湿垃圾处理现状及展望

来源:北极星环保新闻网 2021-10-20 收藏

垃圾分类实施过程中各地面临的一个共同问题是湿垃圾分出比例大幅增加,但湿垃圾处理设施能力严重不足,满足不了分类投放、分类收集、分类运输、分类处置的最终要求。因此湿垃圾的减量化、无害化、资源化处理是现阶段垃圾分类工作面临的一个重要挑战。

随着国家层面和各地政府陆续建立健全相关法律法规,我国生活垃圾分类工作逐步进入“强制分类时代”。上海2019年带头实施,北京、广州、浙江等省份紧随其后,各地的垃圾分类工作如火如荼向前推进,并且取得了阶段性进展。然而垃圾分类实施过程中各地面临的一个共同问题是湿垃圾分出比例大幅增加,但湿垃圾处理设施能力严重不足,满足不了分类投放、分类收集、分类运输、分类处置的最终要求。因此湿垃圾的减量化、无害化、资源化处理是现阶段垃圾分类工作面临的一个重要挑战。

湿垃圾的定义

目前各地对于湿垃圾的概念通常没有明确区分, 存在“湿垃圾”、“厨余垃圾”、“餐厨垃圾”、“易腐垃圾”等各种叫法,容易造成混淆。

2019年7月1日实施的《上海市生活垃圾管理条例》中对湿垃圾的定义:湿垃圾即易腐垃圾,是指食材废料、剩菜剩饭、过期食品、瓜皮果核、花卉绿植、中药药渣等易腐的生物质生活废弃物。

2019年10月18日,国家市场监督管理总局和中国国家标准化管理委员会联合发布了《生活垃圾分类标志》(GB/T 19095-2019),新标准将家庭厨余垃圾、餐厨垃圾和其他厨余垃圾统一归类为厨余垃圾。厨余垃圾是指居民日常生活及食品加工、餐饮服务、单位供餐等活动中产生的垃圾,其具有高含水率和高有机质的特点,容易腐坏并产生恶臭,对城市居住环境和居民健康产生威胁。

本文根据实际处理厂针对不同收集系统和垃圾的组分特性的区别,将湿垃圾分为两大类:厨余垃圾和餐饮垃圾。

餐饮垃圾是指居民日常生活以外的食品加工、饮食服务、单位供餐等活动中产生的食物残余和食品加工废料。

厨余垃圾是指居民区经分类后产生的厨余果皮以及集贸市场分类后产生的厨余果皮。

湿垃圾的特性

厨余垃圾

根据上海市垃圾特性调查数据显示,实施强制垃圾分类后,干垃圾的容重、含水率相比之前分别下降约36.80%和36.33%,干垃圾低位发热量上升约103.60%。与此同时,厨余垃圾组分变化比较大,含杂率明显降低,垃圾容重显著增大约235.56%,含水率增大37.11%,达到80%左右。

餐饮垃圾

同样以上海为例,餐饮以淀粉类、食物纤维类、动物脂肪类等有机物质为主要成分,具有含水率高、油脂、盐份含量高、易腐变发酵、发臭的特点。一般的,餐厨垃圾含水率较高,基本在85%左右;杂质含量的变化幅度较大(1.97%~32.85%),但呈现出冬春两季杂质量少、夏季杂质量多的趋势;C/N低,平均维持在15左右;有机质含量较高,基本维持平均85%的水平。

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国内外湿垃圾处理现状

国外湿垃圾资源化现状

目前欧盟各成员国主要通过高价收购、投资补贴、减免税费和配额制度等可再生能源政策和措施推动可生物降解型垃圾回收利用技术的发展,近十年来欧洲有机垃圾处理主要以厌氧消化和堆肥为主,但规模均偏小(100t/d以下),多为厨余和餐饮(生熟)混合一起处理,物料含固率高,杂质含量相对较少,有机质含量高。

美国对于餐厨有机垃圾主要通过“食物捐赠计划”和安装家庭餐厨垃圾粉碎机等方式实现源头减量,末端处置途径主要通过填埋或焚烧,部分州也在推广堆肥项目。

日本餐饮垃圾主要为制饲料和堆肥,其中制饲料技术要求需要高温灭菌。韩国餐饮垃圾早年为堆肥,但存在盐分高和臭气难控制问题,目前发展趋势为厌氧消化处理。

目前发达国家的湿垃圾处理技术主要以厌氧消化为主。其主要原因是相比于填埋或堆肥等其他处理技术,厌氧消化技术更加环保和先进,受到业内的广泛关注,逐步形成一套成熟的产业链,进而得到市场的认可和推广。

