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餐厨垃圾:魔都垃圾分类之战的成功密码?

2019年06月24日 08:38 转载自: 秦朔朋友圈   阅读:38
作者: 陈苏洁   http://www.d1money.com/user/space?oid=20546

1、垃圾分类的成功之门——餐厨垃圾

上海不知什么时候,被流行话语定为“魔都”。但既然被称为“魔都”,就应该有让人“魔”的地方,而垃圾分类,就成为上海新摩登的一种。

早在去年,魔都就出台了一个大计划《上海市生活垃圾全程分类体系建设行动计划(2018-2020年)》。我研究了一下,是一个目前大城市中,最有魄力的一个计划。

而让我浮想连篇的是,这个宏伟计划的成功之门究竟在哪里?总结发达国家垃圾分类成功的经验和我们垃圾分类失败的教训之后,就不难发现,垃圾分类的成功之门,就是餐厨垃圾的单独处理!

餐厨垃圾是城市生活垃圾的一部分,在魔都新的垃圾分类中,属于“湿垃圾”。根据我国《餐厨垃圾处理技术规范》的界定,是餐饮垃圾和厨余垃圾的统称,主要是居民在生活消费过程中形成的生活废物,是食物垃圾中最主要的一种,包括家庭、学校、食堂及餐饮行业等产生的食物加工下角料(厨余)和食用残余(泔脚)。其成分复杂,主要是油、水、果皮、蔬菜、米面、鱼、肉、骨头以及废餐具、塑料、纸巾等多种物质的混合物。特点是极易腐烂变质,散发恶臭,传播细菌和病毒。

| 北京、上海、纽约生活垃圾成分

我国餐厨垃圾数量十分巨大,并呈快速上升趋势。由于饮食文化和聚餐习惯,餐厨垃圾成了中国独有的现象。一分钟前还是佳肴,一分钟后成了垃圾。

中国餐桌浪费惊人,每天产生巨量的餐厨垃圾。根据天津大学等研究机构联合发布的《国内外餐厨垃圾处理状况概述》,我国餐厨垃圾大约占城市生活垃圾的37%-62%。在城市垃圾中所占比例,北京为37%,天津为54%,上海为59%,沈阳为62%,深圳为57%,广州为57%,济南为41%。

与其他垃圾相比,厨余垃圾具有高有机物含量(有机物含量约占干物质质量的 80%以上)、高含水率(80%~90%)、油脂含量及盐分含量高,营养元素丰富等特点。

2016年,全国餐厨垃圾产生量约在9700万吨左右,目前年均应该在1亿吨左右。因此,解决了餐厨垃圾的问题,基本上就解决了城市垃圾分类中的一半,而目前我们处理城市垃圾的方式,则使餐厨垃圾成为垃圾分类的毒药,所产生的垃圾二次交叉污染,基本上可以导致垃圾分类在整体上的失败!

2、餐厨垃圾:垃圾中的“毒药”

在日常生活中,居民通常将餐厨垃圾混入生活垃圾中,通过塑料袋送到垃圾收集点,这将使城市生活垃圾的成分和特性发生了变化。餐厨垃圾中的“水”、“盐”、“油”构成了三大“毒素”!

餐厨垃圾中的——水

餐厨垃圾中的水,可以说是“万恶之源”。

首先,餐厨垃圾在存放、收集、转运及垃圾填埋过程中,由于其含水率和有机物含量较高,极易在较短时间内腐烂发臭和滋生蚊蝇等,快速地污染周围环境。

其次,城市垃圾的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,由于餐厨垃圾的水分含量常常高达90%左右,发热量为2100~3100kJ/kg,和其它垃圾一起进行焚烧,不但不能满足垃圾焚烧发电的发热量要求(即5000kJ/kg以上),反而会致使焚烧炉燃烧不充分而产生二噁英,污染大气环境;另一方面,腐坏的厨余垃圾还会腐蚀金属设备,影响垃圾焚烧厂相关设备的正常运行。而焚烧工艺落后,温度过低,正是产生较大量有害气体二噁英的元凶。

