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【深度思考】餐厨垃圾处理何以“破局”

作者:朱 菁、孟 懿

2017/4/17 14:54:16

  上海餐厨垃圾处置总体形势严竣

  2014年来,2500万人口的上海每天产生和需要处理16,457吨生活垃圾(源自2015年度上海市生活垃圾末端处理物流计划表),尤其要及时清运、处理占比达37%-73%的餐厨垃圾,约为6,089-12,000余吨/日(假设平均9,000吨/日)的量,对全市交通运输负载和环境综合治理达标是极大的挑战。

  据统计,全市日产垃圾约2.2万吨,其中40%焚烧处理,其余为填埋和综合处理。年垃圾产量仍以3%-5%的速度递增。目前上海已投产的生活垃圾焚烧场日均处理能力4,500多吨、填埋场日均处理能力11,000吨,统共日处理能力约1.7万吨,与日均垃圾产量还有不少差距。随着向外省市转移垃圾的出路被封堵,本市不得不超负荷自我消化处理生活垃圾,它将加快缩短原先设计的垃圾填埋场的使用寿命。

  为使生活垃圾减量化工作,上海早在1995年就开始了生活垃圾分类的探索,期间分类的模式经历了多次调整。目前与生活垃圾相关的法规包括《上海市市容环境卫生管理条例》《上海市餐厨垃圾自行收运管理办法》《上海市城市生活垃圾收运处置管理办法》等。

  近年来,上海在集中处理餐厨垃圾上取得了一系列重大进步,但主要方法是集中式焚烧、填埋、生化处理。这些集中式的方法都存在着占用宝贵土地资源,废水、废气排放,地下水污染和二次环境污染等重大风险,城市垃圾缺乏有效出路成为“卡脖子”问题。

  餐厨垃圾处理方式的可持续发展

  (1)集中填埋方式。目前收运来的餐厨垃圾与其他生活垃圾混杂在一起,被直接进入填埋场填埋。这种工艺优点是方法简单,运行费用低廉,而且处理量巨大。缺点是占用大量有限的土地资源,土地征用耗资巨大。餐厨垃圾在填埋后因含水率高、有机物含量高,形成垃圾渗滤液、臭气等污染源,成为“毒地”,直接影响地下水、大气和可能的沼气爆炸,造成二次污染危害环境和人类健康,由于潜在严重污染使之垃圾填埋场很难重新利用。随着环境意识的加强,本地居民无法接受新的垃圾填埋场选址和立项。集中式填埋处理技术已不能适应上海城市餐厨垃圾处理的未来发展方向。

  (2)垃圾焚烧方式。将垃圾中可燃物燃烧后产生热量进行发电,达到垃圾资源化利用的一种垃圾处理工艺。该工艺优点是处理量大,减量效果明显。但对垃圾热值有较高要求。餐厨垃圾含水量通常在80%-90%,过高的含水率使得餐厨垃圾热值较低,焚烧处理成本增加。垃圾干化时会对地表产生污水;焚烧会对大气产生大量污染物;焚烧后的灰渣处理也会污染土壤;这就决定了需要大量投资对二次污染物进行处理。由于垃圾燃值不稳定而影响发电,烟气排放更是直接危害人类健康,因此垃圾焚烧项目在实施中引发争议较大,人民群众对焚烧技术方式接受认可程度普遍很低。无论从技术角度还是从社会接受程度看,焚烧技术应用在餐厨垃圾处理项目上前景堪忧。

  (3)集中式生化处理方式。生化堆肥方式分为厌氧和好氧两条技术路线。现在运用较多的是集中式好氧堆肥技术,它是在非密闭环境内进行,会产生恶臭,极大地影响周围环境,并存在占地面积较大,处理周期较长,运行成本较高。两种集中式生化堆肥技术,都首先要对垃圾进行分类,在堆肥过程中产生废水,在处理过程中会产生挥发性有机物和恶臭等污染,最后形成的堆肥又造成了新的重金属污染。日本过去二三十年已从集中式生化处理方式弃而转为分散源头化处理方式。目前上海已经投产的中大型生化装置,不同程度存在以上问题,也是造成一些新的规划项目业已落实但迟迟未能开工建设,不受当地人民群众和政府部门欢迎是其主要原因。