国内湿垃圾资源化现状

截止2020年底,全国已建湿垃圾处理设施216座,处理能力3.9万吨/日,在建197座,处理能力2.4万吨/日,共计6.3万吨/日。其中厌氧工艺约占87.5%,其余固液分离协同焚烧、堆肥和饲养昆虫约占12.5%。

目前国内湿垃圾处理技术包括生化机好氧发酵制肥技术、干式厌氧消化技术、湿式厌氧消化技术、昆虫(黑水虻、蟑螂)养殖技术和脱水协同焚烧技术等。根据数据统计显示,在国内已建和在建厨余垃圾处理设施中,厌氧消化工艺以较为成熟,运行较为稳定,沼气产生量也较高被广泛应用。

由上海环境承担的松江区湿垃圾资源化处理项目及嘉定区湿垃圾资源化处理项目,采用“预处理+湿式厌氧消化+沼气发电利用”的主体工艺路线,项目运行管理简单,处理效率高,沼渣产生量少。采用了先进的工艺和设备,提高自动化水平,提高产品品质;严格落实环保控制措施,大大改善了作业环境。

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松江区湿垃圾资源化处理项目

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嘉定区湿垃圾资源化处理项目

湿垃圾处理的重点和难点

厨余垃圾中含油率升高

随着垃圾分类工作的普及和推广,厨余垃圾的含水率和含油率都有了提高,在前端预处理工艺中,要考虑增加厨余垃圾浆料的存储及提油功能。考虑提油一方面能增加提油量进而提高经济效益,另一方面,如果后端采用厌氧消化工艺,而油脂没有经过去除,则这部分油脂将随着厨余浆料进入后端的厌氧环节,从而导致厌氧工艺中挥发性脂肪酸(VFA)的累积,影响厌氧系统稳定运行。

沼渣脱水后沼液碳氮比失调,处理难度大

沼渣脱水后沼液进污水处理系统,若前段厌氧有机质利用率高,沼液会出现碳氮比失调的情况,污水处理难度加大。从节约运行成本的角度,有两种工艺路线可以选择:a.将厌氧进料浆液进行“固液分离+油脂去除”预处理为适合生化处理的碳源;b.增设氨吹脱工艺段,降低沼液氨氮含量,减少或取消碳源投加;c.如周边有焚烧厂或填埋场(尚在填埋使用),可利用原生渗沥液与沼液进行调节。

臭气控制是重点

湿垃圾处理厂的臭气控制是项目成功运行的中重要标识。臭气的控制应重点从两方面考虑,一是前端收集,二是末端处理。以上海环境松江和嘉定湿垃圾为例,以“分质收集+分质处理”为设计理念,将整个厂区里不同处理环节和不同空间产生的臭气按高、中、低浓度臭气进行分开收集与处理,尽可能减少臭气总体收集量,提高臭气的收集效率,减少能耗和处理药剂消耗。同时还可以从优化厂房空间、探索将部分臭气与污水处理系统的生化池曝气环节相结合考虑等方式来进一步减少臭气产生量、提升臭气处理效果。

湿垃圾资源化处理及展望

目前湿垃圾成分的复杂性决定了使用单一的现有处理技术难以完成高效高产值处理和利用。因此,对湿垃圾进行组分分离、综合运用多项处理利用技术是发展思路之一。

湿垃圾处理设施应注重协调处理优先,创建固废环保产业园,构造资源、能源共享,有利于节省项目成本和控制二次污染。

围绕湿垃圾垃圾主流工艺产生的衍生品的低成本资源化再利用也是重要的发展方向。除沼渣肥料化产品研究外,也有开展沼渣与飞灰混凝制混凝土、沼渣热解气化后制合成气、生物油和生物炭等研究;沼液的资源化利用,如回用生产乙醇、鸟粪石、液体肥等。

随着湿垃圾资源化处理技术水平的不断提升与管理法规的日益完善,未来应继续围绕湿垃圾处理开展多种技术融合实践与创新,最终实现湿垃圾高效资源化利用及无害化处理的目标。


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