餐廚垃圾就地處理設(shè)備在高速公路領(lǐng)域的應(yīng)用

文/圖 北京市首發(fā)天人生態(tài)景觀有限公司 高小樂(lè) 趙朝輝 田靖寶

目前，《綠色交通“十四五”發(fā)展規(guī)劃》已經(jīng)發(fā)布。探究餐廚垃圾處理的低碳方式，不但能解決日益嚴(yán)重的環(huán)境衛(wèi)生問(wèn)題，而且能推動(dòng)交通運(yùn)輸領(lǐng)域加快形成綠色生產(chǎn)生活方式，以低碳環(huán)保技術(shù)促進(jìn)行業(yè)綠色低碳轉(zhuǎn)型，對(duì)推動(dòng)綠色公路建設(shè)具有重大意義。

設(shè)置在收費(fèi)所的消滅型餐廚垃圾處理設(shè)備

近年來(lái)，伴隨著我國(guó)高速公路的飛速發(fā)展，服務(wù)區(qū)功能逐漸豐富，能夠提供包括?？啃菹?、餐飲、購(gòu)物、如廁等多方面的服務(wù)。由于人們開(kāi)車(chē)出行的頻率不斷增高，服務(wù)區(qū)作為重要的中轉(zhuǎn)站、?？空荆l(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。然而，隨著人流的不斷增多，高速公路服務(wù)區(qū)固體廢棄物的收集、儲(chǔ)運(yùn)、處理難度越來(lái)越大，處理成本不斷攀升，甚至出現(xiàn)因車(chē)流量大，垃圾爆增，而無(wú)法應(yīng)對(duì)的現(xiàn)象。因此，高速公路服務(wù)區(qū)亟需在末端處理和配套服務(wù)上下功夫。

現(xiàn)狀

餐廚垃圾具有一定的特殊性，它的性質(zhì)、組成和產(chǎn)生量受地區(qū)差異、季節(jié)變化及產(chǎn)生群體的飲食、生活習(xí)慣影響而有所不同。但整體而言，餐廚垃圾具有含水量大、有機(jī)物含量高、低熱值的特性，故而極易腐爛變質(zhì)造成環(huán)境污染和生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。若管理不善，還會(huì)傳播致病菌，造成公共衛(wèi)生危害。此外，餐廚垃圾還存在被不法商販制成各類(lèi)動(dòng)物飼料及泔水油，進(jìn)入禽畜飼養(yǎng)鏈的問(wèn)題，會(huì)對(duì)食品衛(wèi)生安全構(gòu)成極大威脅。因此，餐廚垃圾處理的重點(diǎn)就是減量化、無(wú)害化、資源化和提高時(shí)效性。

近年來(lái)，我國(guó)對(duì)生活垃圾的管控力度持續(xù)加大，逐步從“夯地基”進(jìn)入“補(bǔ)短板”和細(xì)化管理的縱深階段?！丁笆奈濉背擎?zhèn)生活垃圾分類(lèi)和處理設(shè)施發(fā)展規(guī)劃》與《關(guān)于加快推進(jìn)城鎮(zhèn)環(huán)境基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的指導(dǎo)意見(jiàn)》明確提出，到2025年底，全國(guó)城市生活垃圾資源化利用率將達(dá)到60%左右，將加快廚余垃圾處理設(shè)施建設(shè)和改造，統(tǒng)籌解決餐廚垃圾、家庭廚余垃圾、農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)垃圾處理問(wèn)題。在“無(wú)廢城市”和“垃圾分類(lèi)”雙主線下，餐廚垃圾處理行業(yè)將得到快速發(fā)展。

方法

我國(guó)常見(jiàn)的餐廚垃圾處理、處置方式有堆肥、填埋、焚燒及厭氧發(fā)酵等。然而，餐廚垃圾含水量大、有機(jī)物含量高、低熱值的特性，不僅限制了餐廚垃圾的焚燒處理，也增加了填埋處理的難度，存在二次污染的風(fēng)險(xiǎn)。堆肥工藝作為餐廚垃圾資源化處置的方式之一，亦存在占用大量土地資源、堆肥產(chǎn)品質(zhì)量難以保證、產(chǎn)品銷(xiāo)路不順暢的問(wèn)題，嚴(yán)重限制了該工藝的推廣。厭氧發(fā)酵技術(shù)因其更加環(huán)保、先進(jìn)，且形成了一整套成熟的產(chǎn)業(yè)鏈，得到了市場(chǎng)的認(rèn)可和推廣?！皺C(jī)械預(yù)處理+厭氧消化”的集中式處理工藝，已成為我國(guó)大型餐廚垃圾處理廠主要采用的工藝技術(shù)。

