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关键词:餐厨垃圾;影响;处理技术
餐厨垃圾是指居民日常生活以及食品加工、饮食服务、单位供餐等活动中产生的食品废弃物和废弃食用油脂。它包括了家庭厨余垃圾、餐饮垃圾、菜市场蔬菜废弃物、食品加工成食品废物、商场过期食品等。
1 餐厨垃圾处理现状
中国目前的餐厨垃圾处置方式:通常市民将日常餐厨垃圾直接与生活垃圾一起丢弃;餐饮及企事业等大部分单位将餐厨垃圾出售给小商贩用于饲养家禽家畜,更有甚者将不易收集的费油、废水等直接排入下水道;只有少数单位能够做到定时、规范收集并交由专业餐厨垃圾处理场处理。据厦门市容环卫部门的一项调查显示,仅2010年厦门市产生废弃食用油脂和餐厨废弃物的单位共有17000多家,主要来自各类餐饮企业和企事业单位食堂,每天产生的餐厨垃圾总量超过300吨,废弃油脂超过30吨,然而这些餐厨垃圾很大部分的收运处理目前仍处于无序状态。
2 餐厨垃圾对环境的影响
由于餐厨垃圾含水率较高,流动性较大,很容易泄漏并造成二次污染,孽生大量的蚊蝇,影响环境卫生;且运输不及时或方法不当,易变质,如果直接用来喂猪,容易导致口蹄疫等疾病的产生与蔓延;另外,目前社会比较关注的社会热点——餐厨垃圾非法食用油的提炼,不法商贩回收餐厨垃圾中的油脂,提炼后卖给小餐馆,据相关媒体报道,中国人一年吃掉约300万吨地沟油,其毒性百倍于砒霜。
随意丢弃的餐厨垃圾也给固废生活垃圾的分类、收集及运输造成了很大困难,同时也为蚊蝇、蟑螂、细菌等有害物种的繁殖提供了充足的营养,给人们的身体健康带来很多危害。餐厨垃圾处置不当,将对地下水源、土壤、空气造成严重污染,餐厨垃圾已经成为影响食品安全和生态环境的潜在危险源。
3 餐厨垃圾处理方式
对于餐厨垃圾的处理,国内一些城市采用的是利用餐厨垃圾生产合格饲料的方式,从确保人体健康的的角度考虑,更安全更环保的方式是把餐厨垃圾中的废弃油脂进行回收利用,主要用于皮革制造等方面;德国将回收的食用油处理后作为化工和化妆品行业的原料,二是作为能源,比如生物柴油。回收后的食用油加工制成的生物柴油,可用于汽车燃料,或者发电、取暖。严格管理,杜绝“地沟油”进入餐桌,而餐厨垃圾中的有机物将进行堆肥处理,生产优质有机肥料,处理过程中的沼气则用于发电,做到餐厨垃圾无害化处理。除此之外,有些地方还配备了餐厨垃圾处理设施,将收集来的餐厨垃圾进行油水和干湿分离后,再让不同种类的垃圾进入处理厂分类处理。
4 餐厨垃圾处理技术
内外的餐厨垃圾处理技术主要包括物理处理、高温好氧堆肥、厌氧发酵、餐厨垃圾处理机、饲料化以及其他处理方式。
4.1物理处理
破碎直排处理是欧美国家处理少量分散泔脚废物的主要方法,是在泔脚废物发生点对其直接进行破碎、粉碎处理,然后采用水力冲刷,将其排入城市市政下水管网,与城市污水合并进入城市污水处理厂进行集中处理。
4.2 高温好氧堆肥
高温好氧堆肥是处理餐厨垃圾的有效方法之一;餐厨垃圾有机物含量高,营养元素全面,C/N比较低,是微生物的良好营养物质,非常适用于作堆肥原料;同时,餐厨垃圾中惰性废物(如废塑料等) 含量较少,利于堆肥产品的农用;餐厨垃圾采用好氧堆肥方式处理时,应对餐厨垃圾进行水分调节、盐分调节、脱油、碳氮比调节等处理,物料粒径应控制在50 mm以内,含水率宜为45%-65%,碳氮比宜为20-30:1;餐厨垃圾好氧堆肥设施应配置完善的通风除臭系统;餐厨垃圾堆肥过程中产生的残余物应进行妥善处理;不利于微生物的生长,也制约了高温好氧堆肥处理工艺的效果。
4.3 厌氧发酵
厌氧发酵不需进行水分的调理;碳氮比较适合厌氧发酵;反应过程不受供氧的限制,降低机械能耗,同时能产生甲烷气体;目前有些城市正在筹建餐厨垃圾的厌氧处理工程。厌氧消化前餐厨垃圾破碎粒度应小于10mm, 并应混合均匀;湿式工艺的消化物料固含率宜为8%-18%,物料消化停留时间不宜低于15天;干式工艺的消化物固含率宜为18%-30%,物料消化停留时间不宜低于20天;可采用中温厌氧消化或高温厌氧消化,中温温度以35-38 ℃为宜,高温温度以50℃-55 ℃为宜;厌氧消化系统应能对物料温度进行控制,物料温度上下波动不宜大于1℃。
4.4 饲料化处理
餐厨垃圾饲料化处理必须设置病原菌杀灭工艺,有效杀灭病原菌;对于含有动物蛋白成分的餐厨垃圾,不得生产反刍动物饲料;用于处理餐厨垃圾的微生物菌应是国家相关部门列表允许使用的菌种,确保菌种的有效性和安全性;采用加热工艺去除餐厨垃圾水分时,加热温度应得到有效控制,避免产生燋化和生成有毒物质。
4.5 餐厨垃圾处理机
餐厨垃圾处理机近年来发展很快;根据出料时间和出料量分为“消灭型”和“堆肥型”;消灭型重在垃圾的减量,适合于居住小区的有机垃圾就地消纳,消除臭味,避免蚊蝇的滋生,减少收集运输过程中的环境污染问题;其原理是将催化剂掺进垃圾中,搅拌使分解垃圾的细菌活性化,垃圾被分解成水和二氧化碳;堆肥型处理机是一种添加了高效菌种并控制堆肥条件的动态快速有机垃圾堆肥器;用餐厨垃圾制作有机肥,可根据对湿度、搅拌、温度的不同控制以及菌种和菌种添加方法的不同,设计成多种工艺形式。
5 相关技术规范及标准
目前我国关于餐厨垃圾处理的技术标准体系还不够完善,如国家标准《餐厨垃圾资源利用技术要求》正报批中,行业标准《餐厨垃圾处理厂运行维护技术规程》也正制定中。我国住房城乡建设部已于2012年12月24日了公告,批准《餐厨垃圾处理技术规范》为行业标准,编号为CJJ184-2012,自2013年5月1日起实施。
6 结束语
要想进行餐厨垃圾的合理、有效处理和回收利用,最大限度的减少餐厨垃圾对环境的不良影响,其关键是必须从餐厨垃圾源头进行控制。而且有关部门应该立即行动起来,对广大市民做好宣传和正确的引导工作,普及餐厨垃圾处理知识,进一步提高环保意识。同时还应该做好餐厨垃圾处理产业规划,逐步配备安全、环保、有效的处理设备和设施,真正实现资源回收利用,变废为宝。另外,作为高度文明的现代市民,我们既要保护好目前的生产生活环境,更应该着眼未来,重视餐厨垃圾的处理和回收利用,积极鼓励和配合餐厨垃圾的处理设施的建设,为自己也为子孙后代创造良好的、可持续发展的自然环境。
参考文献
[1]王星,王德汉,张玉帅,陆日明.国内外餐厨垃圾的生物处理及资源化技术进展[J].环境卫生工程.2005年02期.
