（广州华科工程技术有限公司，广东 广州 510000）
摘要：厨余垃圾单独处理存在运行成本高、臭气难以控制、预处理残渣和沼渣去向难等问题；厨余垃圾与生活垃圾焚烧协同处理，可以降低投资和运行成本，臭气处理彻底，残渣和沼渣可送焚烧炉彻底焚烧。经过技术经济对比，对于200t/d的厨余垃圾项目，采用单独处理的方式，吨垃圾处理费为227元/吨，采用协同处理的方式，吨垃圾处理费为153元/吨。
关键词：厨余垃圾；处理技术；协同生活垃圾焚烧；效益分析
中图分类号：X7 文献标识码：A 文章编号：
0引言
我国的《生活垃圾分类标志》[1]标准于2019年12月1日正式实施，将生活垃圾分为4个大类，即可回收物、有害垃圾、厨余垃圾以及其他垃圾。其中厨余垃圾表示易腐烂的、含有机质的生活垃圾，包括家庭厨余垃圾、餐厨垃圾和其他厨余垃圾等。
根据《"十四五"城镇生活垃圾分类和处理设施发展规划》[2]，对于堆肥处理设施能力不足、具备焚烧处理条件的地区，可将沼渣预处理脱水后焚烧处理。鼓励有条件的地区积极推进既有设施向集成化、智能化、自动化、低运行成本的现代化厨余垃圾处理系统方向改进。可见餐厨垃圾与焚烧厂协同处理技术先进、满足能量梯级利用和低成本运行的产业政策，符合国家产业发展方向。
1厨余垃圾与焚烧厂协同处理工艺
厨余垃圾与焚烧厂协同，主要是指厨余垃圾经过预处理后产生的固渣、污水、臭气、沼气以及厨余垃圾预处理过程中需要的蒸汽、电能与焚烧厂进行协同。
1.1物料协同
厨余垃圾预处理过程中产生的固渣具有含水率高、生化性差等特性，由于这部分固渣产生量少，进入焚烧炉不会对焚烧炉产生较大影响，因此厨余垃圾预处理产生的固渣可以入炉焚烧。厨余垃圾预处理产生的浆液进入渗沥液处理站调节池或者浆液经过厌氧发酵后产生的沼液进渗沥液处理站的生化处理段，厌氧发酵产生的沼气进入焚烧炉焚烧发电。厨余垃圾预处理过程中产生的臭气经过风机收集后送垃圾池，作为焚烧炉一次风进行焚烧处理。
作者简介：周娟，硕士，研究方向：从事能源环保方向的研究。
1.2能量协同
厨余垃圾预处理过程中需要消耗电能，可以由焚烧厂引接一路0.4kV电源至厨余垃圾预处理系统，为厨余垃圾预处理系统提供低压负荷供电。厨余垃圾产生的浆液加热提油的热源可以来源于汽轮机二级抽汽，经过减温减压后对浆液加热，满足后续提油设备要求。
1.3布置方式协同
厨余垃圾预处理系统布置于焚烧厂卸料平台下方，可以利用焚烧厂的坡道进行高位卸料，预处理设备无需向0.000米以下开挖，设备布置在0.000米层即可。其次预处理布置紧邻垃圾池，厨余预处理产生的残渣可以通过螺旋设备直接送入垃圾池，无需通过小车输送，减少厂区内臭气污染源，做到臭气在封闭环境处理。第三，厂区人流物流分开，不会造成厂内物流混乱。预处理产生的浆液（或经过厌氧产生的沼液）与渗沥液处理站合并建设，方便污水管理。
1.4协同处理优势
厨余垃圾与焚烧厂协同处理可以降低投资和运行成本。厨余垃圾预处理系统布置于焚烧厂主厂房卸料平台下方，无需单独建设厨余垃圾主厂房以及上料坡道，可以大大缩减厨余垃圾预处理的布置空间，降低土建投资；其次，餐厨垃圾预处理过程需要外部热源，采用协同的方式，热源来自于汽轮机抽汽，无需设置热源供给设备，如燃气锅炉、电锅炉等；第三厨余垃圾厌氧消化后产生的沼液与焚烧厂渗沥液处理站协同，降低运行成本。第四，厌氧发酵产生的沼气可直接送入焚烧炉焚烧，无需单独建设沼气发电机组以及上网线路。
2、厨余垃圾单独处理工艺
餐厨垃圾具有含水率高、盐分高、含油量高、有机质含量高等特点[3]，厨余垃圾具有含水率高、盐分高、物料性质复杂等特点。
