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      語言:

      城市果蔬垃圾處理再利用

      來源:

      2016-08-31 14:18:34

      蘇州艾和環境科技在有機廢棄物垃圾再利用資源化方面下大力開發探索: 
      以郊區綠色農業為背景,以容易分類收集和規?;幚淼纳虡I果蔬垃圾為例,分析得出了制約城市果蔬垃圾處理與循環利用的主要瓶頸問題,分別是中轉預處理帶來的土地成本高、貯運環節多、單向物流運量大、效率低。
      總結有機蔬菜產銷經驗,提出按照蔬菜產銷與果蔬垃圾返鄉循環利用一體化布局的產業模式對商業果蔬垃圾進行資源化處理,引導和推動郊區無公害蔬菜進城直銷與果蔬垃圾返鄉堆肥還田直接對接、雙向交流、循環利用、融合發展。    
      城市果蔬垃圾,主要指的是水果蔬菜及其食品在市場流通過程中產生的水果蔬菜廢物,其與公共餐廚垃圾、居民家庭廚余垃圾一樣,都是城市生活垃圾中可生物降解的有機垃圾。
      其中,蔬菜混合廢物弱酸性,pH值為5.9;主要養分為水分、蛋白質、脂肪、糖類和N、P、K,含量分別為86.41%、12.9%、4.99%、8.31%、2.06%、0.44%、1.96%[1];西瓜皮含水率>90%,主要營養成分有果糖、葡萄糖、維生素A、B、C、賴氨酸、蛋氨酸、鈣、磷、鎂、鉀。
      尤其是鉀鹽豐富[1]??梢灾苯语曃剐笄?。西瓜皮青貯滲出液BOD較原液高200倍,達到90 000mg/L,即:西瓜皮壓榨原液BOD并不高,450mg/L。
      另外,西瓜皮青貯300d后(15~25℃密封真空),pH降至3.3~3.4;BOD從90 000mg/L降至2 500~3 000mg/L,去除率高達96.67%~97.22%。
      蛋白質含量從16.07%下降至13.21%,去除率只有17.49%[2]。
      總之,城市果蔬垃圾含水率高、木質素含量低、富含N、P、K養分和可降解的碳水化合物,其既可以密封厭氧水解酸化青貯保鮮,也會因為高溫露天堆放酸敗發臭困擾城市公共環境衛生。    
      城市果蔬垃圾具有廢物與資源的雙重特性。廢棄則成為環境污染,利用則成為生物質資源。
      解決商業果蔬垃圾的根本出路在于按照“減量化、無害化、資源化”的原則,以獨立收運為基礎、以土地利用創新為支撐,以產業化推進為動力,以政策法規為保障,通過生態環保政策的引導、政府和民間資金的進入,建立城鄉一體化循環利用體系,發展產業化處理與循環利用。    
      1 郊區綠色生態農業背景    
         綠色農業,是廣義的“大農業”,其包括:綠色動植物農業、白色農業、藍色農業、黑色農業、菌類農業、設施農業、園藝農業、觀光農業、環保農業、信息農業等。
      是指以生產并加工銷售綠色食品為軸心的農業生產經營方式。
      綠色農業生產的食品主要有3大類:無公害農產品、綠色食品和有機食品。
      總之,綠色農業本質就是在綠色環境條件下,利用綠色技術生產綠色產品,對于郊區綠色農業而言,無公害蔬菜是其主導產品,也是其最典型綠色產品。因此,無公害蔬菜生產與綠色環境和綠色生產技術息息相關。其中,綠色環境是生產無公害蔬菜的基礎,也是郊區綠色農業的基石,更是郊區蔬菜基地規劃選址和保護管理的重點。    