再次,如果将生活垃圾进行填埋,同样会因为混入的餐厨垃圾水分含量高而不宜处理。如果前期分类不充分,干湿垃圾未分离,很容易导致厨余垃圾中水分含量过高,如果将水分含量如此高的厨余垃圾与其他垃圾直接混合填埋,会在高压和微生物作用下产生甲烷和渗滤液。甲烷很可能带来火灾和爆炸事故,渗滤液会对地表水及地下水造成污染。

餐厨垃圾中的——盐

餐厨垃圾中的盐,与我们深恶痛绝的二噁英紧密相关。焚烧生活垃圾产生二噁英的机理比较复杂,主要有三种途径:

  • 在对氯乙烯等含氯塑料的焚烧过程中,焚烧温度低于800℃,含氯垃圾不完全燃烧,极易生成二噁英。燃烧后形成氯苯,后者成为二噁英合成的前体;

  • 其他含氯、含碳物质如纸张、木制品、食物残渣等经过铜、钴等金属离子的催化作用不经氯苯生成二噁英。

  • 在制造包括农药在内的化学物质,尤其是氯系化学物质,像杀虫剂、除草剂、木材防腐剂、落叶剂、多氯联苯等产品的过程中派生。

环境中的二噁英可通过食物链(如饲料)富积在动物体中,由于高亲脂性,二噁英容易存在于动物脂肪和乳汁中。因此,肉、禽、蛋、鱼、乳及其制品最易受到污染,在食品加工过程中,作为厨余垃圾,造成二噁英的污染。

由于中国博大精深的饮食文化,烹饪“四十八式”花样翻新,厨余垃圾中的盐分(氯化钠)偏高,食物垃圾中含有很多酱油和盐分,会形成 “盐害”。除了在燃烧易产生二噁英之外,如果将餐厨垃圾加工浓缩作为肥料大量使用后,也会引起土质恶化和盐碱化,直接影响农作物的生长,进而会引发沙漠化。

餐厨垃圾中的——油

餐厨垃圾中的“油”,其对垃圾分类的毒害是最大的。由于油的渗透性非常强,一旦被油接触,即可形成二次交叉污染,如披萨包装盒,没有油污则是可回收垃圾,沾了油污就马上成为不可回收垃圾,只能焚烧或填埋。

在法国,餐饮行业的厨余垃圾跟居民生活垃圾的处理方式截然不同。法国政府强制规定餐饮业对厨余垃圾进行分类:一般被分为无害、中性、危险3个级别,并进一步细分成20个小的门类,基于此决定是该回收、深埋还是焚烧。以餐厅食用废油为例,早在1992年,法国垃圾处理法就明确规定,餐厨废油不得与其他厨余垃圾混合丢弃,同时餐厅也不能把餐厨废油直接倒入下水管道,或当成普通垃圾扔掉。如果因处置废油不当造成下水道堵塞等情况,餐厅会被处以高额罚款,甚至被勒令停业。对于多次违规的餐厅,还将追究经营者的刑事责任。

德国实施严格的垃圾分类制度。按照不同的种类和用途将垃圾分为生物垃圾、纸类垃圾、塑料垃圾和剩余垃圾。日常生活中的食用油在德国属于剩余垃圾,严禁直接倒入下水道。厨房中剩余的食用油必须将其倒入玻璃瓶内,拧紧瓶盖放入剩余垃圾桶中。德国相关法律规定餐馆和饭店的下水道必须要安装油污过滤系统,对水中的废油进行分离收集,由专门的公司定期来将收集到的废油拉走,送入专门的处理机构实施无害化集中处理:如将其制成生物柴油,实现循环再利用。

我国餐厅和食堂的泔水处理已经形成了机制,阳光部分是处理成生物柴油;阴暗部分是处理成地沟油。相对于餐厅和食堂,家庭中餐余中的油脂部分是一个难题。只能从减量的角度进行规避,即尽量减少剩饭剩菜的产生,以及减少过期食品的产生。

