如何(he)選擇廚余垃圾(ji)處理(li)模式以(yi)實現環境、經濟效益(yi)的最大化是(shi)生活垃圾(ji)分類工作中的一個關鍵問題，但(dan)目前還缺乏系統分析(xi)。本文(wen)以(yi)回收利(li)用率、碳(tan)排放和全周期(qi)費(fei)用為衡量(liang)指標，綜合比較了混合焚燒、厭氧消化、好氧堆肥(fei)和飼料化4種廚余垃圾(ji)處理(li)模式。

　　背景

　　1.廚余垃圾性質

　　廚余垃圾(ji)（不(bu)含(han)雜質(zhi)）含(han)水(shui)率(lv)一般在80%，1000kg廚余垃圾(ji)中(zhong)含(han)有(you)(you)800kg的水(shui)，200kg干(gan)(gan)物質(zhi)（190kg有(you)(you)機質(zhi)+10kg無機質(zhi)），干(gan)(gan)基熱值在15000kj/kg，干(gan)(gan)物質(zhi)中(zhong)可生物降解的為(wei)170kg。

　　2.廚(chu)余垃圾處理的碳(tan)排放

　　廚(chu)余垃(la)圾中的碳均為生(sheng)物(wu)源碳，其(qi)轉化(hua)生(sheng)成(cheng)的CO2不(bu)計入碳排放(fang)。

　　廚余垃圾處理的碳(tan)排(pai)放(fang)來自(zi)于收運(yun)處理過程(cheng)中消耗外部能量、物質引起的間接碳(tan)排(pai)放(fang)，而碳(tan)減排(pai)效應來自(zi)于系統輸出的產品或(huo)能量產生的替代效應。同時(shi)，處理過程(cheng)中溫室氣體甲烷(CH4)和氧化亞氮(N2O)的泄漏也(ye)會(hui)導致碳(tan)排(pai)放(fang)。

　　廚余垃(la)圾收運過程的碳排(pai)放約為12.1 kg/t

　　厭氧消化過程中的(de)附加碳排(pai)放約(yue)為34.3~82.8 kg/t

　　混合焚燒的碳排放27-45kg/t

　　好氧堆肥產物(wu)可(ke)以替代化肥，并通過腐殖化和(he)土地施用固(gu)定有(you)機(ji)碳。

　　3.廚(chu)余垃圾過程費(fei)用

　　垃圾分類投放(fang)的總費(fei)用(yong)為86元·t?1

　　上(shang)海的收(shou)運費用約(yue)為290元·t?1

　　廚余垃圾處理費用284元·t?1

　　垃圾(ji)分類宣教監管費用32元·t?1

　　結果分析

　　1.回收利用率分析

　　飼料化具有(you)(you)(you)(you)最(zui)高的(de)(de)(de)(de)(de)(de)回(hui)收利(li)用(yong)率(lv)，這(zhe)是由(you)于(yu)(yu)(yu)干熱處(chu)理最(zui)大(da)限度地利(li)用(yong)了廚余(yu)垃圾有(you)(you)(you)(you)機質(zhi)。厭氧(yang)消(xiao)(xiao)化的(de)(de)(de)(de)(de)(de)回(hui)收利(li)用(yong)率(lv)略高于(yu)(yu)(yu)好氧(yang)堆肥，這(zhe)是由(you)于(yu)(yu)(yu)厭氧(yang)條(tiao)件(jian)下(xia)有(you)(you)(you)(you)機質(zhi)轉化為(wei)甲烷(wan)(wan)，但甲烷(wan)(wan)利(li)用(yong)率(lv)較低(di)；而好氧(yang)條(tiao)件(jian)下(xia)大(da)量有(you)(you)(you)(you)機質(zhi)被礦化為(wei)二氧(yang)化碳。與焚(fen)燒處(chu)理相比，厭氧(yang)消(xiao)(xiao)化系(xi)統(tong)轉化有(you)(you)(you)(you)機質(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)效(xiao)率(lv)略高，同時無需蒸發水分，而且自(zi)用(yong)電(dian)比例(li)更(geng)低(di)，因此具有(you)(you)(you)(you)更(geng)高的(de)(de)(de)(de)(de)(de)回(hui)收利(li)用(yong)率(lv)。如(ru)果厭氧(yang)消(xiao)(xiao)化系(xi)統(tong)有(you)(you)(you)(you)機質(zhi)降解率(lv)降低(di)，則進入(ru)到(dao)沼(zhao)渣(zha)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)有(you)(you)(you)(you)機質(zhi)變多，由(you)于(yu)(yu)(yu)焚(fen)燒發電(dian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)效(xiao)率(lv)較低(di)，則系(xi)統(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)回(hui)收利(li)用(yong)率(lv)會(hui)下(xia)降。如(ru)果厭氧(yang)消(xiao)(xiao)化系(xi)統(tong)不進行沼(zhao)氣發電(dian)，而是直接外(wai)輸沼(zhao)氣或甲烷(wan)(wan)，則可以避(bi)免沼(zhao)氣發電(dian)環(huan)節(jie)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)損(sun)耗，提高系(xi)統(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)回(hui)收利(li)用(yong)率(lv)。

