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亿发国际登陆 -北京地区厨余垃圾处理机全成本分析
2018-1-3
来源:城市管理技术
点击数: 6255          作者:未知
  • 摘要:北京市厨余垃圾分类占生活垃圾总量的50-60%,分类收集厨余垃圾有利于提高垃圾资源回收率,降低垃圾处理成本。厨余垃圾处理机在美国广为流行,《北京市生活垃圾管理条例》中已作为鼓励使用的技术,本文分析了使用厨余垃圾处理机的全成本,与传统垃圾处理系统全成本进行了对比,并对各处的优缺点进行了分析。

    一、前言

    国家发改委、住建部发布了《生活垃圾分类制度实施方案》,提出到2020年底,形成可复制、可推广的生活垃圾分类模式,并指出厨余垃圾应该分类收集。根据近5年北京市垃圾成份监测数据,北京市生活垃圾中厨余和餐厨垃圾含量在50-60%之间,占生活垃圾的一半以上,当厨余垃圾和餐厨垃圾混入生活垃圾之后,卫生填埋的渗沥液产量大、堆肥则面临产品杂质高的困难、焚烧时热值偏低,因此厨余垃圾分类是垃圾分类的重点。首批全国8个垃圾分类试点城市垃圾分类经验表明,传统厨余垃圾分类的难度很大,以北京市为例北京日前生活垃圾2.2万吨/天,其中厨余垃圾约1.1万吨/天,分类收集合格的厨余垃圾约为500-1000吨/天,厨余垃圾分类率仅为5-10%,没有达到预期效果。北京垃圾分类试点表明,厨余垃圾分类的投放、收集、运输和处理环节都存在很多急需解决的问题。例如:在投放环节家庭需要增加一个厨余垃圾专用桶、采用不可降解塑料袋包装增加处理的难度,而原试点使用的小区厨余垃圾处理设备,运行成本过高,难以正常运行,因而需要从技术和经济的角度探索厨余垃圾分类的新途径,为在全国进行推广提供经验。

    二、厨余垃圾处理机原理及使用条件介绍

    厨余垃圾处理机在美国运用较广泛,在国内推广时遇到缺乏法律依据、缺乏技术支持等困难。2012年3月1日 起实施的《北京市生活垃圾管理条例》指出“本市鼓励净菜上市,提倡有条件的居住区、家庭安装符合标准的厨余垃圾处理装置”,为北京地区使用厨余垃圾处理机提供了充分的法律依据。2001年10月,建设部将厨余垃圾处理机列为住宅装修的重点发展项目和推荐配套产品;2002年,建设部推出科技住宅示范项目中,将厨余垃圾处理机作为以“科技让生态更持续”为主题的现代厨房配套推广方案,进行示范推广。


    家用厨余垃圾处理机也称为厨房垃圾处理机,可以广泛的处理剩菜、剩饭、菜帮、菜叶、菜梗、果皮、鱼刺、蛋壳、茶渣,也就是家庭生活饮食中所需用的来源生料及成品(熟食)或残留物等厨余垃圾。厨余垃圾处理机由防腐研磨腔、全不锈钢研磨锤、全不锈钢研磨盘等组成。它利用高速旋转的电机带动研磨腔中的转盘,食物垃圾在研磨锤的打击及离心力的作用下相互撞击,在10-30秒左右的时间内将食物垃圾研磨成3mm以下颗粒顺水流排出管道。厨余垃圾处理机使用时处理于高速旋转状态,在离心力作用下产生压力,水的流速加快,同时由于水流中夹带的固体颗粒对管道进行清理,将管壁上的油脂清理下来,减少了家庭管道的堵塞频率。家用厨余垃圾处理机安装在水槽下方,高约40cm,直径约15cm,与传统垃圾分类相比,节省了垃圾桶的占地。

    经过厨余垃圾处理机处理后的厨余垃圾通过家庭排水管道送入化粪池,易降解的有机物会在化粪池分解,随着污水进入污水处理厂进行处理,固体残渣会沉入化粪池底部,油脂会漂浮在化粪池上层,最终由抽粪车运输到粪便消纳站进行处理。化粪池的水力停留时间为24小时,清掏时间根据设计通常为90天、180天、360天,即固体停留时间最小为90天,通过90天的降解可溶部分随污水进入市政管线,实验证明使用厨余垃圾处理机后,从化粪池进入市政管线的水满足北京市《水污染物排放标准》( DB11/307-2013)纳管标准(见表1),因此,在有化粪池的小区使用厨余垃圾处理机其出水完全满足要求,不对市政管线造成影响。使用厨余垃圾处理机后,有利于提高市政污水处理设施进水BOD/COD比例,改善污水及污泥可生化性,从而提高污水处理及污泥消化效率。


