王晓红 杨吉祥 岑雨倩
《上海市生活垃圾管理条例》已经实施一年，从垃圾分类6月份的实效数据来看，湿垃圾分出量9632吨/日，干垃圾处置量15518吨/日，可回收物回收量6813吨/日，有害垃圾分出量3.3吨/日。湿垃圾占四分类总量的30%，处置能力与分出量仍有缺口，且湿垃圾有易腐败特性，是生活垃圾中异味的源头。湿垃圾如能就近就地得到处置利用，将减少运输成本，减轻末端处置设施的压力，带动垃圾减量化、资源化和无害化上一个新的台阶。
一、就近就地处置政策相继推出
近年来，为推进湿垃圾就近就地处置，本市相继出台了相关政策及法规，《上海市绿化市容“十三五”规划》要求大型集中处理和小型就地就近处理相结合；《关于建立完善本市生活垃极全程分类体系的实施方案》要求上海市坚持“集中与分散相结合”的布局，大力推进乡镇（村）就地就近垃圾利用。《上海市生活垃圾管理条例》第二十条规定：“新建农贸市场、标准化菜场的，应当按照标准同步配置湿垃圾就地处理设施。已建成的农贸市场、标准化菜场湿垃圾产生量达到一定规模的，应当按照标准配置湿垃圾就地处理设施。鼓励产生湿垃圾的其他单位配置湿垃圾就地处理设施。”《上海市能源发展“十三五”规划》中提出：“十三五”期间，上海市进一步推动新能源的发展，因地制宜发展生物质能，结合生活垃圾、畜禽粪便等废弃物综合处理，建设一批生物质能利用项目，推动生物质技术、产业和商业模式的创新。
二、湿垃圾处置设施、技术应用现状
根据本市“集中与分散相结合”的规划布局，市中心湿垃圾主要运送至市级大型湿垃圾处置场，郊区主要通过“就地就近、一镇一站”的小型湿垃圾处理设施和分散设备进行资源化处理。目前，本市湿垃圾处置技术应用状况如下：
（一）大型集中处理设备和处理技术
1.厌氧发酵处理工艺：利用厌氧微生物将湿垃圾转换成沼气、沼液、沼渣，沼气可以燃烧供热或发电，实现资源利用。沼液经过水处理系统处理达标后排放，恶臭气体经负压收集后净化排放。
2.高温好氧堆肥处理工艺：湿垃圾经分选、破碎后送入生化处理机，在高温（80℃左右，由天然气燃烧产生水蒸气供热）、好氧（风机强制通风）条件下，食物残渣被微生物高效降解，再经过深加工制成土壤调理剂。湿垃圾中的污水采用“厌氧发酵+膜生物反应器（MBR）+纳滤”组合处理工艺，实现达标排放。
以浦东黎明生态园有机质处理厂为例，湿垃圾在这里经过除水、杂质分离、制浆、蒸煮等环节，其中八成物质转化成浆料，用于沼气发电，约3%的物质为废弃油脂，可以进一步加工成生物柴油。如按照1吨湿垃圾约产生六七十立方米沼气、每立方米沼气发电2度计算，每7-8公斤湿垃圾可以发电1度。该项目自2017年1月开始调试运行，半年后，达到设计的处理量300吨/日。截至目前，累计已有31万多吨湿垃圾在这里变成沼气，生产了4000多万度清洁电供应电网。
（二）小型分散处理设备和处理技术
1.微生物发酵制肥：运用添加微生物菌种好氧发酵，过程中排放水和二氧化碳气体，产出的残渣为有机肥或有机质。通过添加碳、氮、钾等元素，可用于绿地林地的土壤覆面，改善土壤肥力，实现资源化利用。
2.微生物分解（消灭型）：运用复合微生物菌进行好氧发酵，使湿垃圾完全降解，产出物为微生物代谢出的含有有机质的水、生物热能和少量二氧化碳气体，基本消灭有机湿垃圾。
