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我国餐厨垃圾处理行业发展现状与前景分析

来源:中投投资咨询网 2018-07-12 08:57中国投资咨询网 A-A+

  “十三五”期间,环保支持力度还将持续加大,环保产业有望收获政策红包。垃圾处理是环保领域的支撑性产业之一,目前市场缺口明显,可增长空间巨大。而餐厨垃圾处理又是垃圾处理的重要一环,潜在需求旺盛,有望迎来重要发展契机,产业前景向好。

  餐厨垃圾的产生

  餐厨垃圾是指家庭、学校、机关、公共食堂以及餐饮行业的食物废料、餐饮剩余物、食品加工废料及不可再食用的动植物油脂和各类油水混合物,是城市生活垃圾的一部分。

  由此可见,餐厨垃圾主要产生于餐馆、食堂、食品加工产业等地由于在生产食品过程中和饮食行为中产生的剩饭剩菜、食物加工废料等,也包含一些过期不能食用的食品和废料,我国是餐厨垃圾产生的大国,这当然与我国人口基数大有着很大的关系。同时,随着我国经济的快速增长、城市化进程的加快和人民生活水平的普遍提高,人们对于食品的质量需求也在提升,俗话说“民以食为天”,人们对食品的要求已经由以前的“吃饱”转变为“吃好”。这也使得我国的餐厨垃圾产生量不断增加。有资料显示,我国许多发达城市每天产生生活垃圾量在3000t以上,其中餐厨垃圾约占50%甚至更高。

我国部分城市固废组成

(表1,数据来源于智污邦联环保管家平台)

  由于餐厨垃圾主要是以食物废料、餐饮剩余物和食品加工废料为主,因此为便于统计,我们直接将城市固废中食品废物所占比重大致看作餐厨垃圾的比重,进而得到表1。

  由表1我们可以看出,北京上海等发达城市中,餐厨垃圾占了城市固废的较大比重,而以灰土砖石为主的建筑垃圾在北京、上海等地所占的城市固废比重则相对较少,这说明在以北京、上海为主的发达城市,人们对餐饮的需求量较大、且对餐饮的质量要求也相对较高,而在发达城市中的产业主要以服务业为主、而不是易产生固体废物的工业,这也直接导致我国部分发达城市中,餐厨垃圾所占的比重较大。

  为了更为直观的对比我国餐厨垃圾的产生量,我们将目光转向国外,可以发现在国外大部分发达国家中,餐厨垃圾所占比重都仅占20%左右,甚至美国只占了12%(如表2所示)。这说明国外发达国家除了在餐厨垃圾的处理上有着先进的技术,也十分注重在源头上减少餐厨垃圾的产生,如实行净菜入世政策、以及对各种餐厨垃圾进行有效的分类等。通过对比,我们发现,我国餐厨垃圾的产生量十分巨大,这也说明了我国在一些方面需要学习发达国家的先进经验,在源头上减少餐厨垃圾的产生。

发达国家城市固废组成 单位:%

(表2)

  通过以上分析和对比,我们可以发现,在我国部分城市,餐厨垃圾所占比例已经达到了一半以上,甚至超过了建筑垃圾的比重。而数量如此庞大的餐厨垃圾,也要求我国餐厨垃圾处理行业必须有较强的垃圾处理能力,否则很容易造成“垃圾围城”的现象,同时在技术上也要有所限制,不能因为一味地因为垃圾处理而给生态环境造成大量污染。

  我国餐厨垃圾的处理现状

  据统计显示,2017 年全国城镇餐饮业收入额约为3.96万亿元,如果按照一次餐饮活动的剩菜比例为1/4到1/3之间推算,我国餐饮业每年有将近万亿元的销售额变成了“垃圾”。 随着近年来我国经济的快速发展,餐饮业零售额以每年21% 的速度增长,餐厨垃圾也将如滚雪球般越滚越大。以北京、 上海为例,北京城市垃圾中有机废物占65%,其中餐厨垃圾占了接近50%的比重 。上海市日均餐厨垃圾产生量约为 1000~1200t。

