有机生活垃圾环保治理（设备）技术方案的分析

庞方向

（广西力源宝科技有限公司，南宁530033）

0 前言

随着经济的发展和人们生活水平的提高，城市生活垃圾总量不断增加，以人均每年产生垃圾450 kg 计，我国每年新增城市垃圾达到3.8 亿吨，增长率可达8% ～10%。“垃圾围城”困境对环境治理及经济的进一步发展产生了消极影响[1]。后疫情时期，垃圾治理工作变得更加严峻。餐厨垃圾是餐饮垃圾和厨余垃圾的总称。餐厨垃圾是我国城市的一种主要固体废弃物。由于我国居民生活习惯的原因，餐厨垃圾的产生量较大，约占城市生活垃圾含量的30%～50%。餐厨垃圾的特点包括含水率高，水份占到垃圾总量的70% ～90%[2]；党的十九届四中全会提出了“普遍实行垃圾分类和资源化利用制度”[3]，中国各个城市开始通过立法对居民投放垃圾进行强制性行为规范和约束[4]，从法律层面对城市生活垃圾进行强制分类。以广西南宁市为例，《南宁市生活垃圾分类管理条例》（以下简称《垃圾分类条例》）将于8 月底出台，《垃圾分类条例》制定了单位和个体对于垃圾管理的责任和义务，包括严格规定如何分类投放生活垃圾，对违反规定的单位和个体如何进行处罚等。

1 垃圾治理方法

《垃圾分类条例》是城市生活垃圾分类的法治保障，而垃圾分类环保治理技术是垃圾治理的技术保障[5]。垃圾处理原则是“三化”——减量化、无害化和资源化[6]，而当下垃圾处理的主流方法有填埋法、堆肥法、焚烧法[2]。

填埋法处理垃圾：垃圾需经过分类挑拣，无毒害垃圾进行填埋处理。该方法具有投资少、便于操作、处理效率高的优点，但在城市生活垃圾分类系统并不完善的情况下，会出现有害垃圾和无害垃圾混合填埋的状况。且无害垃圾被长期堆放填埋后也有可能会分解大量的有害气体，造成环境污染。另外，填埋法处理垃圾，需要占用大量的场地，浪费了土地资源。

堆肥法处理垃圾：垃圾需经过分类挑拣，有机垃圾可利用微生物进行分解，通过生物化学反应减少垃圾量，剩余的无害物质可以制成有机肥，从而实现“变废为肥”的目的。其优点在于资源化利用率高，不足在于工艺复杂、周期长、卫生条件差等，垃圾收集、转运等过程容易造成二次污染等问题。

焚烧法处理垃圾：垃圾需经过分类挑拣，可燃垃圾可利用高温焚烧处理技术进行焚烧处理，减少垃圾储量。焚烧法处理垃圾的优点对垃圾减量效果明显、占地少、场地要求不高、运行周期短等，不足在于焚烧设备资金需求量大、设备运行成本高、垃圾燃烧余热及尾气处理要求严格等。

上述分析表明，垃圾处理是一个系统工程，前端的垃圾分类、运输和分类技术处理等各环节均需要协调进行，立法可实现全民参与垃圾分类，而先进的垃圾处理技术是垃圾环保治理落地实施的保障[7]。多年来环保研究机构和企业一直积极探索更先进的垃圾处理技术以解决日趋严重的生态环境问题。以下主要针对有机垃圾的环保治理技术进行分析研究[8]。

2 有机垃圾现有技术

有机垃圾堆肥法处理是各研究机构和环保企业目前积极推行的办法——利用微生物技术分解垃圾实现垃圾减量，残余部分制成有机肥料，实现“变废为宝”“变废为肥”的资源循环利用[7]。堆肥法处理的工艺流程过程是：（1）对垃圾进行分类；（2）采用高速的链式破碎机对有机固态、液态废物有机物料进行破碎制浆，与发酵母料、有机辅料按比例混配、均匀搅拌；（3）经过堆肥发酵，进行生物化学转化，最后配制成有机肥。该工艺技术适用于空间大，周边环境空旷，批量大的有机物料治理，目前推广应用于大型养殖场、糖厂等，有机废料环保治理生产了高性价比的有机肥，对资源的循环利用意义重大。

城市生活垃圾强制分类制度在城市落地实施后，如何妥善处理超过居民生活垃圾总量30% ～50%的餐厨垃圾，达成垃圾环保治理与资源化循环利用，是垃圾分类成功与否的关键。而有机垃圾源头就地分散处理，可避免垃圾收集、转运、集中处理带来二次污染，是解决“垃圾围城困境”的最佳方案[9]。

3 城市生活有机垃圾治理的工艺分析

研究居民生活有机垃圾的源头处理技术方案对城市生活垃圾有着重要的意义。有机垃圾治理现有的技术方案主要以堆肥治理为主，但堆肥法治理有机垃圾技术存在不足之处：工艺复杂、周期长、卫生条件差、收集和转运过程容易造成二次污染、所用设备占地面积大等问题，不能直接照搬应用于居民生活有机垃圾治理，需要研究出适应生活小区的有机垃圾处理工艺方案。

