中小城市有机废物的共同处置探讨*

靳俊平，王 琦，韩正平，张瑞青

（中国市政工程华北设计研究总院，天津 300074）

城市有机废物主要包括餐厨垃圾、城市污泥、城市粪便、集市果蔬垃圾等［1］，该类废物具有资源性和危害性的双重特性，处理不当对环境造成污染，而进行资源化利用又需要一定的规模限制，尤其是对于中小城市，单类废物产生量相对较少，难以形成规模效应。笔者以南方某中小城市为例，提出有机废物“共处置”的理念。

1 中小城市有机废物组分和产生量

根据对南方某市的取样分析，各有机废物的组分见表1。

表1 南方某市有机废物组分

南方某市现常住人口158万人，市区人口60万人。通过调查，各有机废物的产生量见表2。

表2 南方某市有机废物产生量 t/d

2 工程案例分析

2.1 南方某市有机废物处理现状和存在问题

南方某市各种有机废物处理现状对城市环境卫生产生严重影响。餐厨垃圾主要被作饲养生猪以及提炼加工成潲水油，其次被混入生活垃圾统一收集处理。污泥方面，共有3座污水处理厂，污泥处理工艺为机械浓缩+机械脱水，脱水后的污泥含水率为80%，脱水后的污泥运至填埋场填埋。粪便方面，部分粪便收运主要由环卫单位负责，并有部分社会和个人车辆参与，大部分粪便需要寻找处置出路。由于近年使用了移动公厕，而移动公厕自带储粪箱容积较小且无法直接排入城市污水管网，粪便清运量急剧增加。集市果蔬垃圾方面，集市果蔬垃圾基本由环卫单位和生活垃圾一起收集，混入生活垃圾统一运至填埋场填埋。

餐厨垃圾直接饲养生猪容易引起同源污染，餐厨垃圾提炼而成的地沟油回流食品市场危害市民身体健康，而直接填埋易污染地下水；污泥脱水后含水率在80%左右，尚未达到卫生填埋含水率60%的标准要求，污泥无序的临时堆存或简单填埋，不仅占用大量土地资源，而且严重破坏生态环境，特别是污泥中的污水侵入地下水，造成局部地下水资源难以复原的永久性危害；清理厕所化粪池产生的粪水、残渣和污泥没有专门的设施进行处理，特别是一些化粪池的社会服务单位私下乱倒，引发蚊蝇孽生、细菌超标等污染问题［2］；集市果蔬垃圾不能妥善处理形成恶臭，影响附近居民的居住环境。

2.2 南方某市有机废物处理的工艺路线选择

分析南方某市有机废物的产生量及组分，可以得出餐厨垃圾、污泥、粪便、集市果蔬垃圾等有机废物具有以下特点：含水率高、有机物含量高、易腐性、单类的有机废物产生量较小。针对南方某市生物质废物有机含量高，极具回收利用价值的特点，在满足无害化处理的基础上，尽可能实现资源化。

1）餐厨垃圾处理技术路线选择。餐厨垃圾处理的主要技术包括厌氧发酵、好氧堆肥、直接烘干作饲料和微生物处理技术。微生物处理技术具有技术安全性、先进性、可靠性较好等优点，但是单台设备处理能力少、设备能耗很大，运营费用较高，因此目前只在少量饭店等采用；烘干作饲料技术具有机械化程度高，资源化程度高、占地面积小，投资省等优点，但蛋白的同源性问题难以避免；厌氧消化处理技术无害化程度较高，完全克服了同源性的影响，具有高有机负荷承担能力。通过分析各种因素，厌氧发酵技术比较先进，可靠性较高，符合国家产业政策和发展方向，不存在类饲料化技术存在的安全隐患，二次环境污染较小，易于控制，投资适中。推荐南方某市选用厌氧消化的工艺对餐厨垃圾进行处理。