      無公害蔬菜生產供應的安全、高效,不但要求生產出來的蔬菜是高品質的,而且要求交到市民手中的蔬菜也是高質量的。通常,原產蔬菜品質主要取決于種子、氣候、土壤、水、空氣和肥料,銷售蔬菜品質主要取決于原產蔬菜品質和物流貯運條件。
      其中,在同一地區采用同樣的種子、設施、水源、處于同樣的氣候和空氣條件下,原產蔬菜品質主要受土肥條件影響;對于同類原產高品質蔬菜銷售而言,銷售蔬菜品質主要取決于物流貯運條件,而銷售量和銷售價格則取決于產品認證、品牌信譽和渠道口碑。
      因此,無公害蔬菜生產供應的安全、高效,主要取決于4點,即:綠色土肥管理、綠色產品認證、綠色品牌樹立和綠色產品銷售渠道建設。    
      目前,我國城市郊區綠色農業剛剛起步,走在前面的是綠色蔬菜產業。就綠色蔬菜產業而言,走在前面的又是綠色土肥管理、至于綠色產品認證、綠色品牌樹立和綠色產品銷售渠道建設則剛剛起步。至于綠色土肥管理的長足進步,則完全得益于國家半個世紀持續推進綠色土肥技術。
      為了更好地減少高能耗的化肥投入、改良土壤、增強地力、減少水肥資源消耗,我國農業部門從20世紀70年代末先后組織實施了3大技術推廣項目,一是合理施肥、提高肥料利用率、減少化肥面源污染的“測土配方施肥”技術、二是改善土壤性能、提高肥效和地力的“提升土壤有機質”技術、三是節水節肥、提高勞動效率且增產增收的“水肥一體化”技術。另外,20世紀70年代組織推廣的農業有機廢棄物厭氧消化產沼氣生物能聯產沼渣沼液有機肥技術,直到最近還經久不衰、推陳出新、已經成為環保農業的重點、生態農業的核心。而配方施肥升級版的“水肥一體化”技術,不但破解了與作物生長同步精準施肥技術難題,而且為沼液低成本高效率大面積控制施肥奠定了基礎。北京、浙江等地在蔬菜生產中,已經將節水省工的滴灌系統和水肥一體化配方施肥技術廣泛用于沼液(畜禽糞便沼氣發酵液)施肥,并實現了增產增收。    
      2 果蔬垃圾收運處理與資源利用現狀與問題    
      2.1 蔬菜基地蔬菜垃圾收運處理與資源利用 作為蔬菜基地的蔬菜垃圾處理而言,其源頭處理與循環利用位于同一個地點,且屬于同一個行政主管部門,易于協調管理。這里的蔬菜垃圾處理站是蔬菜基地的配套設施,負責整個基地的蔬菜垃圾處理和堆制有機肥供應,蔬菜垃圾回收與自制有機肥供應在蔬菜垃圾處理站和蔬菜田塊之間可以通過利用一套物流系統形成雙向交互滿載配送,提高貯運效率、降低貯運成本。果蔬垃圾處理站規??纱罂尚?,工藝也可以多樣化選擇,且服務半徑可達10km。其中,厭氧消化系統可以聯產沼氣、沼渣和沼液,沼氣可作為基地民用燃氣管道化利用,沼液過濾處理后也能作為蔬菜追肥進行管道化配水滴灌,實現水肥同灌、節水高效。而低溫陰雨雪天氣沼氣管道化送入蔬菜大棚點沼氣燈,更是能增溫增光補碳(CO2),有利于加強光合作用,增產增收。事實上,上海等地多采用好氧堆肥處理后用作蔬菜基肥,無錫等地多采用兼氧堆肥處理后用作蔬菜基肥,而北京等地除了采用好氧堆肥處理后用作蔬菜基肥外,還有與畜禽糞便混合大規模沼氣發酵聯產沼肥綜合利用的成功案例[3](其中,沼液采用滴灌設備實現水肥一體化)??傊?,蔬菜垃圾在蔬菜基地內好氧或兼氧堆肥處理,簡易可行、經濟合理,適合小規模蔬菜垃圾處理利用,蔬菜垃圾與畜禽糞便混合沼氣發酵聯產沼肥綜合利用,技術經濟性好,適合較大規模蔬菜垃圾處理利用,但一次性投資大。需要蔬菜垃圾處理與蔬菜生產用肥一體化。   
