如何(he)選擇廚余垃(la)(la)圾處理模式以實現環境(jing)、經濟效(xiao)益(yi)的最大化(hua)是(shi)生活垃(la)(la)圾分類工作中的一個關鍵問題(ti)，但目(mu)前還缺乏(fa)系統分析。本文(wen)以回(hui)收(shou)利(li)用率、碳排放和全周期費用為衡量指標(biao)，綜(zong)合(he)比(bi)較了混合(he)焚燒、厭(yan)氧消化(hua)、好氧堆肥和飼料(liao)化(hua)4種廚余垃(la)(la)圾處理模式。

　　背景

　　1.廚余垃圾(ji)性質

　　廚(chu)余(yu)(yu)垃圾（不(bu)含雜質(zhi)(zhi)）含水(shui)率一般(ban)在80%，1000kg廚(chu)余(yu)(yu)垃圾中含有800kg的(de)水(shui)，200kg干(gan)物(wu)質(zhi)(zhi)（190kg有機質(zhi)(zhi)+10kg無機質(zhi)(zhi)），干(gan)基(ji)熱值在15000kj/kg，干(gan)物(wu)質(zhi)(zhi)中可生物(wu)降(jiang)解(jie)的(de)為170kg。

　　2.廚(chu)余垃圾處理的碳排放

　　廚余垃(la)圾中的碳均為生物源碳，其轉化生成的CO2不(bu)計入碳排放。

　　廚余(yu)垃圾處(chu)理(li)的碳(tan)排(pai)放來自(zi)于(yu)收運處(chu)理(li)過程中(zhong)消(xiao)耗(hao)外部能(neng)量(liang)(liang)、物(wu)質引起的間接碳(tan)排(pai)放，而碳(tan)減排(pai)效(xiao)(xiao)應(ying)來自(zi)于(yu)系統(tong)輸出的產品或能(neng)量(liang)(liang)產生的替(ti)代(dai)效(xiao)(xiao)應(ying)。同(tong)時，處(chu)理(li)過程中(zhong)溫室(shi)氣(qi)體(ti)甲(jia)烷(wan)(CH4)和氧化亞氮(N2O)的泄漏也會導(dao)致碳(tan)排(pai)放。

　　廚(chu)余垃圾(ji)收運過程的(de)碳排放(fang)約為12.1 kg/t

　　厭(yan)氧消化(hua)過程中的附加碳排(pai)放(fang)約為(wei)34.3~82.8 kg/t

　　混合焚燒的碳排放27-45kg/t

　　好(hao)氧(yang)堆肥產物可以替(ti)代(dai)化肥，并通過腐殖化和土(tu)地施用固定有機碳(tan)。

　　3.廚余(yu)垃圾過(guo)程費用

　　垃圾分類投(tou)放的總費(fei)用為86元(yuan)·t?1

　　上海(hai)的收運費用約為290元·t?1

　　廚余(yu)垃圾(ji)處理費用284元·t?1

　　垃圾分類宣教監管費用32元·t?1

　　結果分析

　　1.回收(shou)利用率分析

　　飼料化具有最高的(de)(de)(de)回收利(li)用(yong)(yong)(yong)(yong)率(lv)(lv)，這(zhe)(zhe)是(shi)由(you)于(yu)干熱處理最大(da)限度地(di)利(li)用(yong)(yong)(yong)(yong)了(le)廚余垃圾有機(ji)質(zhi)(zhi)。厭(yan)氧(yang)消化的(de)(de)(de)回收利(li)用(yong)(yong)(yong)(yong)率(lv)(lv)略高于(yu)好氧(yang)堆肥，這(zhe)(zhe)是(shi)由(you)于(yu)厭(yan)氧(yang)條件下(xia)有機(ji)質(zhi)(zhi)轉化為甲(jia)烷(wan)，但(dan)甲(jia)烷(wan)利(li)用(yong)(yong)(yong)(yong)率(lv)(lv)較低；而(er)好氧(yang)條件下(xia)大(da)量有機(ji)質(zhi)(zhi)被礦化為二(er)氧(yang)化碳。與焚(fen)燒處理相比，厭(yan)氧(yang)消化系(xi)(xi)統(tong)(tong)轉化有機(ji)質(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)效率(lv)(lv)略高，同時無(wu)需蒸(zheng)發水分(fen)，而(er)且自用(yong)(yong)(yong)(yong)電比例更(geng)(geng)低，因此(ci)具有更(geng)(geng)高的(de)(de)(de)回收利(li)用(yong)(yong)(yong)(yong)率(lv)(lv)。如(ru)果厭(yan)氧(yang)消化系(xi)(xi)統(tong)(tong)有機(ji)質(zhi)(zhi)降解率(lv)(lv)降低，則(ze)進(jin)入到沼(zhao)渣的(de)(de)(de)有機(ji)質(zhi)(zhi)變多，由(you)于(yu)焚(fen)燒發電的(de)(de)(de)效率(lv)(lv)較低，則(ze)系(xi)(xi)統(tong)(tong)的(de)(de)(de)回收利(li)用(yong)(yong)(yong)(yong)率(lv)(lv)會下(xia)降。如(ru)果厭(yan)氧(yang)消化系(xi)(xi)統(tong)(tong)不進(jin)行(xing)沼(zhao)氣發電，而(er)是(shi)直接外輸沼(zhao)氣或甲(jia)烷(wan)，則(ze)可以避免沼(zhao)氣發電環節的(de)(de)(de)損耗，提高系(xi)(xi)統(tong)(tong)的(de)(de)(de)回收利(li)用(yong)(yong)(yong)(yong)率(lv)(lv)。

