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      餐廚垃圾終端處理工藝
      發布時間:2021-11-4  文章來源:本站原創  網絡編輯:admin(管理員)  瀏覽次數:157

      餐廚垃圾主要的危害是對食品安全的威脅,但是能采取正規渠道收集餐廚垃圾,均能完成收集餐廚垃圾無害化的任務。一般而言,餐廚廢棄物處理項目日處理量為50噸、100噸時,厭氧采用UASB方式,處理工藝路線為“預處理+提油+UASB厭氧+污水處理排放”。餐廚廢棄物處理項目日處理量200噸時,厭氧采用CSTR方式,處理工藝路線為“預處理+提油+CSTR厭氧+污水處理排放”。POLOVO閥門在餐廚垃圾處理工藝中有廣泛應用。

      一、垃圾分類真正落地,餐廚垃圾處理市場即將開啟

      1、后端分類收運處置,將正式開啟垃圾分類市場

      垃圾分類這一概念早在2010年發改委發布《關于組織開展城市餐廚廢棄物資源化利用和無害處理試點工作的通知》時就已經被提出,我國大部分城市垃圾桶均已實現可回收和不可回收兩類分別收集,但經歷幾年的發展,垃圾分類在我國卻并未得到很好的貫徹和落實,其癥結在于后端的混運和統一處理。居民看到分類后的垃圾被裝到同一個垃圾車回收并集中處理,逐漸失去了分類的動力,混合運輸和處理成為制約我國垃圾分類政策推進的主要因素。

      66日,住建部、發改委、生態環境部等九部門聯合印發《住房和城鄉建設部等部門關于在全國地級及以上城市全面開展生活垃圾分類工作的通知》,提出自2019年起在全國地級及以上城市全面啟動生活垃圾分類工作;到2020年,46個重點城市基本建成生活垃圾分類處理系統;到2025年,全國地級及以上城市基本建成生活垃圾分類處理系統。

      我們認為,與以往垃圾分類政策不同,這次政策提出的垃圾分類處理系統建立才是真正解決了混合運輸混合處理的問題,可以從根本上促進垃圾分類政策的順利推行。此次垃圾分類政策將帶來行業的根本性變革而非單次的主題投資機會,除了后端分類運輸處置外,還有以下三方面原因:

      1.餐廚垃圾處置不當會引發地溝油、豬瘟等多種衛生和健康問題,是亟待規范整治的領域,垃圾分類后對于餐廚垃圾的獨立處置可以最大程度降低這些問題發生的概率;

      2.由于資源是有限的,我們需要做到垃圾減量化以保護環境,同時增加能夠再回收利用的部分,替代一部分洋垃圾進口。目前發達國家的垃圾分類都比較完善,我國的垃圾分類進程也亟待推進;

      3.垃圾分類并非是純政府付費類項目,其商業模式是可以實現居民付費的。在西方國家,居民每月給市政管理部門交固定的垃圾處理費,再由市政管理部門與廢棄物處理企業簽訂合同,日韓等國家也都對垃圾根據體積和重量的不同進行收費。目前我國在上海的試點是通過未分類進行罰款來促進政策推行,預計未來向居民收取更合理的垃圾處理費用是最為有效的商業模式。

      從上海的政策試點來看,在2019131日,上海市十五屆人大二次會議表決通過《上海市生活垃圾管理條例》,并將于71日正式開始實施,標志著上海將于71日進入垃圾分類“強制時代”。

      垃圾分類最主要的措施是實現干濕垃圾分離,即將一般生活垃圾與餐廚垃圾分開收集、運輸和處理,垃圾分類政策的推行使餐廚垃圾產業鏈市場熱度快速提升。

      在住建部2012年底發布的《餐廚垃圾處理技術規范》中,餐廚垃圾概念明確為餐飲垃圾和廚余垃圾的總稱。

      1、餐飲垃圾指餐館、飯店、單位食堂等的飲食剩余物以及后廚的果蔬、肉食、油脂、面點等的加工過程廢棄物。餐飲垃圾以餐后垃圾為主(飯后食物殘余),具有產生量大、來源多、分布廣的特點。

