市有機垃圾生化處理分析

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隨著生活垃圾處理技術的不斷發(fā)展，有機垃圾生化處理作為現(xiàn)代生物工程與傳統(tǒng)環(huán)境工程相結合的一項新興垃圾處理技術已受到人們的關注。以有機垃圾生化處理機為代表的一類有機垃圾生化處理技術，以其能實現(xiàn)分類垃圾就地處理、實現(xiàn)垃圾源頭減量，尤其是在推行源頭垃圾分類收集的新形勢下,而在一些城市得到了不同程度的推廣應用。現(xiàn)結合有關城市生化處理機的應用情況和我市的具體實踐，對我市有機垃圾生化處理機推廣應用前景作簡要分析。

一、有機垃圾生化處理技術介紹

有機垃圾生化處理技術的本質(zhì)是人工堆肥技術，是在垃圾堆肥之前人為地添加了特定的微生物制劑，并通過處理機對堆肥溫度、濕度、供氧量等參數(shù)加以控制，達到微生物制劑的最佳活動環(huán)境，從而促使有機垃圾以比傳統(tǒng)堆肥快數(shù)十倍的速率分解，而且分解程度更高。垃圾生化處理機則是指使用微生物菌劑對可堆肥處理的生活垃圾進行生化處理的設備。

生化處理機添加的微生物制劑是由自然界中的放線菌、乳酸菌、酵母菌、細菌等多種微生物經(jīng)過篩選、分離、培養(yǎng)、馴化、伍配等步驟，組成高效分解有機物的微生物群體（一般為好氧或兼氧菌），制劑成品可以是凍干粉、懸濁液或附著于固態(tài)載體。生化處理機使用的微生物制劑被約定俗稱為“菌種”，這種菌種可以高效率地分解各類有機垃圾，如廚余垃圾、果皮、糞便、庭園垃圾、動物尸體等。

生化處理機主要用于分解處理易腐有機垃圾（簡稱有機垃圾、又稱食物垃圾、俗稱濕垃圾）。將有機垃圾投入生化處理機、加入菌種并攪拌均勻后，控制相應的溫度、濕度和通風供氧條件，菌種會釋放出大量的酶，將大分子有機物分解為糖、脂肪酸和氨基酸等短鏈的低分子有機物，菌種以此為養(yǎng)分代謝出水、氣體和生物熱能，同時以幾何級數(shù)迅速繁殖。如此菌種可以周而復始地不斷“吃”掉新投入的有機垃圾。隨著代謝產(chǎn)物的累積，菌種會逐漸老化，一般經(jīng)過數(shù)月至一年，需要在生化處理機中投入新的菌種。通常菌種對有機垃圾的分解速度為12～48小時，平均約24小時，殘渣率為10%～20%。生化處理機排出的殘渣可作為有機肥料或飼料添加劑，產(chǎn)生的水分可以通過表面蒸發(fā)、循環(huán)調(diào)濕或直接排出，產(chǎn)生的氣體中可能會含有H2S、NH3等惡臭物質(zhì)，可以通過高溫分解除臭或噴淋塔生物脫臭，也有的將脫臭微生物直接配入菌種，而使排出的氣體不含惡臭物質(zhì)。

生化處理機在攪拌、控制溫度、保持濕度、通風供氧、脫臭等過程中需要耗費較多電能，也有菌種稱不需使用電能控制溫度和脫臭，但進行適當?shù)钠扑楹兔撍那疤幚砉に囉袝r也是必要的。

二、垃圾生化處理在國內(nèi)的應用實踐

由于生化處理機設備結構不復雜，基本原理也較為簡單，設備外型小巧，因此很容易形成不同規(guī)格和批次，目前市面上的生化處理機均按日處理有機垃圾量來確定其規(guī)格，有100公斤、150公斤、200公斤、250公斤、300公斤等不同型號，超過300公斤的較大型號比較少見。根據(jù)應用的對象不同，對規(guī)格型號的選擇取決于服務區(qū)域內(nèi)居住的人口和有機垃圾的產(chǎn)生量。就居住600戶約2000人的一個單元小區(qū)而言，一般選擇日處理規(guī)模200公斤-300公斤的型號，即可滿足有機垃圾處理的要求。

