北極星固廢網(wǎng)訊:隨著生活垃圾分類的普遍推行，廚余垃圾資源化利用將越發(fā)重要，并將成為物質(zhì)利用的一個(gè)重要項(xiàng)目和垃圾分類處理的一個(gè)產(chǎn)業(yè)分支，值得重視。預(yù)計(jì)2025年廚余垃圾分出量將達(dá)到20×104t/d。廚余垃圾主要來(lái)自：①蔬菜基地、農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)產(chǎn)生的食材廢料，②家庭廚房產(chǎn)生的食材廢料和食物殘余，③公共食堂及餐飲行業(yè)的食材廢料和食物殘余。蔬菜基地、農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)和家庭廚房產(chǎn)生的食材廢料（習(xí)慣上稱之為廚余垃圾）以生料為主，總固和有機(jī)質(zhì)含量分別在20%左右和15%左右；家庭、食堂和餐飲業(yè)的食物殘余（習(xí)慣上稱之為餐飲垃圾）以熟料為主，總固含量和有機(jī)質(zhì)在10%以內(nèi)。

一、廚余垃圾資源化利用的內(nèi)在邏輯

（一）廚余垃圾資源化利用的內(nèi)在邏輯

新固廢法要求廚余垃圾無(wú)害化、資源化處理；而且，廚余垃圾具有資源化利用的物質(zhì)基礎(chǔ)，廚余垃圾含有的20%左右有機(jī)固料是提倡廚余垃圾資源化利用的物質(zhì)邏輯；更重要的是，通過(guò)技術(shù)手段可以提高廚余垃圾的資源化利用價(jià)值，如通過(guò)厭氧發(fā)酵制沼發(fā)電技術(shù)，不僅提高燃料（沼氣）的能級(jí)（熱值），也提高發(fā)電效率，使得含固率20%的廚余垃圾厭氧發(fā)酵制沼發(fā)電的發(fā)電量可達(dá)到70%含固率50%的混合垃圾焚燒發(fā)電的發(fā)電量；再者，廚余垃圾分類處理有利于干垃圾的物質(zhì)利用，有利于提高其他垃圾的熱值和焚燒發(fā)電收益，有利于降低其他垃圾的含水率和易腐有機(jī)質(zhì)的含量，簡(jiǎn)化其他垃圾的填埋處置，從而提高垃圾處理的綜合效益。一定規(guī)模、物質(zhì)基礎(chǔ)、技術(shù)基礎(chǔ)、綜合效益和法律規(guī)定形成了廚余垃圾資源化利用的內(nèi)在邏輯。

（二）廚余垃圾資源化利用的不確定性

一個(gè)值得注意的現(xiàn)象是，廚余垃圾含固率具有不確定性，使得廚余垃圾資源化利用也具有不確定性。廚余垃圾含固率一般在30%以內(nèi)，因地因時(shí)而變化，而且，可在5%—30%范圍內(nèi)變化，變化幅度較大，使得廚余垃圾具有不確定性，導(dǎo)致廚余垃圾資源化利用也具有不確定性。

以廚余垃厭氧發(fā)酵圾制沼為例。廚余垃圾含固率的變化以及處理工藝技術(shù)引起的固料轉(zhuǎn)換率、酵料含固率、殘?jiān)搪实茸兓瘜?duì)沼氣、殘?jiān)?、沼液產(chǎn)量影響很大，見(jiàn)表2-2。測(cè)算時(shí)，假定殘?jiān)暮搪蕿?/span>35%（含水率65%），不考慮有機(jī)反應(yīng)對(duì)物料平衡的影響。

廚余垃圾含固率的不確定性不僅給設(shè)施建設(shè)營(yíng)運(yùn)造成困擾，而且，給處理單價(jià)的測(cè)定造成困擾。政府采購(gòu)服務(wù)時(shí)不可能天天去監(jiān)測(cè)廚余垃圾含固率，更不可能一天一個(gè)價(jià)。一個(gè)現(xiàn)實(shí)做法是，根據(jù)以往的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)確定一個(gè)基準(zhǔn)含固率，再以此為基礎(chǔ)來(lái)測(cè)算處理單價(jià)。