3.物理粉碎挤压脱水：对分拣后的湿垃圾来料进行粉碎、清洗，用油水分离机将湿垃圾脱水，并进行油水分离。产出物为有机质残渣、污水。污水处理机对分离出的污水进行处理后排放；臭气处理机对整个处理过程进行除臭处理；残渣是有机垃圾经脱水处理后转化的，经后续加工可成为有机肥料。
4.粉碎后自然发酵：将有机垃圾粉碎后自然堆放，通过一段时间的沤制发酵后，可产生有机肥料就地还田。
2019年，上海市市容环境卫生行业协会、环境保护产业协会对已在本市应用的小型生化机涉及的19家企业技术进行了综合评估，发布了《关于上海市湿垃圾就近就地处置设施技术评估情况通报》，共推出5种技术：资源型生物处理机技术、减量型生物处理机、物理减量技术、微生物厌氧发酵产沼技术、水热氧化剂腐植酸肥料技术。小型生化机的优点之一是生化机的箱体可根据处置量需求设计，但其也存在成本相差较大，污水超标排放隐患、处置产品有机介质的出路等问题。在处置产品上，餐厨垃圾可以制成土壤调理剂，菜场果蔬废弃物可堆肥制成有机肥，前两者农业部有标准，但小区内厨余废弃物是否可以在处置调配后作为绿化用肥，目前尚未明确。
目前本市的就近就地处置设备大多采用该类设备，一般放置在小区、村庄、菜场、单位食堂等地方，比如崇明的一镇一站湿垃圾处置场。
农户家里使用沼气的燃气灶
湿垃圾被倒进沼气池进料口
脱硫装置用来除去沼气中的硫化氢成分
三、就近就地湿垃圾制沼技术试点应用
上述的厌氧发酵产沼发电技术需在湿垃圾量达到一定的规模，适用于市级、区级等大中型垃圾处置场。虽然有机物产沼的技术很早就被人知晓，但在本市的小规模湿垃圾处置应用上几乎为空白，本世纪初某大学在市郊农村进行过农家有机肥的实验，最终因种种原因未能继续。
叶榭镇井凌桥村湿垃圾处置站
（一）试用基本情况——松江案例
近期，松江区叶榭镇在井凌桥村建造了厌氧沼气池资源化利用处置站进行试点，可以算是开创了本市就近就地小型湿垃圾产沼成功应用的先河。该站占地面积130平方米，由三个罐体组成，其中厌氧处理池120立方米，贮肥池8立方米，均埋在地下，主要部件包括：一体化酵化发生器、水压间、阻燃装置、回流装置、除臭装置、贮液池等。将湿垃圾投入到地下密封的发酵池内，再加入按照一定比例调配的发酵性微生物菌群，湿垃圾即被转换为清洁能源甲烷和肥田用的有机发酵液。相比该镇以前自然发酵的“沤制还田”，厌氧沼气池处理湿垃圾速度大大提升。该站每天负责处置两个村近1吨湿垃圾，理论值最高可产生15立方沼气，湿垃圾最长停留时间为80天。处置产品为沼气、沼液（有机肥）和沼泥。
（二）基本费用计算
如果按照“村收、镇运、区处置”的模式，松江区湿垃圾处置费为650元/吨，运费132元/吨，处理成本在782元/吨左右，而目前的沼气池加上脱硫装置等全部设备，除脱硫装置外基本是一次性投入，共计37万元，按照最低使用年限10年、每天一吨计算，处理成本在100元/吨左右，大大降低了收运处置费，也使湿垃圾“变废为宝”，得到了资源化利用。
（三）产沼应用需关注的几个问题
1.沼气的安全系数