  国外城市垃圾处理的发展趋势

  发达国家把实现生活垃圾资源化提高到了社会可持续发展的战略高度,各国把垃圾资源化作为垃圾治理目标,推出了符合本国国情的相关法律、规章和各种标准规范。如德国制定了《关于容器包装废弃物的政府令》;法国制定了《容器包装政府令》;丹麦制定了《再循环法》;日本制定了《再生资源利用促进法》和《容器包装再循法》;奥地利制定了《包装条例》等等。这些法律都规定了生产厂家对废弃物治理和回收的责任,并要求最大限度地回收及循环利用生活垃圾中的可回收利用成分。

  除法规保障外,发达国家还遵循“谁污染谁负担”的原则,借助经济手段来保证有关举措的实施。如采取课税制度、对城市居民实行生活垃圾收费制、在商品流通领域实行抵押金制度等。还有一些国家实行政府补贴和建立基金会等方式来鼓励生活垃圾的资源化。如瑞士1996年起向建设和管理生活垃圾焚烧厂的企业增加补助金;英国政府给配电公司发放补贴用以购买生活垃圾焚烧厂生产的电力;法国为推进生活垃圾焚烧发电事业的发展,政府采取资金补贴的方式给予支持。作为垃圾利用的前提是垃圾分类,但它与末端处理模式有关,日本分可燃与不可燃;韩国、中国台湾地区和一些欧洲国家分可堆肥和不可堆肥;澳大利亚、美国分为可利用和不可利用。在美国、日本及欧盟等发达国家,餐厨垃圾资源化处理已经法制化和企业化,成为了一项成熟的环保产业。由此可见,生活垃圾不仅是影响居民生活和劳动环境的“污染源”,更是可以回收及循环利用的宝贵资源。

  总体来看,各国城市的垃圾处理发展趋势表现为:一是提倡垃圾分类和回收利用。实施生活垃圾的分类收集,以尽可能地对生活垃圾进行回收和循环资源化利用。二是鼓励有机垃圾堆肥处理。生活垃圾综合处理体系中堆肥技术仍将占有重要位置。三是稳步发展垃圾焚烧技术。与垃圾填埋技术相比,垃圾焚烧处理技术具有占地面积小、选址容易、处理速度快、减量化显著、无害化彻底以及可回收焚烧余热等优点,在发达国家得到广泛应用,预计将来仍会继续得到发展。

  新型微生物厨余垃圾源头处理技术日臻成熟

  新加坡正在洽谈引进上海的源头生化处理技术,解决餐厨垃圾的排放问题。该技术为上海壹柯环境科技有限公司经过7年的技术创新与改造,研制出的成套设备和技术方案(产品分为商用和家用),实现了没有废水排放,臭气浓度达标(低于标准值的80%),减量95%以上,残渣中有机质含量超过90%,终于解决了废弃物腐烂后的臭味、酸味的问题。

  目前,运用该技术的一台垃圾处理系统,已经在嘉定区江桥镇政府食堂及企业餐厅“上岗”,每台每天约处理50公斤的厨余垃圾。虽然餐厨垃圾源头生化处理的成本略高于目前财政预算的水平,但据测算,其社会效益和环境效益十分突出。

  这套微生物分解餐厨垃圾技术和成套设备,用最新微生物分解餐厨垃圾技术,在距离人们最近的垃圾产生源头,对占生活垃圾总量60%-70%的餐厨垃圾进行分解处理:在24小时内减量95%,剩余物为浓缩有机肥、二氧化碳和水,没有任何有机物腐烂后的酸味臭味。该技术根本性地解决了餐厨垃圾恶化人们生活环境的弊端,降低了餐厨垃圾处理的社会总成本,为让城市更美好、履行节能减排目标提供了一条可持续发展的路径。