【关键词】餐厨垃圾;无害化处理
1.项目建设背景及必要性
1.1项目建设背景
2012年4月19日,国务院办公厅印发了《“十二五”全国城镇生活垃圾无害化处理设施建设规划的通知》([2012]23号),明确了“到2015年,直辖市、省会城市生活垃圾全部实现无害化处理,城市生活垃圾无害化处理率达到90%以上,全国城镇新增生活垃圾无害化处理设施能力58万吨/日”的主要目标,并进一步提出了“在已启动餐厨垃圾处理工作的基础上,继续推动餐厨垃圾单独收集和运输,以适度规模、相对集中为原则,建设餐厨垃圾资源化利用和无害化处理设施”的建设任务。
1.2项目建设必要性
在相当长的一段时期内,国内餐厨垃圾主要作为城市近郊养猪的饲料。由于其来源复杂,极有可能引起疾病的传播,现已被政府明令禁止。城市垃圾处理处置方法通常有焚烧和填埋,如果将城市生活垃圾进行焚烧,由于餐厨垃圾的水份含量常常高达90%左右,发热量为2100~3100kJ/kg,和其它垃圾一起焚烧,不但不能满足垃圾焚烧发电的发热量要求(即5000kJ/kg以上),反而会导致燃烧炉燃烧不充分而产生二英;如果将生活垃圾进行填埋,同样因为混入的餐厨垃圾水分含量高而不宜处理。因此餐厨垃圾有必要进行单独无害化处理。
2.处理工艺确定
2.1XX市餐厨垃圾物理、化学性质分别见表。
以上数据分析表明,XX市餐厨垃圾具有以下特性:
a)含水率高,混合测试样含水率高达87.07%。
b)易腐性,富含有机物,混合测试样有机干物质高达92.8%。
c)油脂及盐分含量高。
2.2餐厨垃圾处理工艺选择
目前,餐厨垃圾处理工艺主要有填埋、焚烧、厌氧消化、好氧堆肥等,各处理方式的优缺点对比分析见表3。
根据表中各种餐厨垃圾处理方式优缺点的比较,结合XX市餐厨垃圾的特性,对XX市餐厨垃圾处理方式的选择做出如下分析:
(1)高含水率的餐厨垃圾,往往成为填埋场垃圾渗滤液的主要来源;餐厨垃圾黏度大,分散性差,也不利于在填埋场摊铺和压实;此外餐厨垃圾有机物含量较高,填埋方式未对其进行有效的资源化利用,因此餐厨垃圾不适宜采取填埋工艺。
(2)高含水率的餐厨垃圾不宜采用焚烧工艺,因为含水率高会增加焚烧燃料的消耗;餐厨垃圾中含有的大量脂类物质在重金属催化条件下生成二英,若处理不当易对环境造成严重的二次污染。
(3)堆肥适合于处理易腐有机质含量较高的垃圾,高含水率的餐厨垃圾在堆肥的过程中易将整个堆垛全部空间填死,空气无法进入内部,致使微生物处于厌氧状态,使降解速度减慢并产生硫化氢等臭气。
(4)结合我国国情及XX市具体情况,相对其它餐厨垃圾处理方式,厌氧消化方式具有突出的优势,主要体现在以下几个方面:
① 厌氧消化后产生的沼气是清洁燃料。
② 固体物质被消化以后,可以得到高质量的有机肥料或土壤改良剂。
③ 在有机物质转变成甲烷的过程中实现了垃圾的减量化。
④ 厌氧消化产生的沼气可以利用进行发电,减少了温室气体的排放量。
⑤可实现分离油脂资源化,厌氧微生物耐盐毒性较强,且节省能耗。
以上分析表明:应用厌氧消化技术处理餐厨垃圾在生态环境方面具有突出的优势,从能量需求、排放产物和运行过程对周围环境卫生影响的角度看,厌氧消化技术能够实现环境、社会和经济效益的协调统一,对环境和经济的可持续发展都具有重要的意义。
基于上述技术分析,推荐XX市餐厨垃圾无害化处理处置工程采用厌氧消化处理技术。
2.3厌氧消化工艺的选择
按照厌氧发酵反应罐的操作条件,餐厨垃圾厌氧消化处理技术可分为以下几类:
(1)按照固体含量可分为:湿式、干式。
(2)按照温度可分为:中温、高温。
湿式厌氧消化和干式厌氧消化的对比分析见表4。
根据以上湿式和干式厌氧消化的对比分析,结合XX市餐厨垃圾含水率较高的特点,本项目适宜采用湿式消化工艺。
中温厌氧消化和高温厌氧消化的对比分析见表5。
关键词:食物垃圾;机械生物处理(MBT)技术;层次分析法
中图分类号:X703 文献标识码:A 文章编号:1671-2064(2017)06-0214-02
西安市生活垃圾组分监测数据显示,食物垃圾约占生活垃圾总量的40%。目前西安市日产生活垃圾7000吨以上,由此估算全市食物垃圾日产量约为2800吨。相对于其他垃圾,食物垃圾具有普遍性、资源性、污染性等特点,如果不能妥善处理,将会导致严重的水体污染、土壤污染和空气污染。与此同时,西安市食物垃圾的收运处理系统仍存在收集不完全、运输体系不完善、处理方式不恰当等亟待解决的问题。
1 食物垃圾的收集
本文将西安市的食物垃圾分为居民生活厨余垃圾、高校餐余垃圾、饭店餐余垃圾和街边餐余垃圾。据了解,西安市的居民生活厨余垃圾主要由物业人员使用垃圾收运车从居民区垃圾桶运到垃圾压缩站进行压缩填埋处理;西安各高校、饭店每日餐余垃圾由西安周边养殖户收购直接用于养殖;街边餐余垃圾一般直接倒于下水道、街边处或者不经分类和其他垃圾混合收运。对街边餐余垃圾收集的缺失,不仅会导致垃圾二次分类成本的增加,造成水体污染,而且会增加地沟油提炼的可能性,增大其流入餐桌的风险[1]。问卷调查显示,超过九成的受访者会在街边食用食物,20%以上的受访者表示经常在街边进食,这表明街边餐余垃圾是食物垃圾中不可忽视的重要组成部分。96%的被调查者愿意将在街边食用后的食物垃圾分类投放在垃圾桶中,故若在街边专设食物垃圾箱,存在可行的客观条件。所以针对西安市食物垃圾收集现状,提出高校、饭店餐余垃圾定点回收;设置街边餐余垃圾桶,鼓励市民将产生于街边的食物垃圾进行专门放置,定点定向回收的建议[2]。
2 食物垃圾的运输
当前西安的食物垃圾主要有厨余垃圾和非厨余垃圾,本文针对不同类型的食物垃圾制定不同的运输方案[3]。
2.1 厨余垃圾运输方式
由于厨余垃圾的特殊性,建议实行单独循回收运,或由专门人员将厨余垃圾集中运输,形成独立的收运体系。系统主要由专用厨余垃圾收集桶(筒)、专用全封闭结构收运车组成,使用真空吸污泵吸入餐厨垃圾,无需人工搬运,整个运输过程对环境不产生二次污染。
2.2 非厨余垃圾运输方式
非厨余垃圾有移动容器式收集和固定容器式收集两种方式。移动容器收集操作法是指将收集容器和装满的垃圾一起运往转运站或垃圾处理厂,卸空后将空容器送回原处或下个集装点;固定容器操作法就是指用垃圾车到各容器集装点装载垃圾,容器倒空后固定在原地不动,车装满后运往转运站或处置场。固定容器收集法的一次行程中,装车时间是关键因素。
影响收运的主要因素有:清运操作方式;收集清运车辆数量;装载量及机械化装卸程度;清运次数、时间及劳动定员;清运路线等,结合两种方法的收运时间和费用出发,对于西安市来讲,当运输距离小于12.04km采用移动容器式收集运输合理;当运行距离大于12.04km时,采用固定容器收集运输合理。
3 食物垃圾的处理
食物垃圾经分类收集和运输后,需进行集中处理。而对于食物垃圾处理方(包括西安市地方政府和垃圾处理厂)而言,如何根据西安市食物垃圾生产现状选择恰当的处理方法以实现经济效益、环境资源效益、技术效益和社会效益的整体共赢具有重大意义。目前,国内外较为先进的食物垃圾处理技g和方法主要有微生物菌体蛋白固态发酵法、厌氧消化技术和机械生物处理(MBT)技术。为实现上述目标,本文采取层次分析法(AHP)对以上三种方法建立评价指标体系,从而选出最佳方法对西安市食物垃圾进行处理[4]。
3.1 微生物菌体蛋白固态发酵法、厌氧消化技术和机械生物处理技术(MBT)概况
微生物菌体蛋白固态发酵法,即通过微生物(主要是复合菌种)对食物残渣进行固态发酵,充分利用其中剩余的营养成分从而将其生产成为高蛋白饲料。此类方法具有周期短、产率高、能耗低的特点,同时对专业食品处理技术和反应条件有严格要求;有学者对该种方法在食物垃圾处理上的应用进行过广泛研究,且在日本已投入使用。其优点在于可减少食物残渣中营养成分的浪费,同时可缓解蛋白饲料不足的现状;局限在于餐厨垃圾饲料化可能具有潜在食物链风险。