　　2.碳排放分析

　　在廚余(yu)垃圾處理過程中，附加碳(tan)(tan)(tan)排放一般不到(dao)(dao)50 kg·t?1，收運過程的(de)碳(tan)(tan)(tan)排放也相對(dui)較小，因此(ci)系統熱效率、有(you)機質降解率和(he)溫(wen)室氣(qi)體泄漏率是影響不同處理模式碳(tan)(tan)(tan)排放的(de)主要因素。飼料化(hua)和(he)厭氧消化(hua)具(ju)有(you)最好(hao)的(de)碳(tan)(tan)(tan)減排效應(ying)，而(er)混(hun)合(he)焚燒的(de)碳(tan)(tan)(tan)減排效應(ying)可忽略(lve)不計(ji)。好(hao)氧堆肥受到(dao)(dao)溫(wen)室氣(qi)體泄漏的(de)影響，會產生較多的(de)碳(tan)(tan)(tan)排放，當堆肥工藝運行良好(hao)，無CH4和(he)N2O排放時(shi)，好(hao)氧堆肥可產生碳(tan)(tan)(tan)減排效應(ying)。

　　3.費用分析

　　混(hun)合焚(fen)燒(shao)的全(quan)周期(qi)費用(yong)最低，而(er)分類處(chu)理的全(quan)周期(qi)費用(yong)高出(chu)125元(yuan)·t?1。這(zhe)(zhe)主要是由于垃圾分類增加了前端投放督(du)導(dao)和(he)宣教(jiao)監(jian)管費用(yong)，此(ci)外(wai)收(shou)運(yun)費用(yong)也略(lve)高于混(hun)合焚(fen)燒(shao)。除上述費用(yong)外(wai)，垃圾收(shou)運(yun)處(chu)理設施也會占(zhan)用(yong)一定的土(tu)地，由于占(zhan)地面積和(he)工藝(yi)路線、設計方案有(you)關，同時(shi)土(tu)地費用(yong)差別很大，這(zhe)(zhe)里不計入比較。

