国内外厨余垃圾处理现状及MBT处理技术

黄嘉晋，张启扬，沈耿哲，李 燕，揭英智，谭玉甜，阮加振

(广东石油化工学院，广东 茂名 525000)

国内外厨余垃圾处理现状及MBT处理技术

黄嘉晋，张启扬，沈耿哲，李 燕*，揭英智，谭玉甜，阮加振

(广东石油化工学院，广东 茂名 525000)

着重对中国与美国的厨余垃圾的产量、处理现状、回收处理利用方法进行了分析比较；综述了目前较为先进的机械生物预处理技术(MBT)的主要研究进展并对其在巴西、西班牙的应用情况作了简介；最后提出了我国运用MBT技术处理厨余垃圾的意义及相关问题。

厨余垃圾；现状；MBT技术

1 国内外厨余垃圾概况

截止到2016年，我国平均每个城市垃圾年产量大约在1.7亿t左右，人均垃圾产量达0.4t/a。按照目前每年8%～10%的增长速度。估计到2030年中国的固废年产生量将增长8倍(从2004年的1.9×108t/a增长到2030年的3.8×109t/a)[1]。其中约有40%为厨余垃圾，占城市生活垃圾中较大的比重，目前有效地处理手段是将厨余垃圾中80%左右的水分去除，并将其中的粗蛋白、粗纤维、油类和盐类进行资源化利用[2]。目前我国尚未形成完善的厨余垃圾处理管理体制和系统处理技术方法，最常用的手段是与普通垃圾一起进行焚烧填埋或堆土施肥[3]。为了寻求厨余垃圾更有效的资源化和无害化处理，2017年发改委、住建部公布正式文件《“十三五”全国城镇生活垃圾无害化处理设施建设规划(2016-2020)》进行循环经济发展专业项目。随着不断探索，一些新的技术慢慢替代传统方法。例如好氧堆肥制作动物饲料、厌氧发酵降低危害等。

美国厨余垃圾仅2.6%的回收率，低于城市生活垃圾回收利用率3.1%(AVG)。鉴于美国的国情出发，估计有5000万美国人没有足够的食物，美国更多的是通过措施，组织向食物银行或食物拯救组织捐赠安全和健康的食物，并减少送往垃圾填埋场的食物。从而减少厨余垃圾，从源头控制垃圾的增长。不可避免产生的厨余垃圾，就通过工业途径，提炼脂肪、油和油脂，并将其转化为产品或生物燃料，土地堆肥，将食品废物变成有价值的土壤改良剂、厌氧消化等方式解决。经过多年的改造得到了显着的经济、社会和环境效益[4]。

表1 国外厨余垃圾处理方式

2 MBP技术研究进展

机械生物预处理(Mechanical Biological Pretreatment，MBP)技术[5]是对已收集的城市生活垃圾通过机械装置处理、配合生物反应为垃圾填埋、焚烧、堆肥等后续处理做铺垫的预处理过程[6]。最早研究人员通过烟道式处理工艺，优先除去25%～35%的有机垃圾，剩余的60%左右的垃圾通过填埋处置，达到较好预处理效果。其中运用机械破碎、机械分选等设备，结合生物厌氧消化、生物好氧堆肥等技术。该项技术不仅可以作为单项垃圾处理，还可作为填埋、焚烧等技术的预处理过程。该技术的应用在欧洲已有30多年的历史，是处置城市生活垃圾的典型技术。

2.1 MBT技术研究进展

在1980年，MBT处理技术是管道式堆肥工艺运用于堆肥厂处理混合垃圾，由此发展起来。与填埋堆肥降低可生物降解物料含量的目的不同，MBT技术的目的在于回收贵重金属、生产垃圾燃料，降低焚烧过程中造成的环境污染，减小填埋固化后二次泄露的可能性[7]。20世纪后期MBT技术得到广泛的推广，重点发展的是在封闭系统中配以机械设备促进原生垃圾的生物降解，不仅减少环境污染和提高效率。2016年，我国杭州首次引入生活垃圾机械生物消融技术(EMBT)中试项目，通过将垃圾中的有机质水解，然后与固相物料分离；进行厌氧消化处理；干化获得RDF燃料，这是有利于生态能源的应用。

3 MBT技术研究概况

3.1 MBT技术组成

3.1.1 机械技术

机械技术由筛分、选取、涡电流分离、近红外检测(NIR)分选等组成[8]。MBT技术通过机械装置配合生物反应形成工艺，见表2。

表2 MBT处理技术过程

NIR(近红外光谱)分选技术运用光谱学、化学计量学于计算机中快速高效的筛选出不同材料；再经机械粉碎大粒径的原料颗粒，有利于进步一分选等；与以往筛分不同，主要利用滚筒振动筛动态的分离不同径粒；搅拌促进好氧或厌氧生物过程物料的均匀化和粒径改变；在智能机器无法识别物料分离时，采用人工的方式进行分选。