厌氧消化技术,即在无氧条件下,利用兼性及厌氧微生物的代谢作用将复杂有机物分解为小分子有机物及无机物,并在此过程中实现对食物垃圾的减容减量及资源化利用。目前该种方法已在欧美部分国家的食物垃圾处理应用及国内有机废物处理领域积累了较为成熟的经验。其优点在于自动化程度高、人力资本较少、易控制恶臭散发、经济价值高;局限性则在于处理技术较为复杂,且消化时间不持续、反应器状态不稳定以及产生沼渣处理问题。机械生物处理技术(MBT),即将机械过程与生物过程结合起来处理原始垃圾,通常作为焚烧、填埋等其他简易处理方式的预处理技术。目前已在许多发展中国家投入使用,其优点在于可提高食物垃圾中资源的可回收率、同时可增加填埋及焚烧处理的生物稳定性。MBT技术的局限性则在于其不能单独作为食物垃圾处理的方式,处理不彻底[5]。
3.2 西安市食物垃圾处理方法的AHP评价
3.2.1 评价指标体系
食物垃圾处理方法的综合评价涉及到诸多因素,本文主要将其划分为四个指标作为准则层,即经济指标(主要包括垃圾处理成本、投资收益、经济效益等因素)、环境指标(主要包括环境污染程度、资源回收率等因素)、技术指标(主要包括技术可行性及管理水平等因素)和社会指标(主要包括居民满意度等因素);目标层为食物垃圾处理方法;微生物菌体蛋白固态发酵法、厌氧消化技术、机械生物处理技术三种方法作为方案层,并分别用方法一、方法二、方法三表示,建立评价指标体系[6]。
3.2.2 层次分析法(AHP)确定各层权向量及组合权向量
(1)准则层权向量及一致性检验。比较准则层是对目标层食物垃圾处理方法的影响,取两个因素和,公司做投资决策时,最看重的是技术指标,其次是环境指标,再次是社会指标,最后是经济指标。利用1-9尺度和成对比较法确定其对目标层的影响之比,全部比较结果组成以下成对比较矩阵:
调用EIG函数求出输入矩阵的特征值与特征向量。由公式:
得
随机一致性比率
由于,则可认为的不一致程度在其容许范围内,故可用向量作为准则层的权向量。
最后,利用MATLAB输出归一化后的权向量为:
(2)方案层权向量。通过查阅相关资料,三种方法对于经济指标的优越性排序为:机械生物处理技术>微生物菌体蛋白固态发酵法>厌氧消化技术,由1-9尺度和成对比较法可得矩阵:
利用MATLAB软件进行一致性检验并得到归一化后的权向量分别为:
三种方法对于环境指标的优越性排序为:微生物菌体蛋白固态发酵法>厌氧消化技术>机械生物处理技术,由1-9尺度和成对比较法可得矩阵:
利用MATLAB软件进行一致性检验并得到归一化后的权向量分别为:
三种方法对于技术指标的优越性排序为:机械生物处理技术>微生物菌体蛋白固态发酵法>厌氧消化技术,由1-9尺度和成对比较法可得矩阵:
利用MATLAB软件进行一致性检验并得到归一化后的权向量分别为:
三种方法对于社会指标的优越性排序为:厌氧消化技术>微生物菌体蛋白固态发酵法>机械生物处理技术,由1-9尺度和成对比较法可得矩阵:
利用MATLAB软件进行一致性检验并得到归一化后的权向量分别为:
(3)组合权向量。对于微生物菌体蛋白固态发酵法,它在三个准则层中权重记为向量:
,
而三个准则对于目标的权重又可表示为
,
所以微生物菌体蛋白固态发酵法在目标中的组合权向量应为向量与向量之积;同理,厌氧消化技术和机械生物处理技术在准则层中中的权重分别记为和,故方法2、3在目标中的组合权向量应分别为与向量之积和与向量之积,得
综上所述,组合权量,且通过一致性检验,所以处理食物垃圾的最佳方法为机械生物处理技术。
4 结论及建议
综上所述,将西安市的食物垃圾分为厨余垃圾和非厨余垃圾,对于厨余垃圾,由专用厨余垃圾收集桶(筒)收集,使用真空吸污泵吸入并用全封闭结构收运车运输;对于非厨余垃圾,建议高校、饭店餐余垃圾定点回收,并使用移动容器和固定容器两种方式进行回收。特别的,为全面收集街边非厨余垃圾,鼓励市民将产生于街边的食物垃圾分类放置,设立街边餐余垃圾桶对其进行专门收集,定点定向回收。最后,运用机械生物处理(MBT)技术对食物垃圾进行处理,实现其综合效益的最大化。
参考文献
[1]贾子利.北京市生活垃圾分类及处置方式研究[D].北京林业大学,2011.
[2]林丽.中国国情下厌氧消化技术处理城市混合收集生活垃圾可行性研究[D].西南交通大W,2009.
[3].农业废弃物循环利用的绩效评价及产业发展机制研究[D].华中农业大学,2014.
[4]王涛.成都市餐厨垃圾收运系统及优化研究[D].西南交通大学,2010.
【关键词】餐厨垃圾,成分,调查,对策
1前言。泔水和废弃油脂合称为餐厨垃圾,是城市生活垃圾中有机相的主要来源,产生于企事业单位、学校、农贸市场、超市以及餐饮服务行业。餐厨垃圾是城市生活垃圾的重要组成部分,南宁市餐厨垃圾占生活垃圾的50%~70%。餐厨垃圾主要成分包括米和面粉类食物残余、蔬菜、动植物油、肉骨等,从化学组成上,有淀粉、纤维素、蛋白质、脂类和无机盐。厨余的主要特点是有机物含量丰富、水分含量高、易腐烂,其性状和气味都会对环境卫生造成恶劣影响,且容易滋长病原微生物、霉菌毒素等有害物质。如何处理好餐厨垃圾成为南宁市垃圾处理的一个主要问题。
2南宁市餐厨垃圾产生量调查。随着经济的发展,人民生活水平的提高,餐厨垃圾产生量呈稳定上升趋势。依据建设部行业标准CJ/T 313-2009《城市生活垃圾采样和物理分析方法》,生活垃圾的物理成份主要分为厨余、纸类、橡胶塑料、纺织、木竹、灰土、砖瓦陶瓷、玻璃、金属、混合、其他。分选出餐厨垃圾占生活垃圾百分比,推算出南宁市餐厨垃圾产生量如下图所示。
3.2采样点
针对此次南宁市主城区餐厨垃圾成分的调查,采用实地采样方式。根据产生源不同,产生量的大小,餐饮业集中性等特点,在南宁市各城区选择具有代表性餐饮企业作为采样点,采样点体现出南宁市城区的生活饮食习惯,由此获得南宁市典型餐厨垃圾理化性质。
3.3南宁市餐厨垃圾化学成分分析结果
从表中可以看出南宁市城区餐厨垃圾中悬浮物、化学需氧量、五日生化需氧量最高,其次总氮、磷酸盐、氯化物、硫酸盐、动植物油类,硝酸盐和氨氮相对较低。根据南宁市餐厨垃圾的特点,建议采用生物柴油、厌氧发酵、蛋白饲料、湿热处理方法处理。
4处理方法
4.1生物柴油
据统计,每吨餐厨垃圾可以提炼出20-80kg废油脂,经过集中加工处理,可以制成脂肪酸甲酯类物质,即生物柴油[1]。生物制柴油是将餐厨垃圾粗加工提炼出垃圾油,其成分和植物油非常接近,可作为生物柴油的半成品原料直接用于生产。国内实验表明,用垃圾油为原料与甲醇进行酯交换反应,用浓硫酸作催化剂,可以制备生物柴油,基本符合美国的生物柴油质量标准[2]。生物柴油具有良好的环保性,使用生物柴油可使SO2等硫化物的排放量减少约30%,温室气体(如CO2)减少60%[3]。
4.2蛋白饲料化
餐厨垃圾中含有大量的营养物质,其饲料化相当合理。餐饮行业产生的餐厨垃圾可能含有多种病菌,未经处理直接饲养畜禽,会通过畜禽体内毒素、有害物质的积累对人体健康带来危害,从而造成人畜之间的交叉传染,因此,这种食物链形式隐藏着巨大的病原体转移与扩散的危险。利用生物法和物理法对餐厨垃圾进行饲料化,此方法处理餐厨垃圾的周期较短,产率高且耗能低,是一种比较理想的餐厨垃圾处理方法。目前,我国饲料化处理餐厨垃圾的技术已趋成熟。该方向上许多研究都得到显著的成果。龚仁等[4]对热带假丝酵母、黑曲霉、枯草芽孢杆菌、解脂假丝酵母在经处理后的餐厨垃圾上混合发酵,将餐厨垃圾转化为生物活性蛋白饲料的工艺条件进行了试验研究。得到其试验最佳工艺条件为:以2:2:1的黑曲霉、热带假丝酵母、枯草芽孢杆菌为混合菌剂,接种量1%,添加1.5%尿素,30℃发酵48h后晾晒烘干,所得生物蛋白饲料粗蛋白、粗脂肪、灰分、粗纤维、水分含量分别为28.57%、2.16%、1.27%、2.09%、15.73%,且有酒香味,适口性好[5]。