结合前述堆肥法治理有机垃圾的技术和餐厨垃圾有机物含量高的特性，根据好氧堆肥是利用好氧微生物对餐厨垃圾有机物实现生物降解的过程，结合对现有餐厨垃圾处理技术的分析比较，提出居民生活小区有机垃圾通过餐厨垃圾的前端分类处理[9]后的治理的工艺过程为：“餐厨（有机）垃圾分类——有机垃圾制浆——搅拌均匀——生物技术发酵分解制肥”。

（1）有机垃圾分类工艺：有机垃圾要严格按分类要求进行分类。这个可以通过政府立法、社会媒体宣传、生活小区物业监督等进行多方位达到精准分类的目的。这个过程需要考虑几个问题：如何执法，如何监管，如何保证持续性。

（2）制浆、搅拌均匀工艺：大型有机垃圾治理场所中，会采用高速链式破碎机对有机物料进行破碎，利用大型搅拌机构发酵母料及有机垃圾进行拌匀。该设备运行时，产生较大的气压及较为严重的物料飞溅，需要较大的物料收集及压力释放空间，以防止粉尘和漏料。该设备占地面积大、噪声大，不适合居民生活小区有机垃圾地治理，需要研究一种搅拌、破碎为一体的集成设备。

（3）生物技术发酵分解制肥工艺：堆肥法治理有机垃圾的关键技术是利用微生物技术分解垃圾实现垃圾减量，残余部分做成有机肥料，大型有机垃圾治理场所采用的是堆肥发酵治理的方法。居民生活小区有机垃圾制肥可考虑采用发酵储存罐来解决堆肥问题。采用何种方式储存发酵，使有机垃圾在较短时间内充分被微生物进行分解，是使有机垃圾最大减量的关键工艺，而如何运用设备对有机垃圾制浆、搅拌达到发酵分解所需的最佳发酵配比状态。因此设备的结构、性能直接决定了有机垃圾使用生物技术发酵分解效率。

（4）有机垃圾治理设备的管理：垃圾分类、处理技术解决后，如何推广应用有机垃圾设备，如何管理设备，垃圾处理费与有机肥治理经济效益如何管理和结算等，仍需要进一步的研究及探索。

4 居民有机垃圾源头环保治理的研发思路

居民生活垃圾总量的50%是厨余（有机）垃圾，厨余（有机）垃圾处理是生活垃圾环保治理是重要的一环。在遵从厨余垃圾（有机垃圾）处理“减量化、资源化、无害化”和“污染者付费”的原则上，提出研究适应生活小区的有机垃圾源头治理终端设备[10]，其结构设计研发思路如下

（1）使用高速破壁机原理，对已经过预分类的厨余垃圾（有机垃圾）进行预破碎制浆，达到想要的粒度效果。该设备的结构设计具有能耗小、噪音低、体积小，适合在小区环境下使用。

（2）使用结构紧凑、体积小的搅拌设备，该设备集搅拌+破碎一体，能代替工艺中关于搅拌设备与破碎设备的功能，对厨余（有机）垃圾进行有效、高效搅拌处理，达到实现有机垃圾高效好氧发酵的需要状态。

（3）将已有的多层静态好氧发酵处理机（系统）的成熟的技术引入加以运用，使厨余垃圾（有机垃圾）最有效发酵分解。

（4）在各功能模块之间进行无缝连接，使有机垃圾在各工序之间转换时间最短，使有机垃圾处理终端在运行时有效达能耗最小化，机器噪音最低化的目标靠近。

（5）对在厨余垃圾（有机垃圾）最有效发酵分解过程中产生的气体进行除臭处理，使排出气体更接近自然空气，符合居民小区生活的环境要求。

5 初步成果及应用前景

目前，城市居民生活垃圾强制分类已经进入实施阶段，为了给城市生活垃圾环保治理提供更好的技术支持，在遵从厨余垃圾（有机垃圾）处理“减量化、资源化、无害化”和“污染者付费”的原则基础上，广西力源保科技有限公司利用自身有机堆肥技术优势，积极研究适应城市生活有机垃圾源头环保治理终端设备，目前有了突破性进展，研究成果“搅拌+破碎一体的搅拌机与多层静态好氧发酵处理机（系统）”的有机垃圾源头环保治理终端设备。将一体化解决生活小区有机垃圾源头环保治理，实现“3-5 天，一机完成，变废为肥，生活小区厨余垃圾（有机垃圾）环保治理就地实现”。该新型设备投资较少，运行成本低，占地面积小；处理周期短，发酵彻底，工艺过程简单合理，不产生垃圾渗滤液，气味治理简单；设备自动化程度高，工作环境较好，人工成较低，目前该设备已经进入应用示范阶段，预计今年10 月份将正式投入使用，并将逐渐在南宁等区内城市推广应用。

6 结束语

垃圾环保治理是一个系统工程，是一个多学科技术工程，也是一个需要多部门协同合作治理的工程，研究更先进的垃圾治理新技术，是环保研究机构及企业的重要责任。广西力源保科技有限公司作为一家专业主营有机废物环保治理与资源化利用的全产业链商业模式的企业，在城市生活有机垃圾处理的技术研究中，通过研发先进的有机垃圾处理终端设备，将最大可能实现“前端有先进处理技术，后端产品有稳定去路”，最终破解“垃圾围城困境”的困境。