垃圾生化處理機最早是從日本傳入我國，上海一些從日本回國的“海歸”們把日本的企業(yè)介紹到了中國。生化處理機在日本、美國、英國、荷蘭、德國等國家都有應用，采用此項技術用于庭院垃圾、居民區(qū)分類收集有機垃圾的集中就地處理，以居民小區(qū)甚至居民家庭為單位配備生化處理機，處理后的殘渣作為住宅周邊綠化的肥料使用。從生化處理機的功能上來看，可以區(qū)分為兩種基本類型，即減量型和資源型。

目前，國內(nèi)在有機垃圾生化處理機的應用上投入力度最大的是上海市，北京、天津、廣州、青島、深圳等城市也相繼在一些物業(yè)管理較全面的高檔小區(qū)引進了此項技術。上海市從上世紀九十年代開始，即開始引進垃圾生化處理機，最早是由日本大納夢公司贈建的，投資成本和運行成本均較高。隨著對該項技術與設備的消化吸收和不斷引進，該項技術與設備逐步實現(xiàn)了國產(chǎn)化，生化處理機的核心技術之一的微生物菌劑也實現(xiàn)了國產(chǎn)化，目前除國外的技術設備供應商外，僅上海市就有上海建設路橋、玉壘、環(huán)境衛(wèi)生設備廠、百復、豐業(yè)、東武、復旦浦發(fā)、耀豐環(huán)保、紀明機電五金、一本、恒曄生物科技等十多家公司可以提供相關設備與服務，設備投資與運行成本也大為降低。2002年初，上海市投入運營的垃圾生化處理機就在60多臺，其中70%設在居民生活小區(qū)，30%設在賓館或飯店。結合垃圾源頭分類收集工作的開展，上海市甚至將垃圾生化處理機的推廣應用列入了“十五”環(huán)境衛(wèi)生發(fā)展規(guī)劃的主要建設和管理任務之中，即：“在有機垃圾專項回收地區(qū)，在居住區(qū)，特別是集市、賓館、飯店等場所大力推廣使用中、小型有機垃圾生化處理機，就地消納垃圾，‘十五’期間完成市區(qū)布點設置有機垃圾生化處理機工作?！?/p>

隨著此項技術的不斷推廣應用，也開始受到國家有關部門的重視，出臺了相應的標準對其進行規(guī)范，其中最主要的是建設部頒布的《垃圾生化處理機CJ/T227-2006》技術標準，規(guī)定了垃圾生化處理設備的術語、分類、型號、技術要求、試驗方法、檢驗規(guī)則、標志、包裝、運輸、儲存等，適用于使用微生物菌劑對可堆肥處理的生活垃圾進行生化處理的設備。而在垃圾生化處理機應用較為普遍的上海，則進一步出臺了《城市生活垃圾生化處理工程技術規(guī)范》和《上海市微生物菌劑使用環(huán)境安全評價導則》等試行地方標準規(guī)范，使生化處理機及其微生物菌劑的使用更加規(guī)范。

三、垃圾生化處理技術經(jīng)濟分析

結合我們從眾多設備廠家獲得的信息，以及我市綠景苑小區(qū)的應用經(jīng)驗，以垃圾生化處理機服務于600住戶約2000人的居民小區(qū)為基礎，小區(qū)建筑面積10-11萬平方米，分析其成本。

