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我國餐廚垃圾處理行業發展現狀與前景分析

來源:中投投資咨詢網 2018-07-12 08:57中國投資咨詢網 A-A+

  “十三五”期間,環保支持力度還將持續加大,環保產業有望收獲政策紅包。垃圾處理是環保領域的支撐性產業之一,目前市場缺口明顯,可增長空間巨大。而餐廚垃圾處理又是垃圾處理的重要一環,潛在需求旺盛,有望迎來重要發展契機,產業前景向好。

  餐廚垃圾的產生

  餐廚垃圾是指家庭、學校、機關、公共食堂以及餐飲行業的食物廢料、餐飲剩余物、食品加工廢料及不可再食用的動植物油脂和各類油水混合物,是城市生活垃圾的一部分。

  由此可見,餐廚垃圾主要產生于餐館、食堂、食品加工產業等地由于在生產食品過程中和飲食行為中產生的剩飯剩菜、食物加工廢料等,也包含一些過期不能食用的食品和廢料,我國是餐廚垃圾產生的大國,這當然與我國人口基數大有著很大的關系。同時,隨著我國經濟的快速增長、城市化進程的加快和人民生活水平的普遍提高,人們對于食品的質量需求也在提升,俗話說“民以食為天”,人們對食品的要求已經由以前的“吃飽”轉變為“吃好”。這也使得我國的餐廚垃圾產生量不斷增加。有資料顯示,我國許多發達城市每天產生生活垃圾量在3000t以上,其中餐廚垃圾約占50%甚至更高。

我國部分城市固廢組成

(表1,數據來源于智污邦聯環保管家平臺)

  由于餐廚垃圾主要是以食物廢料、餐飲剩余物和食品加工廢料為主,因此為便于統計,我們直接將城市固廢中食品廢物所占比重大致看作餐廚垃圾的比重,進而得到表1。

  由表1我們可以看出,北京上海等發達城市中,餐廚垃圾占了城市固廢的較大比重,而以灰土磚石為主的建筑垃圾在北京、上海等地所占的城市固廢比重則相對較少,這說明在以北京、上海為主的發達城市,人們對餐飲的需求量較大、且對餐飲的質量要求也相對較高,而在發達城市中的產業主要以服務業為主、而不是易產生固體廢物的工業,這也直接導致我國部分發達城市中,餐廚垃圾所占的比重較大。

  為了更為直觀的對比我國餐廚垃圾的產生量,我們將目光轉向國外,可以發現在國外大部分發達國家中,餐廚垃圾所占比重都僅占20%左右,甚至美國只占了12%(如表2所示)。這說明國外發達國家除了在餐廚垃圾的處理上有著先進的技術,也十分注重在源頭上減少餐廚垃圾的產生,如實行凈菜入世政策、以及對各種餐廚垃圾進行有效的分類等。通過對比,我們發現,我國餐廚垃圾的產生量十分巨大,這也說明了我國在一些方面需要學習發達國家的先進經驗,在源頭上減少餐廚垃圾的產生。

發達國家城市固廢組成 單位:%

(表2)

  通過以上分析和對比,我們可以發現,在我國部分城市,餐廚垃圾所占比例已經達到了一半以上,甚至超過了建筑垃圾的比重。而數量如此龐大的餐廚垃圾,也要求我國餐廚垃圾處理行業必須有較強的垃圾處理能力,否則很容易造成“垃圾圍城”的現象,同時在技術上也要有所限制,不能因為一味地因為垃圾處理而給生態環境造成大量污染。

  我國餐廚垃圾的處理現狀

  據統計顯示,2017 年全國城鎮餐飲業收入額約為3.96萬億元,如果按照一次餐飲活動的剩菜比例為1/4到1/3之間推算,我國餐飲業每年有將近萬億元的銷售額變成了“垃圾”。 隨著近年來我國經濟的快速發展,餐飲業零售額以每年21% 的速度增長,餐廚垃圾也將如滾雪球般越滾越大。以北京、 上海為例,北京城市垃圾中有機廢物占65%,其中餐廚垃圾占了接近50%的比重 。上海市日均餐廚垃圾產生量約為 1000~1200t。

