文章导读

人口数量和居民生活水平是城市生活垃圾产生量和组分的主要影响因素。具体而言，狭义的有机垃圾主要由餐饮服务机构的餐厨垃圾、居民家庭的厨余垃圾、菜市场的果蔬垃圾等组成，还包括公园绿地的园林绿化垃圾和超市过期食品；广义上还包括城市污水处理厂产生的剩余污泥、畜禽粪便，以及农业有机固体垃圾等。

01有机垃圾的产生现状及特点

全国范围内有机垃圾类型多样、产量巨大，其中规模最大的是畜禽粪便，达19亿吨/年；其次是城市园林垃圾，达9000万吨/年；再次是餐厨垃圾，产生量超4000万吨/年。城市范围内有机垃圾以园林垃圾为主，餐厨垃圾产生量占14%，果蔬垃圾、厨余垃圾、剩余污泥产生量相近，占比4%～8%不等。其中对畜禽粪便、城市剩余污泥等有机垃圾的处理，我国已有相对完善的政策体系及较为规范的技术体系。本文重点针对园林垃圾、餐厨垃圾、厨余垃圾以及果蔬垃圾构成的有机垃圾处理模式展开研究。根据相关文献及统计数据，我国城市有机垃圾有四个显著特点。

（一）占比高

据统计，城市有机垃圾占生活垃圾总量的45%～65%，北京、上海、广州等特大城市的有机垃圾占比普遍超过50%。与城市生活垃圾组分类似，农村有机类垃圾占总量的比例达33%～47％。

（二）增长快

随着生活水平的不断提高，我国生活垃圾中有机垃圾占比不断上升，目前占比一般为50%～55%，有些城市可达60%甚至更多。据生态环境部历年发布的《全国大、中城市固体废物污染环境防治年报》显示，2013—2019年，大、中城市生活垃圾产生量由1.6亿吨升至2.4亿吨，上升了近50%，因此有机垃圾产生量也在同步增长。

（三）季节性强

以上海市为例，该市有机垃圾平均占比为69%左右，主要组成为厨余与果蔬类垃圾。跟踪调查12个月生活垃圾的组成，发现果蔬类垃圾占比随季节性波动极大，波动区间为6.7%～95.9%，在当年3月达最低值，7月达最高值。厨余垃圾占比波动较小，区间为0.2%～17.2%。二者随季节波动呈现相反的变化趋势，导致有机垃圾的占比相对稳定，但性质差别大。

（四）产生点高度分散，规模相对集中

有机垃圾产生点分布在城市各个区域内，但成规模的产生点相对集中。其中餐厨垃圾主要产生于餐厅、学校及单位食堂等，果蔬垃圾主要产生于果蔬批发市场、超市、农贸市场等，园林绿化垃圾主要产生于城市绿化带、城市景观公园等，厨余垃圾主要产生于住宅小区等。

02分散式处理技术的发展及问题

将一个城市范围内的生活垃圾统一收集，并运送至集中的处理厂进行处理是目前国内普遍的垃圾处理模式。但是，实施垃圾分类以来，对有机垃圾提出了分类收集、分类运输、分类处理的要求，独立的有机垃圾收运系统庞大复杂、费用高、问题多，这些问题在人口密度较低、垃圾产生强度较小的中小规模县市尤为严重；另外，集中处理后产生的大量有机肥料等产品也缺乏长期稳定的消纳途径。因此，有研究者提出并开始尝试使用分散处理技术模式处理有机垃圾。

（一）国外分散式处理技术

有机垃圾分散处理技术最早源于所谓家庭处理方式，典型的是欧美国家推行的家庭厨余垃圾破碎处理技术。食物垃圾通过厨房水池冲洗进入食物垃圾处理机，经破碎、研磨后的物料伴随着冲洗废水一同流入下水管道进入市政污水管网，最终进入城市污水处理厂。另外一种是家庭堆肥处理，这种方式比破碎技术处理更彻底，且具有费用低和源头减量等优点。据统计，堆肥处理可减少试验区居民垃圾量的30%～50%。

受限于一般居民的专业能力，家庭分散处理只能选择简单的技术，存在使用效果差、环保标准难满足与管理难度大等问题。因此，介于集中式处理与家庭处理方式之间，形成了分散处理技术及装备。