4.3湿热处理
湿热处理是在含水环境中通过热水解反应处理餐厨垃圾,使其结构和性能发生物理化学变化,促进固体脂肪溶出的方法。反应完成后,上层为甘油相,下层为固体相。固相可通过过滤后处理,最终可制成饲料或肥料,而上层油脂也可进一步回收利用。与其他方法相比,它不仅实现了资源化,而且更容易实现消毒灭菌[6]。
4.4厌氧发酵
目前餐厨垃圾的厌氧发酵处理,主要是厌氧产氢和厌氧产生甲烷。氢气和甲烷都是清洁能源,燃烧不带来二次污染。利用餐厨垃圾厌氧发酵产氢和甲烷成本低廉,是实现餐厨垃圾处理的无害化、减量化、资源化,被认为是最有发展前景的处理技术之一。厌氧发酵被普遍认为是一个3阶段的复杂反应过程,即水解阶段、产氢乙酸阶段和产甲烷阶段。厌氧发酵是利用微生物参与反应过程,厌氧发酵的菌种主要有肠杆菌属、梭菌属、埃希氏肠杆菌属和杆菌属4大类[7]。
5结论
目前,国内外对餐厨垃圾处理的方法有焚烧、堆肥、湿热处理、生产生物柴油、蛋白饲料、厌氧发酵产氢处理等。我国餐厨垃圾的含水率较高,影响生活垃圾总体低位热值,燃烧不充分,二恶英等二次污染严重,此外焚烧还会产生氮氧化物、二氧化硫等有害气体、粉尘、废水都很难有效控制,因此不适合采用焚烧方法。
堆肥化是好氧生物处理技术的一种。餐厨垃圾堆肥有着重大难题和缺陷,餐厨垃圾含水率高,易腐烂,颗粒机械稳定性差,需要大量填充剂调理含水率,造成预处理附加成本高,设备效率低。此外高含水率影响堆肥的升温,难以达到消毒灭菌的效果以及有机物的高速降解,同时餐厨垃圾中含有的大量油脂和盐分影响微生物对有机物分解速率以及堆肥的品质。
根据南宁市餐厨垃圾的特点,建议采用生物柴油、蛋白饲料化、厌氧发酵、湿热处理方法处理比较合理。
参考文献:
[1]谢炜平,邹原,梁彦杰等.餐厨垃圾资源化技术现状及研究进展[J].环境卫生工程.2008(2):43-45,48
[2]符太军,纪威,姚亚光,等.生物柴油的制取及其在柴油机上的试验研究[J].拖拉机与农用运输车,2006(1):53-54,58.
[3]张恬,袁银南.生物柴油的环境效益与社会经济效益[J].能源环境保护,2005,19(2):l6-1
[4] 龚仁,宋鹏,陈五岭。餐厨垃圾发酵生产生物活性蛋白饲料的工艺研究[J].饲料工业,2009,29(24):39-42
[5]廖燕.环卫科技网2011,6,21
关键词:物联网;餐厨垃圾;GIS;GPS
中图分类号:TP208 文献标识码:A 文章编号:2095-1302(2013)05-0073-03
0 引 言
中国每年清理的生活垃圾近1.6亿吨[1],其中餐厨垃圾约占70%。随着城市经济的不断发展和人口的不断增长,餐厨垃圾产生量还会持续上升,如果处理不慎,很容易被不法分子利用,危害极大。近年来,政府部门高度重视餐厨垃圾管理工作,制定并实施了相应的政策、措施。例如,北京政府公报提出:“2015年,餐饮服务单位餐厨废弃油脂回收处理实现规范化运行,规范收运率达到100%”[2];目前,上海市也已经建立一定规模的餐厨垃圾回收处理体系,实现了提炼生物柴油的技术[3]。
可见,虽然在部分大城市中对餐厨垃圾的回收处理产生了一定的效果,但处理能力明显不足且缺乏全面系统的全过程监管。就此,本项目拟利用当前应用较成熟的物联网技术(RFID技术)[4]以及无线通信技术,将两者结合应用于餐厨垃圾科学管理中,从而研发一种新的餐厨垃圾管理业务模式并予以实施。但本项目并不是针对餐厨垃圾处理的整个环节,而只是力图解决餐厨垃圾充分回收和全程监管的这个关键步骤,通过管理手段、技术手段和经济手段创新并行,予以解决。
1 管理模式
利用物联网技术,在指挥中心、工商、税务的多部门协同条件下,针对餐馆饭店的餐饮企业产生的餐厨垃圾的收集及运输环节进行全方位的管理。具体参考如图1所示。
1.1 收集管理
通过政府制定法律法规,餐饮单位必须安装油水隔离池、油水分离器等设施,每天定时、定量、定人、定责任地把餐厨垃圾通过油水分离器分离、提取,不能私自倒卖提取出的废油脂。必须将废油脂装到专门的定量筒里,回收前采集定量筒信息和称重信息,然后由指定的处理厂回收处理。利用物联网技术,主要通过RFID标签进行餐厨垃圾回收中的回收量管理。
图1 多部门餐厨垃圾协同管理方案
即便如此,仍有一部分餐厨垃圾会流入地下管道,为防止不法分子从地下管道中获取地沟油,可以在餐饮单位输出餐厨垃圾相关的管道井盖上安装位置传感器,开启这些井盖需要授权。如果有人私自开启,位移传感器就会立刻报警,并将井盖的位置信息发送到指挥中心的系统管理平台上。
1.2 运输管理
垃圾从餐厅、厨房中出来后,仍然可能人为地从运输过程中获取其中的油脂,进行违法处理行为,所以运输过程也应予以严格的管理。其整体监管流程如图2所示。
借助GPS的导航功能[5],可以很好地定位车辆的位置。在垃圾称重,装上车后,便可对车辆的轨迹进行跟踪,采用GPRS无线传输将车辆的路径实时传入指定的监控中心,对车辆予以实时的跟踪。
图2 运输过程的监管流程
这样,在车辆行进中进行GPS实时定位监控,就可以规定垃圾车按指定的路径运输。如果没有按指定的路径运输或途中逗留时间过长,则系统管理平台将会自动报警,并由相应的人员进行调查,看一下是否有违法行为发生。不法分子就比较难接触到垃圾了。即使有人动过垃圾,很可能就可以反应到车辆的行驶路径上来(如:停的时间太长,路线与常规不符)。
2 软件平台研发
根据电子标签的餐厨垃圾处理的业务模式,本设计主要涉及两部分关键技术的研发工作,即餐厨垃圾管理平台和数据采集客户端。
2.1 餐厨垃圾管理平台研发
餐厨垃圾管理平台是综合性的管理系统,是项目重要研发项目之一。平台采用三层体系结构,其总体架构如图3所示。
餐厨垃圾管理平台负责餐厨垃圾回收各流程阶段的动态监管、与工商和税务等部门的协同操作、餐厨垃圾处理相关设施和相关部门的管理功能,并提供跟项目有关各种信息统计分析等功能,其主要功能包括以下5个部分。
2.1.1 基础GIS(Geographic Information System)系统
该管理平台充分利用GIS系统的地理数据管理和分析功能,并结合物联网,将会大大提高对餐厨垃圾管理的效率和灵活性。
2.1.2 GPS搜索定位系统
该部分主要是对餐厨垃圾管理的运输环节进行动态监测,将在电子地图上显示垃圾运输车的实时位置和路径,并实时进行空间分析。如果运输车的实时位置超出了规定的行驶路线,则系统开始报警并将该运输车的实时位置和错误的行驶路线在电子地图上以不同的颜色显示或高亮显示出来。图4所示是运输过程的GPS动态监控图。
图4 运输过程动态监控
上述不合理的情况出现后,可安排管理人员进行调查,以防不法行为的发生。
2.1.3 无线网络传输系统
图5所示是本系统的通信模式图。图中,每个垃圾筒上都配有无源RFID标签,餐厨垃圾回收人员通过手持PDA进行数据采集,每一辆餐厨垃圾的运输车上都配备GPS接收机,运输过程中采集车辆的实时位置。最终这些数据将通过GPRS无线网络实时传送到餐厨垃圾管理平台,实现对餐厨垃圾回收过程的动态可视化管理。
图5 通信模式
2.1.4 异常分析和动态管理