二、廚余垃圾資源化利用的系統(tǒng)與工藝技術(shù)

（一）系統(tǒng)

廚余垃圾資源化利用包括5個(gè)子系統(tǒng)：①廚余垃圾接收系統(tǒng)，②預(yù)處理系統(tǒng)，③資源化轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，④資源化利用系統(tǒng)和⑤三廢治理系統(tǒng)。核心和關(guān)鍵是預(yù)處理、資源化轉(zhuǎn)換和三廢治理。

廚余垃圾資源化轉(zhuǎn)換方法可概括為3大類：動(dòng)物轉(zhuǎn)換、生物轉(zhuǎn)換和物理化學(xué)轉(zhuǎn)換，其選取主要取決于占地、轉(zhuǎn)換率和投資3大因素。

中小規(guī)模（100噸/日以內(nèi)）時(shí)采用堆肥和動(dòng)物轉(zhuǎn)換（控制動(dòng)物制品的流向）2種轉(zhuǎn)換方法，較大規(guī)模時(shí)采用厭氧發(fā)酵制沼方法，有條件地區(qū)可以采用厭氧發(fā)酵制沼和好氧堆肥聯(lián)合處理的方法。廚余垃圾資源化利用項(xiàng)目較少采用物理化學(xué)轉(zhuǎn)換方法，主要是成本較高，但不排除將來(lái)利用太陽(yáng)能進(jìn)行轉(zhuǎn)換的前景。

生物轉(zhuǎn)換尤其厭氧發(fā)酵和厭氧/好氧聯(lián)合發(fā)酵是主要方向，70%以上的廚余垃圾資源化利用項(xiàng)目采用生物轉(zhuǎn)換方法，大規(guī)模資源化利用項(xiàng)目又以厭氧發(fā)酵制沼轉(zhuǎn)換為主。近年來(lái)，干式厭氧發(fā)酵制沼在國(guó)內(nèi)成功應(yīng)用，因其占地小、不需要外加水因而沼液產(chǎn)量小，將有望受到青睞。中、小規(guī)模項(xiàng)目可采用漚肥、堆肥等生物轉(zhuǎn)換方法將廚余垃圾轉(zhuǎn)換成土壤改良劑或有機(jī)肥就地就近消納。

更小規(guī)模廚余垃圾就地就近處理可采用動(dòng)物轉(zhuǎn)換方法，如通過(guò)家禽（大動(dòng)物）、蚯蚓、黑水虻等動(dòng)物將廚余垃圾轉(zhuǎn)換成動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)質(zhì)和動(dòng)物糞便，然后再合理處置動(dòng)物及其糞便。

（二）預(yù)處理

預(yù)處理工藝技術(shù)的選取取決于廚余垃圾性質(zhì)和資源化轉(zhuǎn)換方法，其重要性甚至可以決定廚余垃圾資源化利用項(xiàng)目的成敗。強(qiáng)制推行生活垃圾分類制度之前，一些項(xiàng)目的廚余垃圾大多來(lái)自混合生活垃圾的二次分選，預(yù)處理工藝包括破袋、篩分、人工分揀、破碎、風(fēng)選、磁選等分選工序，甚至還包括（熱風(fēng)、生物、太陽(yáng)能）干化工序，普遍存在流程過(guò)長(zhǎng)且受纏繞、粘結(jié)、分離困難和環(huán)境管理難等困擾，導(dǎo)致廚余垃圾資源化利用項(xiàng)目運(yùn)行不可靠、管養(yǎng)難、投資與運(yùn)行成本高等。相對(duì)以生料為主的廚余垃圾的預(yù)處理而言，以熟料為主的餐飲垃圾的預(yù)處理主要以油水分離為主，比較簡(jiǎn)單，餐飲垃圾的資源化利用項(xiàng)目因此而比較成功。

