周传斌：厨余垃圾资源化利用技术的多维绩效评价、问题与展望

12月18日，中国科学院生态环境研究中心周传斌在2020（第十四届）固废战略论坛上以“厨余垃圾资源化利用技术的多维绩效评价、问题与展望”为题做主题演讲，介绍了厨余垃圾的范畴与主要特征、厨余垃圾处理技术的多维绩效评价以及“十四五”时期的厨余垃圾资源化发展展望。

来源：中国固废网          

整理：E20研究院 李少甫

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12月18日，中国科学院生态环境研究中心周传斌在2020（第十四届）固废战略论坛上以“厨余垃圾资源化利用技术的多维绩效评价、问题与展望”为题做主题演讲，介绍了厨余垃圾的范畴与主要特征、厨余垃圾处理技术的多维绩效评价以及“十四五”时期的厨余垃圾资源化发展展望。

周传斌表示，厨余垃圾的处理在垃圾分类工作提出以来，一直是备受关注的话题。尤其是在技术层面，技术是能够解决特别难处理固废的一个非常重要的手段。另外除了技术本身，如何去认识、评价已有的或者是正在发展的新技术也是至关重要的一个方面。

厨余垃圾的范畴与主要特征

周传斌介绍，厨余垃圾的范畴在近年来随着垃圾分类的推开持续更新。行业对“厨余垃圾”的定义比较清晰，即城市里面生产、生活中产生的有机垃圾，主要来源于三个部分，第一是居民的家庭中产生的剩菜剩饭，第二是餐馆、食堂产生的残渣，第三是农贸市场、商超产生的。在2012年发布的餐厨垃圾处理技术规范（CJJ 184-2012）中，将餐厨垃圾分为餐饮垃圾和家庭厨余垃圾两大类。其中餐饮垃圾是在餐馆、食堂产生的，而家庭厨余垃圾则是特指在居民家中产生。伴随着垃圾分类工作的不断推进，近期国家和行业的标准进行了更新，对厨余垃圾进行了一个不同维度的划分，使“厨余垃圾”的定义也发生了一些变化。在去年颁布的生活垃圾分类标志（GB/T 19095）中对“厨余垃圾”做了一个在标志上的划分，分成了家庭厨余垃圾、餐厨垃圾以及其他厨余垃圾。其中新加入的其他厨余垃圾主要是在市场和商超产生的残渣。而目前行业中所指的厨余垃圾处理主要指的是家庭厨余垃圾以及其他厨余垃圾这两部分。

上图中可以看出，厨余垃圾的化学组成主要包括水分（86.6%）、有机碳（6.1%）、氮磷钾等营养元素（0.8%）。与餐厨垃圾相比，组成基本类似，但也有一定区别。比如厨余垃圾处理过程中发现，入厂厨余垃圾含固率普遍在15%左右，与餐厨垃圾相比偏高，集中式处理通常采用的工艺为干式厌氧。厨余垃圾另外一个较突出的特征就是杂质含量很高，杂质分两个类型，一种是轻质杂质，另一种是重质杂质。轻质杂质主要包括塑料片、纸等。另外，实践发现厨余垃圾中废油脂的含量相对比较低，主要是由于居民一般会将含油较高的废汤汁倒入下水道中，导致大部分油脂不会进入厨余垃圾收集体系。

周传斌介绍，通过研究发现，厨余垃圾有较明显的季节性及地域性差异。

如上图所示，通过对武汉市各种垃圾组分变化的全年监测，发现厨余垃圾（最上方红线所示）在全年有较明显的随季节变化的趋势，其中夏季有机质含量相对较高，冬季较低。而在今年疫情期间，厨余垃圾的组分和去年的趋势呈现出不同的表现。