异常情况分析和动态应急管理是该系统平台的核心内容之一。系统平台运行过程中,根据动态变化的数据进行异常分析,根据系统的自动分析,列出可能出现的异常情况,能够及时向管理人员发出报警信息。借助系统平台的任务管理功能,从而实现动态监管。
2.1.5 多部门的协同操作关系
餐厨垃圾管理平台可以直接从工商部门调用餐饮单位或餐厨垃圾处理厂的营业资格和营业额信息,并从税务部门调取各企业的纳税情况等信息,根据这些信息可以为餐饮单位产生的餐厨垃圾量进行估算,以便发放适量的垃圾筒,为餐厨垃圾车制定适当的运输路线。
工商部门和税务部门都可以获取餐厨垃圾相关数据的统计,可以将餐饮单位对餐厨垃圾的处理情况作为工商部门对营业资格审核、税务部门对纳税额度审核的一个参考标准[6]。通过共用一个平台实现数据共享,最终达到多部门的协同管理。图6所示是一种多部门协同操作图。
图 6 多部门协同操作图
2.2 数据采集客户端研发
该客户端负责餐厨垃圾回收数据的实时采集,主要基于手持PDA研制,充分利用原有设备功能,主要功能有电子标签识别、统计记数、数据上传等。
2.3 搭建多部门数据交换平台
搭建多部门的数据交换平台实际上就是在不同架构的数据库管理系统中的数据共享和传输,需要保证以下三点:一是明确数据在数据交换平台上传输的交换格式并转换成统一的传输协议进行传输[7];二是明确各部门在数据交换平台上的权限问题;三是数据交换平台的安全性。
数据交换平台将各个部门的基本需求、各个部门提供的安全平台提供的安全机制、数据存储层与应用层的有效隔离有机地结合在一起,使餐厨垃圾管理系统平台和各部门的应用系统与其底层的数据结构与存储方式无关。各部门应用系统和餐厨垃圾管理系统平台与数据交换平台相连,通过数据交换平台来实现数据共享和路由[8]。这种连接方式实现了数据的无缝交换和共享访问,保证了各业务系统的有效协同,同时又能保证各应用系统的相互独立性和低耦合性,从整体上提高了系统运作效率和安全性。
3 结 语
本文着力于解决在城市餐厨垃圾管理中的多部门协同参与以及相应的技术性问题,其方法是一方面充分调动城市相关管理部门的职能,另一方面利用物联网和地理信息系统等先进的科学技术手段,来辅助和完善餐厨垃圾管理系统的建设。事实上,城市生态环境建设与政府、企业和个人都是息息相关的,需要政府、企业和个人的共同努力。
参 考 文 献
[1] 侯宇轩, 盘雨宏.2012-2016年中国垃圾处理行业投资分析及前景预测报告[R].中投顾问,2011.
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[4] 李海荣, 宋小虎, 陈永辉.移动通信与射频识别一体化技术在物联网手机设计中的应用[J].科技风,2011(22):126.
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[6] 乔瑞红, 仇淑平.新编企业税务[M].北京:经济科学出版社,2010.
城市生活固体废弃物主要指在城市日常生活中或者为日常生活提供服务的活动中产生的固体废弃物,即城市生活垃圾,主要包括居民生活垃圾、医疗垃圾、餐厨垃圾、建筑垃圾等。其无害化消纳处理已经成为我国大中城市面临的紧迫问题,垃圾围城、二次污染、处理能力不足、技术落后、规划选址难等问题亟待解决。
近年来,建设城市生活垃圾综合处理园区,建成集节地、节能、环保、循环等先进工艺技术的综合平台,提高生活垃圾减量化、资源化、无害化水平,对上述问题给出了一个解决方案,即在一个具有一定规模的园区内集中处理,同时做好园区排放达到环保要求。这便于形成规模效应,集中控制环境污染,节约土地资源和提高能源利用率,有利于资金、技术、项目的整合联动,形成产业链条发展格局,有利于实现固体废物处理设施间能流与物流的合理调配,形成循环利用机制[1]。但如何在园区内充分做好污染控制、资源再生、循环利用、经济效益最大化,是值得研究和探讨的课题。2008年以来,北京市朝阳循环经济产业园在规划建设、运营管理、资源循环利用、经济效益分析等方面进行了大量研讨,从而总结出一套利用循环经济思想建设管理城市大型固体废弃物综合处理园区的理论体系,对其他循环经济产业园的建设管理具有借鉴意义。
一、固体废弃物处理园区发展循环经济的重要内容和基本原则
大型固体废弃物处理园区建设以各种固体废弃物处理项目为主要内容,各项目建设和运营所需要的水、电、气、热无疑是园区内最大的能源消耗,是园区管理成本的最大支出。因此,以处理城市固体废弃物无害化、减量化、资源化为原则,以节能环保、降低消耗为目标,通过对各项目之间水、电、气、热等资源进行整合重组,实现各项资源的循环利用,从而成为大型固体废弃物处理园区建设的重要内容[2]。
(一)以资源投入最小化为目标的减量化原则
减量化原则针对的是输入端,旨在减少进入生产和消费过程中物质和能源流量,对废弃物的产生,是通过预防的方式而不是末端治理的方式来避免。城市固体废弃物生活垃圾的处理也应该遵循此原则,因此在园区规划建设上要考虑垃圾的前端减量,通过机械分选再次对垃圾进行分类,从而达到分类处理、资源利用的目的。对于垃圾分类设施的建设要充分考虑节能及有效性,避免过度分选,造成其他能源的浪费。
(二)以废弃物利用最大化为目标的再循环原则
针对垃圾处理链条中各个环节,在通过物质能量换算后,对分选出的物质及处理过程中的产物进行最大化的再利用,应采取设施间的精密分工和高效协作,加大废弃物的转化效率,实现资源使用效率最大化,同时注重成本,关注经济效益。
(三)以污染排放最小化为目标的资源化原则
通过对固体废弃物生活垃圾的多次回收利用和资源闭合式良性循环,实现废弃物的最小排放。资源化原则是输出端方法,能把废弃物再次变成资源以减少最终处理量,也就是我们通常所说的废品回收和综合利用。与资源化过程相适应,应增强再生物的再利用意识,促进整个循环经济的实现。
二、规划建设固体废弃物处理园区
(一)利用经济学区域发展与区域协调理论制定园区发展规划
首先,要明确园区的基本定位、基本功能和职责,因为固体废弃物的范围很广,园区不可能全部接纳处理,而且环卫行业的固废处理园区不同于工业园,主要是以处理消纳城市产生的固体废弃物生活垃圾、医疗垃圾、餐厨垃圾、建筑垃圾等,园区的规划应该围绕以建设处理这些垃圾的设施及避免二次污染的环保设施为主,同时充分考虑设施间物质、能量的相互利用,综合处理减少排放,建设好公共基础设施。所以循环经济园区规划实施方案应当优先符合“循环经济”的项目建设;考虑区域环境容量,优先环境污染小的项目建设;坚持“整体优先”原则,分析园区内部物质流、能流平衡;坚持“生态优先”原则,设置园区缓冲带。
根据经济学区域发展与区域协调理论,制定了北京市高安屯循环产业园区发展规划。图1为发展规划中园区核心规划图。制定发展规划前,首先明确该园区的功能定位。作为市政部门归口的园区,其定位是:以处理城市日常生活中产生的固体废弃物,即城市生活垃圾为主的综合资源化处理园区。
规划分核心区(图1)和周边地区规划(图2),核心区主要以城市固体废弃物生活垃圾处理设施及其配套环保设施建设为主,周边地区规划在核心区周围,分别规划能源产业区、绿色产业区、环保产业区、科教产业区,按照“分区布局、一区一业”的总体思路,构建“四区四业”产业体系。园区的发展规划项目设施注重节能低碳、资源循环利用及社会经济效益,明确“固体废弃物综合资源化处理中心”为园区发展主体和功能定位,为此,要着重建设发展核心区,核心区内规划了19个建设项目,其中8项为基础设施类,主要为:垃圾卫生填埋场、垃圾焚烧发电厂、医疗垃圾处理厂、餐厨垃圾处理厂、生活垃圾综合处理厂、物资回收中心、建筑垃圾处理厂、 园林垃圾处理厂、 东北热电厂。这8项设施发挥着处理城市固体废弃物生活垃圾的主要功能,是园区的核心设施,是产业链的节点和主线,应优先安排进行建设。
