上海市垃圾生化处理机现状调研*

陈 展，张以晖，林逢春，吴忠麒，王 震

（1.华东师范大学资源与环境科学学院，上海 200241；2.上海市废弃物管理处，上海 200063）

上海市生活垃圾中的主要成分为食物垃圾（厨余和果皮），在垃圾产生量中所占比例超过50%［1-2］，对其进行就地生化处理不仅减少了生活垃圾的清运总量，也避免了长途运输带来的过高费用和对环境造成的污染。上海市10多a前就开始在部分居住小区使用了生化处理机，就地处理生活垃圾中的厨余果皮等有机垃圾。至2006年底，全市先后共设置了201台生化处理机；至2010年底，仍在使用的生化处理机仅剩20台。笔者通过对上海市仍在使用的生化处理机的抽样调研，分析影响生化处理机推广应用的主要因素，为今后上海市生活垃圾就地生化处理工作的推进提供参考。

1 垃圾生化处理机应用调查及分析方法

1.1 调查方法及调查对象

采用现场调查和操作人员访谈方式对目前上海市仍在使用的生化处理机场所进行调研，调查内容主要是围绕生化处理机的实际运行情况、运行成本和其对外界的环境影响情况。

调查对象为上海市8个区县的10个样点，可分为3类：大型集中处理点（普陀山华水果批发市场、长宁区垃圾中转站、金山生化处理站）；单位食堂（松江区市容绿化管理局、临港新区上海中学东校区）；小型分散处理点（剩余的5个样点），各样点所用处理机是由5个厂家提供，处理机的设计处理量为0.100～10 t/d。

调研所涉及样点包含2种生化处理机：①资源型生化处理机。预先在前端将经过二次分拣的垃圾进行粉碎处置，粉碎后的产物再进入生化处理机处理，处理后的产物仍需在外界进行二次堆肥；主要分布在大型集中处理点，如上海傲雪生物科技有限公司和江苏丰叶生物科技有限公司的生化处理机。②减量型生化处理机。将二次分拣后的垃圾直接投入到生化机中进行处理，最终产物只有少量残渣、水和其他气体，残渣被居民就地利用；主要分布在单位食堂和小型分散处理点，如剩余几家公司的生化处理机。

课题组于2012年11月和2013年4月先后2次对所选样点进行实地调研，第2次调研是在第1次调研的基础上选取部分样点进行的，见表1。

1.2 环境影响测量方法

噪声与臭气是通过使用TES-1353积分式声级计和日本新宇宙XP-329m臭气测定仪现场测量，并结合周边居民和自身的感受而进行的综合分析。

由于各厂家的技术不同，生化处理机的产出物有所不同。上海德瑾绿水科技有限公司的生化处理机的产物含有少量废水；上海傲雪生物科技有限公司生化处理机前段的粉碎、脱水过程中会排放部分废水，但生化处理机本身不排放废水；其余3个厂家的生化处理机不排放废水。临港新区上海中学东校区、万科朗润园由于排放口固定的原因未采到水样，但其设备属于同一厂家，可分别参考松江区市容绿化管理局、南汇老港中港村的水样检测结果。

现场采集了南汇老港中港村、松江区市容绿化管理局、普陀山华水果批发市场、长宁区垃圾中转站生化处理机及其配套粉碎、脱水设备所排放的废水，进行检测分析，分析指标包括pH、COD、 BOD5、NH3-N、油脂。pH采用FE20型pH计现场测量，其他指标是将样品带回实验室后进行检测。COD是依据HJ/T 399—2007，采用快速消解分光光度法进行测定；BOD5是采用OxiTopR○IS6 BOD测定仪进行测定；NH3-N是依据HJ 535—2009，采用纳氏试剂分光光度法进行测定；油脂是依据GB/T 16488—1996，采用BT1-OIL-4000非色散红外油分析仪进行测定。