1、垃圾處理規(guī)模

日處理有機垃圾200kg，年處理73噸。

2、投資成本

設備投資：20.0萬元/臺

基建投資：4萬元（含設備間、垃圾分類收集間、接水接電等）

其它投資：1萬元

分攤到小區(qū)單位建筑面積上的投資成本：2.38元/平方米。

3、運行成本

（1）不計入折舊

電費（按民用電價0.60元/度計，日運行不低于20小時）480.00元/T；

人工費（按1萬元/人年計，定員2人）273.97元/T；

菌種費（600元/半年）16.44元/T；

水費（年用水量0.7噸/天，水價2元/噸）7.00元/噸；

維修費（維修費按0.5%，大修費按0.5%計算）17.12元/T；

管理費（按上述直接費10%計取）79.45元/T。

合計運行成本：873.98元/T，約0.87元/kg，年總運行費用需6.38萬元。

若將處理成本按建筑面積分攤，則分攤額為0.61元/m2.年，按戶均住房建筑面積150m2計，則每戶每年分攤91.5元

（2）計入折舊

設備等按十年折舊，維護費按年折舊費的30%計取，則單位垃圾處理成本增加為1.44元/kg，年總成本費用為10.51萬元。

4、投資與運行成本比較

按200kg/天的處理規(guī)模計，生化處理機的單位規(guī)模投資為125萬元/噸，而相比其它垃圾處理方式的單位規(guī)模投資而言，焚燒為40-60萬元/噸，填埋為15-26元/m3庫容，堆肥為20-30萬元/噸。受處理規(guī)模的局限，生化處理機雖然節(jié)約了垃圾收運系統(tǒng)的投資，但其單位規(guī)模投資仍然是比較高的。如果在我市30個居民小區(qū)或大型單位、大廈、賓館、飯店等試點推廣應用，建設投資（包括設備）需要750萬元；如果在全市推廣垃圾生化處理機，全市垃圾中可處理的有機垃圾為600噸/天左右，需配備處理能力200kg/天的生化處理機3000臺，其建設投資將達7.5億元。

目前，我市垃圾收集、運輸和處理（按陳家沖填埋場標準計算）成本分別為24元/噸、30元/噸和90元/噸，總計144元/噸，平均0.144元/kg（上海為0.24元/kg），相比之下，生化處理機0.87元/kg的運行成本（不計折舊）是比較高的。從運行成本構成比例來看，不含折舊，電費、人工和管理費三項所占比例較大，三項合計96.8%。而根據(jù)上海市垃圾生化處理機應用的統(tǒng)計分析，其中垃圾處理成本（不計折舊）為2.11元/kg，主要是人工和電費所占比例較大，二者合計86%，這兩項也是造成上海與我市垃圾生化處理機運行成本差別的主要因素。

四、生化處理優(yōu)缺點分析比較

生化處理機作為一種添加了高效菌種并控制堆肥條件的動態(tài)快速有機垃圾堆肥器，它對于整治小區(qū)環(huán)境、推進垃圾分類收集、消除垃圾收集和運輸過程中的污染、實現(xiàn)垃圾“三化”處理具有顯著效果，

其主要優(yōu)點為：

1、源頭減量效果明顯。垃圾生化處理機應用于有機垃圾的就地處理，效率極高、分解徹底，源頭減量效果明顯。

2、有利于推進垃圾分類收集。應用垃圾生化處理機可在源頭實現(xiàn)分類垃圾后續(xù)分類處理的部分配套，垃圾僅按干垃圾、濕垃圾和有害垃圾分類投放，廚余等濕垃圾主要由生化處理機就地處理，有害垃圾按危險廢物單獨收集處理，余下的干垃圾和部分濕垃圾填埋處理，在條件成熟時可作為再生資源回收利用或綜合處理，有利于推進垃圾分類收集，快速提升垃圾分類收集率。

3、降低了垃圾運輸過程中環(huán)境污染。生化處理機的應用可以省略有機垃圾的運輸環(huán)節(jié)，使垃圾總體運輸質(zhì)量降低15%以上。同時，有機垃圾分類收集后，其余垃圾的含水率明顯下降，甚至降至干垃圾的持水能力之下，減少了垃圾運輸過程中的污水滴漏現(xiàn)象，也能改善垃圾運輸過程中的惡臭現(xiàn)象。