強(qiáng)制推行生活垃圾分類制度之后，廚余垃圾主要來(lái)自農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)（包括超市農(nóng)貿(mào)專場(chǎng)）的食材廢物、食堂和酒樓的食材廢物與食物剩余物，其次來(lái)自居民小區(qū)分出的食材廢物與食物剩余物，不僅來(lái)源有保障，而且，廚余垃圾的固料主要是可降解有機(jī)質(zhì)和纖維質(zhì)，有利于簡(jiǎn)化廚余垃圾資源化利用的預(yù)處理工藝。以厭氧發(fā)酵制沼發(fā)電為例，從國(guó)內(nèi)成功案例看，干式發(fā)酵的預(yù)處理主要是破碎（控制酵料的粒度），濕式發(fā)酵的預(yù)處理主要是高壓壓榨制漿，都不要采用傳統(tǒng)的二次分選工序，極大地縮短了預(yù)處理工藝流程，提高了穩(wěn)定性和可靠性。生活垃圾源頭分類簡(jiǎn)化廚余垃圾資源化利用的預(yù)處理，也使廚余垃圾資源化利用具有正當(dāng)性（換言之，以往那種從混合垃圾中分出廚余垃圾再加以利用的做法，是不值得的）。

（三）三廢治理

三廢治理問(wèn)題或環(huán)境管理難，對(duì)廚余垃圾資源化利用項(xiàng)目，尤其是大規(guī)模厭氧發(fā)酵制沼項(xiàng)目，是個(gè)重大問(wèn)題，但又是個(gè)不得不妥善解決的問(wèn)題。無(wú)論干式發(fā)酵還是濕式發(fā)酵項(xiàng)目，都會(huì)產(chǎn)生大量的殘?jiān)?、沼液和臭氣，尤其是濕式發(fā)酵，因制取酵料時(shí)需要外加水，其沼液量甚至大于廚余垃圾量，環(huán)境管理難度相當(dāng)大。

主動(dòng)方法是減少三廢產(chǎn)量，被動(dòng)方法是加強(qiáng)三廢處理。目前可供選擇的主動(dòng)方法是采用三廢減量方法和控制項(xiàng)目的處理規(guī)模，如以干式發(fā)酵替代濕式發(fā)酵以減少沼液產(chǎn)量，加大濕式發(fā)酵的沼液回流和中水回用以減少外加自來(lái)水量，通過(guò)區(qū)塊鏈技術(shù)建設(shè)分布式廚余垃圾資源化利用設(shè)施等；被動(dòng)方法有沼渣（殘?jiān)┡c廚余垃圾及其他有機(jī)垃圾聯(lián)合堆肥、殘?jiān)瞥裳苌剂系纫约訌?qiáng)殘?jiān)馁Y源化利用，加強(qiáng)臭氣控制與廢氣凈化等。

在三廢控制上，應(yīng)明確3個(gè)約束，即三廢減量約束、二次廢物更易處理約束和經(jīng)濟(jì)性約束。所謂三廢減量約束就是要求廚余垃圾資源化利用過(guò)程中對(duì)外排放的廢渣與廢水之和不得大于廚余垃圾處理量。所謂二次廢物更易處理約束就是廚余垃圾資源化利用過(guò)程產(chǎn)生的三廢的處理應(yīng)比廚余垃圾更容易處理。所謂經(jīng)濟(jì)性約束就是廚余垃圾資源化利用（包括過(guò)程產(chǎn)生的三廢治理）的單位廚余垃圾服務(wù)單價(jià)不得高于分類前混合垃圾的綜合處理單價(jià)，更不得高于混合垃圾的焚燒處理單價(jià)。

三、廚余垃圾資源化利用的處理單價(jià)

以1000噸/日廚余垃圾（20%含固率）制沼發(fā)電bot或ppp項(xiàng)目為例，假定政府采購(gòu)垃圾處理服務(wù)的處理單價(jià)計(jì)算公式為：處理單價(jià)=處理單位某類垃圾的經(jīng)營(yíng)凈成本+平均利潤(rùn)×該處理的權(quán)重，其中，凈成本=成本-收入，平均利潤(rùn)=收入×行業(yè)平均利潤(rùn)率。計(jì)算處理單價(jià)時(shí)即計(jì)算投資收益又計(jì)算收入利潤(rùn)。