(二)利用经济学供需平衡的原理规划园区内的处理设施能力
园区将机械分选、卫生填埋、焚烧发电、生物处理、综合利用等集中优化设计,形成完整封闭的循环处置链,这就要根据区域内接收的垃圾量,结合不同的处理方式建设各种固体废物处理设施,要结合经济学供需平衡原理,做到区域内物质总量平衡。避免造成个别设施处理能力不足或过剩。因此,园区要根据处理的流程,规划设计总体物流供需流程图,保证供需平衡。可根据进入园区的原生垃圾、餐厨垃圾、绿色垃圾、医疗垃圾的数量,分别计算出分选中心、物资回收中心、焚烧厂、填埋场、餐厨处理厂、有机垃圾处理厂、医疗垃圾焚烧厂、渗沥液处理车间等处理设施的日处理量,以及每日产生水、电、沼气、肥料的数量。从而为垃圾处理设施建设和资源利用提供基础数据,避免以前传统垃圾处理设施建设单一、能力不足或过剩闲置,缺少相互协作,占地面积大,环保设施重复建设,污染控制分散,居民反对强烈的不利因素。
(三)根据循环经济资源利用最大化原则建设园区内循环利用基础设施
“垃圾是放错位置的资源”,该种说法虽然还有所争议,但也说明垃圾经过分选和有效处理是可以变为资源的,垃圾通过分选可以得到金属、塑料、橡胶、木材等物质,属于可以再利用的资源,所以园区内的各处理设施在建设时要充分考虑资源的二次利用,甚至三次利用。按照循环经济资源利用最大化的原则,在建设好核心区固体废弃物处理基本设施同时,要重点建设开发循环利用类设施。这样才能将基本设施的各个节点和环节串联起来,使之在处理过程中产生的废水、废气、废渣、余热及处理的后产品,作为下一个环节的原料和能源加以利用,真正做到园区内的物质、能量的综合循环利用。
为此,高安屯循环产业园区规划设计了循环利用类项目7项:填埋气发电并网、填埋气循环利用、雨水利用、电力综合利用、餐厨垃圾菌剂生产车间、污水处理综合利用、余热利用。这些项目主要是利用垃圾填埋的有机物产生的沼气发电;垃圾焚烧产生电能及热能加以利用,电能主要是输入电网和生产生活自用,热能用于园区供暖、生物菌剂的生产及垃圾的脱水处理等;污水经过处理与收集的雨水一同用于洗车、降尘、绿化;对于餐厨垃圾、绿色垃圾,根据其有机质含量高的特殊情况,通过高温耗氧及厌氧发酵使其产生沼气和肥料加以利用;焚烧产生的废渣用于制砖和修路等等。通过项目的整合、技术运用,使资源在园区内实现高效利用。
综合处理园区的建设避免了传统垃圾处理仅仅以处理掉垃圾为目的,忽略资源的再利用、工艺再开发及环境的综合保护,为设备研发、技术引进、资金投入、管理创新创造了新的环境和平台。
(四)效益分析
1. 经济效益
通过园区整体规划和加强循环经济类项目建设,大大提高了园区经济性,2012年高安屯循环产业园区经济效益为27790.66万元,在没有完全形成综合处理园区时的2009年经济效益为-136.09万元。其中,填埋气及垃圾焚烧发电上网出售、菌剂、物资回收等项目的经济效益对扭转经济效率起了关键作用。
2. 环境效益
通过园区科学的规划,建设综合处理厂、焚烧厂、餐厨垃圾处理厂,可明显减少填埋中有机物含量,减轻填埋场对环境的污染。
通过预处理可明显减少单位热能转换所释放的污染物,根本解决原生生活垃圾直接入炉燃烧,因热值不稳定造成的燃烧工况不稳定的状态,从而减轻焚烧污染物的产生与释放,降低烟气控制的难度。预处理阶段垃圾物料减量,使处理单位原生垃圾产生的飞灰量明显减少,减轻对环境的二次污染,具有明显的环境效益。
3. 社会效益
循环经济园建设集成了生活垃圾预处理系统、焚烧系统、餐厨垃圾处理系统、灰渣再利用系统等,使固体废弃物处理系统总体向良性循环方向发展,为彻底解决城市固体废弃物的处理处置,有效控制环境污染提供了切实可行、快速有效和可持续发展的技术解决方案。
总而言之,循环经济不是单纯的经济问题,也不是单纯的技术问题和环保问题,而是一项系统工程。实施循环经济不仅要注意成本、资金要素,而且还必须注意连接物质、能量循环利用在时间——空间配置上的可能性和合理性[3]。因此,在一定区域内处理城市固体废弃物,形成循环经济,必须综合考虑和缜密策划,从而实现固体废物处理设施间能流与物流的合理调配,实现循环经济理念在产业园区的应用与实践。
参考文献:
[1]《国务院批转住房城乡建设部等部门关于进一步加强城市生活垃圾处理工作意见的通知》.国发〔2011〕9号.
关键词:城市垃圾 填埋 焚烧 堆肥 对策
中图分类号: R124 文献标识码: A
《中国城市发展报告2011》中指出,中国的城镇化历史性地首次超过50%,城镇人口数量激增,垃圾产生量随城市人口的不断增长而呈稳定上升趋势。城市生活垃圾作为一个严峻的环境问题,已摆在城市管理者的面前,“垃圾围城”成为城市管理者们十分头疼的问题。
一、城市生活垃圾处理的现状
目前我国平均每人每天产生0.8-1.1kg垃圾,并且每年仍以8%~10%的速度增长,全国主要城市每年产生生活垃圾2.0×108吨左右。预计到2030年将会达到4.09亿吨,到2050年将达到5.28亿吨。历年累积堆存的城市生活垃圾总量更是高达70亿吨,全国月三分之二的城市被垃圾围城。[1]
目前国内的垃圾处理行业整体仍处于无害化处理的初级阶段。到2010年底我国城镇生活垃圾无害化处理率已达63.5%,其中进行集中卫生填埋、焚烧、和堆肥的百分比分别为77%、18、和5%(注:占无害化处理总量的百分比)[2]。
(一)卫生填埋
卫生填埋长期以来被我国大多数城市作为处理垃圾的首选方式。随着城市的扩容,城市人口剧增,这一路线越来越难以为继,以寸土寸金的北京为例,目前常住人口已超过2000万,本来土地资源就紧缺,然而90%的生活垃圾还要依靠填埋解决,每年约占用500亩土地。
在广州,填埋方式处理生活垃圾的比例高达90%,早在2011年2月,广州市城管委就消息称,新增生活垃圾卫生填埋场已经用尽1.8亿立方米。广州最大的兴丰生活垃圾填埋场,实际进场垃圾量高达每日6970吨,几乎为设计处理能力的3.5倍,这个填埋场设计使用寿命到2024年,按目前的形势,到2014年就会因填满而封场。[3]
在新疆乌鲁木齐,大浦沟固体废物综合处理场的生活垃圾填埋场10年填埋城市垃圾的总量达600多万吨。按照这个速度递增,填埋年限会大大缩短[3]。
(二)垃圾焚烧
在土地资源日益稀缺的今天,特别是在人口密集、垃圾量产生量大的城市地区,填埋方式受到越来越多的限制。国务院在2011年4月25日批转的《意见》中明确称,土地资源紧缺、人口密度高的城市要优先采用焚烧处理技术[4]。
目前在我国,公众对垃圾焚烧项目抵触情绪很大,尤其是焚烧场周边的居民,普遍担心焚烧带来的二次污染。近年来,许多地方因为垃圾焚烧项目的选址、开工引发了大规模的。2009年广东番禺居民反对垃圾焚烧发电厂兴建的风波吸引了众多中外媒体的跟踪报道。截止到2012年10月20日,因垃圾焚烧项目引发的经中外华文媒体报道的总计23件。
公众对垃圾焚烧的担心主要在于二英这种致癌物质。实际上我国目前的技术已经能够达到垃圾燃烧后每立方米空气二英含量不超过0.1纳克这一欧盟的排放标准。2014年4月9日,环保部原则通过新的《生活垃圾焚烧污染控制标准》。由原来的1纳克每立方米空气提高至0.1纳克每立方米空气,实现了与国际接轨。垃圾焚烧处理厂要想被公众接受,仅靠成熟的技术控制二英的排放还是不够的,还需要及时向公众公开项目的建设和运营的真实情况,以消除公众的顾虑和恐慌。
