城市有机废弃物主要包括城市生活产生的餐厨垃圾、城市污泥和生活垃圾中的有机垃圾等,农村有机废弃物主要包括农村发展和农业生产过程中产生的畜禽粪便、养殖类废弃物、农产品加工废弃物和农作物秸秆等。随着我国经济的快速发展和人们生活水平的不断提高,城乡有机废弃物呈现以下特点:一,有机废弃物种类多,产生量大;二,有机废弃物价值低,处理成本高,利用率低;三,有机废弃物含有大量的致病菌,可以传播疾病,堆积过程中污染物产生高浓度渗漏液,给城乡生态安 带来严重隐患,一些地区出现了水体富营养化、土壤酸化及重金属污染等问题。
随着人们环保意识的提高,丢弃、堆焚等有机废弃物处置方式正在改变,已经逐渐形成肥料化、饲料化、能源化、基料化、材料化等五种利用模式,“五化”各有发展并有协同发展趋势。近年来发展的生物燃油、蝇蛆养殖、污泥堆肥、人工湿地等技术,也促进了城乡有机废弃物资源化利用行业整体协同发展。本文以现阶段有机废弃物资源化利用情况作为切入点,综述了有机废弃物的利用方式,以及资源化过程中存在的问题、对策与展望。
城乡有机废弃物资源利用现状
国外有机废弃物利用现状
国外在20世纪30、40年代就开始研究有机废弃物利用,目前废弃物综合利用技术已经具有较高的水平。在畜禽粪便处理上,欧美国家注重农牧结合,农场畜牧在长期发展后形成了“饲草、饲料、肥料”循环体系,畜禽粪便均在农场内部处理,产生、运输、处理和使用畜禽粪污时,全过程密闭以控制臭气排放。如美国采用水泡粪工艺,将猪粪尿长期贮存于猪舍下方粪坑直至还田利用;荷兰养殖场普遍将粪尿、清洗水混合形成粪浆,再采取固液分离方式,将固体进行堆肥,液体密闭储存或用于农场。欧洲国家的沼气工程发展早、规模大,已经形成较为完善的产业化体系,其沼气生产装备与配套设备先进,可以将一定区域内的农场畜禽粪便、农作物秸秆集中处理,自动化程度很高,同时具有完善的质量安 体系。
国外秸秆资源利用时间较长,呈多元化发展形态。肥料化利用方式以残茬覆盖耕作法和秸秆翻压还田技术为主。饲料化利用方式经过几十年的发展,现在已经形成了包括提高秸秆饲料营养成分、提高动物采食量、提高饲料转化率在内的成套技术体系,并实现全程电脑控制,保证连续、稳定生产。而秸秆材料化产品在20世纪80年代已经应用于汽车内饰、地膜、餐饮包装等方面,目前德国、美国、丹麦、日本等国家已经形成了包含农作物秸秆纤维化处理、纸浆模塑品生产、后置处理、包装材料渗透性测试等关键技术的机电一体化技术体系,近年美国、加拿大等国研发了秸秆乙醇,并已逐渐实现产业化。
国外处理城市垃圾主要采用回收、堆肥、焚烧和填埋等方式。20世纪30年代美国率先使用卫生填埋法处理城市垃圾,而欧洲许多国家,如德国、荷兰、瑞典等,由于土地缺,主要以焚烧方式来处理垃圾。亚洲的新加坡实行垃圾全量焚烧、灰渣填埋方式,日本约百分之74的垃圾被用来焚烧发电。在餐厨垃圾处理上,德国自20世纪60年代就开始使用厌氧技术处理餐厨垃圾,英国建设了全球首全封闭式餐厨垃圾发电厂,日均处理12万t餐厨垃圾,并可满足数万家庭日常用电。日本餐厨垃圾主要用于制饲料,少部分用于制堆肥,在京都餐厨垃圾也被用于制沼气,并用沼气制氢气;韩国餐厨垃圾的主要处理方式是制作动物饲料和堆肥,这部分占到总回收量的百分之80以上。国外城市污泥处置主要有回收利用、焚烧、填埋、排海等方式。美国和加拿大等国家用厌氧消化技术,将污泥与其他垃圾共同消化,建设热电联产系统;欧盟国家百分之50以上的污泥进行了厌氧消化,其余约百分之40进行填埋和焚烧;日本城市污泥的主要处理方式为焚烧,少部分用于施肥,日本还设立专门的机构来指导污泥的合理施用。
我国城乡有机废弃物利用现状
我国是世界上大的有机废弃物生产国。据统计,我国2015年城乡有机废弃物年产生量超过60亿t,其中畜禽粪便产生量约38亿t,秸秆产生量超过10亿t,这是主要的两大有机废弃物来源。我国2016年城市生活垃圾产生量约2亿(t其中餐厨垃圾约9000万t)、城市污泥产生量约3500万t。此外还有较大数量的沼渣、工业废弃物、肉食品加工废弃物、病死畜禽等。据测算这些有机废弃物所含的氮磷钾养分总量达到7000万t以上,高于每年国产化肥养分总量,有机碳相当于10亿t标准煤,约为我国能耗总量的1/4,蛋白质等养分相当于1000万t饲料,占饲料产量的1/10,全产业链潜在产值可达1500亿元以上。面对潜力巨大的废弃物资源,我国整体利用率偏低:城镇生活垃圾绝大部分处于“混合倾倒、混合清运、混合掩埋”状态,且传统的填埋、焚烧等处理方式约占百分之95;畜禽粪污综合利用率仅为百分之60;秸秆资源量多、面广,综合利用情况因秸秆种类和种植地区而不同,高利用率约百分之80。城乡有机废弃物资源化利用空间大,但已有的资源化利用技术存在减量化利用不彻、资源化利用不完全的问题。