表1 调研样点情况

1.3 生化处理机的运行成本、收益计算方法

对处理机从出厂到运行再到报废的生命周期分析并考虑实际操作的可行性，初步选取了处理机的折旧费、直接成本（包括水费、电费、生化菌费）、人工费、设备维护费等指标来计算每台生化处理机的吨处理成本［3］。其中工人工资为实际服务每台处理机的工人月工资总和。

各费用的计算方法：折旧费=机器售价/机器折旧年限/365/实际日处理量；直接成本=实际日均耗（水、电、菌） 费/实际日处理量；人工费=工人工资/30/实际日处理量；设备维护费=月设备维护费用/30/实际日处理量。

对于减量型的生化处理机，其产物为少量残渣，被附近居民或环卫部门无偿使用，无直接经济收益；而资源型的生化机产物主要为有机肥，有一定的直接经济效益，而且处理量大，政府给予一定的减量补贴。

2 调查结果与分析

2.1 生化处理机运行的环境影响分析

生化处理机的运行对周围环境的影响主要体现在其排放的噪声、臭气和废水。通过对现场检测和对用户的询问发现单位食堂和小型分散处理点内的生化处理机的除臭效果比较好，处理机房均设置在离人口集中区较远的地方，处理机间歇运行，噪音较小，对周边居民产生的影响较小。

大型集中处理点主要是大型集贸市场、垃圾中转站、郊区生化处理点（金山生化处理站），这些地方在选址之初就考虑到减少对居民的影响等因素，且距离敏感点较远，因此生化处理机运行时的噪声和臭气对附近居民影响较小。

排放废水各项指标基本符合DB 31/445—2009上海污水排入城镇下水道水质标准，但是普陀山华水果批发市场、长宁区垃圾中转站粉碎和脱水环节排放的废水COD、BOD5严重超标，见表2。

表2 生化处理机排放废水指标检测结果

2.2 生化处理机的运行情况

记录14 d各样点的生化处理机实际运行情况后计算均值，得到处理机的实际运行情况和各厂家处理机运行费用，见表3。傲雪公司分两地进行生化处理，暂无过程中的详细数据。

恒晔公司的生化处理机连续运转效果较差，德瑾绿水和复旦复达的机器运转良好；而对于傲雪和丰叶公司，除前端粉碎装置（耗件）需定期更换外，其余装置的连续运转效果较好。

表3 生化处理机的实际运行情况

2.3 生化处理机的运行成本分析

各样点生化处理机的运行费用见表4。由表4可知，单位食堂和小型分散处理点的处理机运行成本较高，如嘉定南翔小区的运行成本已是当地传统处理成本（包括收运处置费和环境补偿费）的近9倍；松江绿化市容局、静安菜场、上海中学东校区、老港中港村的运行成本较低，但也高于传统的处理成本。大型集中处理点——金山生化处理站的运行成本低于其传统的垃圾处理成本。

横向比较生化处理的费用构成，可以看出单位食堂的生化处理费中菌费所占比例最大，其次为折旧费和人工费，水费、电费、设备维护费所占比例较小。小型分散生化处理点的生化处理费中人工费所占比重最大，有的样点高达62.90%，其次为折旧费、电费，菌费、水费、设备维护费所占比例较小。究其原因是因为单位食堂处理的是餐厨垃圾，分拣量小，人工成本低；菌费所占的比例较大，一方面是由于人工费降低导致总成本降低，另一方面是由于厂家技术的先进程度不一所造成的。由表5可以看出上海德瑾绿水科技有限公司的菌种吨处理费用较高，而其他厂家的较低，均低于100元/t。而小型分散处理点处理的是居民厨余、果皮垃圾和菜场垃圾，源头分拣不充分，二次分拣量大，人工成本较高。

在生化处理机的厂家相同、处理的垃圾类型相同的情况下比较松江（89 kg/d） 和临港中学（650 kg/d）的生化机处理成本，可以看出生化处理机的运行成本随着处理量的增加而减小，金山的生化处理成本比传统处理成本低的一个最主要原因就是其位于郊区，有相对充足的土地，设置处理量5 t/d的大型生化处理机，通过规模化降低了处理成本。