如上图所示，通过对2016年北京不同类型社区厨余垃圾的产量及组分进行跟踪调查分析，发现厨余垃圾的人均产量从老城区到乡村，呈现出逐步递减的趋势。主要原因在于老城区老人比较多，在家里做饭比较多，农贸市场采购量比较大。白领、年轻人比较多的小区里面，则更倾向于点外卖，或者在单位食堂、餐馆就餐，厨余垃圾产生量相对较小。这样的人均厨余垃圾产生分布，也可以为未来工程设计过程提供一定参考，如环卫收运车辆的配置等。

 厨余垃圾处理技术的多维绩效评价

周传斌介绍，随着生活垃圾分类工作的不断推进，厨余垃圾的处理需求也随之释放。近年来众多厨余垃圾资源化处理技术不断涌入，如单体体量较大的干式厌氧发酵到体量较小（低至10-20公斤每日）的堆肥等，而每一个技术属于什么类型，其核心技术原理又是什么，应该如何去辨识等问题成为很多项目在技术选型过程中遇到的问题。

评估各类厨余垃圾处理技术，首先便要对厨余垃圾处理技术进行系统分类。研究发现，可以从下列几个维度进行分类。第一是技术本身的目标，是资源化还是无害化。第二是技术原理，从生物的反应过程，常见的包括厌氧、好氧，还有热处理等一些新技术。第三是规模，可以分为大型、中型、小型。第四是布局，主要分为集中和分散两种，或是介于其间的半集中式。通过上述几个维度的分类，周传斌团队初步绘制了厨余垃圾资源化处理的技术图谱（如下图所示）。

除了对各类技术进行系统分类，更重要的是建立一套指标体系来评价一项厨余垃圾处理技术是否适合。

周传斌介绍，第一步可以通过资源、环境、经济、社会四维评价体系来对处理技术进行评价。在这四个维度中遴选22个主要指标，包括约束性的指标和参考性的指标两类，再将一些有相同意义的指标进行删除，对有用的指标新的提法进行了补充，最终完善了四维评价体系。

第二步是构建基于全生命周期思想的评价框架。“全生命周期”的理念正在固废处理行业普及尤其是厨余等有机垃圾的资源化处理。所谓全生命周期，包括在边界范围内的物料运输和最终处置过程。评估一个技术全生命周期的资源、环境效益是一个复杂的过程，任何资源的消耗，比如电力等，其背后都有对应的环境代价。因此需要将该项目在生命周期的框架下各种污染物排放的浓度和总量以及资源的消耗和环境的影响进行汇总，用专门的软件进行分析。举个例子来说，比如一个技术，可以做到真正的零排放，没有任何污染物产出。这样的技术就一定没有任何环境影响吗？非也。如果该技术在实施过程中将消耗大量的能源，比如要耗大量电能，此时需要将消耗的能源以及其背后所带来的环境代价全部考虑到技术的全生命周期框架内，最终综合评价这个技术。

通过对16个厨余垃圾处理项目的详细调研，周传斌团队建立了每一种物质流的平衡框架，决定它的物料的输入和输出的边界。同时确定如何评估该技术，称之为功能单元。比如处理一吨厨余垃圾的功能单元，通过收集该单元的各种物质输入输出、排放的参数、经济参数以及一些社会参数，来综合评估该技术的最终效益。下图所示便是评估的结果，在这张图上我们可以看到，颜色越深的，代表在某一项指标上其绩效表现越好。这个图传达了比较丰富的信息，比如厨余垃圾的末端处置的技术--填埋和焚烧，研究发现在环境影响相关的绩效方面的表现是不如资源化技术的。比如厌氧发酵的技术，包括干式、湿式的，在资源、环境、经济不同的选项里面有不同的表现。