餐厨垃圾来说,无论焚烧和填埋都会导致大量有机物的浪费,因此餐厨垃圾有必要进行单独处理,变废为宝。这些垃圾都是非常“天然”的东西,不会像化学废弃物那样给人体带来那么大的危害,但如果处理不得当的话,危害可不比化学物质小。例如,国内“拾荒者”数量众多,垃圾中可回收部分,经过一层层的挑选,被挑走卖掉的比率很高,但“拾荒者”每次的分拣,都是以上毒素的“搅拌”和二次污染过程,最终,这些垃圾会变得无法处理,只能填埋。

3、国外餐厨垃圾现在是如何处理的?

国外对餐厨垃圾处理,起步很早,目前主要有三种主流方式,处理餐厨垃圾:

第一种:堆肥

厨余垃圾富含的大量有机物和氮、磷、钾、钙以及各种微量元素,变成有机肥使用以后,不仅能促进资源循环利用,解决厨余垃圾处理不当所引发的环境问题,还能减少外部无机肥源的投入,节省投资、保护环境,对土壤、食品安全及人体健康都是大有裨益的。

20世纪60年代,德国就开始使用厌氧技术处理餐厨垃圾,到90年代厌氧技术的工程开始在德国及欧洲大规模推广使用。如今德国餐厨垃圾主要采用堆肥处理和厌氧处理方式,每年收集880万吨有机固体废弃物,其中83%经堆肥处理、17%经厌氧处理。据德国沼气协会数据,截至2015年,德国境内总共有近 9000个沼气工程运行使用,占欧洲全部沼气工程的80%以上,沼气发电装机 4018MW,可为约800万家庭提供用电,目前沼气发电量已经占到全国用电量的4.5%以上。按德国政府计划,到2020年,新能源发电将占德国全年总发电量的43%,进而替代核能在能源供应体系中的位置。

第二种:研磨

由于一般家庭厨房的面积有限,每种垃圾单独回收,会影响厨内的日常操作,所以就地减量化处理是餐厨垃圾处理的基本立足点,于是一些小型餐厨垃圾处理机应运而生。国外的餐厨垃圾处理装置大致分机械研磨型和生化处理型。

所谓机械研磨型其原理是通过高速运转的刀片将装在内胆里的各种食物垃圾切碎后再将搅拌物冲入下水道,这既解决了水道堵塞带来的麻烦,又解决了因垃圾腐烂变质而带来的环境污染。

美国从1927年开始推广使用垃圾处理机,安装率位列全球之首,解决了倾倒家庭食物垃圾和存放的烦恼。如今,美国90%以上家庭使用这种机器,一些城市甚至强制使用,超过95%的美国城市允许使用餐厨垃圾处理机。

在美国,餐厨垃圾产生量较大的单位设置垃圾粉碎机和油脂分离装置,餐厨垃圾经粉碎机粉碎后进入油脂分离装置,碎料排入下水道,油脂则送往相关加工厂加以利用;餐厨垃圾产生量较小的单位,则将其混入有机垃圾中进行处理,近时期的发展则是倾向于采用堆肥工艺制成肥料或加工成动物饲料进行资源化回收利用。

第三种:小型处理机

在日本,垃圾处理的核心单位是家庭,因此日本更青睐能在家庭使用的小型垃圾处理设备,即上文提到的生化处理型垃圾处理设备。

松下电子于1993年研制出MS-N40和MS-N31两种厨房垃圾处理机,3~4小时可以处理0.7kg垃圾,机器内置臭氧除臭器,用以除去垃圾的多种气味。而日本精工在2000年成功地开发出使用磁控管的食物垃圾处理装置。这种装置最大的特点是能将食物垃圾的水分蒸发掉,经干燥后磨碎。这种装置由于采用微波处理,可同时杀灭垃圾中的细菌并防止产生有害气体,体积如同复印机大小,可放置在室内,底面有轮子可随意移动,因此对市区饮食店和小型超市尤为适用。