　　4.綜合比較

　　在分類體系(xi)下(xia)，源頭(tou)減(jian)(jian)(jian)量如光盤(pan)行(xing)(xing)(xing)動、源頭(tou)瀝水等措施不需要(yao)額(e)外(wai)的(de)(de)(de)費(fei)用、能耗和(he)(he)材料(liao)(liao)，也(ye)可(ke)以(yi)(yi)(yi)顯著(zhu)提(ti)升(sheng)整個系(xi)統的(de)(de)(de)表(biao)現(xian)(xian)，因(yin)此是最優(you)策略。對(dui)于(yu)(yu)產出的(de)(de)(de)廚(chu)(chu)(chu)余(yu)(yu)垃(la)(la)(la)(la)(la)(la)圾(ji)，在各類處理(li)模式中，飼料(liao)(liao)化(hua)的(de)(de)(de)回(hui)收利用率(lv)(lv)最高(gao)(gao)且碳(tan)(tan)(tan)減(jian)(jian)(jian)排(pai)效(xiao)應(ying)(ying)顯著(zhu)。厭(yan)氧(yang)消(xiao)(xiao)化(hua)具有(you)較高(gao)(gao)的(de)(de)(de)回(hui)收利用率(lv)(lv)和(he)(he)最大的(de)(de)(de)碳(tan)(tan)(tan)減(jian)(jian)(jian)排(pai)效(xiao)應(ying)(ying)，但厭(yan)氧(yang)消(xiao)(xiao)化(hua)設施應(ying)(ying)穩(wen)定運行(xing)(xing)(xing)，以(yi)(yi)(yi)保證(zheng)較高(gao)(gao)的(de)(de)(de)有(you)機質降解(jie)率(lv)(lv)，否則(ze)系(xi)統表(biao)現(xian)(xian)會顯著(zhu)下(xia)降。好氧(yang)堆肥(fei)的(de)(de)(de)回(hui)收利用率(lv)(lv)與厭(yan)氧(yang)消(xiao)(xiao)化(hua)相當，但在無法確保充(chong)分好氧(yang)的(de)(de)(de)條件下(xia)，會形成CH4和(he)(he)N2O排(pai)放(fang)，造成較高(gao)(gao)的(de)(de)(de)碳(tan)(tan)(tan)排(pai)放(fang)。相對(dui)而(er)言，混合焚(fen)燒(shao)比好氧(yang)堆肥(fei)更易控制，可(ke)以(yi)(yi)(yi)避(bi)免溫室氣(qi)體泄漏。雖(sui)然垃(la)(la)(la)(la)(la)(la)圾(ji)焚(fen)燒(shao)余(yu)(yu)熱(re)(re)發電的(de)(de)(de)回(hui)收利用率(lv)(lv)較差，但如果(guo)采用熱(re)(re)電聯(lian)產，則(ze)可(ke)以(yi)(yi)(yi)實現(xian)(xian)更多的(de)(de)(de)碳(tan)(tan)(tan)減(jian)(jian)(jian)排(pai)。對(dui)于(yu)(yu)廚(chu)(chu)(chu)余(yu)(yu)垃(la)(la)(la)(la)(la)(la)圾(ji)厭(yan)氧(yang)消(xiao)(xiao)化(hua)和(he)(he)其(qi)他垃(la)(la)(la)(la)(la)(la)圾(ji)焚(fen)燒(shao)構成的(de)(de)(de)綜(zong)合處理(li)體系(xi)，廚(chu)(chu)(chu)余(yu)(yu)垃(la)(la)(la)(la)(la)(la)圾(ji)分出可(ke)以(yi)(yi)(yi)提(ti)高(gao)(gao)其(qi)他垃(la)(la)(la)(la)(la)(la)圾(ji)的(de)(de)(de)焚(fen)燒(shao)效(xiao)率(lv)(lv)。這符合高(gao)(gao)含水率(lv)(lv)、低熱(re)(re)值(zhi)垃(la)(la)(la)(la)(la)(la)圾(ji)進行(xing)(xing)(xing)厭(yan)氧(yang)消(xiao)(xiao)化(hua)，而(er)低含水率(lv)(lv)、高(gao)(gao)熱(re)(re)值(zhi)垃(la)(la)(la)(la)(la)(la)圾(ji)進行(xing)(xing)(xing)焚(fen)燒(shao)處理(li)的(de)(de)(de)理(li)想情形。廚(chu)(chu)(chu)余(yu)(yu)垃(la)(la)(la)(la)(la)(la)圾(ji)分類率(lv)(lv)每提(ti)高(gao)(gao)20%，生活垃(la)(la)(la)(la)(la)(la)圾(ji)全系(xi)統的(de)(de)(de)碳(tan)(tan)(tan)減(jian)(jian)(jian)排(pai)量可(ke)以(yi)(yi)(yi)增加5%~7%。因(yin)此，當新建焚(fen)燒(shao)設施時(shi)，應(ying)(ying)充(chong)分考慮(lv)廚(chu)(chu)(chu)余(yu)(yu)垃(la)(la)(la)(la)(la)(la)圾(ji)分出后(hou)其(qi)他垃(la)(la)(la)(la)(la)(la)圾(ji)水分減(jian)(jian)(jian)少、熱(re)(re)值(zhi)上升(sheng)的(de)(de)(de)情況；而(er)對(dui)于(yu)(yu)已有(you)的(de)(de)(de)焚(fen)燒(shao)設施，為了(le)保證(zheng)進爐垃(la)(la)(la)(la)(la)(la)圾(ji)熱(re)(re)值(zhi)處于(yu)(yu)最優(you)范圍，進爐垃(la)(la)(la)(la)(la)(la)圾(ji)中廚(chu)(chu)(chu)余(yu)(yu)垃(la)(la)(la)(la)(la)(la)圾(ji)含量在30%左右為宜。

　　結論

　　1.廚余垃圾飼料化(hua)具有最(zui)高的(de)(de)回(hui)收(shou)利(li)用率(lv)(lv)和(he)顯著的(de)(de)碳減排(pai)(pai)效應；厭氧(yang)消(xiao)化(hua)回(hui)收(shou)利(li)用率(lv)(lv)較高，碳減排(pai)(pai)效應最(zui)大；好(hao)氧(yang)堆(dui)肥的(de)(de)回(hui)收(shou)利(li)用率(lv)(lv)與(yu)厭氧(yang)消(xiao)化(hua)相當，但溫(wen)室氣(qi)體泄露會導致較高的(de)(de)碳排(pai)(pai)放；混合焚燒(shao)可(ke)以避(bi)免(mian)溫(wen)室氣(qi)體泄漏，但余熱發電(dian)的(de)(de)回(hui)收(shou)利(li)用率(lv)(lv)較低，基(ji)本(ben)無碳減排(pai)(pai)效應。

　　2.相對于混合收運處理(li)，分(fen)類收運處理(li)的全周期費用(yong)(yong)較高，但增量主要(yao)來自(zi)于前期督導和監(jian)管的費用(yong)(yong)，一(yi)旦分(fen)類體系成熟，這部分(fen)費用(yong)(yong)可以降低乃至取消。

　　3.廚余垃圾管(guan)理(li)的優(you)先策略依(yi)次為(wei)：源(yuan)頭減量>飼料化(hua)>厭氧消化(hua)>好氧堆(dui)肥>混(hun)合焚燒。