    以北京地区为例, 2015年北京北京垃圾产量790万吨,其中60%为家庭产生,在单位及其它地区约40%。假定北京50%的家庭安装厨余垃圾处理机,家庭生活垃圾中厨余垃圾含量55%,减少的厨余垃圾占垃圾总量的16.5%,全年可减少垃圾量约130万吨。剩余垃圾的含水率将会从55%下降到40%左右,垃圾热值将提高。垃圾运输过程中将不会产生渗沥液,而焚烧厂料坑渗沥液产量也会低于5%,渗沥液处理压力大大减少。若能同时采取措施规范餐饮单位餐厨垃圾收集和运输,杜绝餐厨垃圾混入生活垃圾,则生活垃圾分类收集、分类运输和分类处理的格局基本形成。垃圾收集、运输和处理过程中的渗沥液、气味等难题得以解决。

    三、厨余垃圾处理机全成本分析

    以北京地区为例, 2015年北京北京垃圾产量790万吨,总人口2171万人,人均垃圾产量1.0kg每人每天,户均人口2.7人, 户均垃圾日产量2.7kg,其中60%为家庭产生,在单位及其它地区约40%。家庭生活垃圾中厨余垃圾含量55%,户均厨余垃圾产量0.9kg/户˙天,即每台厨余垃圾处理机每天处理厨余垃圾0.9 kg,年处理厨余垃圾330kg,寿命期(8年)内处理2.6吨。

    使用厨余垃圾处理机的全成本包括设备的购置费用,水费和电费,其中,家庭使用厨余垃圾处理机的时间和人力成本可忽略不计。

    折旧

    厨余垃圾处理设备购置成本差异较大,从几百元到上千元不等,按照满足基本要求的设备来配备,每台设备购置费368元(淘宝价格),使用寿命8-15年,本文按照8年计算,设备折旧140元/吨。

    水费

    按照每天使用厨余垃圾处理机3次计算,每次消耗水5升,每天用水15升。每立方米水费含污水处理费为5元(阶梯水费第一级),每天费用约7.5分钱。每吨厨余垃圾所需水费为(含污水处理费)83元/吨。对于熟练使用者可以使用洗碗水和洗菜水来处理厨余垃圾,水费可忽略不计。对于北京等严重缺水的城市,应当鼓励用户使用洗碗水、洗菜水来处理厨余垃圾。

    电费

    厨余垃圾处理机功率约400瓦,每天3次每次30秒,每天耗电0.01Kwh。电价按照0.5元/度(阶梯电价第一级)计算,每天用电成本0.5分钱。处理理每吨厨余垃圾需要电费11元/吨。

    厨余垃圾处理机使用的全成本约为234元/吨,若使用洗碗水冲垃圾,总成本下降到151元。


    注:日常消费0.01-0.08元/天。

    四、传统方式厨余垃圾处理全成本分析

    传统垃圾处理系统处理厨余垃圾成本主要包括家庭投入成本、社区收集成本、运输成本和处理成本。

    (一)家庭成本主要包括:家用垃圾袋和垃圾桶的成本。家庭成本合计75元/吨,其中:

    厨余垃圾每天使用1个垃圾袋,装0.9kg厨余垃圾,按照0.05元/个计算(淘宝价格),约合55元/吨。

    家庭厨余垃圾桶每个20元,使用3年,约合20元/吨。

    (二)社区保洁成本主要包括:户外垃圾桶、运输工具和保洁员工资。

    使用容积120L的垃圾桶收集,厨余垃圾比重约0.6kg/m3。平均按照90%的装载率计算,每桶收集厨余垃圾65kg,每200户配备一个垃圾桶,按照日产日清。垃圾桶价格400元/个,使用寿命3年。垃圾桶购置费用合6元/吨。