厨余垃圾的主要处理技术有：饲料化[4]、堆制有机肥[5]、厌氧消化技术[5]、昆虫生物转化技术[6]。厌氧消化技术是当前应用最广泛的一门技术，该技术不仅能够对厨余垃圾进行减量化、无害化、资源化处理，还能够获得清洁能源沼气，充分利用了厨余这类生物质能源，对实现环境和经济可持续发展有重要意义。
表1厨余垃圾协同处理与单独处理对比表（以100t/d餐厨为例）
项目 | 厨余垃圾协同处理 | 厨余垃圾单独处理 |
主车间 | 可与焚烧厂协同，只需在卸料平台下方预留空间400㎡即可 | 需单独建设预处理车间，预处理车间建筑面积2700㎡ |
办公楼 | 可利用焚烧厂办公楼 | 需新建办公楼 |
地磅 | 可利用焚烧厂地磅 | 需新建地磅 |
用汽 | 浆液提油可采用汽轮机抽汽 | 浆液提油需新建燃气锅炉或者电锅炉作为启动热源 |
沼气 | 可送焚烧炉焚烧 | 需新建沼气发电机组 |
上网线路 | 可利用焚烧发电上网线路 | 需新建上网线路 |
污水处理 | 可与焚烧厂协同 | 需新建污水处理站 |
残渣 | 预处理残渣、沼渣可通过焚烧厂进行焚烧兜底 | 预处理残渣、沼渣存在去向难的问题，需要进行填埋或者协商送焚烧厂焚烧，且运输过程存在臭气逸出的问题 |
除臭 | 可送焚烧厂焚烧 | 需新增除臭设备 |
由表1可知，厨余垃圾协同处理可以减少办公区域、地磅、污水处理、臭气处理、上网线路等建设投资，残渣可以利用焚烧厂进行兜底，解决了残渣去向难、处理成本高等缺点。
3、应用实例
3.1项目背景
以广东省某市200t/d厨余垃圾处理项目为例，餐厨垃圾规模为120t/d，厨余垃圾规模为80t/d。该项目依托该市垃圾焚烧发电项目，焚烧总规模为1800t/d，一期规模为1200t/d，配置2台600t/d焚烧系统，预留二期600t/d建设用地。由于用地特殊性，厨余垃圾在焚烧厂红线范围内无多余建设用地，且焚烧厂运营方提出希望在一期焚烧厂主厂房内选择厨余垃圾预处理车间，预处理残渣尽可能采用螺旋的方式送入垃圾池，可避免残渣产生臭气在厂区内扩散，影响厂区运营环境和参观感受。
3.2主厂房协同布置
经过充分调研该焚烧厂各个建筑单体用途以及占地面积，最终决定利用焚烧厂卸料平台下方的维修间作为厨余垃圾预处理车间。由于维修间场地较小，占地面积仅仅为406㎡，无法布置一条餐厨和一条家庭厨余垃圾处理线，经过与建设单位和当地主管单位多次沟通，了解到本项目以处理餐厨垃圾为主，厨余垃圾占比≤40%。为了满足处理要求，本项目对厨余垃圾处理线进行合并，即单独设置餐厨和厨余垃圾受料斗，餐厨垃圾处理工艺为“物料接收+大物质分选+螺旋挤压机+浆液提油”，提完油后的浆液经过厌氧发酵后送入生活垃圾渗沥液处理站的MBR段。厨余垃圾经过粗破以后，采用螺旋输送机输送至餐厨垃圾预处理线的大物质分选机入口，与餐厨垃圾合并处理。该方案具有占地面积小，能够同时满足餐厨和厨余垃圾预处理的要求。本项目厨余垃圾预处理布置图见图1。
图1厨余垃圾预处理布置图
考虑焚烧厂主厂房（维修间）可利用空间不足，提油部分布置于焚烧厂二期预留空间的卸料平台下方，焚烧厂二期建设时，无需拆除提油车间，不影响餐厨垃圾日常运行。二期垃圾池开挖时，根据地质情况采用钢板桩或灌注桩进行支护，不影响提油车间正常运行。提油车间布置见图2。
图2提油车间布置图
3.3臭气协同处理
焚烧厂一期配置两台炉，每台炉各一套一次风风机，单套一次风机风量为79500m³/h，单套二次风风量为34000m³/h。垃圾坑臭气量为95000m³/h，餐厨及污水处理项目臭气量约为41000m³/h（其中高浓度臭气量5040 m³/h，低浓度臭气量36000 m³/h），一次风和二次风风量之和为222700m³/h，大于垃圾坑、餐厨及污水处理部分的臭气风量总和136000m³/h。因此，厨余垃圾处理项目产生的臭气可与焚烧厂协同焚烧处理。
