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餐厨垃圾处理方法及其碳排放剖析

餐厨垃圾处理方法及其碳排放剖析

  • 分类:行业动态
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  • 来源:
  • 宣布时间:2021-06-28
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【提要描述】差别餐厨垃圾处理方法在资源化接纳水平以及爆发的碳排放量保存很大差别。在“双碳”配景下,构建餐厨垃圾资源化及碳减排合二为一的处理方法则显得十分须要。那么,差别餐厨垃圾处理方法碳排量有多大差别呢?

餐厨垃圾处理方法及其碳排放剖析

【提要描述】差别餐厨垃圾处理方法在资源化接纳水平以及爆发的碳排放量保存很大差别。在“双碳”配景下,构建餐厨垃圾资源化及碳减排合二为一的处理方法则显得十分须要。那么,差别餐厨垃圾处理方法碳排量有多大差别呢?

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文章导读:差别餐厨垃圾处理方法在资源化接纳水平以及爆发的碳排放量保存很大差别。在“双碳”配景下,构建餐厨垃圾资源化及碳减排合二为一的处理方法则显得十分须要。那么,差别餐厨垃圾处理方法碳排量有多大差别呢?

综合评价

随着我国国民经济水平整体提升,餐厨垃圾爆发量与日俱增,仅2020年全国餐厨垃圾爆发量便已突破1.2亿t/a。餐厨垃圾为高有机质与油脂身分和高含水率(77%以上)的固体废物。因此,具有易生化降解的特点。

对餐厨垃圾处理海内外主要有5种处理方法:填埋、破坏直排、好氧堆肥、厌氧消化和综合处理,种种要领综合评价见表1。

图1 餐厨垃圾处理方法

 

表1 餐厨垃圾处理方法综合评价

注:破坏直排:将餐厨垃圾经厨房下水接口配置的餐厨垃圾破坏机(FWD)破坏后直接排入市政下水管网的要领。综合处理:指凭据餐厨垃圾身分,利用破碎、分拣、筛选、搅拌等机械历程以及后续生物处理技术(如,厌氧消化)对餐厨垃圾进行处理。

碳中和评价

不对理的餐厨垃圾处理方法在处理餐厨垃圾时,所导致的碳排放量明显差别。所以,应对餐厨垃圾处理接纳全生命周期(LCA)评价要领予以评估。为此,以下通过实例划分对上述5种处理方法盘算LCA碳排放量。

基本参数及其界限设定

以一个位于北美地区具有10万人口的社区作为盘算案例,餐具和塑料袋等杂物不包括在餐厨垃圾产量之内。

以每人每天爆发餐厨垃圾量97.52 g/人·d作为基准,年餐厨垃圾产量为3930 t/a。

餐厨垃圾基本参数为TS(湿基):30.9 %,VS(湿基):26.4 %。

 

结合外地餐厨垃圾处理实际处理工艺条件,对上述5种方法处理餐厨垃圾之碳排放进行全面评估。各处理方法界限内物能流程及其各单位中物能所爆发或抵消的CO2当量——ECO2对应的数值见图2。

图2 5种餐厨垃圾处理方法界限内物能流程图

碳排剖析

 

评估的LCA包括餐厨垃圾收集与运输、处理、产品各个处理环节;LCA之碳排放涉及的温室气体包括CO2、N2O和CH4;N2O和CH4造成的温室效应划分乘以298、25折算为CO2当量——ECO2。经微生物剖析代谢作用爆发的CO2为生物成因(生源性),是有机物的自然归宿,不列入碳排放盘算;爆发的CH4经接纳后用于发电或热电联产(CHP),这一途径形成的碳排放不纳入LCA碳排放汇总与盘算。被接纳的能源与资源可相应地抵消碳排放量,主要包括由CH4用于发电或CHP后接纳的电能或(和)热能与可用作肥料的沼渣;爆发的热能除满足自身升温需求之外,未利用的剩余热能不计入抵消ECO2项目内。每kW·h电能可抵消0.608kgECO2,每kg肥料(以N计)可抵消4 kgECO2。据此盘算各餐厨垃圾处理方法对应的年ECO2数据(图3)。

图3 5种餐厨垃圾处理方法碳排放量

由图3可知,以上5种餐厨垃圾处理方法爆发的总ECO2量顺序为:填埋>综合处理>破坏直排>堆肥>厌氧消化。填埋总ECO2最大,虽然被接纳的CH4(缺乏33.0 %)用于发电可抵消530tECO2/a,可是处理环节释放的CH4亦高达2660 t ECO2/a,致使填埋总ECO2达3190t ECO2/a?杉,餐厨垃圾填埋处理,不但造成巨大危害情况的温室效应,也白白浪费了餐厨垃圾中的有性能源。因此,许多国家已开始限制、甚至禁止可生化降解垃圾直接填埋。

餐厨垃圾厌氧消化抵消的ECO2(1170tECO2/a)最大,主要是因为厌氧消化爆发的沼气用于CHP爆发热能、电能与沼渣用作肥料能抵消大宗ECO2。爆发的热能除满足自身升温需求之外另有富余(不计入抵消ECO2项目内),爆发的电能1500 WM(h/a)能抵消980 t ECO2/a,沼渣用作肥料可抵消190 t ECO2/a。加上餐厨垃圾厌氧消化处理环节(主要是制浆池研磨、消化池搅拌和后续沼渣脱水)所爆发的最小ECO2(共计80tECO2/a),最终使厌氧消化总ECO2(-940 t ECO2/a)最小。

厌氧消化与其他4种处理方法相比,在资源接纳和碳减排方面具有突出优势,这就决定了厌氧消化产沼气为今后餐厨垃圾处理中的首选方法。

总结及展望

 

凭据上述盘算,以我国14亿人口为基准,全国餐厨垃圾若全部填埋处理,每年碳排高达4466 万t ECO2/a,甚至凌驾全国污水处理碳排总量(3985 万t ECO2/a)。而全部以厌氧消化方法处理,则可实现碳汇1316万t ECO2/a。在建有市政污泥厌氧消化单位的都会,餐厨垃圾与污泥参混共消化不失为一种良策,既充分利用污泥厌氧消化单位的剩余空间,亦可增加污泥厌氧消化的产气率。

 

来源:情况工程学报  作者:郝晓地 周鹏 曹达啓

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