若采用大型集中式處理方式，存在著處理設(shè)施審批時(shí)間長(zhǎng)，建設(shè)和調(diào)試周期長(zhǎng)，落地困難等問(wèn)題，且大型集中式處理方式的實(shí)施一般位置偏遠(yuǎn)，增加了餐廚垃圾的運(yùn)輸距離，導(dǎo)致運(yùn)輸費(fèi)用非常高，且容易產(chǎn)生二次污染和次生危害。相對(duì)于這類(lèi)系統(tǒng)龐雜、投資高，運(yùn)營(yíng)人員多、成本高，經(jīng)濟(jì)效益較差的大型設(shè)備，現(xiàn)階段，小型分布式餐廚垃圾就地處理設(shè)備的問(wèn)世給垃圾處理工作提供了更多的便利性。與大型集中式處理設(shè)備相比，采用小型分布式餐廚垃圾就地處理設(shè)備，既能快速解決當(dāng)前餐廚垃圾處理供需矛盾，又能提高垃圾處理的時(shí)效性，可作為現(xiàn)階段大型餐廚垃圾處理模式的補(bǔ)充技術(shù)，滿足實(shí)際需求。

小型分布式餐廚垃圾就地處理設(shè)備可被應(yīng)用在區(qū)域分散、餐廚垃圾收運(yùn)成本較高的地方，以及村鎮(zhèn)、學(xué)校、餐飲店、單位食堂、市場(chǎng)、社區(qū)、垃圾中轉(zhuǎn)站、旅游景區(qū)和高速公路服務(wù)區(qū)等地。具有操作簡(jiǎn)單、自動(dòng)化程度高、餐廚垃圾源頭快速處理、運(yùn)行成本低、運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。結(jié)合我國(guó)目前餐廚垃圾收運(yùn)情況，對(duì)地區(qū)人口數(shù)量少于5×105的城市推行餐廚垃圾就地處理模式具有可行性。

目前，生物技術(shù)是最適用的餐廚垃圾就地處理技術(shù)，主要包括堆肥、厭氧消化、好氧生物處理、發(fā)酵、蠕蟲(chóng)堆肥、昆蟲(chóng)養(yǎng)殖等。市場(chǎng)上主要應(yīng)用的餐廚垃圾就地處理設(shè)備有兩種，消滅型好氧生物處理技術(shù)和肥料型高溫好氧生物處理技術(shù)。其中，高溫好氧生物處理技術(shù)主要是在高溫環(huán)境條件下（一般為55攝氏度至60攝氏度），通過(guò)利用好氧嗜溫菌和嗜熱菌等微生物的生物代謝活動(dòng)，將一部分有機(jī)物分解成二氧化碳和水蒸氣，另一部分有機(jī)物經(jīng)過(guò)烘干后可被制成有機(jī)肥料。該類(lèi)設(shè)備配備加熱、攪拌及通風(fēng)裝置，基本無(wú)廢水產(chǎn)生，產(chǎn)生的惡臭氣體可通過(guò)微生物及物理化學(xué)方法（如吸附法）進(jìn)行凈化。但由于該類(lèi)設(shè)備以消耗大量電能為代價(jià)，維持高溫環(huán)境，能耗極高。同時(shí)，絕大多數(shù)產(chǎn)品腐熟程度低，無(wú)法達(dá)到國(guó)家規(guī)定的有機(jī)肥料標(biāo)準(zhǔn)，不適合回用，導(dǎo)致該類(lèi)產(chǎn)品的市場(chǎng)化推廣受到一定制約。消滅型好氧生物處理技術(shù)指的是在常溫下將餐廚垃圾中大分子有機(jī)物降解為小分子有機(jī)質(zhì)、水和二氧化碳，是一種源于自然、優(yōu)于自然的微生物技術(shù)，可快速分解有機(jī)垃圾（如菜葉、菜根、食物殘?jiān)?、雞鴨魚(yú)肉廢棄物、果皮、果蔬等可腐爛垃圾）。經(jīng)過(guò)一系列處理后，餐廚垃圾最終變成液體流出，既可用作液體肥料，也可納入化糞池或者污水處理站繼續(xù)處理。