日本的“垃圾处理机”像个电水壶,可安装在家庭厨房的水槽下方,与水槽的下水口相连。它会自动将厨余垃圾搅拌、粉碎,然后用热空气将之烘干成粉末。处理后的垃圾体积只有原来的1/7。人们只需定期将机器下方的抽屉拉出,清理粉末即可。厨余垃圾粉末再稍加加工就可以变成有机肥料。很多家庭将处理后的粉末进行简单发酵,制成肥料,为花草施肥,形成了良好的资源循环再利用。

4、国内餐厨垃圾处理的大拼盘

目前我国对餐厨垃圾的处理有四种主流的工艺路线:生产饲料、好氧堆肥、厌氧消化和制备生物柴油。餐厨垃圾的主要处理方法包括:

  • 用作动物饲料,即传统的喂猪;

  • 好氧堆肥,或经深加工为土壤腐植酸;

  • 厌氧消化,产生沼气后供电供气,残渣经无害化处理后制作有机复合肥料;

  • 进行油脂分离,生产生物柴油;

  • 进行焚烧或填埋等处理。

由于以上处理方式都没有形成气候,只能形成各有一点的“大拼盘”。

其中用作动物饲料、焚烧、填埋虽然是最直接的处理方式,但其弊端也是十分明显,虽然当前这几种方式仍旧是垃圾处理的主要手段,人们已经意识到这些处理方法不仅使资源在一定程度上被浪费,而且并不绿色环保。

好氧堆肥、厌氧消化产沼气以及油脂分离制生物柴油是当前各个国家发展的主要方向,然而在此过程中也有一些技术瓶颈需要突破,比如堆肥需要的场地大,周期长,灭菌难等;厌氧消化的处理效率不高,工业化难度大等;制备生物柴油的原料预处理成本高等。

而像美国那样安装厨房垃圾粉碎机,一劳永逸解决餐厨垃圾问题的这个办法曾经在网络上引起了强烈反响。但最终讨论结果认为,由于中国城市污水管网系统并不完善,安装厨房垃圾粉碎机这种处理方式虽然表面上从源头省了很多事,但实际上后期却会造成管道堵塞,加重对河流的污染。

由此可见在对餐厨垃圾的处理上,我们还有很长的路要走,相比国外来说,我国餐厨垃圾处理起步较晚,技术仍需改进。国外致力于餐厨垃圾处理虽然已经获得很大进步,但在餐厨垃圾的处理中仍旧存在一些问题亟需解决。

第一:从收集角度看,实施餐厨垃圾处理的关键在于垃圾产生的初始就分类放置,这是餐厨垃圾真正得以处理的重要前提。

由于我国居民的饮食习惯与国外存在一定的差异,我国餐厨垃圾含油量及含盐量较高,处理成本相对较高,堆肥效率及厌氧产沼气效率相对较低,故我国在餐厨垃圾处理方面,要从源头抓起,将餐厨垃圾在家庭环节就分类回收,使餐厨垃圾的资源化管理与合理化利用相结合,实现餐厨垃圾的完全利用和生态循环。

第二:从处置角度说,餐厨垃圾处理机可以随时在厨房内处理,可是垃圾粉碎处理机不能处理厨房日常产生的所有垃圾,如大块的骨头、带泥的菜根、干硬的皮壳、日益增多的各种各样的包装物,如易拉罐、玻璃瓶、软硬塑料包装制品等。采用小型生化处理机处理有机垃圾效率高,但是处理成本太高,同时对于这种含水率、油脂和盐分高的餐厨垃圾,其添加的生物菌种还需根据餐厨垃圾的特性进行进一步的研究和配置,也是一个难题。

总而言之,餐厨垃圾难存留,易腐败;难收集,易堵塞;难清理,易散味;难转运,易生虫;这些都是其难以处理的重要特点。每天如此大量的食物垃圾如果没有高效的转运处理系统势必会形成堆积,造成进一步的污染。

可见,餐厨垃圾的处理必须从源头入手,不仅要源头上的减量化,更要在源头实现分类处理,提高居民垃圾分类的积极性和自觉性。

5、我们餐厨垃圾处理的“理想路径”