  要实现有机垃圾的源头处理,其技术难点在于餐厨垃圾分解过程中的无水排放、无臭味和设备的使用安全。

  2016年,上海环境院对上海壹柯环境科技有限公司新开发的小型生化处理机进行了近4个月的连续运行测试。从测试结果和实践来看,小型生化机已经突破较多技术瓶颈,减量化率、臭气浓度等二次污染物控制和智能化控制也达到了一个较高的水平。与集中式生化(餐厨)垃圾处理相比较,具有以下优势:一是无需长途运输,能减少餐厨垃圾收运过程产生的污染;二是由单位内部自行管理,可以保证餐厨垃圾品质更高、日产日清,减量化效率和效果更佳;三是臭气等二次污染物控制相对较容易;四是生活垃圾收运处理全成本约750元,生化处理机运行成本约700-800元,与集中收运处理费用相当。

  总体上体现了处理效率高、分解彻底、源头减量效果佳等优势。如果按照新技术来示范应用,上海每年182万吨餐厨垃圾来计算,可以减量化掉173万吨,剩余9万吨完全成为有机肥。

  这是照亮上海城市餐厨垃圾处理和环境可持续发展之路的明灯,城市管理要上台阶,必须要用创新思维和科学方法,把垃圾的减量化作为优化、完善城市废弃物管理制度体系的重要抓手。

  对策建议:新业态、新机制、新模式

  一是创新餐厨垃圾源头处理的示范应用。重点推进市、区、街镇政府各机关食堂、高校院所食堂、医院食堂等餐厨垃圾源头减量化处理技术的示范应用,率先垂范低碳环保生活理念,为向全社会传播做出示范、总结经验;重点推进有良好垃圾分类习惯的社区试点应用,特别针对大型社区、别墅小区等单位开展试点,初步建立上海住宅小区餐厨垃圾零排放,有机肥料小区循环再利用的新机制,创建文明、生态、低碳、环保的生活新风尚;重点推进上海主要农贸市场与餐饮一条街的试点应用,建立农贸市场与餐饮一条街餐厨垃圾处理与资源化利用管理新标准,让百姓生活更安全;形成可操作、可复制、可推广的“上海城市特色的餐厨垃圾源头处理模式”。

  二是建立餐厨垃圾源头处理PPP市场运行模式。建立餐厨垃圾源头处理PPP运行模式,是《本市推广政府和社会资本合作模式的实施意见》的具体实践。对于企业与居民小区用户付费不足以覆盖餐厨垃圾源头处理成本的,可由政府财政支出用户,政府可根据示范运行的成本核算,借鉴新加坡政府针对生化处理餐厨垃圾专门出台的政府采购、补贴、减免税收等扶持办法,建立政府授予特许经营权管理制度,采取补贴或直接投资参股等措施。由行业主管部门负责餐厨垃圾源头处理PPP项目前期论证及实施方案编制,相关费用列入年度预算。建立市级财政、区级财政的PPP项目设备采购补贴和PPP项目运维补贴制度。

  三是建立可操作的监管服务机制和模式。建立政府机关、企事业单位餐厨垃圾网上登记备案服务,积极鼓励市民家庭餐厨垃圾“网上登记”。积极鼓励技术创新,通过上海市科技创新行动计划、张江专项、技术项目等政府专项扶持安排,鼓励和激发产学研合作的协同创新。建立城市垃圾处理产业技术创新联盟,与农业、绿化、园林、社区等相关领域的机构或企业,组成高技术应用创新联盟,拓展有机垃圾微生物处理、有机肥利用等科普应用,逐步形成家庭、社区、企业单位联动的餐厨垃圾源头处理零排放的生态低碳新生活环境。建议通过500个试点示范应用,三年计划推进到上海3,250个垃圾分类的试点单位,然后逐步推进到上海所有的生活社区、餐饮单位(包括食堂);三年计划降低全市餐厨垃圾处理总成本(包括补贴)的一定比例(需逐步精确计算),减少直至杜绝餐厨垃圾处理的焚烧与填埋量。

  通过示范应用,不仅要推进城市餐厨垃圾处理的零排放,最重要是构建餐厨垃圾源头处理管理的新模式,让社会餐厨垃圾产生者合理分担处置成本,减少政府投入,降低社会处置总成本,实现城市生态低碳运行的可持续发展,创新上海市民的文明生活方式。

  (朱菁:中国科学院上海光学精密机械研究所副研究员;孟懿:嘉定区侨联副主席,本研究为我会2016年SORSA智库资助项目)