4、減少了垃圾清運收集頻率。有機垃圾處理機的應用，可改變現(xiàn)行的垃圾清運收集頻率，擴大垃圾壓縮轉運站的服務范圍。

5、延長衛(wèi)生填埋場使用壽命。根據(jù)衛(wèi)生填埋技術標準規(guī)定，進衛(wèi)生填埋場混合垃圾中的有機物不能大于30%。生化處理機的應用，可基本滿足這一要求，并可減少垃圾滲瀝水的處理壓力，減少垃圾的最終處置量，從而延長衛(wèi)生填埋場的使用壽命。

6、提高垃圾熱值及焚燒廠處理效率。根據(jù)實驗數(shù)據(jù)及理論測算，垃圾每失水1%，低位熱值提高15～35kcal/kg。據(jù)此推算，有機垃圾減量后如果使垃圾失水10%，可提高垃圾熱值150～350kcal/kg。

7、小型方便使用靈活。生化處理機和有機垃圾堆肥廠處理的是同一種類的垃圾，前者是在小區(qū)或特定的點上分散處理分類收集的大部分有機垃圾，后者是在比較大的區(qū)域內(nèi)集中處理全部有機垃圾；

8、與分揀中心處理具有優(yōu)勢互補。生化處理機與分揀中心處理的是不同種類的垃圾，具有很好的互補性，二者處理的前提都必須在垃圾的產(chǎn)生源頭實行分類收集，在分揀中心的服務區(qū)域內(nèi)，應重點推廣生化處理機或建立有機垃圾堆肥廠。

從目前實踐情況看，生化處理雖然具有很多優(yōu)勢，但也存在一定的局限性，主要表現(xiàn)為：

1、運行成本和建設投資比較高。推廣應用中，這部分費用無論是由誰來出資，最終的承擔者可能還是小區(qū)居民，需要考慮居民的承受力。此外，生化處理機的應用除設備外，還需要配套設備間和垃圾分類收集間等建構物，在已建成的居民小區(qū)應用，既要再次建設投資主體的限制，還要受到設置空間的限制，因此在新開發(fā)小區(qū)從規(guī)劃開始即配套相應設施更具有操作性。

2、減容效果不明顯。生化處理機的應用雖然可以減少垃圾的運輸重量，但對體積的影響相對較小，減容效果不明顯，因此在垃圾運輸能力以“車噸位”來衡量的情況下，對垃圾總體運輸量的減省效果也不明顯。

3、添加菌種有安全和穩(wěn)定隱患。生化處理機添加的菌種，雖然據(jù)稱是來自于自然界的純天然微生物制劑，但由于生物量極大且在非密閉系統(tǒng)中運行，最后還將流散于開放系統(tǒng)中，其對人身健康的安全性，甚至生態(tài)和環(huán)境的安全性是不容忽視的問題，需要進行安全性檢測，目前國家尚未有統(tǒng)一的規(guī)范要求。另外，不同生化處理機廠商都稱擁有獨特的微生物菌劑，容易造成了對菌劑提供者的依賴性，菌種生產(chǎn)需要本土化；

4、實施和運行受條件限制。生化處理機的運行依賴于垃圾分類收集的實施和垃圾分類收集效率。生化處理機對占有機垃圾相當比例的貝殼、長纖維類物質(zhì)、粗大骨等的處理效果不明顯，為保障生化處理機的處理效率和正常運行，則需要前置破碎裝置，使設備投資和運行成本增加。

五、我市生化處理應用的建議和對策

根據(jù)以上調(diào)查與分析，認為生化處理機不可能成為大型城市生活垃圾處理系統(tǒng)中的主流處理模式，僅能作為小區(qū)、大型單位集中辦公大廈、賓館飯店等垃圾分類收集點的配套設施和垃圾處理多元化技術中的一種形式存在，有利于迅速提高垃圾分類收集率。針對生化處理機的推廣應用中存在的局限性，我們目前我市應用生化處理技術，應遵循“合理規(guī)劃、分步實施、政策引導、嚴格管理”的原則來組織實施。