3.4污水系统处理
考虑近期垃圾负荷不足，据项目推算，近期渗沥液产生量为231t/d，沼液产生量为69t/d，合计300t/d，焚烧厂渗沥液处理规模为360t/d，水量负荷可以满足依托要求。
远期当生活垃圾达到处理规模时，渗沥液产生量为291t/d，厨余垃圾达到处理规模时，沼液产生量为131t/d，合计422t/d，大于焚烧厂渗沥液处理站的要求，需考虑对渗沥液处理站进行扩容，建设规模为100t/d。
3.5建设成本分析
餐厨垃圾协同处理与单独处理建设设施投资差异见表2。
表2餐厨垃圾协同处理与单独处理投资差异表
项目 | 协同处置 | 单独处置 | 节省投资 |
工程费用（万元） | 4606 | 9320 | 4714 |
设备费用（万元） | 3213 | 5827 | 2614 |
土建费用（万元） | 708 | 2421 | 1713 |
安装费用（万元） | 685 | 1072 | 387 |
其他费用（万元） | 461 | 482 | 21 |
厂外工程（万元） | 0 | 800 | 800 |
预备费（万元） | 368 | 746 | 377 |
建设投资（万元） | 5435 | 11348 | 5912 |
建设期利息（万元） | 80 | 167 | 87 |
流动资金（万元） | 270 | 270 | 0 |
项目总投资（万元） | 5785 | 11784 | 5999 |
吨餐厨投资成本（万元/吨） | 28.93 | 58.92 | 30 |
由表2可知，厨余垃圾协同处理总投资为5785万元，单独处理总投资为11784万元，投资节省50.9%。协同处理吨餐厨投资成本为28.93万元，单独处理吨餐厨投资成本为58.92万元。厨余垃圾协同处理可以大大降低建设成本。
3.6运行成本分析
以上述厨余垃圾协同处理项目为例，厨余垃圾处理涉及到的成本主要有：蒸汽成本、用电成本、污水处理成本、固渣处理成本、人工成本、管理费、维修费。本研究以同等规模的餐厨垃圾和厨余垃圾的建设成本和运行成本进行分析比较，分别计算厨余垃圾处理费。本研究以成本利润法，净利润率为7%反推厨余垃圾处理费，厨余垃圾协同处理与单独处理效益见表3。
表3厨余垃圾协同处理与单独处理效益表
项目编号 | 项目 | 协同处置 | 单独处置 | 备注 |
1 | 总投资 | 5785 | 11784 | |
2 | 经营成本（万元/年） | 1261.38 | 1659.92 | |
2.1 | 污水处理成本（万元/年） | 217.18 | 217.18 | |
污水量（吨） | 43435 | 43435 | ||
单价（元/吨） | 50 | 50 | ||
2.2 | 人工成本（万元/年） | 120 | 360 | |
人工（人） | 10 | 30 | ||
薪酬（万元/年） | 12 | 12 | ||
2.3 | 除臭成本（万元/年） | 0 | 38 | |
2.4 | 残渣处理成本（万元/年） | 526.33 | 526.33 | |
残渣量（吨/年） | 26316.5 | 26316.5 | ||
处理费(元/吨) | 200 | 200 | 以实际市场价为准 | |
2.5 | 蒸汽成本（万元/年） | 74.752 | 16.02 | |
蒸汽耗量（吨/年） | 4672 | 384 | 单独处置需启动蒸汽 | |
蒸汽单价（元/吨） | 160 | 417.13 | 以天然气启动气源 | |
2.6 | 外购电（万元） | 113.99 | 143.75 | |
外购电量（万度） | 251.63 | 317.33 | ||