英国某公司设计并建设了集装箱式可移动堆肥系统，处理规模为1～40吨/日。该系统发酵过程采用计算机控制湿度和氧含量，系统设备可与拖车相连接并灵活移动，具有投资和运行费用低、设备简单、易于操作和组装等优点，但其最大的优点是为没有足够场地的团体或单位提供了一种处理有机垃圾的技术。

日本在小型分散式厨余垃圾处理机的生产、销售和推广方面已经形成了比较完善的市场体系。其所覆盖的范围基本为餐厅、食堂等餐饮服务机构，日处理规模从50公斤至1000公斤不等。主要技术路线有两种，一种以减量化为主，采用加热器使水分蒸发以减小垃圾体积；另一种以资源化为主，采用微生物降解有机垃圾。此类设备通常为一个密闭装置，由机体、搅拌系统、通风系统、除臭系统、自控系统等组成。有机垃圾中的蛋白质、脂肪等高分子化合物经过生化反应转化为各类低分子物质，最终产物为肥料或饲料。该技术主要通过外加高效微生物菌群、温度与供氧控制实现有机物的快速减量。减量化率可达到90%以上，部分可达到95%以上。

相较于集中处理，该技术占地面积小，处理能力灵活多变，收运距离短，具有极强的适应性。相较于家庭式处理，该技术以住宅小区、餐饮服务机构作为有机垃圾处理的基本单位，便于市政部门或专业机构管理运营，既可以保证有机垃圾的质与量，又可实现源头减量，降低处理成本。

（二）我国分散式处理技术

近年来，我国在有机垃圾分散处理方面开展了大量工作，北京市在2008年奥运会前，对奥运场地的餐厨垃圾处理提出了要求，建设了一批餐厨垃圾就地处理项目。2011年末，北京市明确提出支持满足“两个1000”标准的党政机关、事业单位和餐饮服务机构建设餐厨垃圾就地处理设施。与此同时，上海、广州、杭州等城市也不同程度地开展了类似工作。2014年与2015年，浙江省先后在146个村建设小型生物发酵堆肥处理设施，做到村庄有机垃圾“应收尽收、应分尽分、应用尽用、日产日清”。

我国已有超过30个省级行政区开始有规模有计划地推广有机垃圾分散处理技术及装备，特别是2017年全国范围内普遍暴发非洲猪瘟疫情，以及全国范围大规模推广垃圾分类工作后。分散处理模式由于具有处理规模灵活、选址灵活、项目建设周期短等优势，成为我国大部分地区在集中处理模式之外的一种新模式。据统计，截至2019年底，全国几乎所有省级行政区在其垃圾分类工作方法及实施方案中均提出要根据实际情况规划并建设有机垃圾分散处理设施。

（三）分散式处理技术的优势

通过近10年的发展，我国有机垃圾处理已经取得阶段性进展。分散处理模式的主要优势如下。

一是占地面积小，选址灵活。分散处理技术的重要优势是占地面积小，根据规模大小不同，分散处理设施占地几十平方米至几亩不等，并且可根据项目所在地具体情况，将设施建在垃圾中转站、污水处理厂等市政公用设施内，无需新增选址。占地面积的缩小极大程度地降低了城市垃圾处理设施的选址难度。

二是合理化规模，分阶段实施。分散处理技术规模灵活，可根据服务区域的人口数量及有机垃圾产生情况确定并建设处理设施，处理规模从几百公斤到几十吨不等，避免形成规模浪费。分散处理设施建成后不仅可全面处理当前的厨余垃圾，随着垃圾分类工作的逐步推进，还可以根据厨余垃圾的实际产生规模不断扩充规模，始终保持处理规模的匹配。

三是收运距离短，运输成本低。分散处理模式的最大优势是极大程度地缩短了有机垃圾的收运距离。基于区域总体规划、人口分布及垃圾产生量，可以灵活地选址及确定合适的处理规模。对于一些地形地貌相对特殊的城市，如山区、湖区、海岛等，缩短收运距离，使有机垃圾在最优化的范围内得到处理。

四是垃圾分散处理，产物分散消纳。传统的集中处理模式存在一定规模产物面临无处可去、消纳困难等问题，这在一定程度上成为影响项目正常运行的关键因素。分散处理设施覆盖范围和处理规模较小，对应产物规模、产物消纳半径和难度也较小，降低了由于产物无处可去而导致项目无法正常运行的风险。

