厨余垃圾处理技术评估

2022-09-28  来自: 新乡市圣达轻工机械有限公司 浏览次数:1075

近年来,各地政府大力推行垃圾分类,有力促进了源头的合理分类和资源优化配置,厨余垃圾的分出量和分出率均有所增加,对厨余垃圾处理技术和处理设施的需求也不断增长,市场规模不断扩大,出现了大量不同的处理技术和相关技术设备供应商。

目前已基本形成以厌氧消化为主、好氧制肥为辅、饲料化和昆虫法等为补充的厨余垃圾处理与资源化利用的技术路线。在上述处理技术中,厌氧消化是目前国内的主流处理方法,在目前的规划/在建项目中占比达80%;厌氧消化分为干式和湿式:餐厨垃圾具有含水、含油高的特点,更适用于湿式工艺;家庭厨余垃圾含水率低,油脂含量也较低,一般处理工艺中不设置油脂回收回收工艺,宜采用“干式厌氧”生化处理技术,发酵产生沼气后再利用。

厨余垃圾处理

除了技术选择之外,设施的建设及运营管理水平也直接关系到设施的运行绩效及环境绩效。现有厨余垃圾处理工程某种程度上仍存在技术粗放、资源利用率低、二次污染严重等问题

通过科学评估,可以实现对厨余垃圾技术组合体系的可持续量化和适用模式筛选。评估选择了七种具有代表性的厨余垃圾处理技术S1-S7作为研究对象。


技术

主处理单元

最终出路

S1

好氧堆肥

有机肥/填埋

S2

湿式厌氧

沼气利用/油脂回收/焚烧

S3

湿式厌氧

沼气利用/堆肥/填埋

S4

湿式厌氧

沼气利用/土地利用/填埋

S5

干式厌氧

沼气利用/堆肥/填埋/焚烧

S6

昆虫转化

高温灭菌/有机肥/填埋

S7

快速堆肥

有机肥/填埋

综合评价指标包括:1)减量率资源化率、废液废渣率2)温室效应及环境污染物排放潜能3)环境污染货币化4)物料守恒5)经济效益计算

其中主要指标的表现如下:

减量率主要体现处理技术的减量化程度。S2、S3、S4采用湿式厌氧发酵技术,含水率较高,处理过程中会产生大量的废液,需要进行二次处理,因此减量率较低。S6为生物转化技术,收运的厨余垃圾可直接喂食黑水虻,其减量率居前

资源化率为资源化产品的产出量。S6处理技术资源利用率高、有机肥产品市场大而且具有相对高的盈利能力。S4的资源产品主要是有机酸性土壤改良剂和有机肥料,具有很好的土壤改良和施肥效果。

技术

主要资源化产物

S1

有机肥料、油脂

S2

沼气、有机肥料、油脂

S3

沼气、油脂

S4

沼气、有机肥料、有机酸调理剂

S5

营养土、沼气、油脂、水泥窑、可回收物

S6

虫粪有机肥、黑水虻鲜虫

S7

有机肥料、油脂

温室气体减排潜力将所有温室气体排放转化为CO2当量计算S7在处理过程中能耗较高,相比而言,厌氧消化过程S2-S5对温室效应的减排效果较佳。

环境污染物削减潜力将所有环境影响结果归一化,以人均当量形式呈现。在厨余垃圾资源化利用过程中所造成的环境影响主要包括温室效应、臭氧耗竭、人体健康风险、空气污染、酸雨、水体富营养化等。S3和S4环境影响的归一化总值为负值,即这些情景的系统可以减轻环境影响的负担,具有明显的可持续性特征。

污染气体社会成本所排放污染气体的处理成本计算。堆肥技术S1、S7在处理过程中会排放相对较多的污染气体,存在对环境产生负面影响的风险。

经济效益包括技术的成本与收益。经处理的厨余垃圾的经济效益在276.4元到685.2元之间。S6由于资源化率高、产品市场较大、价格乐观,其处理技术收益相对高。

通过综合考虑多项指标,出各指标下不同处理技术的表现排名。

指标

优                     →                                                               

减量率

S6

S1

S5

S7

S4

S2

S3

资源化率

S6

S5

S1

S4

S2

S7

S3

温室气体减排潜力

S2

S4

S3

S5

S1

S6

S7

环境污染物削减潜力

S4

S3

S5

S2

S1

S6

S7

污染气体社会成本

S2

S3

S4

S6

S1

S5

S7

经济效益

S6

S4

S5

S3

S1

S2

S7

以环境绩效和经济性为核心,为决策者和行业参与者提供处理工艺评价和优化建议如下:

1)关联厨余垃圾特性与选取技术。比如含水率高的餐厨垃圾,偏向于选取湿式厌氧消化;含水率较低的厨余垃圾,倾向于干式厌氧消化;如果能够实现与农业废弃物或者园林废弃物协同处理,含水率小于70%以下,可以采用堆肥的处理方式;

2)关联资源化方向与选取技术。厨余垃圾处理的经济性主要取决于产品的可利用性,需综合考虑土地等限制因素。土地资源有限,需首先以无害化为导向;对于土地资源相对丰富地区,如北方地区盐碱地可能较多,可以推动处理产品的土地利用。

3)关注项目的建设运营管理水平。从能源资源利用效率、厂区运营管理、污染物控制等角度,会体现各个设施的差异性。

4)分散式的小型就地处理设施需结合实际情况综合评估。对于分散式的小型就地处理设施,其单位能耗相对较高,意味着较高的经济投入,以及温室气体排放;另外由于分散式处理规模较小,其环境管理/污染物控制的挑战较高,可以作为应急处理技术选择,需结合实际情况综合评估;

      (5)厨余垃圾处理应该以终土地利用为导向。厨余垃圾每个技术情景中均有部分杂质被分选出来并送至焚烧厂或填埋场进行终处置;如果不能实现沼渣或有机肥的最终利用,也仍需要送至焚烧厂或填埋场进行终处置,因此对于厨余垃圾处理而言,高质量分类逐步推广,以终土地利用为导向才能具有典型的经济和环境效益。

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