综合国内外各种处理方式,我们可以设想一套餐厨垃圾处理的“理想路径”,虽然可能离国内的现实有一些遥远,但可以作为远期目标和努力方向。

第一步:每个家庭为餐厨垃圾设独立垃圾桶

在家里为餐厨垃圾设置独立的垃圾桶是垃圾分类最基本的举动。日本最早的垃圾分类就是干湿垃圾分离。在德国,每户门外有4个不同颜色的垃圾桶,清运机构按日期清运不同垃圾。分类不合格,会被拒收。现在,垃圾分类进行的比较好的国家,家里也是设置众多的分类垃圾桶,只是数量不同而已。

英国是最早推行城市化的国家,6000万左右人口中有90%居住于城市,餐厨垃圾如何处理成为英国不可忽视的问题。经过几十年的摸索,英国在餐厨垃圾的源头处理、规范分类、政企结合等方面早已走在了世界前列。

在英国,垃圾需要被规范分类,政府统一规定每个家庭的垃圾箱分类及设备颜色,将政府、垃圾处理运营商、垃圾收集运营商和相关商业群体协调起来,实行“餐厨垃圾循环利用行动计划”。据2015年英国垃圾资源行动纲要( Waste and Resources Action Program,WRAP)资料显示,英国每年约产生1500万吨餐厨垃圾(234 kg·人·年),计划到2025年将餐厨垃圾循环利用提高到 70%,这一举措对英国餐厨垃圾应用处理具有重要的意义。

第二步:使用可降解的餐厨垃圾袋

餐厨垃圾不好运输,如果用普通垃圾袋装运,这些普通垃圾袋最后的处理也会成为问题。这也是美国等国家使用研磨装置处理餐厨垃圾的初衷,其合理性就在于利用下水道中转,减少了餐厨垃圾储运的麻烦。但如果下水道设计不好,容易引发堵塞,而人口居住过于密集,这些粉碎后的餐厨垃圾的最终处理,也是问题。

在瑞典,厨余垃圾有垃圾处理公司专门提供的棕色垃圾纸袋,装满后在开口处对折两次,揭开自粘胶封条可以封起来,然后就可以扔在棕色的垃圾大桶里或者专用的厨余垃圾收集处。

|图片来源:素食星球

这些垃圾会被回收转化成生物柴油,或者变为有机肥为农作物提供养料。据估算,5公斤厨余垃圾可供一台私家车行驶10公里;1200人产生的厨余垃圾供一辆垃圾车开一整年。

第三步:小区内设置小型餐厨垃圾处理装置

鉴于餐厨垃圾运输不便,难于储存,应该考虑以小区或聚集地为单位,设置小型餐厨垃圾处理装置,来分布式地处理餐厨垃圾。

近几年,国外蓬勃兴起了一种有机垃圾处理方式——生化处理型餐厨垃圾处理机。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,经过数小时的搅拌后垃圾被分解成水和二氧化碳。其分解使用的催化剂大多为各公司开发的技术。

第四步:建立完整的餐厨垃圾处理体系:杜绝二次污染

垃圾分类若要长期有效地实施,需要建立一个完整的垃圾处理体系,并杜绝二次污染。垃圾分类中的四大环节,投放、收集、运输、处置,犹如四个相互咬合的齿轮,任何一环被卡住都会让整个链条无法运转。

而餐厨垃圾的处理体系是最难建立的。随着全球人口基数的不断增长和人们生活水平的提高,餐厨垃圾的排放量日益增大。大量的餐厨垃圾一方面带来了严重的污染,另一方面造成了巨大的浪费,给各国带来很大的困扰。这些含有丰富生物质的餐厨垃圾如果能进一步资源化利用,既有利于环境保护,也可增加人类对可再生资源的利用程度,符合可持续发展、循环经济的发展方向。