1、小范圍試點，有步驟推廣。受菌種來源和安全性、建設運行成本、管理辦法等因素的限制，我市推廣應用垃圾生化處理機可先在小范圍內(nèi)試點，試點地點宜選擇在建的集中管理的高檔小區(qū)。根據(jù)試點經(jīng)驗，再逐步向窗口性居民小區(qū)、大型單位集中辦公點、賓館飯店、學校、集貿(mào)市場等推廣。

2、加強安全管理，規(guī)范建設運行。制定相關的管理辦法，包括菌種安全檢測的規(guī)范，保證垃圾生化處理機建設運行規(guī)范、有序和穩(wěn)定。

3、出臺優(yōu)惠政策，保障推廣運行。由于建設與運行成本方面的問題，需要出臺相應的政策措施保障生化處理機的試點推廣。

一是建議設于居民小區(qū)的生化處理機，采取分時計取電價的形式給予用電補貼，如在每天規(guī)定時段對其執(zhí)行居民夜間電價（用電低峰電價），甚至在履行必要的程序后可全天執(zhí)行居民夜間電價。

二是建議從征收的衛(wèi)生服務費或生活垃圾處理費中拿出一部分補貼給使用生化處理機的物業(yè)管理公司，或與房地部門合作，調(diào)整物業(yè)管理費指導價，將垃圾生化處理機的建設和運行成本包含在內(nèi)。

三是對于使用生化處理機的企事業(yè)單位，政府應按照核定的垃圾處理量給予適當?shù)难a貼或減免一定額的垃圾收運服務費。

四是對于投資建設和運營生化處理機的企業(yè)，通過行政許可（根據(jù)建設部157號令），使其不僅處理有機垃圾，還可從事垃圾分類回收等工作，通過物資回收或從環(huán)衛(wèi)服務費中分列一部分作為補貼等形式予以補償。

五是與環(huán)保等部門聯(lián)手，在爭創(chuàng)綠色小區(qū)、文明小區(qū)等活動中，鼓勵、引導住宅小區(qū)應用生化處理機。

六是與規(guī)劃土地部門聯(lián)手，從控制規(guī)劃的角度要求在新建小區(qū)，開發(fā)商必須配套建設垃圾收集和預處理設施。

4、改良技術設備，降低運行成本。目前市場上各類生化處理機各有千秋，技術上均較先進，但仍有可進一步完善的余地，尤其是降低運行成本。如前置破碎擠壓設備可以將長纖維物納入處理范圍；將高溫除臭改為生物脫臭可以降低運行成本；加大單機處理量或數(shù)臺并置可以降低人工費等。

5、制定計劃方案，有步驟組織實施。研究制定2008年至2009年推廣實施計劃，探索和創(chuàng)新我市生化處理工作模式，同時與我市垃圾分類收集試點工作相結合，實現(xiàn)生活垃圾綜合利用。

一是2008年，在新建小區(qū)和市、區(qū)級文明小區(qū)（社區(qū)）有選擇地配置10臺生化處理機，以新建小區(qū)為重點，與小區(qū)配套建設的垃圾收集站點配套使用。鼓勵、引導高檔小區(qū)應用生化處理機。

二是2009年，在總結10臺生化處理機的應用經(jīng)驗的基礎上，繼續(xù)在新建小區(qū)和市、區(qū)級文明小區(qū)（社區(qū)）、高檔小區(qū)配置30臺生化處理機，以市區(qū)文明小區(qū)和物業(yè)管理完善的高檔小區(qū)為重點。

三是2008-2009年，鼓勵企業(yè)應用生化處理機，重點開展各大賓館、大型餐館和單位、食品加工企業(yè)、學校和各類室內(nèi)集貿(mào)市場試點，有選擇地配置生化處理機10臺。

6、采取靈活方式，明確經(jīng)費渠道。

一是試點期間上建設經(jīng)費（一次性投入）由小區(qū)開發(fā)商或單位業(yè)主承擔，個別已建成社區(qū)可由政府出資。運行經(jīng)費由物業(yè)公司或管理單位承擔，政府給予政策支持。

二是試點初期如有障礙，可考慮政府投資設備，小區(qū)提供土建。