外购电价（元/度） | 0.453 | 0.453 | ||
2.7 | 维修费（万元/年） | 115.70 | 235.69 | 固定资产的2%考虑 |
2.8 | 管理费（万元/年） | 93.44 | 122.96 | 8%考虑 |
3 | 收入（万元/年） | 1708.57 | 2471.37 | |
3.1 | 油脂收入（万元/年） | 350.4 | 350.4 | |
油脂量（吨） | 876 | 876 | ||
油脂单价（元/吨） | 4000 | 4000 | 与市场价有关 | |
3.2 | 沼气发电收入 | 241.27 | 463.87 | |
发电量（万度/年） | 532.61 | 1024.00 | ||
电价（元/度） | 0.4530 | 0.4530 | 按广东省脱硫标杆电价 | |
3.3 | 处理费收入（万元/年） | 1116.9 | 1657.1 | |
处理量（吨/年） | 73000 | 73000 | ||
处理费（元/吨） | 153 | 227 | 按利润率7%反推 | |
4 | 折旧摊销（万元/年） | 206.61 | 420.87 | |
5 | 利息（万元/年） | 93 | 178 | |
6 | 总成本（万元/年） | 1561.00 | 2258.79 | |
7 | 利润总额（万元/年） | 147.57 | 212.58 | |
8 | 净利润（万元/年） | 110.68 | 159.44 | |
9 | 利润率% | 7.09% | 7.06% |
由上述计算可知，采用协同的方式，厨余垃圾处理费为153元/吨，单独处理的方式处理费为227元/吨。采用协同处理厨余垃圾可以大幅度降低投资成本，且与焚烧厂协同处理的情况下，可以很大程度节省运行成本，进而减少厨余垃圾处理费，降低政府厨余垃圾处理的支付压力。
厨余垃圾处理费与当地消费水平、清运量、处理规模、当地居民饮食习惯以及是否含收运有很大的影响，我国厨余垃圾处理费在164~513元/吨之间。
4、结论
厨余垃圾与焚烧厂协同处理，在保证厨余垃圾无害化、资源化、减量化的基础之上可以降低投资水平，减少处理成本，降低处理费用，为政府部门节省财政支出。对于一些小型厨余垃圾处理项目，采用与焚烧厂协同优势将会更明显，因此协同处理厨余垃圾具有明显的经济优势。
参考文献
[1] 中华人民共和国住房和城乡建设部，生活垃圾分类标志[EB/OL].(2019-11-18). https://www.mohurd.gov.cn/xinwen/gzdt/201911/20191118_242752.html.
[2] 国家发展改革委，住房城乡建设部 ，“十四五”城镇生活垃圾分类和处理设施发展规划 [EB/OL]. (2021-05-06).https://www.gov.cn/zhengce/zhengceku/2021-05/14/content_5606349.htm.
[3] 张爱军，吴靖宇，戴小东. 餐厨垃圾与生活垃圾焚烧协调处理探讨[J]. 环境与可持续发展，2021，（1）：115-119.
[4] 闫宇，阳艾利，魏小凤. 我国餐厨垃圾处理技术及市场现状分析[J]. 环境卫生工程，2017，25(1)：17-20.
[5] 杜志勇. 城市餐厨垃圾处理技术现状及展望[J]. 农业工程，2020，10（5）：52-55.
[6] 谭业琴，俞钟陆，魏孔忠. “双碳”背景下中国餐厨垃圾处理现状及趋势[J]. 能源与节能，2022，（4）：63-66.
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