2）污泥和果蔬垃圾处理技术路线选择。污泥处置工艺主要有脱水填埋、焚烧、厌氧消化、好氧堆肥等。脱水填埋由于运行费用很低、工艺简单等优点，是目前普遍采用的污泥处理工艺，但有占地面积大、没有解决污泥二次污染的缺点。焚烧是减量化最彻底的技术，但投资大、费用高。厌氧消化能够实现处理过程全封闭、二次污染小、能实现资源和能源的回收，但工艺较复杂。好氧堆肥的产品有一定的农用价值，但缺点是对重金属无害化不彻底、堆肥处理周期较长、占地面积大、卫生条件相对较差。根据南方某市污泥的特性，推荐选用厌氧消化工艺。

果蔬垃圾没有专门的处理方法，一般混入生活垃圾统一运至填埋场填埋，造成有机废物浪费。果蔬垃圾碳元素含量丰富，挥发性有机质含量达到82%，C/N约能达到35∶1，而厌氧消化不适合有机物含量低于40%的污泥，所以建议把果蔬垃圾粉碎后混入污泥厌氧消化系统，在污泥和果蔬垃圾都得到处理的同时提高沼气产生量，扩大经济效益。

3）粪便处理技术路线选择。由于化粪池粪便在化粪池内经过很长时间的厌氧发酵处理，再对其进行厌氧消化意义不大，所以粪便处理采用固液分离工艺。

2.3 南方某市有机废物处理的实施方案

南方某市为中小城市，单类有机废物产生量较小、不能形成规模效应，建议建设有机废物综合处理厂，对各种有机废物进行“共处置”。有机废物综合处理厂主要包括餐厨垃圾预处理及厌氧消化系统、污泥及果蔬垃圾厌氧消化系统、粪便固液分离及絮凝脱水系统、沼气提纯利用系统、沼渣和粪渣堆肥系统、污水处理系统。上述6个系统均密封运行，臭气不外泄，无二次污染。有机废物处理的实施方案如下。其工艺流程见图1。

1）餐厨垃圾进行厌氧发酵。采用1条生产线，处理能力为150 t/d，设置1个厌氧消化罐，消化罐体积为4 000 m3。具体处理流程为：首先利用分拣机将直径60 mm以上的大块杂物分拣出来，然后利用制浆除杂机将餐厨垃圾制成浆料，然后将浆料泵入厌氧发酵罐进行厌氧发酵。为了满足发酵要求，厌氧发酵罐内的浆料直径要小于10 mm，含固率应达到10%左右。

2）污泥及果蔬垃圾混合制浆后厌氧发酵。采用2条生产线，处理规模为500 t/d，设置2个厌氧消化罐，每个消化罐体积为8 000 m3。处理流程：首先把果蔬垃圾中的有机物分拣后破碎制浆，制成的浆料与污泥在均质池内混合并调节含固率到10%，然后泵入厌氧发酵罐进行厌氧发酵。

3）餐厨垃圾和污泥及果蔬垃圾厌氧消化产生的沼气送入燃油、燃气锅炉内转换成热量，用做厌氧消化的热源，多余的沼气制成液化天然气进行外卖。

4）对粪便进行固液分离，分离后的粪渣和厌氧消化产生的沼渣进行堆肥，制成的产品外卖。厌氧发酵产生的沼液和粪便固液分离的废水进入厂内污水处理站处理，处理达标后排放。

4 结论及建议

南方某市有机废物处理过程中遇到的问题，在全国中小城市普遍存在，建议中小城市对有机废物的处置采取“共处置”的策略，形成规模优势，在做到有机废物减量化、资源化、无害化的基础上，最大限度节约用地，降低处理成本。

［1］张丽颖，姜永海，邓舟，等.城市生物质废物厌氧消化处理可行性分析［J］.环境科学与技术，2010，33（5）：143-146.

［2］王士芬，夏群.城市粪便处理技术及方法［J］.环境卫生工程，2000，8（1）：14-16.