  近年来,国内一些大中型城市纷纷探索餐厨垃圾资源化利用新模式,并初步形成了北京模式、上海模式、宁波模式、西宁模式、泰安模式、湖州模式等餐厨垃圾资源化利用模式。

  以北京朝阳区的餐厨垃圾处理为例:北京市朝阳区日处理 400 t的餐厨废弃物处理厂是目前国内规模最大,同时也是自动化程度最高、工艺较先进的餐厨废弃物资源化处理站,是国内规模最大的农用微生物产品工业化固体发酵生产基地,是绿色北京、低碳北京的重点展示窗口。该站点可消纳餐厨废弃物 1.32×105 t/a,可以解决约400万城市人口的餐厨废弃物处理问题,每年减少的二氧化碳直接排出量至少 1.5×105t该站点年产出 7.9×104t再生复合微生物菌群,可处理成环境友好型农用微生物产品并应用于有机农业,达到改善土壤、减少化肥使用的作用,从而缓解农业面源污染,每年减排二氧化碳 7.5×10 5 t。处理厂采用的核心技术在完全没有污染的情况下,能够将生活垃圾中的有机废弃物在10h内发酵处理转化成肥料。其工艺流程如图1所示:

  我们将目光再转向宁波:宁波市餐厨垃圾处理厂位于宁波市鄞州区古林镇,距鄞州区垃圾填埋场约 20 km 。设计日处理规模 200 t,主要处理宁波老三区、鄞州区、镇海区、北仑区产生的餐饮垃圾。采用工艺如图2所示,首先将餐厨垃圾中的无机物如生活垃圾等去除,剩余油脂及固体有机物,然后通过蒸煮压榨、油水分离等工艺处理分拣后的餐厨垃圾,将油水分离处理后的油脂经过精炼后,制成工业油脂;固体有机物厌氧发酵后产生沼气,从而实现热电联产。该工艺优点:①资源化综合利用程度高,整个工艺达到了排放标准;②技术相对成熟、处理效率高,有较长时间的实际运营经验;③工程投资适中,经济效益及环境效益好,较好地实现了餐厨废弃物的集中化及规模化处理。其缺点:①工业化、机械化程度较高,工艺连续性强;②对单机设备的性能要求比较高,对操作人员的操作技术要求严格

  目前餐厨垃圾的主要处理方式

  粉碎直排处理

  粉碎直排处理是欧美国家处理少量分散餐厨垃圾的主要方法, 是在餐厨垃圾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。破碎法对于处理少量分散产生的餐厨垃圾如家庭厨余垃圾,具有价格便宜、技术简便等优点,能降低城市垃圾的含水率,减少收集量,利于提高城市垃圾的发热量。

  填埋处理

  我国很多地区的厨余垃圾都是与普通垃圾一起送入填埋场进行填埋处理的。填埋是大多数国家生活垃圾无害化处理的主要处理方式。由于厨余垃圾中含有大量的可降解组分,稳定时间短,有利于垃圾填埋场地的恢复使用,且操作简便,因此应用得比较普遍。随着对厨余垃圾可利用性的认识越来越广泛,无论在欧美、日本还是中国,餐厨垃圾的填埋率都正在呈现下降的趋势,甚至有很多国家已禁止餐厨垃圾进入填埋场处理了。

  肥料化处理

  餐厨垃圾的肥料化处理方法主要包括好氧堆肥和厌氧消化两种。好氧堆肥过程是在有氧条件下,利用好氧微生物分泌的胞外酶将有机物固体分解为可溶性有机物质,再渗入到细胞中,通过微生物的新陈代谢,实现整个堆肥过程。同时,由好氧堆肥引申出一些类似的方法,如蚯蚓堆肥是近年来发展起来的一项新技术,利用蚯蚓吞食大量厨余垃圾,并将其与土壤混合,通过砂囊的机械研磨作用和肠道内的生物化学作用将有机物转化为自身或其他生物可以利用的营养物质。餐厨垃圾的厌氧消化处理是指在特定的厌氧条件下,微生物将有机垃圾进行分解,其中的碳、氢、氧转化为甲烷和二氧化碳,而氮、磷、钾等元素则存留于残留物中,并转化为易被动植物吸收利用的形式。