2.4 生化处理的直接经济收益分析

金山生化处理站的有机肥暂时由园林绿化部门无偿使用，企业处理1 t垃圾，政府补贴80元，加上在其他地方售机利润，企业目前收支平衡。上海傲雪生物科技有限公司在普陀和长宁年总投入180.1万元（产房，设备折旧，水、电、菌耗，人工等），而政府补贴和有机肥销售总收入192.64万元，但是实际上有机肥并未完全得到市场认可，市场销路不畅［4］，且投入成本也未考虑运输费用，因此目前企业基本维持收支平衡；如果实际日处理量达到40 t，公司即可赢利。

表4 生化处理机实际运行费用

3 生化处理机推广应用可行模式分析

对于小型分散处理点来说，生化处理成本中占比最大的2部分为人工费和机器折旧费，人工费过高的主要原因是居民源头分类不充分导致的二次分拣所带来的费用，但从实际调研来看也是由于管理不善而导致的人工利用效率低下所造成的。

以上海市德瑾绿水科技有限公司处理量200、500 kg/d的生化处理机为例，在政府给予不同程度的购机费补贴及1个工人负责多台处理机等不同情景下，分析比较生化处理成本与传统处理成本（上海中心城区生活垃圾运输至老港垃圾填埋场处置，430元/t）；为了便于分析，传统处理成本统一按中心城区来计，处理机的处理量按设计处理量计，见表5、6。

表5 处理量200 kg/d的生化机运行费用 元/t

表6 处理量500 kg/d的生化机运行费用 元/t

由表5可以看出，对于处理量200 kg/d的生化机，只有政府100%的补贴购机费，而且需要1个工人负责2台以上处理机的情景下，才能使生化处理的成本降至传统处理成本以下。

由表6可以看出，对于处理量500 kg/d的生化机，在用户完全自费，且1个工人负责3台以上的处理机，或者当政府补贴购机费的30%和50%，1个工人负责2台以上处理机的情况下，可使生化处理成本降至传统处理成本以下。

表7 各厂家生化处理机优缺点

4 结论及建议

5个厂家的生化处理机的优缺点如表7所示。

上海市生化处理机的应用模式分为3种类型：单位食堂、小型分散处理点和大型集中处理点，生化处理机的运行成本和环境影响分析表明：①单位食堂、小型分散型处理点的生化处理成本高于餐（厨）余垃圾的传统处理成本，大型集中处理点的生化处理成本低于传统处理成本，生化处理机的单位处理成本随着实际日处理量的增加而减少。②对于单位食堂来说，生化处理成本中占比最大的是菌种费和机器折旧费；而对于小型分散处理点来说，则是人工费和机器折旧费。③大型集中处理点在进行前端粉碎、分拣等预处理过程中排放的废水中COD、BOD5严重超标，这是制约其推广应用的主要环境影响因素。

建议：①政府在推广生化处理机时应采取不同的模式。对于市区用地紧张的小型分散处理点，应推行小型生化处理机，并给予适当的购机补贴，合理配置人工，降低生化处理成本；对于单位食堂，选用处理量适当（不宜过小）的生化处理机，并考虑加强技术研发，降低菌种费用；而对于郊区或者垃圾中转站等有用地优势的地方推广大型集中处理模式，并保证生化处理量，探索有机肥的出路问题。②对于大型集中处理模式中产生的废水问题，若加设污水处理设施，会大幅增加生化处理的成本，需在尽量循环利用的前提下进一步研究制定相关对策。

［1］张益.上海市区生活垃圾产生量及成分分析［J］.环境卫生工程，2000，8 （3）：104-106.

［2］孙晓杰，徐迪民，李雄，等.上海城市生活垃圾的组成及热值分析［J］.同济大学学报：自然科学版，2008（3）：356-360，378.

［3］黄文芳，张真，李明冉.试论居民有机生活垃圾处置的最佳模式［J］.中国环保产业，2012（8）：44-48.

［4］宋立杰，陈善平.我国垃圾堆肥生物处理现状及发展趋势分析［J］.环境卫生工程，2013，21（1）：5-7，12.