應(yīng)用

2022年初，兩臺(tái)處理規(guī)模為每天60公斤的消滅型餐廚垃圾處理設(shè)備在G6京藏高速清河收費(fèi)所和京禮高速延崇收費(fèi)所投入使用。該項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)了收費(fèi)所餐廚垃圾“源頭產(chǎn)生、源頭處理；就地產(chǎn)生、就近處理；隨時(shí)產(chǎn)生、隨時(shí)處理”的目標(biāo)。

該設(shè)備的核心是高效復(fù)合微生物制劑，包含50多種微生物，主要有淀粉分解菌、蛋白分解菌、油脂分解菌、纖維素分解菌、辣油分解菌、臭味分解菌、硝化細(xì)菌、反硝化細(xì)菌等多種作用菌。通過(guò)多種細(xì)菌的組合共同作用，實(shí)現(xiàn)了對(duì)餐廚垃圾的有效分解。設(shè)備集成了自動(dòng)控制及PLC顯示系統(tǒng)、攪拌系統(tǒng)、輔助加熱及保溫系統(tǒng)、加濕系統(tǒng)、通風(fēng)除臭系統(tǒng)，以及遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。使用時(shí)無(wú)有害氣體、殘?jiān)欧?，產(chǎn)生的液體被排入收費(fèi)所內(nèi)的污水處理設(shè)備或化糞池中，最終實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。

工作原理

在對(duì)餐廚垃圾進(jìn)行簡(jiǎn)單分揀后，直接從進(jìn)料口倒入反應(yīng)倉(cāng)，并啟動(dòng)攪拌系統(tǒng)，將餐廚垃圾和填料混拌均勻，使菌劑和餐廚垃圾充分接觸。高效復(fù)合微生物制劑在倉(cāng)體內(nèi)開(kāi)可始繁殖和代謝活動(dòng)，在微生物本身及微生物酵素的作用下，將餐廚垃圾中大分子有機(jī)物（如蛋白質(zhì)、淀粉、脂肪、纖維素等）轉(zhuǎn)化為小分子有機(jī)物，期間會(huì)產(chǎn)生大量熱量，使倉(cāng)體溫度保持在40攝氏度以上，空氣濕度保持在100%，并通過(guò)自動(dòng)補(bǔ)充外界空氣。在好氧環(huán)境下，微生物繼續(xù)進(jìn)行發(fā)酵，降解餐廚垃圾，最終可實(shí)現(xiàn)餐廚垃圾在24個(gè)小時(shí)內(nèi)降解成二氧化碳、水分及無(wú)機(jī)鹽，極少部分纖維素類(lèi)未完全降解的成分繼續(xù)留在倉(cāng)內(nèi)進(jìn)行降解，最終在72小時(shí)內(nèi)完成降解。在此過(guò)程中，產(chǎn)生的氣體，經(jīng)倉(cāng)體內(nèi)填料吸附并經(jīng)倉(cāng)孔過(guò)濾后，直接外排，由于復(fù)合微生物具有良好的除臭效果，整個(gè)過(guò)程不會(huì)產(chǎn)生臭氣。產(chǎn)生的液體可被排入化糞池或?qū)?yīng)的污水處理設(shè)施中進(jìn)行再次處理并達(dá)標(biāo)排放。