  饲料化处理

  目前的饲料市场潜力巨大。 由于餐厨垃圾作为原料,价格低廉,供应量巨大,产品营养丰富、利润区间幅度较大,具有较强的市场竞争力。饲料化有两种方式:( 1 )生物处理制饲料。原理是将培养出的菌种加入餐厨垃圾密封贮藏,菌种进行繁殖并杀除病原菌制成饲料。( 2 )高温消毒制饲料。原理是采用高温消毒原理,杀除病毒、经粉碎后加工成饲料,可供禽畜食用。比较成熟的餐厨垃圾加工饲料方法是将制粒技术、挤压膨化和干燥技术等手段综合利用。挤压后饲料中的细菌浓度要远远低于其他样品中的细菌浓度。由于挤压时不断升高的温度,一个单螺杆干燥挤压工艺可以大大减少潜在的病原菌浓度。目前已经有些厂家研制了配套技术设备并投入运行使用。

  能源化处理

  餐厨垃圾的能源化处理是在近几年迅速兴起的,主要包括焚烧法、热分解法、发酵制氢等。 焚烧法处理厨余垃圾效率较高,最终产生约5%的利于处置的残余物,焚烧是在特制的焚烧炉中进行的,产生的热能可转换为蒸汽或者电能,从而实现能源的回收利用,但餐厨垃圾的含水率高,热值较低,燃烧时需要添加辅助燃料,从而造成投资大的问题,同时尾气处理也是一个难题;热分解法是将垃圾在高温下进行热解,使垃圾中所含的能量转换成燃气、油和碳的形式,然后再进行利用,热解法具有广阔的应用前景,但技术尚未达到实用阶段,目前应用较少;氢作为一种高质量的清洁能源,是普遍认为的最有潜力的替代能源,很多学者对此做了研究。厨余垃圾的能源化处理必将受到越来越多的关注。

  我国餐厨垃圾处理行业的发展前景

  根据《2018-2022年中国垃圾处理行业投资分析及前景预测报告(上下卷)》预计,“十三五”期间整个餐厨垃圾总体市场空间可达1000-1500亿元。其中餐厨垃圾收运体系建设约需200亿(收运体系其中包括垃圾容器、车辆,包括车辆和垃圾容器之间的衔接)、处理处置工程市场约需500-1000亿、日常运营市场大约是300亿、监管体系建设大约能形成20亿左右的市场规模。从中,我们也可以看出餐厨垃圾处理行业未来的发展趋势:

  首先,市场需求依旧旺盛。“十三五”期间,环保支持力度还将持续加大,环保产业有望收获政策红包。垃圾处理是环保领域的支撑性产业之一,目前市场缺口明显,可增长空间巨大。而餐厨垃圾处理又是垃圾处理的重要一环,潜在需求旺盛,有望迎来重要发展契机,产业前景向好。

  其次,餐厨垃圾配套收运管理体系的建设或成热点。试点城市为保证餐厨废弃物处理能力建设“发挥应有的作用”,除了保证餐厨垃圾处理厂顺利建成外,很可能会同步加强餐厨垃圾收运系统、餐厨垃圾管理平台和监测系统的建设,为餐厨垃圾处理厂提供原料保障。

  最后,已有技术得得到综合利用。餐厨垃圾成分的复杂性决定了使用单一的现有处理技术难以完成高效高产值处理,对餐厨垃圾进行组分分离、综合运用已有的处理技术似乎是必然的道路。将收集到的餐厨垃圾经过初步去除杂物后,利用离心或者压榨等手段得到有机质干渣和油水混合物。有机质干渣用来发酵或制作饲料添加剂;油水混合物再次分离后,油脂可用于生产生物柴油,而最终剩下的水分除了较高浓度盐分之外,亦含有丰富的有机质,可以利用相应微生物进行发酵生产能源气体。

  总的来看,因为我国人口基数大、人们对食品的要求提高等原因,导致我国目前餐厨垃圾的产生量十分巨大,而数量庞大的餐厨垃圾也对我国餐厨垃圾处理行业提出了新的要求:只有重视餐厨垃圾问题,努力提高我国餐厨垃圾处理技术,餐厨垃圾问题才能迎刃而解并最终实现变废为宝。

关键词:垃圾处理 环保产业
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