  近年來,國內一些大中型城市紛紛探索餐廚垃圾資源化利用新模式,并初步形成了北京模式、上海模式、寧波模式、西寧模式、泰安模式、湖州模式等餐廚垃圾資源化利用模式。

  以北京朝陽區的餐廚垃圾處理為例:北京市朝陽區日處理 400 t的餐廚廢棄物處理廠是目前國內規模最大,同時也是自動化程度最高、工藝較先進的餐廚廢棄物資源化處理站,是國內規模最大的農用微生物產品工業化固體發酵生產基地,是綠色北京、低碳北京的重點展示窗口。該站點可消納餐廚廢棄物 1.32×105 t/a,可以解決約400萬城市人口的餐廚廢棄物處理問題,每年減少的二氧化碳直接排出量至少 1.5×105t該站點年產出 7.9×104t再生復合微生物菌群,可處理成環境友好型農用微生物產品并應用于有機農業,達到改善土壤、減少化肥使用的作用,從而緩解農業面源污染,每年減排二氧化碳 7.5×10 5 t。處理廠采用的核心技術在完全沒有污染的情況下,能夠將生活垃圾中的有機廢棄物在10h內發酵處理轉化成肥料。其工藝流程如圖1所示:

  我們將目光再轉向寧波:寧波市餐廚垃圾處理廠位于寧波市鄞州區古林鎮,距鄞州區垃圾填埋場約 20 km 。設計日處理規模 200 t,主要處理寧波老三區、鄞州區、鎮海區、北侖區產生的餐飲垃圾。采用工藝如圖2所示,首先將餐廚垃圾中的無機物如生活垃圾等去除,剩余油脂及固體有機物,然后通過蒸煮壓榨、油水分離等工藝處理分揀后的餐廚垃圾,將油水分離處理后的油脂經過精煉后,制成工業油脂;固體有機物厭氧發酵后產生沼氣,從而實現熱電聯產。該工藝優點:①資源化綜合利用程度高,整個工藝達到了排放標準;②技術相對成熟、處理效率高,有較長時間的實際運營經驗;③工程投資適中,經濟效益及環境效益好,較好地實現了餐廚廢棄物的集中化及規模化處理。其缺點:①工業化、機械化程度較高,工藝連續性強;②對單機設備的性能要求比較高,對操作人員的操作技術要求嚴格

  目前餐廚垃圾的主要處理方式

  粉碎直排處理

  粉碎直排處理是歐美國家處理少量分散餐廚垃圾的主要方法, 是在餐廚垃圾發生點對其直接進行破碎、粉碎處理,然后采用水力沖刷,將其排入城市市政下水管網,與城市污水合并進入城市污水處理廠進行集中處理。破碎法對于處理少量分散產生的餐廚垃圾如家庭廚余垃圾,具有價格便宜、技術簡便等優點,能降低城市垃圾的含水率,減少收集量,利于提高城市垃圾的發熱量。

  填埋處理

  我國很多地區的廚余垃圾都是與普通垃圾一起送入填埋場進行填埋處理的。填埋是大多數國家生活垃圾無害化處理的主要處理方式。由于廚余垃圾中含有大量的可降解組分,穩定時間短,有利于垃圾填埋場地的恢復使用,且操作簡便,因此應用得比較普遍。隨著對廚余垃圾可利用性的認識越來越廣泛,無論在歐美、日本還是中國,餐廚垃圾的填埋率都正在呈現下降的趨勢,甚至有很多國家已禁止餐廚垃圾進入填埋場處理了。

  肥料化處理

  餐廚垃圾的肥料化處理方法主要包括好氧堆肥和厭氧消化兩種。好氧堆肥過程是在有氧條件下,利用好氧微生物分泌的胞外酶將有機物固體分解為可溶性有機物質,再滲入到細胞中,通過微生物的新陳代謝,實現整個堆肥過程。同時,由好氧堆肥引申出一些類似的方法,如蚯蚓堆肥是近年來發展起來的一項新技術,利用蚯蚓吞食大量廚余垃圾,并將其與土壤混合,通過砂囊的機械研磨作用和腸道內的生物化學作用將有機物轉化為自身或其他生物可以利用的營養物質。餐廚垃圾的厭氧消化處理是指在特定的厭氧條件下,微生物將有機垃圾進行分解,其中的碳、氫、氧轉化為甲烷和二氧化碳,而氮、磷、鉀等元素則存留于殘留物中,并轉化為易被動植物吸收利用的形式。