      2、廚余垃圾指家庭日常生活中丟棄的果蔬及食物下腳料、剩菜剩飯、瓜果皮等易腐有機垃圾。廚余垃圾以餐前垃圾為主,油脂含量上略不及餐飲垃圾。

      3、由于餐廚垃圾具有顯著的危害和資源二重性特點,對其集中無害化、減量化處理和資源化利用存在必要性與經濟性?;诓蛷N垃圾自身的特點,含水率高、可達80%-95%,高油脂、高鹽分含量;內含有機物豐富;存在有病原菌、病原微生物;易腐爛、變質、發臭、滋生蚊蟲。

      2、餐廚垃圾處理現狀:產生量大,處理率低,產能缺口大

      (1)我國餐飲垃圾產生量大:餐飲消費與日俱增,餐飲垃圾呈現逐年快速增長態勢

      隨著城鎮化率提高,全國城鎮人口呈逐年遞增趨勢,在2018年末,全國城鎮人口達到8.3億人??焖僭鲩L的人口基數,使餐飲垃圾產生量也同樣與日俱增。

      受益于人口的增長和居民生活水平的提升,我國餐飲行業也在快速發展。國家統計局數據顯示,2018全年我國餐飲收入為42716億元,較上一年同比增長9.50%。

      餐飲行業高速發展,隨之而來的便是堆積如山的餐飲垃圾,餐飲垃圾產生量呈現出逐年快速增長態勢,2018年全國餐飲垃圾產生量約在1.08億噸左右。

      (2)“地溝油”、“泔水豬”等食品安全與衛生隱患倒逼餐廚垃圾合理處置

      餐廚垃圾由于自身的特點和數量,將會造成食品安全、環境污染和影響城市形象等多方面的危害,因此,垃圾分類和餐廚垃圾處理勢在必行。

      學術調研數據公之于眾,引起轟動

      20103月,武漢大學何東平教授組織一些學生對武漢三鎮的地溝油狀況調查,根據結果估計目前我國每年返回餐桌的地溝油有200萬噸到300萬噸,而中國人一年的動、植物消費總量大約是2250萬噸,相當于吃10頓飯可能有1頓碰上的就是地溝油。并且醫學研究稱地溝油中的黃曲霉素強烈致癌毒過砒霜100倍。結果見諸報端后,在全國引起轟動。雖然對數據可靠性有爭議,但地溝油管理的缺失不容置疑。

      各地相關事件不斷爆出,政府重視,法案出臺

      2010年前后接連爆出的“地溝油”、“垃圾豬”和“泔水豬”等惡性案件,直接促進了政府對餐廚垃圾處理的重視及相關法案的出臺。之后新聞公關、治污政策、法規條文連續出臺。明確產銷地溝油定罪量刑標準,最高可判死刑。

      (3)我國餐廚垃圾行業現狀:起步晚,勢頭猛,產能缺口大

      目前我國餐廚垃圾處理能力較弱,餐廚處理能力缺口較大。在最新的《“十三五”全國城鎮生活垃圾無害化處理設施建設規劃》中指出,“到‘十三五’末,力爭新增餐廚垃圾處理能力3.44萬噸/日,根據我國前瞻性產業研究院的整理,我國餐飲垃圾2017年產生量為9972萬噸,相當于27.3萬噸/日;根據調研數據,我國已建成餐廚垃圾處理項目約120個,項目平均約為200/日處理能力,故我國現有餐廚垃圾處理產能不超過2.5萬噸/日,處理率不足10%,產能缺口較大。