      2.2 果蔬批發市場的果蔬垃圾收運處理 作為果蔬批發市場的果蔬垃圾處理而言,源頭處理與循環利用不但位于不同地點,而且分屬于不同行政主管部門,協調管理困難。這里的果蔬垃圾處理站是果蔬批發市場的配套設施,負責整個市場內果蔬垃圾的處理和堆制有機肥的運銷。城市果蔬垃圾處理站和果蔬基地之間只有堆制有機肥的單向滿載配送,物流貯運效率低、貯運成本高。這對于含水率高、附加值較低的果蔬垃圾資源化產品普通堆肥和沼肥的貯運來說,是一個致命的弱點??梢哉f居高不下的物流貯運成本與市場寸土寸金的用地成本,構成了果蔬批發市場的果蔬垃圾資源化循環利用的經濟瓶頸。目前,國內果蔬批發市場果蔬垃圾處理利用走在最前面的是全國著名的北京新發地果蔬批發市場。他們在果蔬垃圾處理方面已經實行了3次升級改造,其資源化產品也已經從單一的普通堆肥,升級改造為高附加值的葉面肥和生物質天然氣(替代汽油)??梢哉f這是一線大城市果蔬批發市場果蔬垃圾場內循環處理利用的方向。但應注意到:對于高附加值的葉面肥來說,本地市場容量是有限的,即:當郊區農業有機廢棄物大量生物堆肥處理或沼氣發酵聯產沼肥綜合利用后,其本地市場容量將急劇萎縮、此時產銷平衡困難,大部分產品的出路還有待于外地市場的開拓。    2.3 農貿市場和超市的果蔬垃圾處理與資源利用 作為農貿市場和超市的果蔬垃圾處理而言,源頭收運、集中處理與循環利用也是位于不同地點,分屬于不同行政主管部門,難以協調管理。這里的果蔬垃圾壓縮中轉站負責片區內果蔬垃圾的上門收運、站內處理和貯運。果蔬零售市場、果蔬壓縮中轉站、生物肥廠和果蔬基地之間都是單向滿載配送,使得整個果蔬垃圾循環處理利用過程的物流貯運效率低、貯運成本高。這對于含水率高、附加值較低的果蔬垃圾資源化產品普通堆肥的貯運來說,是一個致命的弱點。以往,垃圾分類試點城市都是將該類果蔬垃圾與居民廚余垃圾混合收運處理?,F在,北京、上海開始試點果蔬垃圾單獨收運處理。其中,北京采用的是在果蔬垃圾中轉站直接快速高溫好氧發酵輔助熱風消毒干燥預處理后,送郊區生物肥廠生產生物菌制劑;上海則是分類加工成脫水果蔬廢渣和果蔬廢液。果蔬廢渣經快速高溫好氧發酵預處理后,送郊區生物肥廠堆肥腐熟;果蔬廢液外送生物肥廠生產液體生物肥。由于果蔬廢渣含水率仍高達75%左右,導致快速高溫好氧發酵預處理離不開大比例的菌料返混和熱風干燥滅菌,故綜合能耗較高。因此,高耗能的干燥滅菌成本、居高不下的單獨物流貯運成本和市區寸土寸金的用地成本,構成了此類果蔬垃圾資源化循環利用的經濟瓶頸。相比較而言,果蔬垃圾異地分段分類處理成生物堆肥和生物液體肥料,循環利用經濟效益較好,不失為一線大城市城區流通市場果蔬垃圾資源化循環利用的方向。但應注意到:對于高附加值的生物液體肥來說,本地市場容量是動態變化的,即:當郊區農業有機廢棄物大量生物堆肥處理或沼氣發酵聯產沼肥綜合利用后,其本地市場容量也將面臨萎縮、此時產銷平衡也會發生困難。    綜合分析,果蔬垃圾資源化循環利用的難點主要在于城市商業果蔬垃圾處理與資源利用的經濟性和協調性,即制約城市果蔬垃圾資源化利用可持續性的瓶頸主要是經濟瓶頸(居高不下的多級單向物流貯運成本、城區寸土寸金的用地成本和高耗能的干燥滅菌成本)和政策瓶頸(源頭收運、集中處理與循環利用分屬于城鄉的不同地區及其行政主管部門)。    
      3 商業果蔬垃圾收運處理與資源利用瓶頸破解    
