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然而,餐厨垃圾高含水率,填埋易产生高浓度渗滤液,焚烧则导致较高的耗能。进言之,餐厨垃圾高易生化降解有机成分在填埋过程中往往只是被降解,产生的填埋气也难以有效利用,这就对餐厨垃圾所含能源、资源造成极大浪费,也会给生态环境带来巨大负面影响。
目前,我国部分住宅小区虽有采用餐厨垃圾粉碎机(foodwastedisposalunits,FWD)在下水管网前破碎处理餐厨垃圾的尝试,但被粉碎后的餐厨垃圾通过城市下水管网进入污水处理厂,也只是被动降解,难以实现资源化利用。
近些年来,国家政策倡导餐厨垃圾资源化处置,餐厨垃圾资源化利用和无害化处理试点城市工作在不断推进。在被批复的五批餐厨垃圾试点城市中,厌氧消化产沼气、好氧堆肥、综合处理等技术均有不同程度应用;其中,厌氧消化产沼气技术已在不少试点城市应用。尽管如此,我国餐厨垃圾资源化处置工作并不容乐观,这主要是因为我国餐厨垃圾处理厂主要局限于试点城市,总体餐厨垃圾回收率仍然较低,而且“吃不饱”现象在运营当中的餐厨垃圾处理厂时有发生,影响了餐厨垃圾处理厂的正常运行;加之,我国的垃圾分类工作进展缓慢,餐厨垃圾里往往混有不少有机杂物,给后续餐厨垃圾生物处理造成不利影响,也就降低了餐厨垃圾资源化处置效率。
填埋、焚烧亦是国外餐厨垃圾处置曾经采用的常用方式。为应对能源危机与气候变化,许多国家开始扩大生物处置餐厨垃圾的规模,以减少填埋、焚烧处置的份额。
欧盟早在1990年代起就采取禁止可生化降解垃圾直接填埋处置的措施;韩国也已于2005年出台了禁止可生化垃圾直接填埋的管理办法。为避免填埋,日本、北美等国家也有不同程度地应运居家FWD方式处置厨余垃圾的范例。就餐厨垃圾资源化回收技术而言,厌氧消化产沼气、好氧堆肥和制作饲料等技术在国外占有重要份额。日本以微生物堆肥与制作饲料技术实现了较高的餐厨垃圾资源化处置率,这与日本严格执行餐厨垃圾分类不无联系;韩国以成熟的堆肥与制作饲料技术保障了较高的餐厨垃圾资源化处置率(2006年高达94.2%)。
近年来,餐厨垃圾厌氧消化处理的工程应用在许多国家持续快速增长,如:美国加利福尼亚餐厨垃圾共消化项目、新加坡“2012绿色计划”方案等行动均提高了餐厨垃圾厌氧消化处理的能力。总体上,欧洲国家在利用厌氧消化技术处理餐厨垃圾方面的工程应用更为普遍、技术更加成熟。截止到2014年,欧洲国家厌氧消化设施年处理包括餐厨垃圾在内的城镇有机固废物能力高达7.75百万t˙a-1,其中,德国高达2百万t˙a-1,西班牙为1.6百万t˙a-1;而且对沼气与沼渣的利用已有相当成熟的技术,沼气经提纯作为车用燃料工程化应用已有不少成功案例。
2
处置方式概述
2.1
填埋餐厨垃圾
填埋处置是以微生物代谢作用为基础的,细菌可将其中可降解有机成分分解为填埋气(沼气),其余部分被稳定至腐殖质,同时,产生渗滤液。填埋气主要成分是甲烷(CH4)和二氧化碳(CO2),两者分别占到填埋气体积的50%~65%和30%~40%。CH4和CO2都是温室气体,若不加以收集而任其自然排放,将对大气环境产生不利影响。甲烷是一种高热值可再生能源,可通过对填埋场有效管理,实现其高效利用(如燃烧发电),降低碳排放量。
然而,填埋气产量与成分受限于餐厨垃圾特性、填埋方式等因素。也有文献报道,餐厨垃圾填埋处置之碳排放量因处置方式不同而效果不同;一般而言,填埋+填埋气发电、填埋+填埋气燃烧、好氧预处理+填埋、厌氧填埋在次序上会导致碳排放量逐渐增大。
目前,餐厨垃圾与其他垃圾混合填埋较为广泛,这种客观存在的现实主要源于居家丢弃与市政转运的方便,也是造成填埋气产量低下的重要原因,更是我国大多数填埋场不愿收集填埋气的原因。
餐厨垃圾与其他垃圾混合填埋处置虽然在城镇化进程中有其存在的历史意义,但会对环境造成诸多不利影响。餐厨垃圾因较高含水率与高有机成分,填埋处置必然会产生大量高浓度以有机成分为主的渗滤液,处置不当会导致地下水、甚至地表水二次污染的现象。填埋气不加以利用则增加碳排放量。更为严重的是填埋过程中挥发性有机化合物(VFAs)的释放将污染空气,直接威胁到人体健康。此外,填埋场占地面积往往较大,况且适合填埋的场地又十分有限,这又导致了填埋处置成本并非最低的尴尬现象。
与此同时,填埋普遍以减量、消容为目的,多数不能实现餐厨垃圾资源化利用,这显然与目前我国餐厨垃圾资源化处置原则相悖,注定其今后将被淘汰。
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