  飼料化處理

  目前的飼料市場潛力巨大。 由于餐廚垃圾作為原料,價格低廉,供應量巨大,產品營養豐富、利潤區間幅度較大,具有較強的市場競爭力。飼料化有兩種方式:( 1 )生物處理制飼料。原理是將培養出的菌種加入餐廚垃圾密封貯藏,菌種進行繁殖并殺除病原菌制成飼料。( 2 )高溫消毒制飼料。原理是采用高溫消毒原理,殺除病毒、經粉碎后加工成飼料,可供禽畜食用。比較成熟的餐廚垃圾加工飼料方法是將制粒技術、擠壓膨化和干燥技術等手段綜合利用。擠壓后飼料中的細菌濃度要遠遠低于其他樣品中的細菌濃度。由于擠壓時不斷升高的溫度,一個單螺桿干燥擠壓工藝可以大大減少潛在的病原菌濃度。目前已經有些廠家研制了配套技術設備并投入運行使用。

  能源化處理

  餐廚垃圾的能源化處理是在近幾年迅速興起的,主要包括焚燒法、熱分解法、發酵制氫等。 焚燒法處理廚余垃圾效率較高,最終產生約5%的利于處置的殘余物,焚燒是在特制的焚燒爐中進行的,產生的熱能可轉換為蒸汽或者電能,從而實現能源的回收利用,但餐廚垃圾的含水率高,熱值較低,燃燒時需要添加輔助燃料,從而造成投資大的問題,同時尾氣處理也是一個難題;熱分解法是將垃圾在高溫下進行熱解,使垃圾中所含的能量轉換成燃氣、油和碳的形式,然后再進行利用,熱解法具有廣闊的應用前景,但技術尚未達到實用階段,目前應用較少;氫作為一種高質量的清潔能源,是普遍認為的最有潛力的替代能源,很多學者對此做了研究。廚余垃圾的能源化處理必將受到越來越多的關注。

  我國餐廚垃圾處理行業的發展前景

  根據《2018-2022年中國垃圾處理行業投資分析及前景預測報告(上下卷)》預計,“十三五”期間整個餐廚垃圾總體市場空間可達1000-1500億元。其中餐廚垃圾收運體系建設約需200億(收運體系其中包括垃圾容器、車輛,包括車輛和垃圾容器之間的銜接)、處理處置工程市場約需500-1000億、日常運營市場大約是300億、監管體系建設大約能形成20億左右的市場規模。從中,我們也可以看出餐廚垃圾處理行業未來的發展趨勢:

  首先,市場需求依舊旺盛。“十三五”期間,環保支持力度還將持續加大,環保產業有望收獲政策紅包。垃圾處理是環保領域的支撐性產業之一,目前市場缺口明顯,可增長空間巨大。而餐廚垃圾處理又是垃圾處理的重要一環,潛在需求旺盛,有望迎來重要發展契機,產業前景向好。

  其次,餐廚垃圾配套收運管理體系的建設或成熱點。試點城市為保證餐廚廢棄物處理能力建設“發揮應有的作用”,除了保證餐廚垃圾處理廠順利建成外,很可能會同步加強餐廚垃圾收運系統、餐廚垃圾管理平臺和監測系統的建設,為餐廚垃圾處理廠提供原料保障。

  最后,已有技術得得到綜合利用。餐廚垃圾成分的復雜性決定了使用單一的現有處理技術難以完成高效高產值處理,對餐廚垃圾進行組分分離、綜合運用已有的處理技術似乎是必然的道路。將收集到的餐廚垃圾經過初步去除雜物后,利用離心或者壓榨等手段得到有機質干渣和油水混合物。有機質干渣用來發酵或制作飼料添加劑;油水混合物再次分離后,油脂可用于生產生物柴油,而最終剩下的水分除了較高濃度鹽分之外,亦含有豐富的有機質,可以利用相應微生物進行發酵生產能源氣體。

  總的來看,因為我國人口基數大、人們對食品的要求提高等原因,導致我國目前餐廚垃圾的產生量十分巨大,而數量龐大的餐廚垃圾也對我國餐廚垃圾處理行業提出了新的要求:只有重視餐廚垃圾問題,努力提高我國餐廚垃圾處理技術,餐廚垃圾問題才能迎刃而解并最終實現變廢為寶。

關鍵詞:垃圾處理 環保產業
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