据了解，日处理1吨的湿垃圾，理论值最高可产生15立方米甲烷、400-500公斤沼液以及少量沼泥。沼气压力最大值可以达到12千帕，该站试点初期气压为1千帕，目前达到5千帕。一般家用的液化器钢瓶，装15公斤液化气，大约7-9立方米，液化气从液态到气态，体积扩大250倍，内部不超过1.5千帕，远远高于12千帕。因此，从理论上看，处理量1吨的产沼站安全系数应该在可控范围之内。
2.发酵罐体的安装点
为保持常温，利于菌种充分发挥作用，该站罐体被埋于地下50厘米，温度相对地面较平衡，常年可保持在15℃~30℃之间。但其三面环水，如果冬季地下温度在15℃以下，菌种会处于冬眠状态，将会影响发酵产沼的进程。因此，罐体选址除略远离居民区外，还应避免周边有河流、池塘等水体，以免冬季池内温度过低。
3.附加产品的后续应用
沼液的应用：虽然农村地区湿垃圾中熟菜占比较少，但仍不可避免含有一定的油盐，湿垃圾产沼后还有50%的沼液产出，盐份、重金属成分无法在产沼过程中消除，目前通过手摇提升泵按压打出，只能用于农户自行浇灌使用，肥水无法大面积应用于农业生产中。
沼泥的处理：可作为有机肥改良土壤。据建设方目前的最新资料，沼泥产生量较少，需4-5年清除一次，可用抽河浜污泥的泵进行清淤。目前应用时间较长的案例为4年，尚无清淤状况发生。
沼气的使用：通过铺设的临时管线供附近四家农户使用，目前气压较稳定，用户满意，没有邻避反映。
四、湿垃圾资源化利用处置的几点思考
（一）因地制宜选择合适的处置技术
从湿垃圾处置技术来看，生化处理机的应用，可根据处置量需求进行设计和配置，不但适合大中型处理厂，也适合就近就地处置的小型处置厂，如小区、村庄、菜场、单位食堂及餐饮企业。一般的厌氧产沼技术适用于一定规模的大中型垃圾处理厂。从目前的试点状况看，产沼池适用于具备一定的开阔地带、安置地与居住区或办公楼保持一定距离的地方，适合有空地及燃气需求的餐饮企业、单位食堂、农家乐及居（村）民，可适合小型的就近就地湿垃圾的处置。
（二）“厌氧沼气池”处置技术的试点和探索
从理论上讲，湿垃圾处置量大于1吨/日以上，达到3-5吨/日的处置量，其产沼量大增，需添置专用储气灌，也需增加相应的安全保障措施。鉴于井凌桥当前的使用状况，应在安全管理的智能化及燃气应用领域上做进一步探索和研究，如1吨/日以下的是否应设置智能化火炬自然装置，以排除气压；1吨/日以上储气罐的安全使用等系列问题，或者进一步试点，让多余的沼气燃烧发电等，需邀请燃气、环保及电力等相关领域的专家进一步论证，确保安全系数、环保监测、建筑物等符合规范，安全运行，为进一步推广应用提供扎实的基础数据。
从现实的工作需求来讲，处置湿垃圾是当前垃圾分类工作的初心和目的，沼气利用只是作为利用处置产品的辅助，建议处置量不宜太大，约在1吨左右，可省去增添储气罐的费用，节约成本，保障安全。若应用于类似农家乐、有大量用气需求的单位或村民小组，一定的经济效应可能对减轻邻避效应，推进湿垃圾就近就地处置设施的落地具有一定的作用。
松江区叶榭镇井凌桥村的“厌氧沼气池”处置技术的试点应用，刷新了本市湿垃圾就近就地处置设施的记录，为农村地区湿垃圾处置开辟了新的方向，也为本市就近就地处理湿垃圾设施设备的创新提供了借鉴。
（作者：王晓红 上海市废弃物管理处高级工程师；杨吉祥 上海市废弃物管理处工程师；岑雨倩 上海市废弃物管理处助理工程师）
（本文由作者供图）