隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)水平整體提升，餐廚垃圾產(chǎn)生量與日俱增，僅2020年全國(guó)餐廚垃圾產(chǎn)生量便已突破1.2億t/a。餐廚垃圾為高有機(jī)質(zhì)與油脂成分和高含水率（77％以上）的固體廢物。因此，具有易生化降解的特點(diǎn)。

對(duì)餐廚垃圾處理國(guó)內(nèi)外主要有5種處置方式：填埋、粉碎直排、好氧堆肥、厭氧消化和綜合處理，各種方法綜合評(píng)價(jià)見(jiàn)表1。

圖1  餐廚垃圾處置方式

表1 餐廚垃圾處置方式綜合評(píng)價(jià)

注：粉碎直排：將餐廚垃圾經(jīng)廚房下水接口配置的餐廚垃圾粉碎機(jī)（FWD）粉碎后直接排入市政下水管網(wǎng)的方法。綜合處理:指根據(jù)餐廚垃圾成分，利用破碎、分揀、篩選、攪拌等機(jī)械過(guò)程以及后續(xù)生物處理技術(shù)（如，厭氧消化）對(duì)餐廚垃圾進(jìn)行處置。

不合理的餐廚垃圾處理方式在處置餐廚垃圾時(shí)，所導(dǎo)致的碳排放量明顯不同。所以，應(yīng)對(duì)餐廚垃圾處置采用全生命周期（LCA）評(píng)價(jià)方法予以評(píng)估。為此，以下通過(guò)實(shí)例分別對(duì)上述5種處置方式計(jì)算LCA碳排放量。

基本參數(shù)及其邊界設(shè)定

• 以一個(gè)位于北美地區(qū)具有10萬(wàn)人口的社區(qū)作為計(jì)算案例，餐具和塑料袋等雜物不包括在餐廚垃圾產(chǎn)量之內(nèi)。

• 以每人每天產(chǎn)生餐廚垃圾量97.52 g/人·d作為基準(zhǔn)，年餐廚垃圾產(chǎn)量為3 930 t/a。

• 餐廚垃圾基本參數(shù)為T(mén)S（濕基）：30.9 ％，VS（濕基）：26.4 %。

  
  

結(jié)合當(dāng)?shù)夭蛷N垃圾處置實(shí)際處理工藝條件，對(duì)上述5種方式處置餐廚垃圾之碳排放進(jìn)行全面評(píng)估。各處置方式邊界內(nèi)物能流程及其各單元中物能所產(chǎn)生或抵消的CO₂當(dāng)量——E_CO2對(duì)應(yīng)的數(shù)值見(jiàn)圖2。

圖2  5種餐廚垃圾處置方式邊界內(nèi)物能流程圖

碳排分析

評(píng)估的LCA包括餐廚垃圾收集與運(yùn)輸、處理、產(chǎn)物各個(gè)處置環(huán)節(jié)；LCA之碳排放涉及的溫室氣體包括CO₂、N₂O和CH₄；N₂O和CH₄造成的溫室效應(yīng)分別乘以298、25折算為CO₂當(dāng)量——E_CO2。經(jīng)微生物分解代謝作用產(chǎn)生的CO₂為生物成因（生源性），是有機(jī)物的自然歸宿，不列入碳排放計(jì)算；產(chǎn)生的CH₄經(jīng)回收后用于發(fā)電或熱電聯(lián)產(chǎn)（CHP），這一途徑形成的碳排放不納入LCA碳排放匯總與計(jì)算。被回收的能源與資源可相應(yīng)地抵消碳排放量，主要包括由CH₄用于發(fā)電或CHP后回收的電能或（和）熱能與可用作肥料的沼渣；產(chǎn)生的熱能除滿足自身升溫需求之外，未利用的剩余熱能不計(jì)入抵消E_CO2項(xiàng)目?jī)?nèi)。每kW·h電能可抵消0.608 kg E_CO2，每kg肥料（以N計(jì)）可抵消4 kg E_CO2。據(jù)此計(jì)算各餐廚垃圾處置方式對(duì)應(yīng)的年E_CO2數(shù)據(jù)（圖3）。

圖3  5種餐廚垃圾處置方式碳排放量

由圖3可知，以上5種餐廚垃圾處置方式產(chǎn)生的總E_CO2量順序?yàn)椋禾盥瘢揪C合處理＞粉碎直排＞堆肥＞厭氧消化。填埋總E_CO2最大，雖然被回收的CH₄（不足33.0 %）用于發(fā)電可抵消530 t E_CO2/a ，但是處理環(huán)節(jié)釋放的CH₄亦高達(dá)2660 t E_CO2/a，致使填埋總E_CO2達(dá)3190 t E_CO2/a?？梢?jiàn)，餐廚垃圾填埋處置，不僅造成巨大危害環(huán)境的溫室效應(yīng)，也白白浪費(fèi)了餐廚垃圾中的有機(jī)能源。因此，許多國(guó)家已開(kāi)始限制、甚至禁止可生化降解垃圾直接填埋。

餐廚垃圾厭氧消化抵消的E_CO2（1170 t E_CO2/a）最大，主要是因?yàn)閰捬跸a(chǎn)生的沼氣用于CHP產(chǎn)生熱能、電能與沼渣用作肥料能抵消大量E_CO2。產(chǎn)生的熱能除滿足自身升溫需求之外還有富余（不計(jì)入抵消E_CO2項(xiàng)目?jī)?nèi)），產(chǎn)生的電能1500 WM（h/a）能抵消980 t E_CO2/a，沼渣用作肥料可抵消190 t E_CO2/a。加上餐廚垃圾厭氧消化處理環(huán)節(jié)（主要是制漿池研磨、消化池?cái)嚢韬秃罄m(xù)沼渣脫水）所產(chǎn)生的最小E_CO2（共計(jì)80 t E_CO2/a），最終使厭氧消化總E_CO2（-940 t E_CO2/a）最小。

厭氧消化與其他4種處置方式相比，在資源回收和碳減排方面具有突出優(yōu)勢(shì)，這就決定了厭氧消化產(chǎn)沼氣為今后餐廚垃圾處置中的首選方式。

參考文獻(xiàn)：

郝曉地，周鵬，曹達(dá)啓.餐廚垃圾處置方式及其碳排放分析[J].環(huán)境工程學(xué)報(bào)，2017，11(02):673-682.