餐廚垃圾就地處理設(shè)備處理過(guò)程（a.餐廚垃圾；b.投入設(shè)備；c.運(yùn)行過(guò)程中；d.降解完成）

結(jié)果分析

該項(xiàng)目經(jīng)過(guò)半年的運(yùn)行，整體效果較好。設(shè)備具有一體化、模塊化特點(diǎn)，占地面積小，即使收費(fèi)所空間有限仍可進(jìn)行安裝使用；采用304不銹鋼材料，密封性良好，無(wú)跑冒滴漏現(xiàn)象發(fā)生；操作簡(jiǎn)單，自動(dòng)化程度高，可隨時(shí)投入餐廚垃圾，不存在垃圾堆積與二次轉(zhuǎn)運(yùn)現(xiàn)象，可滿足各個(gè)時(shí)段員工的就餐情況；減量化程度高，6小時(shí)至24小時(shí)內(nèi)快速分解有機(jī)物，倉(cāng)體內(nèi)無(wú)明顯堆積，可保證長(zhǎng)期運(yùn)行；設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中無(wú)殘?jiān)欧?，噪音和臭味均達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，工作人員并無(wú)不適感；設(shè)備運(yùn)行能耗低，處理1公斤餐廚垃圾的耗電量在0.12千瓦時(shí)以下，垃圾處理成本大大降低；各收費(fèi)所均具有化糞池或污水處理設(shè)備，處理后的液體可以直接排入其中，不存在二次污染；設(shè)備配備遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，可通過(guò)PC或手機(jī)App隨時(shí)查看、遠(yuǎn)程控制，方便管理。

效益分析

根據(jù)《關(guān)于加強(qiáng)本市非居民廚余垃圾計(jì)量收費(fèi)管理工作的通知》中的規(guī)定，自2021年9月30日起，北京市非居民廚余垃圾按照調(diào)整后的價(jià)格標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一實(shí)行計(jì)量收費(fèi)（每噸300元）。按此價(jià)格測(cè)算，60公斤餐廚垃圾應(yīng)收費(fèi)18元，則每年餐廚垃圾處理費(fèi)為6570元。應(yīng)用消滅型餐廚垃圾處理設(shè)備后，每年運(yùn)營(yíng)費(fèi)用為3427.2元，可實(shí)現(xiàn)3142.8元的費(fèi)用節(jié)省，約為餐廚垃圾處置成本的48%，效益可觀。與同類(lèi)型設(shè)備相比，該項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)優(yōu)勢(shì)明顯。

注：電費(fèi)按0.88元（千瓦時(shí)）計(jì)算，設(shè)備每30分鐘工作5分鐘，每小時(shí)工作10分鐘，每天共計(jì)工作4小時(shí)。

展望

目前，《綠色交通“十四五”發(fā)展規(guī)劃》已經(jīng)發(fā)布。探究餐廚垃圾處理的低碳方式，不但能解決日益嚴(yán)重的環(huán)境衛(wèi)生問(wèn)題，而且能推動(dòng)交通運(yùn)輸領(lǐng)域加快形成綠色生產(chǎn)生活方式，以低碳環(huán)保技術(shù)促進(jìn)行業(yè)綠色低碳轉(zhuǎn)型，對(duì)推動(dòng)綠色公路建設(shè)具有重大意義。

文中應(yīng)用的這種小型化的餐廚垃圾就地處理設(shè)備，可以真正實(shí)現(xiàn)餐廚垃圾源頭就地快速處理，實(shí)現(xiàn)餐廚垃圾真正閉環(huán)管理。該項(xiàng)目在各收費(fèi)所運(yùn)行狀況良好，為企業(yè)、員工提供便利的同時(shí)也節(jié)省了部分成本，值得在高速公路領(lǐng)域內(nèi)進(jìn)行推廣，助力高速公路領(lǐng)域綠色發(fā)展。

此外，經(jīng)該設(shè)備處理餐廚垃圾后排出的液體BOD含量較高，是很好的碳源，可以被直接排進(jìn)服務(wù)區(qū)污水處理系統(tǒng)，解決服務(wù)區(qū)內(nèi)污水因?yàn)槿碧紝?dǎo)致高氮處理效果較差的窘境，提高污水處理系統(tǒng)效果，滿足達(dá)標(biāo)排放要求。脫鹽后亦可作為高速領(lǐng)域內(nèi)的綠化肥料使用。同時(shí)還可打造區(qū)域循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式，有機(jī)液肥可作為植物工廠的有機(jī)營(yíng)養(yǎng)液，進(jìn)行蔬菜種植，蔬菜采收后又可以回到餐廳供人們食用，形成循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式，實(shí)現(xiàn)了餐廚垃圾“無(wú)害化、減量化、資源化”處理。在綠色交通的建設(shè)過(guò)程中，尤其是后疫情時(shí)代，應(yīng)用前景廣闊。