（一）假設(shè)條件

1）項(xiàng)目建設(shè)營(yíng)運(yùn)期：特許經(jīng)營(yíng)期30年，其中，第1-2年為建設(shè)期，第3-5年提產(chǎn)期，免征所得稅，第6-8年所得稅減半，為12.5%，第9年開(kāi)始所得稅率為25%；

2）折舊：按照平均年限法，設(shè)備折舊年限假設(shè)為15年，土建及其他折舊年限為25年；

3）建設(shè)投資：廚余垃圾制沼發(fā)電設(shè)施建設(shè)投資為20—40萬(wàn)元/（噸/日）（不含征地及拆遷費(fèi)用）。

4）垃圾發(fā)電280度/噸以內(nèi)的電價(jià)為0.65元/度，超過(guò)280度/噸的按照燃煤發(fā)電行業(yè)平均電價(jià)0.37元/度計(jì)算；

5）投資：資金結(jié)構(gòu)中30%為自有資金，70%為成本（銀行貸款），資金籌措費(fèi)率0.5%；

6）年利率：采用等額本息的方式；資金貸款年利率4.5%；

7）貸款用途：廚余垃圾制沼發(fā)電設(shè)施設(shè)備及安裝費(fèi)用占比45%（可降至30%），建筑工程及其他費(fèi)用占比55%；

8）貸款期限：設(shè)備及安裝費(fèi)用采用15年貸，建筑工程及其他費(fèi)用25年貸；

9）投資收益和利潤(rùn)：假設(shè)資本收益率和行業(yè)平均利潤(rùn)率都為8%；

10）稅金：①增值稅率17%，垃圾處理費(fèi)即征即返70%、發(fā)電上網(wǎng)即征即返100%；②企業(yè)所得稅25%，垃圾能量利用享受“三免三減半”優(yōu)惠。

（二）垃圾處理

1）年處理量：年運(yùn)行天數(shù)330日，年處理生活垃圾33萬(wàn)噸；

2）進(jìn)廠垃圾：進(jìn)廠廚余垃圾含固率20%；

3）制沼發(fā)電：固料轉(zhuǎn)換成沼氣的轉(zhuǎn)換率為50%，噸垃圾發(fā)電量210千瓦時(shí)/噸；

4）三廢：污水處理量為120%進(jìn)廠廚余垃圾量，殘?jiān)▔赫ジ稍?、沼渣、污水處理廠污泥等）為29%進(jìn)廠廚余垃圾量（殘?jiān)钠骄始s65%）；

5）廠用電率10%。

（三）處理單價(jià)測(cè)算

在上述建設(shè)營(yíng)運(yùn)、融資、稅收等假設(shè)條件下，廚余垃圾制沼發(fā)電的成本、收入和處理單價(jià)測(cè)算見(jiàn)表2-3。從表2-3可見(jiàn)，廚余垃圾制沼發(fā)電的處理單價(jià)可控制在130元/噸以內(nèi)，即使貸款年利率為6%，處理單價(jià)也可170元/噸以內(nèi)。影響處理單價(jià)的主要因素是發(fā)電收入、三廢噪聲治理費(fèi)、運(yùn)行維護(hù)費(fèi)和折舊，其次是貸款成本、資本收益和利潤(rùn)。

（四）降低處理單價(jià)的途徑

降低處理單價(jià)是廚余垃圾資源化利用可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。改變?nèi)谫Y條件（年利率、貸款期限）、工藝技術(shù)（貸款用途、噸設(shè)施運(yùn)行維護(hù)費(fèi)）、三廢噪聲治理?xiàng)l件和轉(zhuǎn)換率（噸垃圾發(fā)電量、三廢產(chǎn)量），可以給出降低處理單價(jià)的主要途徑。根據(jù)處理單價(jià)降低幅度由小至大排序，降低廚余垃圾制沼發(fā)電的主要途徑依次是優(yōu)化融資方案、縮短工藝流程（優(yōu)化工藝流程）、降低三廢治理費(fèi)用和提高轉(zhuǎn)換率。