五是建设周期短，应急能力强。由于单体处理规模较小，分散处理技术模式更容易实现全面的标准化、设备化、模块化。项目实施对土建过程的依赖较小，以设备化为主的模式在项目审批、土地征用、配套设施协调等方面流程更短，因此相较集中处理模式2～3年的建设周期，达到同样规模的分散处理设施的建设周期可缩短为3～5个月。特别在遇到突发情况，如突发非洲猪瘟疫情导致餐厨垃圾无处可去等类似问题时，分散处理模式可以快速响应并解决。

（四）我国有机垃圾分散处理技术存在的问题

一是缺乏基础技术理论支撑。我国生活垃圾堆肥相关技术研究大多集中于规模化槽式或车间式堆肥，长期以来对于小规模机械强化好氧发酵系统的基础理论研究基本处于空白状态。相对成熟的传统堆肥技术由于周期长、环境友好程度低，不适用于小型化分散式处理场景。因此，亟待对快速好氧发酵技术的机械强化控制手段、工艺参数优化以及机械发酵微生物体系开展系统理论研究。

二是欠缺准确概念与含义。长期以来，行业容易将有机垃圾分散处理模式与小型垃圾发酵设备概念相混淆，这主要是因为缺乏对分散处理模式的全面系统分析。基于机械强化快速好氧发酵技术，设计并开发相关配套设施，建立并健全分散处理模式，并形成系统的科学化理论，合理指导相关技术的推广与应用，是当前我国有机垃圾分散处理行业的迫切需求。

三是装备的设计与开发能力不足。早期我国采用的有机垃圾分散处理设备大多引进自日本或韩国。由于长期以来未能掌握类似设备的设计原理、方法和相关设备的设计能力，导致其设备无法针对我国有机垃圾的特性，基于我国典型应用场景的不同规模需求设计开发相应的处理设备。因此，亟待结合我国具体需求，研究相关设备的设计与开发技术，实现自主化设计与生产，支撑分散处理模式的发展。

四是分散处理模式投资与运营成本高。传统有机垃圾分散处理设施仅仅是将堆肥过程实现设备化，未开展技术优化、系统集成、运行成本控制、管理提升等相关工作，使得分散处理技术投资成本较高，吨投资达到集中处理模式的2～3倍。且由于缺乏规模化效应，导致运营成本也偏高。基于分散处理核心思路，通过技术优化升级降低系统的投运费用，同时通过规划提升分散处理收运体系效率，是当前亟待展开研究的重要内容。

03结论

一是我国有机垃圾类型多、产量大。以园林垃圾、餐厨垃圾、厨余垃圾和果蔬垃圾为主的有机垃圾是生活垃圾的主要组成部分，具有占比高、增长快、季节性强和产生点高度分散的特点。

二是有机垃圾产生点相对分散，集中收运处理存在费用高、实际处理量不足、产物长期消纳途径缺乏等问题。因此，有机垃圾分散处理模式成为集中处理之外的新模式。

三是有机垃圾分散处理模式源于所谓家庭处理方式，核心是垃圾的产生分布与处理设施规模的协调，在欧美、日本等国家推广运用，许多地区与城市开始探讨基于城市总体规划的优化分散处理模式。

四是我国近几年在有机垃圾分散处理方面开展了大量工作。在北京市、浙江省的有机垃圾分散处理模式带动下，我国已有超过30个省级行政区开始有规模有计划地推广有机垃圾分散处理技术及装备。

五是与传统集中式处理模式相比，分散式有机垃圾处理技术具有选址灵活、规模适当、节约占地、建设周期短等优势，但逐渐暴露出的理论基础、科学规划、投资运营等一系列问题亟待解决。

作者：肖政，北京中源创能工程技术有限公司总经理，研究方向：厨余垃圾处理处置及资源化利用；阎中，北京中源创能工程技术有限公司教授级高工，研究方向：厨余垃圾处理处置及资源化利用；俞金海，北京中源创能工程技术有限公司总工程师，研究方向：厨余垃圾处理处置及资源化利用；张言超，北京中源创能工程技术有限公司副总经理，研究方向：厨余垃圾处理处置及资源化利用。

来源 | 城市管理与科技