      現階段,我國餐廚垃圾處理行業整體還處于起步階段,并表現出以下六大特點。

      二、強制分類時代來襲,法律約束保障政策執行

      1、產業政策引導:46個試點城市全面建立分類處理系統

      產業政策引導是產業發展的前提,近年來,國家對垃圾分類和餐廚垃圾處理予以高度重視,有關部委接連發文發展餐廚垃圾處理行業。

      201054日,國家發改委、住房和城鄉建設部、環境保護部、農業部四委聯合下發了《國家展和改革員會辦公廳等部門關于組織開展城市餐廚廢棄物資源化利用和無害處理試點工作的通知》發改辦環資[2010]1020號,要求在全國范圍內選擇部分具備開展餐廚廢棄物資源化利用和無害化處理條件的城市或直轄區進行試點,探索適合我國國情的餐廚垃圾處理工藝路線、形成餐廚廢棄物資源化利用和無害化處理產業鏈,提高資源化和無害化水平。

      201965日,國務院常務會議通過《中華人民共和國固體廢物污染環境防治法(修訂草案)》。

      固廢法修訂草案第四十四條提出:地方各級人民政府應當統籌規劃建設城鄉生活垃圾分類、收集、貯存、運輸、處置設施,并保障其正常運行,提高生活垃圾的利用率和無害化處置率,促進生活垃圾收集、處置的產業化發展,逐步建立和完善生活垃圾污染環境防治的社會服務體系。

      固廢法修訂草案第四十九條提出:國家推行生活垃圾分類制度,地方各級人民政府應做好分類投放、分類收集、分類運輸、分類處理體系建設,采取符合本地實際的分類方式,配置相應的設施設備,促進可回收物充分利用,實現生活垃圾減量化、資源化和無害化。

      201966日,住建部、發改委、生態環境部等九部門聯合印發《住房和城鄉建設部等部門關于在全國地級及以上城市全面開展生活垃圾分類工作的通知》,提出自2019年起在全國地級及以上城市全面啟動生活垃圾分類工作;到2020年,46個重點城市基本建成生活垃圾分類處理系統;到2025年,全國地級及以上城市基本建成生活垃圾分類處理系統。

      垃圾分類從重視變成了法律約束,11天之內三次亮相頂層設計。分別為習近平主席對于垃圾分類做出重要指示;緊接著國務院通過了固廢防治法案,主要內容是讓地方各級政府做好垃圾分類,配套相應設備,同時建設處理體系,從而資源化和無害化;緊接著住建部發布了垃圾分類時間表,其中兩個重要時間節點,一個是2019年全面啟動垃圾分類工作,一個是202046個城市建成分類和處理系統。

      在國家頂層出臺了相關政策后,各地市紛紛跟著出臺了法案,發力點主要是兩個:一個是強行鼓勵民眾進行分類,一個是建設資源化垃圾處理站,爭取實現零填埋。其中熱門的代表城市是上海。上海從7月開始從嚴執法。實行“四分類”標準:有害垃圾、可回收物、濕垃圾、干垃圾;明確個人混合投放垃圾,今后最高可罰200;單位混裝混運,最高則可罰5萬元。同時,上海市正在籌建新增7個餐廚垃圾處理項目,將正式開啟垃圾分類處理系統的建設。

      從上海的實踐來看,僅71日當天,城管開出了623張整改單,同時北京市城管委也表示將推動垃圾分類立法,且罰款不會低于上海,具體分類標準有一定差異,分為廚余垃圾、有害垃圾、其他垃圾及可回收物。

      近幾年,我國政府又陸續出臺了一些促進垃圾分類和餐廚垃圾資源化處置的相關政策,為餐廚垃圾處理產業的健康發展奠定了良好的政策基礎。

      2、發改委先后公示五批、共100個城市推行餐廚垃圾資源化試點

      國家發改委、財政部、住建部等部門曾分別在20117月、201210月、20137月、20147月、20155月,先后公示了5批、累計100個餐廚垃圾資源化利用和無害化處理試點城市(),覆蓋了32個省級行政區。在五批試點城市項目中,國家發改委補貼了約20多億,通過餐廚垃圾處理試點城市計劃,促成了餐廚垃圾產業布局,也撬動了大約80億社會資本進入,達到了發改委啟動餐廚垃圾處理試點的目的。