貸款年利率和貸款期限影響貸款成本，從而影響處理單價(jià)；因工藝選擇影響設(shè)備投資與建筑工程投資的占比，因而影響貸款的使用分配，而在設(shè)備投資與建筑工程投資的貸款期限不相同時(shí)，貸款的使用分配影響貸款成本（貸款利息），從而影響處理單價(jià)和處理費(fèi)，這說(shuō)明，優(yōu)化融資方案時(shí)有必要結(jié)合處理工藝。

工藝流程越短，處理單價(jià)和處理費(fèi)都越低，建設(shè)時(shí)必須慎重選擇處理工藝技術(shù)。工藝流程越短，說(shuō)明：①總的建設(shè)投資將越小；②運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用，甚至三廢噪聲治理費(fèi)用，將越小；③設(shè)備投資占比或建筑工程投資占比未必變化，流程短可能降低設(shè)備投資，但同時(shí)也可能降低建筑工程投資；即使縮短工藝流程導(dǎo)致設(shè)備投資占比減小，導(dǎo)致支付的總處理費(fèi)增多（利息增額），但總投資減小和運(yùn)行費(fèi)用降低引起的處理費(fèi)降低更加明顯。

廢水、殘?jiān)统魵獾闹卫碣M(fèi)占處理費(fèi)比重較大，廚余垃圾資源化利用要想方設(shè)法降低三廢的治理費(fèi)用，具體方法有：①殘?jiān)Y源化利用，如與其他有機(jī)垃圾聯(lián)合堆肥、堆放干化后做成衍生燃料或進(jìn)入生物質(zhì)資源電廠等，可減少0—30元/噸的殘?jiān)幚沓杀荆?/span>②減少污水處理量，廚余垃圾濕式厭氧發(fā)酵制沼發(fā)電應(yīng)雙措并舉，一是將酵料的含固率提高到10%左右，二是開(kāi)發(fā)應(yīng)用沼液回用制漿技術(shù)，不僅減少污水處理量，同時(shí)還減少大量的制漿所需的外加水，可減少0—20元/噸的殘?jiān)幚沓杀?；此外，針?duì)沼液的低碳氮比、高含量纖維等特殊性，開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)單高效的沼液處理技術(shù)（包括濃縮液處理技術(shù)）。

提高固料轉(zhuǎn)換為沼氣的轉(zhuǎn)換率，提高沼氣產(chǎn)量和噸垃圾發(fā)電量，從而增大發(fā)電收入，同時(shí)，減少殘?jiān)?，降低三廢治理費(fèi)，如將轉(zhuǎn)換率從50%提高到60%，噸垃圾發(fā)電量便可從210千瓦時(shí)/噸提高到250千瓦時(shí)/噸以上，殘?jiān)鼜?/span>29%減少到23%，發(fā)電收入便從122.85元/噸提高到146.25元/噸，殘?jiān)幚碣M(fèi)從30元/噸減少到24元/噸，意味著處理費(fèi)降低29.40元/噸，效益非?？捎^。

在綠色發(fā)展低碳生活時(shí)代背景下，廚余垃圾資源化利用應(yīng)引入減碳約束。在減碳約束下，廚余垃圾資源化利用應(yīng)優(yōu)先物質(zhì)利用，盡量減少能量利用；無(wú)論是物質(zhì)利用還是能量利用都應(yīng)采用先進(jìn)的利用方法、工藝技術(shù)和設(shè)備，務(wù)必節(jié)能、節(jié)水、減排和增效，具體講，要簡(jiǎn)化工藝流程、提高廚余垃圾固料的資源轉(zhuǎn)化率、提高設(shè)備運(yùn)行效率、豐富產(chǎn)品種類、提高產(chǎn)品附加值、減少三廢治理成本和運(yùn)行維護(hù)成本，防范與消除系統(tǒng)復(fù)雜、流程長(zhǎng)、運(yùn)行參數(shù)欠佳、設(shè)備材料采購(gòu)價(jià)格高和產(chǎn)品單一及附加值低等不足，降低廚余垃圾資源化利用的處理單價(jià)。