针对餐厨垃圾的处理,发达国家早在20世纪60年代就已开始,经过几十年的摸索尝试,目前已经形成一定的处理规模。例如德国已经率先建立一套先进的餐厨垃圾处理体系,并形成一条从垃圾收集到最终资源化利用的完整的循环产业链条。

|瑞典垃圾回收利用示意图

第五步:餐厨垃圾处理的未来:减量和收费

餐厨垃圾处理的最高阶段是减量和收费,这是垃圾分类长期施行后的一种良好结果。韩国首尔目前对厨余垃圾进行“从量制”收费,从而鼓励居民对垃圾进行减量。目前市政府提出了三种计费方式:

  • 跟普通的生活垃圾一样,由政府统一制作厨余垃圾袋,使用的垃圾袋越多则付费越多;

  • 在各小区设置智能厨余垃圾桶。居民在倒厨余垃圾前必须先刷卡,垃圾桶自动开启,垃圾倒入时自动测定重量并按重量计费;

  • 电子标签方式。居民使用统一规定的容器排放厨余垃圾,排放时必须在容器上粘贴向政府购买的电子标签,政府在收取垃圾的同时回收电子标签。

|图片来源:素食星球

针对这三种计价方式,首尔各区政府可选择任何一种适合本地实际情况的方式实行。为了配合厨余垃圾“从量制”的实施,首尔市政府还准备在全市居民区推广使用“厨余垃圾压缩机”,该机器可通过发酵、粉碎、干燥等程序将垃圾量减少80%。市政府计划对每台压缩机提供250万韩元/年的运行补贴。

与首尔类似的是中国台北。2000年起,台北实施“垃圾费随袋征收”,一般垃圾必须投入专用付费垃圾袋,厨余垃圾和可回收垃圾则免费投放。到2010年,台北日均垃圾量减少三分之二,实现了“零掩埋”。按量计费是台北的关键经验。2000年“随袋征收”后,民众意识到“少扔垃圾少付费”,分类积极性大增。

第六步:神一样的系统——餐厨垃圾处理的终极之路

2014年,瑞典制定了新的垃圾处理计划,希望到2040年全国99%的垃圾可以“变废为宝”转化为能源。目前,瑞典人制造的生活垃圾中,被填埋的非可再生垃圾只占1%,36%可得到循环利用,14%再生成化肥,另外49%被焚烧发电。

世界第一套真空自动垃圾收集系统就是由瑞典工程师发明的。瑞典政府也计划投资未来的垃圾收集技术,如住宅区内的自动化真空系统,以及消除异味的地下集装箱系统等。

作为斯德哥尔摩著名的环保示范社区——哈马碧小区的垃圾回收更是被津津乐道。厨余垃圾、普通垃圾,则被分类扔进相应的回收管道。管道与地下垃圾处理系统相连,一旦开始工作,垃圾就会以70公里/小时的速度被“吸”走并传送到指定收集点。哈马碧小区附近有一个热电厂,其部分原料就是通过回收小区垃圾再循环利用的。从小区回收的垃圾中通过再循环利用产生的电力供应再输送给小区,这样的模式让哈马碧小区居民的电费仅相当于斯德哥尔摩市区的一半。

而在一些新建的小区,厨房水槽下面安装了餐厨垃圾粉碎机,被粉碎的厨余垃圾通过专用管道输送至地下收集箱,堆积到一定量后,再由垃圾运输车将其送至沼气厂。

这种为垃圾分类专门建立“嵌入式系统”的做法,只适合新建小区。面对“神一样的系统”,它更多让人体会的是榜样的力量。让人看到垃圾分类能进化到何种程度。

写了这么多,让我们回到初始:目前即将开战的垃圾分类大战确实不同凡响。但话又说回来,上海既然敢叫“魔都”,用北京话说,就应该有魔都的“范儿”。沧海横流方显英雄本色。这也就是“魔都”应该让人着魔的地方。

关于垃圾处理,我写了这么多,也真是出乎我自己的意料了,其中关键就在于不想旁观魔都的垃圾分类,而是从内心深处,想为今天的魔都加油!


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