尽管对垃圾焚烧的争议一直存在,但国内垃圾焚烧发电的比例却是逐年上升。对于垃圾焚烧首先要求进行垃圾分类。垃圾分类的目的一是减少厨余垃圾,降低垃圾的含水量,提高燃烧效率和焚化炉温度以降低二英的排放(研究表明,二英等物质在850℃以上的高温条件下停留超过两秒即可分解);二是减少垃圾中的有毒有害物质和重金属的含量,以减少大气污染物的排放。
(三)垃圾堆肥
垃圾堆肥是处理厨余垃圾和庭院垃圾以及其他可被生物降解利用垃圾的最好方式,处理垃圾时可减容70%左右。堆肥法对垃圾分类要求较高,但我国垃圾分类做的不到位,堆肥处理场的运行费用较高、肥料销路困难等原因导致堆肥处理垃圾占总处理量的2%以下。
2011年3月,国务院常务会议提出到2015年全国城市垃圾无害化处理率达到80%以上,50%的设区城市初步实现餐厨垃圾分类收运处理目标。到2015年全国范围要有超过200个城市建设餐厨垃圾处理设施。广州市计划到2015年实现餐厨垃圾分类处理率达到90%,无害化处理率达到100%。
无论是垃圾焚烧还是垃圾堆肥都要求首先进行垃圾分类 。2000年6月,建设部确定北京、上海、南京、杭州、桂林、广州、深圳、厦门等8个城市为垃圾分类收集试点城市。但由于种种原因,8个试点城市的垃圾分类工作大部分都没有取得明显成效。一项调查显示,垃圾分类之所以很难推行,受访者眼中的最重要原因是“人们难以养成垃圾分类的习惯(63.6%)。其他原因还有:政府不重视(62.1%);政府投入不够(61.4%);分类标准复杂,很难掌握等。
垃圾分类处理,这不单是环保、环卫部门的工作,它体现了一个社区、一个城市的综合管理水平,需要多部门的配合和社区、城市中所有公民的参与。
二、城市生活垃圾资源化发展的对策
从多年的实践以及各地的探索中,我们可以看到,要解决“垃圾围城”问题,就必须对垃圾进行全过程管理,逐步发展城市生活垃圾资源化产业。
(一)提倡简单生活,杜绝过度包装
从源头开始,提倡简单生活,杜绝过度包装、过度消耗的生活方式,既能节约资源又能使垃圾的总量降下来。
(二)加强城市生活垃圾的分类回收
城市生活垃圾分类回收是实现城市垃圾资源化的重要前提。城市管理部门要广泛宣传,让市民明确垃圾分类收集的意义、义务和标准,利用市场机制来激励市民进行垃圾分类收集,调动全体人民的积极性和能动性。在这方面,可以借鉴发达国家有效方法和制度。
(三)逐步完善城市生活垃圾处理收费制度。
完善城市生活垃圾处理的收费制度的关键是建立符合市场经济的有效运行机制。通过这种经济刺激手段,可以使垃圾产生者承担部分环境外部费用,增加市政垃圾资源化处理经费,提高城市居民的环保意识,迫使他们通过回收再利用等方式减少城市生活垃圾的产生量,推动城市生活垃圾的资源化处理。
(四) 做好垃圾处理的末端监管
对各种垃圾处理场要加强监管,要让处理处置过程按照标准规范进行,同时加强信息公开,避免公众将垃圾处理“妖魔化”。
相信在政府及公众对垃圾问题有了痛感与压力之后,综合整治会逐步化为现实,“垃圾围城”问题会逐步得到解决。
参 考 文 献
1 魏国忠.我国城市垃圾处理近况及应对措施[J].中小企业管理与科技(上旬刊),2010,9(3):32-33
2 别如山 ,宋兴飞,纪晓瑜,陈佩,刘茜茜.国内外生活垃圾处理现状及政策[J]中国资源综合利用,2013,(9):33
3 郑大成.突破“垃圾围城”的艰难探索[J].环境,,2013,(9):14-15
关键词:总平面布置,固体废物,循环经济园区
Abstract: in this paper recycling economic principle as the foundation, with the solid waste treatment based on present situation, this paper introduces how to use the circular economic theory, combined with the natural condition, logistics conditions and all kinds of solid waste treatment plant concrete, the total plane design. Paper around the design idea, first the park pollution control distribution; And then all pollution control internal surface decorate; After considering the functional partition and topography, the road network, pay attention to the understanding of the nature. Finally, the comprehensive analysis of the general layout, the network, turkmen, vertical, pipelines, etc, the rationality of the design, choosing the optimum scheme to achieve unified planning, rational layout, economic security requirements, and the use of a belt and local wind characteristics, adjust the layout, minimal impact to surrounding environment, and strive to design a neat, comfortable, a rhythm solid waste park general layout.
Keywords: general layout, solid waste, circular economy park
中图分类号: X7 文献标识码: A 文章编号:
一、固废园区的总图场地特点分析
固废园区属于工业建设项目类型,具有场地适应生产工艺流程的需要、场地占地大、交通运输复杂、运输方式因工业种类各异、项目建设周期较长的特点;又根据处理垃圾的特点(气味浓重、原料腐蚀性大、防污染标准高等),各设施除了要满足工艺布局的合理性之外,总图布置还要通过分析总图要素的特点,最大限度控制污染程度。另外,对于医疗垃圾、粪便处理、生活垃圾填埋场、焚烧厂、电子垃圾处理厂等这些都应该布置在远离居民区的位置,因而大多固废园区布置,都在坡地或山区等不宜居住的位置。这样就存在地形起伏较大,建筑布置受到限制,道路布置也受限制,需要处理高差问题,土方量较大,支挡构筑物较多,工程量较大的问题。
二、固废园区总图布置方法
总图专业是一个人人可以有问题的专业——业主、设计院领导、其他专业同事、施工队等等,那么这就要求我们总图设计人员每画一笔,每一个建筑单体的位置、每条道路要素的确定等都要有理有据,不可凭空而来。也就是说,比如业主要修改某一建筑单体的位置,总图设计人员要说出为什么要放在这里,有什么好处,说服业主,让业主理解设计人员这样布置是有理由的,是综合考虑过的。
我们知道总图是项目前期和业主交流最频繁的专业,那么前期如果反复修改(5次以上),业主就会对我们的设计水平有个疑问,这样对后期其他专业介入不经意间设置了障碍。因此,固废园区总图设计首先要做到的是有理有据!