    一个保洁员配备一辆保洁车,平均每天可收集15桶厨余垃圾,每天收集厨余垃圾约1吨。

    保洁车购置费用约6000元/辆(采用纯电动保洁车费用高于此费用),使用寿命8年计算,保洁车折旧合2元/吨。

    保洁工资按照2017北京市最低工资标准1890元/月计算,包括职工福利、五限一金、高温补贴等费用,最低人均费用2646元/月,每月可收集垃圾30吨,保洁费用合88元/吨。

    (三)垃圾运输成本是指将厨余垃圾从密闭式清洁站运输到垃圾处理厂的成本。

    北京市垃圾运输成本2.0元/吨/公里,平均运输距离45公里,运输成本90元/吨。

    (四)垃圾处理成本。

    北京市厨余垃圾处理设施有好氧堆肥和厌氧发酵两类,其处理成本差异较大。

    本市好氧堆肥设施包括南宫堆肥厂处理和阿苏卫综合处理厂,尽管这两座设施最初工艺设计为处理筛下物,但在实际生产过程中可以添加20-40%的厨余的餐厨垃圾,因而这两座设施可视为厨余垃圾处理设施。目前在扣除堆肥产品销售收入的情况下,财政补贴约为120元/吨。厨余垃圾好氧处理成本可按120元计算。

    本市目前仅有一座厌氧处理设施即董村综合处理厂,不包括沼渣和渗沥液处理的价格约为85元/吨(已考虑了沼气销售收入),考虑渗沥液处理和沼渣处理成本,目前渗沥液处理成本120元/吨,沼渣好氧堆肥成本120元/吨,而厌氧发酵工艺中每吨垃圾可产生沼气70-100立方米,其余全部转化成渗沥液与沼渣,因此,厌氧处理成本约为205元/吨。

    本文按照成本较低的好氧处理来计算厨余垃圾处理的社会成本。


    注:2017年上半年北京地区各区房价算术平均值为51000元/平方米,厨余垃圾桶占地0.04平方米,合2000元左右,按照70年计算,合每吨垃圾87元。此时,社会总成本为468元/吨。

    日常消费0.05元/天(一个垃圾袋)。

    传统垃圾运输系统处理厨余垃圾的全成本为381元/吨,考虑圾桶占用房产面积时全成本为468元/吨。

    五、推广厨余垃圾处理机的经济分析

    根据《垃圾分类制度实施方案》生活垃圾分类四类,即易腐垃圾(厨余、餐厨垃圾)、可回收垃圾、有害垃圾、其它垃圾。其中,我国可回收垃圾渠道畅通,对于北京等一线城市而言,当前任务是规范废品交易行为,建设正规交易市场及分拣打包中心,防止可回收物向垃圾回流。有害垃圾产量较少,从回收渠道上可以与可回收垃圾一同回收。而厨余、餐厨垃圾成为了垃圾分类的重点和难点。为推进垃圾分类工作,北京市试点了垃圾分类指导员、厨余垃圾换积分、发放垃圾袋及户用垃圾桶等政策,投入了大量的人力物力,到目前为止效果尚未显现。

    下面按照2015年北京总人口2171万人,户均人口2.7人, 约800万户,其中一半家庭纳入分类试点,开展厨余垃圾分类(年分类厨余垃圾130万吨)的情况,对上述几种模式进行分析。

    垃圾分类指导员配备标准为每200户配备一名指导员,需要配备垃圾分类指导员2万余人,按照最低工资1890元/月(按照不含5险1金)计算,年投入4.5亿元,每吨厨余垃圾分类的垃圾分类指导员投入约350元/吨。按照垃圾分类推广期按照10年计算,总计需要45亿元。

    市级财政对部分垃圾分类试点的家庭垃圾桶、垃圾袋、户外垃圾桶、厨余垃圾收集车辆等和运输设备等的补助为600元/户,总投入约24亿元。

    厨余垃圾积分试点中,每次投放厨余垃圾积一分,积分的价格各试点不同,一般每个积分可兑换0.15-0.5元的商品,按照家庭每天投放一次厨余垃圾积1分,并按照每个积分0.15元计算,每年支付积分费用约2.2亿元,折合每吨垃圾170元。