      三、餐廚垃圾處理投資或將新增3500億市場空間

      垃圾分類實施后,我國的干、濕垃圾(包括餐飲垃圾、廚余垃圾)將從源頭到收運均分開。由于干、濕垃圾的成分差異較大,其處理路線也完全不同。我國過往的垃圾處理終端設施以焚燒、填埋為主,2011年開始我國開始推進餐廚垃圾處理,2011-2015年,國家發改委、財政部、住建部等先后公示了5批、累計100個餐廚垃圾處理試點城市(),覆蓋了32個省級行政區;在最新的《“十三五”全國城鎮生活垃圾無害化處理設施建設規劃》中指出,“到‘十三五’末,力爭新增餐廚垃圾處理能力3.44萬噸/日,但是,根據我國前瞻性產業研究院的整理,我國餐廚垃圾2017年產生量為9972萬噸,相當于27.3萬噸/日,可見我國餐廚垃圾處理率還極低。

      1.處理設備市場空間

      和餐廚垃圾相比,我國廚余垃圾的空間和處理需求更大。首先,我們對我國生活垃圾產生量進行估算,方法一:根據中國報告網發布的《2018年中國環衛服務行業展望》報告,我國城市人均垃圾日產生量約為1-1.2kg,考慮到縣城及以下人均垃圾產生水平相對城市居民稍低,可假設全國人均垃圾產生量為1kg/d,并以13億人口基數測算,則可估算我國年垃圾產生量為4.68億噸。方法二:根據我國《“十三五”全國城鎮生活垃圾無害化處理設施建設規劃》,到2020年,我國城鎮生活垃圾焚燒設施將達59.1萬噸/天,占比為54%,可以估算我國城鎮生活垃圾年產生量約4億噸。

      根據前瞻研究院發布的《中國生活垃圾處理行業發展前景與投資預測分析報告》,我國生活垃圾中廚余垃圾的占比為40-60%,若保守假設我國生活垃圾產生量為4億噸/年,同時假設廚余垃圾占生活垃圾比重為50%,則我國廚余垃圾產生量為54.8萬噸/天。根據前文分析可知,我國餐飲垃圾產生量約為27.3萬噸/天,根據調研數據,廚余垃圾處理噸投資約為40萬元,餐飲垃圾處理噸投資約為50萬元,則我國餐廚垃圾處理的空間可達3557億元。當然,也要意識到隨著規?;潭鹊奶嵘?,單位投資成本會持續下降。

      2.運營市場空間

      此外,根據上文測算,我國廚余垃圾產生量為54.8萬噸/天,餐飲垃圾產生量約為27.3萬噸/天,根據上市公司調研數據,廚余垃圾處理費用約為170/噸,餐飲垃圾處理費用約為250/噸,則僅補貼費用計,餐廚垃圾運營市場的年運營市場空間約為589億。(由于現階段試點規模較小,沼氣和發電、肥料等都沒有形成規模經濟,所以沒有單獨測算)。由于垃圾處置行業有較高的規模效益,我們預計未來運營收入和毛利率會有進一步提高。

      附:餐飲垃圾和廚余垃圾處理是兩個不同物料來源的市場,餐飲垃圾來自于飯店和酒店,處理過去幾年已有初步開展,但前幾年仍緩慢,廚余()垃圾來自于居民,是目前新生力量。

      四、餐廚垃圾處理技術對比

      1、餐廚垃圾主要處理技術:厭氧消化為主,遵循減量化、無害化、資源化三原則

      (1)技術應用現狀——厭氧資源化為主

      目前國內餐廚垃圾處理技術形成了以厭氧資源化為主,肥料化、昆蟲生物轉化、脫水焚燒、飼料化等為輔的格局。各種技術均有技術公司在不斷完善,目前還不能完全否定或肯定某種技術。各種技術在實踐中均已經暴露出一些問題,要解決這些問題,需采用生物、糧油、化工、機械、電氣等專業技術手段突破。