通过对已建成固废园区的总平面布置优劣势分析和场地特点的总结,我们就可以“去其糟粕,留其精华”的对固废园区做出现阶段较合理的总平面布置了。下面将开始总结总图布置的方法和步骤:
1、园区单项处理设施的确定
完整的固废园区应该包括以下设施:
生活垃圾卫生填埋场、生活垃圾焚烧发电厂、医疗垃圾焚烧厂、飞灰固化厂、污泥处置厂、炉渣及建筑垃圾制砖厂、餐厨垃圾处理厂、粪便处置厂、渗沥液处理厂、电子垃圾处置中心、光伏发电厂、填埋气体发电厂、生活垃圾综合处置技术预留基地、环卫设施(环卫停车厂等)、园区综合服务中心。对以上设施的工艺流程关系见图3-1:
图3-1固废园区污染区工艺循环关系图
2、各设施布置的方法
通过关系图我们知道,生活垃圾可以直接进填埋场或进焚烧厂进行焚烧,焚烧之后的余热要供污泥处理厂和餐厨垃圾发酵制肥料,而产出的炉渣、飞灰要和建筑垃圾结合起来制砖,而产生的沼气要进行收集再利用。最后没有利用价值的残渣进填埋场进行填埋。对于电子垃圾要单独处理,处理时产生的废水汇入填埋场调节池,一起由污水处理站进行处理,处理后的中水进行园区绿化浇灌和道路降尘等。
(1)污染区总平面布置方法
首先,我们知道填埋场是需要库容的,最好选择在天然沟谷处,这样填埋场的位置基本可以确定。其次,焚烧厂占地是除填埋场之外,最大的用地面积,因而在填埋场确定位置之后,就要选择焚烧场的位置了。从关系图中得之焚烧厂和其他小厂也存在原料和热能供应关系,那么在布置焚烧厂的同时,也要考虑这些附属小厂的位置。一般的情况下,填埋场占用了沟谷,沟顶都会有一部分位置可以利用,尽量布置在红线边缘,再根据风玫瑰图,将焚烧厂布置在填埋场最小风频风向的下风侧,最好也能满足焚烧厂纵轴能平行于常年最大风频风向或有小夹角,这主要是为了避免穿堂风增加焚烧炉的热损失。同时除了大气气候对其的影响之外,也要考虑到焚烧厂有烟气产生,注意地形地貌等因素造成的局部地方风对布置的影响。比如,XX市的焚烧厂,处于静风率较高且伴有逆温层的群山封闭的盆地,该厂产生的烟气基本排不出来,之后总图专业把污染厂集中布置并与清洁区加大间距,中间大面积绿化隔离带处理,要求工艺专业做了烟气口加高的措施。再次,要求餐厨和粪便处理厂最好布置在一起,因为二者气味和处理工艺类似,也可以一起做绿化隔离。污水处理厂要离调节池和餐厨近一点,因为餐厨和填埋场是主要产生污水的地方,可以减少各种管线的使用长度。另外,对外交通较多的工厂要尽量与进场道路相邻(焚烧和填埋可以考虑尽量外移),处理量较少的工厂(比如医疗、餐厨、粪便等)可以内移。
(2)洁净区总平面布置方法
洁净区指综合管理中心,包括宣教中心、园区办公服务中心、环卫车辆停车场、固废试验中心、食堂、职工宿舍楼等。
洁净区的布置首先应与污染区分成两片区,中间用高大的抗污染常绿树种隔离布置;其次洁净区应布置在最小风频方向的下风侧,尽量远离火灾危险性较大的焚烧厂和医疗垃圾处理厂。再次,本区布置最好加强景观绿化布置,因为周边环境问题,此处又是整个园区员工下班后的主要活动场所,所以景观绿化做不好,会影响整个园区的形象。
(3)两区布置的共同需要注意的问题
不论是否是污染区,为了利于自然通风、改善工作条件,在平面布置上,除焚烧厂外, 均宜与夏季盛行风向垂直。布置时要考虑到土方工程量、竖向布置、管线等情况。不能一味的满足平面要求而忽略了竖向设计,致使大面积开挖土方,造成山体稳定性下降,道路护坡工程颇大等不经济情况。
考虑到要预留发展空间的问题,对于焚烧厂,填埋场这类大型设施,最好在其附近备好二期发展用地。而对于餐厨垃圾、建筑垃圾等小型设施,直接在厂房内留有一条到两条生产线即可,生产线未上之前,厂房内空间可做临时物料堆放区使用。
结论
总平面布置是一门技术性、经济性都很强的综合性学科,涉及的知识面广,联系的部门和专业多,遇到的矛盾错综复杂。这就要求总图设计人员在总平面布置时,综合分析,统筹兼顾,合理安排,多方案比较,择优选用。
参考文献
[] 静脉产业类生态工业园区标准(试行)HJ/T275-2006
[2] 工业企业总平面设计雷明 山西科学技术出版社 第5页
中国高速的城市化进程带来了大量的城市垃圾,其数量已经开始挑战许多城市的垃圾处理能力。以北京为例,各种生活垃圾以每年8%的速度增加,2008年日产垃圾1.84万吨,预计2012年全市垃圾生产量将达日均2.5万吨,2015年突破日均3万吨,届时,北京现有的垃圾填埋场将全部满负荷运转。显然,垃圾填埋等传统的处理方法已经无法应对急剧增加的城市垃圾,并且垃圾填埋本身也面临着环境污染、经济效益低下等问题。然而,事实上,垃圾并非“有百害而无一利”,只要善加利用,垃圾处理中也蕴藏着巨大的商机。美国的“再生银行”和“酷地毯”,以及中国的嘉博文,均以垃圾为载体,构建起多方获益的商业模式,变废为宝,不仅解决了垃圾过剩对环境的威胁,同时也为各自找到了一条独特的生财之道。
“再生银行”:变垃圾为积分
“再生银行”(Recycle Bank)是美国一家垃圾回收公司,它构建了一个全新的商业模式,让居民、商家、政府等利益相关方和企业身处同一个利益链条,实现共赢。从2003年回收美国费城的垃圾开始,“再生银行”的业务迅速扩张,促使美国21个州的城市垃圾回收率翻了一番,同时还把这项计划推广到了英国;而在每个实施该计划的城市,市民的参与率也从最初的个位数增长到目前的超过90%。据其官方网站披露,垃圾回收的计划每年为各地政府节约了数千万美元的垃圾填埋费用,拯救了400多万棵树木,并节约了数百万加仑的汽油。而“再生银行”的环保性质,使投资其中的企业或机构不仅能获得可观的经济收益,同时还能树立正面的企业形象,这使它在融资上具有相当大的优势。迄今,“再生银行”除了获得三轮总额超过7000万美元的注资以外,还吸引了可口可乐的加入。
“再生银行”的模式并不复杂,首先向参与该项目的居民提供垃圾桶,其中一个专供类似树枝等绿色垃圾,另外一个则用来投递混合垃圾。最核心的部分在于,每个垃圾桶的底部都装有电子标签RFID,而垃圾回收车的卡车尾部则装有一个RFID检测装置,当垃圾箱被清空时,就能自动获取居民的ID信息。与此同时,当卡车将垃圾箱提起时,吊杆上配备的“再生银行标尺”则会为回收的垃圾称重,并记录和存储相关数据,最后再带回回收工厂分类整理。而每户居民的垃圾重量则会由“再生银行”的系统转化成积分,居民投递的可回收垃圾越多,能获得的积分也就越多。而这些“回收”来的积分如今可以在包括可口可乐、卡夫食品和家得宝(Home Depot)等在内的400家合作商户的超过2400家零售店使用。此外,回收手机等电子废品、使用太阳能或风能等清洁能源以及选乘公共交通等环保行为也能获得相应的积分。
以费城为例,在没有与“再生银行”合作以前,居民每年产生75万吨垃圾,政府处理这些垃圾的开支高达4000万美元。“再生银行”的创始人罗恩・高南(Ron Gonen)2003年说服费城市长同意由“再生银行”处理全市的垃圾,此后政府每年只需补助1200万美元。而且,“再生银行”进驻社区以后,政府对填埋场的支出也大大降低。以人口仅8万人的威尔明顿为例, “再生银行”回收计划实施后,送往填埋场的垃圾减少了40%,政府每年因此节约的80万美元与“再生银行”五五分账。另外,“再生银行”还与回收公司合作,为他们提供原材料,由此获得的收入同样与政府平分。
分析人士指出,“再生银行”巨大的垃圾回收量将为其增加新的收入来源。借助芯片记录和账户资料,其可以掌握用户的年龄、性别、收入和消费水平等信息,进而一窥整个区域商业的业态,从而为向商户打包销售目标客户群的资料提供了可能。
英特飞“酷地毯”:
垃圾填埋场里的低碳产品
传统的垃圾填埋场在释放一些恼人异味的同时,也会排放一些肉眼看不到的温室气体,如沼气等。这些由垃圾发酵而产生的沼气,如果不及时排除不仅容易发生燃烧,甚至引起爆炸,而且大气层中甲烷所产生的温室效应是二氧化碳的20倍以上,因此对环境形成了二次污染。全球最大的方块地毯制造商英特飞(InterfaceFlor)就从这些沼气中找到了独特的商机。
英特飞与政府达成合作协议,由政府出资收集沼气,然后提供给英特飞,而英特飞则出资5万美元将两个锅炉改成了沼气锅炉,以沼气取代天然气。从政府的角度来看,填埋场的沼气被及时抽掉,不仅排除了安全隐患,同时也延长了填埋场的使用寿命,更大大改善了填埋场的周边环境,使居民对当地政府的支持度有了很大的提升。
另一方面,按照双方的协议价格,每单位沼气比天然气便宜30%,有效降低了英特飞的生产成本。更重要的是,英特飞的营销部门将这种低碳的产品命名为“酷地毯”(Cool Carpet),一举成名。从1996年至今,英特飞共减少了88%的温室气体排放及45%的能源消耗,对环境的总体负面影响降低了50%,并且核心产品的用水量也下降了80%,工厂的建筑垃圾减少了70%。但同期,其全球销量却上升了50%,税前总收入增加了95%。美国西南航空在新展出的“碳平衡”飞机模型上就采用了可以100%回收利用的英特飞地毯。
嘉博文:打通厨余产业链
地沟油、泔水猪肉等黑色产业链屡禁不止的背后是国内一线城市年产5000万吨的厨余市场,即使在二线城市,每天也有数百万吨的生成量。如果仅以填埋、堆肥、焚烧等传统方式处理厨余,不仅容易给环境造成二次污染,而且处理成本也较高。但如果完全无害化处理,则每吨垃圾的投入高达300元左右。在瑞士,一家名为Kompogas的公司通过发酵厨余而生成沼气,生物发酵后剩余的垃圾残渣则成为高质量的堆肥,在超市出售,将看似无用的厨余转变为再生产品,实现经济和社会效益的双丰收。而来自北京的嘉博文则利用这些厨余,基于循环经济打造了资源循环系统(BGB),并打通了城乡之间有机质循环的产业链。