      3.1 物流貯運成本瓶頸及其破解 城市果蔬垃圾資源化處理與利用的物流貯運,以農貿市場果蔬垃圾貯運為例,其有3個環節,一是從特定的農貿市場到轄區內的果蔬垃圾中轉預處理站,由環衛部門組織收運;二是從果蔬垃圾中轉預處理站到郊區的生物有機肥廠,由生物有機肥廠組織轉運;三是從生物有機肥廠到農業生產基地(如蔬菜基地),由第三方物流組織外運。顯然,前兩個環節都是時效性要求較嚴的單向運輸,一般無法利用經濟高效的第三方雙向物流,這是此種農貿市場果蔬垃圾資源化處理與利用模式物流貯運成本居高不下的主要原因。相比較而言,將生物有機肥廠設在蔬菜基地,與蔬菜基地聯姻共同組建第三方物流,協調蔬菜進城和垃圾回鄉的雙向物流配送,可以提高物流效率、降低貯運成本,構建經濟高效的綠色蔬菜及其廢棄物循環利用產業。    
      3.2 城區用地成本瓶頸及其破解 城區果蔬垃圾中轉預處理站用地因其環境污染重而存在選址難、用地貴。相比較而言,取消果蔬垃圾中轉預處理站,代之以在農貿市場原地將果蔬垃圾粉碎、壓濾成果蔬廢渣(外送蔬菜基地堆肥或沼氣發酵聯產沼渣)和果蔬廢液(就近排入城市污水管網),可以節約果蔬垃圾中轉預處理用地、減少果蔬垃圾貯運環節、貯運量及其物流成本。    
      3.3 干燥滅菌能耗瓶頸及其破解 城市果蔬垃圾資源化預處理干燥滅菌以高溫好氧發酵為主,輔以熱風滅菌干燥,其綜合能耗較高。相比較而言,取消果蔬垃圾高溫好氧發酵及其熱風滅菌干燥,代之以在農貿市場原地將果蔬垃圾與果蔬廢液乳酸菌發酵液混合青貯、粉碎、壓濾成酸性果蔬廢渣(外送蔬菜基地堆肥或沼氣發酵聯產沼渣)和酸性果蔬廢液(回用青貯和就近用于廁所糞便沖洗和尿液除臭),可以節約果蔬垃圾干燥滅菌能耗和高效利用果蔬廢液,減少果蔬垃圾貯運環節、貯運量及其物流成本。    
      4 果蔬垃圾資源化循環利用對策與建議    
      4.1 對策
      (1)鼓勵郊區在蔬菜基地配建果蔬垃圾處理站,統籌解決基地內蔬菜垃圾和來自城鎮果蔬垃圾的的肥料化循環利用。
      (2)鼓勵城市在果蔬批發市場、農貿市場、生活超市配建果蔬垃圾減量處理點,原地將果蔬垃圾粉碎青貯、壓濾成酸性果蔬廢渣(外送蔬菜基地堆肥或沼氣發酵聯產沼渣)和酸性果蔬廢液(回用青貯和就近用于廁所糞便沖洗和尿液除臭)。
      (3)鼓勵依托蔬菜基地建立第三方物流企業,專業承運蔬菜進城和果蔬垃圾回鄉。
      (4)鼓勵建立綠色蔬菜基地,并扶持他們進行綠色產品認證、注冊品牌、進城建立銷售終端,將綠色蔬菜進城直供和果蔬垃圾回收返鄉循環利用相結合,構建經濟高效的綠色蔬菜及其廢棄物循環利用產業。
      (5)鼓勵利用郊區農村現有沼氣發酵系統和秸稈燃料灰(堿性鉀肥、酸性中和劑),對城鄉果蔬垃圾進行進行厭氧消化聯產沼氣、沼渣和液體鉀肥,并就近資源利用。    
      4.2 建議
      (1)將城市果蔬垃圾資源利用納入城市環保規劃中的生態農業規劃章節,進行規劃引領。   ?。?)將城市果蔬垃圾資源利用納入整個城鄉廢棄有機物農業循環利用規劃,由市農業主管部門牽頭組織實施。
      (3)適度開放城市果蔬垃圾回收處理市場,促進城市果蔬垃圾在城鄉間的資源化循環利用。

      蘇州艾和環境科技在果蔬有機廢棄物再利用方面有500kg-2000kg的成套設備,處理后的產物可以作為土壤改造微生物有機肥來使用。
      變廢為寶,循環經濟,生態回歸。 

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