      (2)技術工藝分析——因地制宜,暫時不適合大規模用廚下攪拌機

      國內外的餐廚垃圾處理技術很多,但工藝設計目的不外乎三原則:減量化、無害化、資源化。以下將以設計目的劃分,以便于清晰了解。

      減量化

      一是在廚房安裝餐廚垃圾破碎機,將各種餐廚垃圾破碎后排入下水道,這種減量方式其實是一種轉移,將處理任務轉移到污水廠。在美國應用較多,在國內一些城市小區有推廣試用。但這種方式不適于餐飲飯館。特別是國內排水管網設計缺陷,管網堵塞嚴重,這種方法不適于在國內大面積推廣。

      二是分布式餐廚垃圾就地消滅型處理機,適合于居住小區的有機垃圾就地消納,消除臭味,避免蚊蠅的滋生,減少收集運輸過程中環境污染問題;其原理是將催化劑摻進垃圾中,攪拌使分解的細菌活性化,垃圾被分解成水和二氧化碳。

      三是集中處理方式(厭氧產沼氣、肥料化等)在設計時需要按國家相應設計標準。減量均能達到80%以上。

      無害化

      餐廚垃圾主要的危害是對食品安全的威脅,集中收運后一般會有高溫蒸煮提油工序,能起到很好的滅菌功能。目前有爭議是餐廚垃圾直接做飼料喂食豬、牛等。歐美很多國家已經明確禁止餐廚垃圾喂養反芻動物(牛、羊等)。我國農業部門對此也持很保守的態度,不再發放任何餐廚垃圾飼料化產品合格證,但可以點對點實驗。所以只要能采取正規渠道收集餐廚垃圾,均能完成收集餐廚垃圾無害化的任務。

      資源化

      餐廚垃圾是各種固廢垃圾中資源化潛力最大的物料。所以行業內研究的最多的是如何對餐廚垃圾資源化。餐廚垃圾中含有的油脂經濟價值很高,所以一般要將油脂提取出來,提取出來后物料利用有幾種技術方向:能源化、肥料化、飼料化等。

      綜上,國內餐廚廢棄物處理工藝主要有厭氧消化制沼氣、高溫消毒制飼料、復合微生物高溫好氧堆肥等工藝方法,根據“無害化、減量化、資源化”原則,對以上幾種工藝方法分析如表所示。與其他工藝相比,“預處理+厭氧消化”技術項目應用較多、可靠性較高;符合國家產業政策和發展方向,產品為沼氣,可發電,也可制天然氣外售;產品能平穩銷售,可保證餐廚廢棄物的長期持續性處理;國內外成功應用案例較多;適合規?;B續化生產;二次環境污染較??;易于控制;選址比較容易。而且“預處理+厭氧消化”技術體現了節能環保、循環經濟等多種理念,能夠實現環境、社會和經濟效益的協調統一,對環境和經濟的可持續發展都具有重要的意義。

      2、“預處理+厭氧消化”工藝路線介紹

      以最常用的“預處理+厭氧消化”技術為例,一般餐廚垃圾處理工藝主要包含以下幾個系統:

      (1)預處理系統

      預處理系統主要功能是去除餐廚廢棄物中的雜質(塑料袋、酒瓶等物質、金屬和砂土)、保證后續設備的安全穩定運行;對餐廚廢棄物進行破碎制漿,使餐廚廢棄物達到一定的粒徑范圍,為后續提油和厭氧發酵創造條件。