3.1.2 生物技术

目前最为常用的生物技术，分别是厌氧生物技术与好氧生物技术，其中好氧技术以仓式、露天条垛式、隧道式等为主。将垃圾与水混合进行渗滤后将滤液充分悬浮并进行厌氧消化制沼气，厌氧消化后的沼液返回滤液进行再渗滤。同时对固体残留物好氧处理，产生的残渣储存后商业化利用，示意图见图1。

图1 渗透处理过程示意图

4 国外成熟的MBT技术

4.1 巴西

目前南美洲一些国家处理生活垃圾为传统的填埋方式，生物发酵、焚烧发电等处理方式仍然未有普及，通过MTB预处理技术是未来可继续发展的重要手段，而且能够促进生活环境的改善。巴西埃斯特雷拉MBT处理策略如图2所示。

图2 巴西埃斯特雷拉MBT处理策略

Fig.2 Brazilian estrella MBT treatment strategy

Alberto Bezama等研究员为解决城市固体废弃物垃圾的处理在巴西埃斯特雷拉进行MTB技术的试验(如图2所示)，总量为92.5 t的城市固体废弃物垃圾在传送带上通过风选、磁选等方式进行，回收可再次利用物料30%，剩余的大量有机物料，再通过孔径不同的一系列动态筛分选取分类。该过程中减重效率达50%，降容率达65%左右。大大提高填埋效果，并降低了运行成本，产生巨大经济效益。

4.2 西班牙

巴塞罗那市区的生活垃圾主要由Ecoparc de Montcada垃圾MB预处理厂进行资源化处理，年处理能力为24万t/a。

图3 巴塞罗那MBT处理厂工艺示意图

处理工艺主要分机械生物预处理、厌氧消化、好氧堆肥等过程，见图3。其中机械生物预处理主要对金属、塑料等进行机械分离并回收。主要包括：机械滚筒筛，磁选机。生物有机垃圾在4个约3200 m3的封闭发酵池中厌氧发酵。沼气回灌配合物料搅拌，在35℃下固态发酵21 d。最后在厌氧发酵阶段，将膨松剂与厌氧消化得到的物料按2∶1进行均匀混合，送入管道式系统完成好氧堆肥，在经过几周稳定化和无害化后，对反应过程中的操作参数进行监测和控制。

5 结语

目前我国依然是通过填埋方式处理各种垃圾，虽然个别发达城市推行出垃圾分类的政策和培养居民厨余垃圾与其他垃圾分开放置的意识，但是由于政策的实施管理问题和居民过往的生活习惯，垃圾分类回收的观念没有得到很好的普及[9]。改变居民的“习惯”需要更好的城市管理政策，配合实施符合我国

国情的MTB处理工艺，才能解决我国混合回收垃圾产生污染等环境问题。MBT处理技术作为一种预处理技术，减少了传统垃圾处理产生的各种污染问题，目的在于把生活垃圾无害化、资源化和减量化，防止二次污染的发生，使得废气垃圾在物质利用、能量利用和填埋处置方面得到提升。我国到“十三五”末，力争新增餐厨垃圾处理能力达3.44万t/d，城市基本建立起餐厨垃圾回收和再生利用体系，城镇生活垃圾无害化处理设施建设总投资约2518.4 亿元，在相关文件中厨余垃圾被单独列出，并为其设立专项资金，说明我国加大了在厨余垃圾资源化利用方面的投入，有力的推动了厨余垃圾科学的综合利用。

[1] Hoornweg D,Lam P.Waste Management in China:Issues and Recommendations[J]. Waste: The Social Context,2005(1):261.

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(本文文献格式：黄嘉晋，张启扬，沈耿哲，等.国内外厨余垃圾处理现状及MBT处理技术[J].山东化工,2017,46(7):217-219.)

Current Situation of Kitchen Waste Treatment at Home and Abroad and MBT Treatment Technology

HuangJiajin,ZhangQiyang,ShenGengzhe,LiYan*,JieYingzhi,TanYutian,RuanJiazheng

(Guangdong University of Petrochemical Technology,Maoming 525000,China)

This paper focuses on the analysis and comparison of the output,processing status,recycling and utilization of kitchen waste in China and the United States. In this paper,the main progresses of advanced biological pretreatment technology (MBT) are reviewed,and their applications in Brazil and Spain are summarized. Finally,the significance of using MBT technology to treat kitchen waste and the related problems are put forward.

kitchen waste；status；MBT technology

2017-02-26

2016年广东石油化工学院大学生创新创业校级培育计划项目(2016pyA011)

黄嘉晋(1993—)，男，广东韶关人，本科生，主要研究石油化工；通讯作者：李 燕(1969—)，女，硕士，副教授，主要从事化学工程教学与科研工作。

X705

A

1008-021X(2017)07-0217-03