié)同處理模式的建設(shè)和維護(hù)成本更低；協(xié)同處理模式的系統(tǒng)更加精簡，所需操作人員更少，運(yùn)營成本也更省。

4 經(jīng)濟(jì)效益分析

為進(jìn)一步對比單獨(dú)處理和協(xié)同處理兩種模式，以浙江某項(xiàng)目為例，對兩種模式的經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行分析。

4.1 收益分析

餐廚垃圾厭氧產(chǎn)沼飛發(fā)電工藝的收入大體可分為以下三部分：餐廚垃圾處理補(bǔ)貼，粗油外售費(fèi)用，上網(wǎng)發(fā)電收益。其中補(bǔ)貼和粗油外售收入在兩種模式下帶來的收益幾乎相當(dāng)，其主要差別在于產(chǎn)電部分收益的不同。

首先分析兩種模式的產(chǎn)電量。單獨(dú)處理模式，完全厭氧處理，其單噸餐廚垃圾產(chǎn)生沼氣的發(fā)電量約為118 Kwh/t，而其處理過程耗能約為114.69 Kwh/t，故該工藝單噸實(shí)際產(chǎn)能為3.31 Kwh/t。采用協(xié)同處理模式時，其產(chǎn)電量來自兩部分，沼氣發(fā)電電量約為24.75 Kwh/t，篩分物焚燒發(fā)電的產(chǎn)電量約為80 Kwh/ t，整個過程的耗能約為93.8 Kwh/t，因而協(xié)同處理模式下餐廚垃圾的單噸產(chǎn)電量約為10.95 Kwh/t。

單噸餐廚垃圾的處理補(bǔ)貼按150元計(jì)算，粗油提取率按3%計(jì)算，粗有價格按350元/t考慮，發(fā)電的上網(wǎng)電價按0.65元/Kwh計(jì)算，兩種模式的收益如表1。

表1 兩模式餐廚垃圾處理單噸收益對比

4.2 成本分析

餐廚垃圾處理廠成本主要分為建設(shè)投資成本和運(yùn)行成本，其中運(yùn)行成本僅為污水處理成本、運(yùn)行維護(hù)成本以及人員工資等。其成本估算如表2所示。

表2 兩模式餐廚垃圾處理單噸投資對比

由于協(xié)同處理中部分設(shè)施與垃圾焚燒廠共用，故其建設(shè)投資成本較單獨(dú)處理低，運(yùn)行維護(hù)的成本也較單獨(dú)處理省。同時，協(xié)同處理時，送入焚燒爐的干物質(zhì)可帶走一部分水分，導(dǎo)致滲濾液產(chǎn)量降低，污水處理費(fèi)用較單獨(dú)處理有所減少。

4.3 經(jīng)濟(jì)效益分析

綜合收益和成本數(shù)據(jù)，可以發(fā)現(xiàn)：

（1）餐廚垃圾厭氧處理的收入主要為政府補(bǔ)貼及粗油外售賺取的收入；

（2）協(xié)同處理模式單噸垃圾的收益約為155.88元/t，單獨(dú)處理則為127.49元/t，協(xié)同處理比單獨(dú)處理單噸收入可提高28.39元；

（3）協(xié)同處理模式的建設(shè)投資省，單噸垃圾的收益更大。

5 結(jié)論

餐廚垃圾的處理模式并不是千篇一律的，同一種工藝在不同的運(yùn)行情況往往會衍生出不同的工藝路線。本文分析了目前在實(shí)際應(yīng)用中較為流行的兩種餐廚垃圾厭氧處理工藝，其中當(dāng)有焚燒廠在餐廚垃圾處理廠附近時，協(xié)同處理模式投資費(fèi)用省，運(yùn)行費(fèi)用低，餐廚垃圾的無害化、減量化程度高，是一種較為理想的餐廚垃圾處理方式。