      日處理量50噸和100噸的小體量餐廚項目與垃圾焚燒發電廠協同處理時,可以采用“大物質分選+破碎制漿+除砂除雜”工藝路線。因為小體量餐廚項目固渣進入生活垃圾焚燒發電項目焚燒,僅污水進入厭氧系統,對預處理系統雜物分出率、漿料粒徑要求較低。

      日處理量200噸餐廚項目與垃圾焚燒發電廠協同處理時,可以采用“大物質分選+精分制漿+除砂除雜”工藝路線。該路線預處理系統雜物分出率、漿料粒徑要求較高,提油后固相、液相共同進入厭氧系統,不會對厭氧系統造成危害。

      (2)提油系統

      本系統的主要功能是將漿液中的油脂、有機固渣以及有機液相分離,對粗油脂進行提純,使毛油純度達到97%以上。

      (3)厭氧系統

      厭氧消化系統的主要功能是為經預處理后的有機物料提供最佳的厭氧環境,對有機質進行充分分解,并產生沼氣。

      針對200/天及以上處理量的餐廚項目采用CSTR全混流厭氧,通過厭氧產生的沼氣收集穩壓后,輸送至發電項目爐膛進行利用。

      針對50/天和100/天的小體量餐廚項目,采用與垃圾焚燒發電廠協同處理時,餐廚垃圾經過預處理脫水、提油后濾渣直接外運進行焚燒處理,濾液處理由CSTR工藝調整為UASB厭氧工藝進行厭氧發酵處理。對比原有的工藝,由于餐廚成分復雜,CSTR厭氧處理對料液雜質含量及漿液粒度要求高,造成預處理投資成本及運行費用高。此外CSTR水力停留時間長,污泥流失率高適用于處理TS(6%~12%)濃度較高的物料。脫水后的濾液TS(2%~4%)含量低適合采用UASB處理。UASB處理水力停留時間短投資低、污泥流失率低運營抗沖擊能力強,運營參數要求低控制簡單。

      (4)沼氣儲存凈化系統

      由于厭氧產生的沼氣中含有大量硫化氫、水分及其余雜質,不能滿足后續各用氣單元的進氣質量要求,因此需要在本系統對沼氣進行脫硫、過濾、除濕及穩壓處理。處理過后的沼氣存儲在氣柜內,一旦超過存儲壓力,多余沼氣需要通過沼氣火炬燃燒處理。

      (5)沼氣資源化利用系統

      本系統是全廠生物質能源的轉化利用系統,負責將沼氣轉化為熱量及電力,實現最終的能源回收利用。

      (6)污水處理系統

      餐廚廢棄物處理項目污水處理系統所接受的污水包括厭氧消化系統排出的沼液,以及車輛、車間地面沖洗水,生活污水及其它污水。污水統一處理至污水綜合排放標準(GB8978-1996)三級標準,排入市政污水管網;納濾濃液需要外運處置。

      (7)沼渣脫水系統

      本次技術方案在綜合考慮投資運行經濟性、節能減排效果、餐廚廢棄物處理減量化目標、運行能耗等多方面因素之后,推薦采用離心式脫水機將沼渣脫水至含水率80%左右后外運處置。

      (8)臭氣處理系統

      廠區臭氣通過風管進行收集處理,達標后排放,保證整個工廠良好的運行環境。臭氣處理系統排放標準為《惡臭污染物排放標準》(GB14554-93)、《大氣污染物綜合排放標準》(GB16297-2017)。

      六、投資策略及重點公司推薦

      垃圾分類可以使得垃圾資源利用利益更大化,給產業和社會創造更多價值,具有大力推行的必要性,從垃圾分類產業鏈協同角度而言,前端的垃圾分類服務、中端的垃圾分類轉運、終端的廚余垃圾處理、滲濾液處置、垃圾焚燒等相關企業均將從中受益。

      POLOVO閥門可以在餐廚垃圾處理工藝中提供技術支持和服務!




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