周传斌选取其中受关注较多的三类厨余垃圾处理技术进行拆解。首先是集中式的大型干式厌氧发酵（如下图所示）。

左边就是22项评估指标它的分布范围。上面有很多小点，每个小点代表不同的项目的真实数据。同样一个技术类型、不同的技术案例之间波动非常大。有些数据是从技术资料里面剥离出来的，跟真实运营可能会存在一定的差异，很难收集一个完整的年度运营的参数。干式厌氧项目有些共性的问题，比如沼液沼渣有效利用的程度很低。尤其是厨余垃圾和餐厨垃圾处理产生的沼渣是有明显的让人觉得不愉快的物理特征的，比如容易臭，比如看起来比较粘质，沼渣未来资源化利用的途径是有待探讨的。另一个问题是产气率比较低。

分散中小型好氧生物处理机（上图所示）能耗比较高，导致资源消耗这类指标是低于其他的技术类型的，没有正规的污水处理渠道，这些肥料目前没有足够的回购回销的手段。还有堆肥的腐熟度问题，如果考虑它是否真实的能够归田回用，考虑它的产物真实的去向，发现腐熟度是一个重要的指标。第二个问题，目前有很多推陈出新的技术名称，但是其技术内核几乎没有改变，比如好氧，比如干化，但是现在有层出不穷的技术出来。未来在去比较分析它的时候，会把这些同类的技术放到相同的评估框架里面去。

第三个是分散式的社区堆肥（如上图所示）。目前在一些社会组织的引导下，在全国也有一批这样的项目，它充分利用小区的空闲用地，可充分发动居民参与垃圾分类的热情。但其部分的环境指标欠佳，例如温室气体排放，且缺乏持续盈利的能力。这类技术应用需要标准化的物料搭配和作业的流程，亟待培养一批具有专业知识的人，在小区开展厨余垃圾堆肥相关工作。

“十四五”时期厨余垃圾资源化展望

周传斌表示，厨余垃圾资源化会迎来“十四五”新局面。首先对相关的政策进行梳理发现，从我国履行可持续发展目标来看，主要是要减少生产和供应环节的粮食的损失，在其他的政策里面有关于补设施短板，有重点解决沼液沼渣的问题，对全量消纳，精细化管理等等提供一些方向性的引导。总的来说，我国政策第一是要促减量，这是最核心的，第二是要补短板，补厨余垃圾设施的短板，第三是梳梗阻，最后是精细化的技术和精细化的管理。

周传斌表示，未来的工作趋势第一是要“多源”。餐厨垃圾、厨余垃圾、园林垃圾需要协同处理，他们有共同的特点--易腐，也有共同的麻烦就是水分需要调节。比如在厨余垃圾、园林垃圾在1：0.5的调配比例下，可以达到适宜堆肥的含水率和碳氮比。因为园林垃圾和厨余垃圾涉及到跨部门、跨行业，所以在有些地方会有跨部门和跨行业的壁垒问题。

第二是“多元”。也就是不同类型的技术路线要相互补充。需要认识到厨余垃圾的资源和环境两个方面的效益，在技术层面上并没有绝对的高低之分，需要考虑的是技术的边界，考虑它适用的范围，选择适宜的技术。不同的技术之间可以协作。

最后是“多维”。也就是在全链条进行多维度的综合绩效测评。未来五年，希望一些新的模拟工业生产的环节能够用到管理里面去，从收集端开始能够敏锐感知到厨余垃圾不同的参数，去应对随着季节或者随着城区的快速波动的特征。在生产工艺中间，趋向于更加精细化的数据支持和物料微小的调整背后的工艺的反馈。最后，对厨余垃圾处理技术的绩效评估，未来需要从四个维度，资源化、环境的影响、经济的可持续性、以及社会接受程度去综合考评。

最后周传斌分享了在美国拍摄到的社区堆肥文化。希望未来我国可以通过开展社区的厨余垃圾堆肥更好的促进垃圾分类工作的推进。哪怕在绝对处理量上不能解决问题，但是也能形成非常全民参与垃圾分类的一个氛围，这虽然没有办法定量评价，但也是非常重要的。

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编辑 |汪茵、李丹

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