    安装厨余垃圾处理机,总投入约15亿元,日处理厨余垃圾3600吨,进入终端处理设施的垃圾减量130万吨每年。

    北京市一半家庭安装厨余垃圾处理机总成本为15亿元,使用寿命为8-10年,对比补助家用垃圾桶袋、社区厨余垃圾桶需要24亿元,且这些设施的使用寿命仅为3年。同时,使用厨余垃圾处理机每年可节省垃圾分类指导员费用4.5亿元。对比厨余垃圾积分制度,每年可节约积分兑换费用2.2亿元。因此,从经济的角度来分析,采用厨余垃圾处理机是最为有效的厨余垃圾分类模式。

    六、厨余垃圾处理机和传统垃圾处理系统处理厨余垃圾的对比

    使用厨余垃圾处理机有以下几个优点:

    1.使用方便,并且可以极大地改善家庭及外部环境的卫生状态,家用垃圾桶不再洒汤漏水,电梯室、楼道更加干净,不会出现运输车辆遗洒问题。

    2.减少运输交通量,对特大型城市来说,对缓解交通拥堵有利。

    3.利用现有污水处理系统即可实现厨垃圾的处理,减少垃圾处理设施建设费用。

    4.可以根据实际情况灵活推广,管理比较方便。

    5.全过程处理成本低,政府投入低(北京市垃圾分类补贴为每户600元,安装一台厨余垃圾处理机仅需要368元)。

    6.垃圾分类容易推行,一是投入到厨余垃圾投入处理机的一定是厨余垃圾,否则会损坏设备;二是部分人不使用处理机时可确定为不按要求投放,不会出现群众认为自己分类投放了,收集单位混合运输的现象。

    厨余垃圾处理机的劣势是:

    1.仅适用于具有化粪池的建筑。

    2.群众对厨余垃圾处理机不很了解,需要加以引导。常见的问题包括以下几个面:对使用厨余垃圾处理后会堵塞家庭下水管的有所担忧,实际上由于使用厨余垃圾处理机后,常以固体清理管道,使管道壁上的油脂被清理,反而有利于管道的清洁;对油脂堵塞市政管线的担忧,实际上通过化粪池后,油脂含量满足市政管线的要求。

    使用传统厨余垃圾处理系统具有以下优点:

    1.居民比较熟悉这种方式。

    2.适用性强,可用到任何地区。

    使用传统厨余垃圾处理系统的缺点:

    1.家庭需要增加一个垃圾桶,占用房产面积,使用不方便。夏季垃圾袋有异味,容易破损,造成垃圾渗沥液污染电梯,社区垃圾桶周边气味严重。

    2.由于可降解塑料成本高,现阶段厨余垃圾需要用普通塑料袋来装,增加了处理难度,也浪费了塑料资源。

    3.增加交通流量,且会有遗洒现象发生。

    4.推进垃圾分类时存在责任不明确、交叉影响、混装混运现象时有发生。群众分类通常将厨房垃圾当成厨余垃圾,造成实际上没有分类,还有一部分人分类投放另一部分人不类投放(这种现象将长期存在),此时收集人员认为都是混合垃圾一起运走,混装混运便成了舆论的焦点。造成垃圾分类推进难。

    5.全过程处理成本高于厨余垃圾处理机。


    结论

    本文通过分析厨余垃圾处理机的工作原理及优缺点、对比厨余垃圾处理机使用成本与传统垃圾分类的成本,对比使用厨余垃圾处理机作为垃圾分类模式与其它分类模式推广的成本,得出以下结论:

    一是厨余垃圾处理机适用于具有化粪池的区域。使用厨余垃圾碎机可显著改善家庭卫生条件,减少户内管道堵塞,减少厨余垃圾运输过程中的遗洒,减少社会交通量。

    二是使用厨余垃圾处理机的成本低于传统厨余垃圾集中处理模式,可降低社会总成本。

    三是使用厨余垃圾处理机可降低垃圾分类的推广难度,即方便群众使用,又能降低垃圾分类推广成本。表现在家庭分类时不用增加厨余垃圾桶,可以减少垃圾分类指导员成本等方面。

    四是使用厨余垃圾处理机可减少垃圾产量(集中处理量),起到垃圾减量的作用。

    五是使用厨余垃圾处理机避免混装混运,提高垃圾热值,提高焚烧厂发电量。

    综上所述,厨余垃圾处理机可作为垃圾分类的重要方式加以推广。

    原标题:亿发国际登陆 -北京地区厨余垃圾处理机全成本分析 

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