　　2.碳排放分析

　　在(zai)廚余(yu)垃(la)圾處(chu)理過(guo)程中(zhong)，附加碳(tan)排(pai)放(fang)一(yi)般不到(dao)50 kg·t?1，收運過(guo)程的(de)碳(tan)排(pai)放(fang)也相對較小，因(yin)此系(xi)統熱效率(lv)(lv)、有(you)機質降解率(lv)(lv)和溫室氣體(ti)泄漏率(lv)(lv)是影響不同處(chu)理模式碳(tan)排(pai)放(fang)的(de)主要因(yin)素(su)。飼料化(hua)和厭(yan)氧(yang)消化(hua)具(ju)有(you)最好(hao)的(de)碳(tan)減排(pai)效應，而(er)混合焚燒(shao)的(de)碳(tan)減排(pai)效應可(ke)(ke)忽略不計。好(hao)氧(yang)堆肥受到(dao)溫室氣體(ti)泄漏的(de)影響，會產生較多的(de)碳(tan)排(pai)放(fang)，當堆肥工(gong)藝運行良(liang)好(hao)，無(wu)CH4和N2O排(pai)放(fang)時，好(hao)氧(yang)堆肥可(ke)(ke)產生碳(tan)減排(pai)效應。

　　3.費用分析

　　混合(he)焚燒的(de)全周期(qi)費(fei)用最低，而(er)分類處(chu)理的(de)全周期(qi)費(fei)用高(gao)出125元·t?1。這(zhe)主要是由(you)于(yu)(yu)垃(la)圾分類增加(jia)了前端投放督(du)導和(he)宣(xuan)教(jiao)監管費(fei)用，此(ci)外(wai)收(shou)運費(fei)用也略高(gao)于(yu)(yu)混合(he)焚燒。除上述費(fei)用外(wai)，垃(la)圾收(shou)運處(chu)理設(she)施也會占(zhan)(zhan)用一(yi)定(ding)的(de)土地，由(you)于(yu)(yu)占(zhan)(zhan)地面積和(he)工藝路線、設(she)計方案有關，同時土地費(fei)用差別很大，這(zhe)里不(bu)計入比較(jiao)。

　　4.綜合比較

　　在(zai)(zai)分類體(ti)(ti)系(xi)(xi)下(xia)(xia)，源頭(tou)減量如光盤行(xing)動、源頭(tou)瀝水(shui)等措施不需要(yao)額外的(de)(de)(de)(de)(de)費用、能(neng)耗(hao)和材料(liao)，也可(ke)以(yi)(yi)顯(xian)著提升整個系(xi)(xi)統(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)表(biao)現，因(yin)此是(shi)最(zui)(zui)優(you)策略。對(dui)于(yu)產(chan)出的(de)(de)(de)(de)(de)廚(chu)(chu)(chu)余(yu)(yu)(yu)垃(la)(la)圾(ji)，在(zai)(zai)各類處(chu)理(li)模(mo)式中，飼料(liao)化(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)回收利用率(lv)最(zui)(zui)高且碳(tan)減排效(xiao)應顯(xian)著。厭(yan)(yan)氧(yang)消化(hua)(hua)具有(you)(you)較(jiao)高的(de)(de)(de)(de)(de)回收利用率(lv)和最(zui)(zui)大的(de)(de)(de)(de)(de)碳(tan)減排效(xiao)應，但(dan)厭(yan)(yan)氧(yang)消化(hua)(hua)設(she)施應穩定(ding)運(yun)行(xing)，以(yi)(yi)保(bao)證較(jiao)高的(de)(de)(de)(de)(de)有(you)(you)機質降解率(lv)，否則系(xi)(xi)統(tong)表(biao)現會顯(xian)著下(xia)(xia)降。好(hao)氧(yang)堆(dui)(dui)肥(fei)的(de)(de)(de)(de)(de)回收利用率(lv)與厭(yan)(yan)氧(yang)消化(hua)(hua)相(xiang)當，但(dan)在(zai)(zai)無(wu)法確保(bao)充分好(hao)氧(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)條(tiao)件下(xia)(xia)，會形(xing)成(cheng)CH4和N2O排放，造成(cheng)較(jiao)高的(de)(de)(de)(de)(de)碳(tan)排放。相(xiang)對(dui)而(er)言，混合(he)焚燒(shao)比好(hao)氧(yang)堆(dui)(dui)肥(fei)更(geng)易(yi)控(kong)制，可(ke)以(yi)(yi)避免溫室氣體(ti)(ti)泄漏。雖(sui)然垃(la)(la)圾(ji)焚燒(shao)余(yu)(yu)(yu)熱(re)(re)發電的(de)(de)(de)(de)(de)回收利用率(lv)較(jiao)差(cha)，但(dan)如果采(cai)用熱(re)(re)電聯產(chan)，則可(ke)以(yi)(yi)實現更(geng)多(duo)的(de)(de)(de)(de)(de)碳(tan)減排。對(dui)于(yu)廚(chu)(chu)(chu)余(yu)(yu)(yu)垃(la)(la)圾(ji)厭(yan)(yan)氧(yang)消化(hua)(hua)和其(qi)他垃(la)(la)圾(ji)焚燒(shao)構成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)綜合(he)處(chu)理(li)體(ti)(ti)系(xi)(xi)，廚(chu)(chu)(chu)余(yu)(yu)(yu)垃(la)(la)圾(ji)分出可(ke)以(yi)(yi)提高其(qi)他垃(la)(la)圾(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)焚燒(shao)效(xiao)率(lv)。這符合(he)高含水(shui)率(lv)、低(di)熱(re)(re)值垃(la)(la)圾(ji)進(jin)(jin)行(xing)厭(yan)(yan)氧(yang)消化(hua)(hua)，而(er)低(di)含水(shui)率(lv)、高熱(re)(re)值垃(la)(la)圾(ji)進(jin)(jin)行(xing)焚燒(shao)處(chu)理(li)的(de)(de)(de)(de)(de)理(li)想情形(xing)。廚(chu)(chu)(chu)余(yu)(yu)(yu)垃(la)(la)圾(ji)分類率(lv)每提高20%，生活垃(la)(la)圾(ji)全系(xi)(xi)統(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)碳(tan)減排量可(ke)以(yi)(yi)增加(jia)5%~7%。因(yin)此，當新建焚燒(shao)設(she)施時，應充分考慮廚(chu)(chu)(chu)余(yu)(yu)(yu)垃(la)(la)圾(ji)分出后其(qi)他垃(la)(la)圾(ji)水(shui)分減少、熱(re)(re)值上升的(de)(de)(de)(de)(de)情況；而(er)對(dui)于(yu)已(yi)有(you)(you)的(de)(de)(de)(de)(de)焚燒(shao)設(she)施，為了保(bao)證進(jin)(jin)爐(lu)垃(la)(la)圾(ji)熱(re)(re)值處(chu)于(yu)最(zui)(zui)優(you)范圍，進(jin)(jin)爐(lu)垃(la)(la)圾(ji)中廚(chu)(chu)(chu)余(yu)(yu)(yu)垃(la)(la)圾(ji)含量在(zai)(zai)30%左右為宜(yi)。

　　結論

　　1.廚(chu)余垃圾飼料化具有最高(gao)(gao)的(de)回收(shou)(shou)利(li)用(yong)率(lv)和顯著的(de)碳(tan)減排(pai)(pai)(pai)效(xiao)(xiao)應；厭(yan)氧(yang)消化回收(shou)(shou)利(li)用(yong)率(lv)較(jiao)高(gao)(gao)，碳(tan)減排(pai)(pai)(pai)效(xiao)(xiao)應最大；好(hao)氧(yang)堆肥的(de)回收(shou)(shou)利(li)用(yong)率(lv)與(yu)厭(yan)氧(yang)消化相當，但(dan)溫(wen)(wen)室氣體(ti)泄(xie)露會導致(zhi)較(jiao)高(gao)(gao)的(de)碳(tan)排(pai)(pai)(pai)放；混合焚(fen)燒可以避免溫(wen)(wen)室氣體(ti)泄(xie)漏，但(dan)余熱發電(dian)的(de)回收(shou)(shou)利(li)用(yong)率(lv)較(jiao)低(di)，基本無碳(tan)減排(pai)(pai)(pai)效(xiao)(xiao)應。

　　2.相對于混合收運(yun)處理，分(fen)類收運(yun)處理的全周期費用較高(gao)，但增量(liang)主(zhu)要(yao)來自于前期督(du)導和監(jian)管的費用，一(yi)旦分(fen)類體系成熟，這部分(fen)費用可以降(jiang)低(di)乃至取消(xiao)。

　　3.廚(chu)余(yu)垃圾管理(li)的(de)優先策略(lve)依次(ci)為：源頭(tou)減量(liang)>飼料化>厭氧消化>好氧堆肥>混合焚燒。