一、概述

　　餐廚垃圾，即濕垃圾，是城市生活垃圾的一部分，兼具資源屬性和污染物屬性。我國餐廚垃圾具有高有機物含量、高含水率、高油、高鹽分等特點。同時，餐廚垃圾又具有難保存、易腐敗，難收集、易堵塞，難清理、易散味道，難轉運、易生蟲的污染物屬性特點。餐廚垃圾的處理工藝多種多樣，有就地處理和收運后集中處理方式等。而集中處理有多種方式，主要包括粉碎直排、焚燒、填埋、堆肥、厭氧消化、飼料化和生化處理方式。目前厭氧消化是大多數(shù)試點城市采用的主要技術。

　　厭氧消化處理是指在特定的厭氧條件下，微生物的代謝作用將有機垃圾進行分解，其中的碳、氫、氧轉化為甲烷和二氧化碳，而氮、磷、鉀等元素則存留于殘留物中，并轉化為易被動植物吸收利用的形式[1]。厭氧消化技術具有減量化程度高、產物具有經濟性、可代替部分不可再生能源、可有效減少病原菌、自動化程度高、技術可靠、經濟效益高等優(yōu)點，是我國餐廚垃圾后端處理的研究重點和發(fā)展方向。焚燒技術主要利用了餐廚垃圾中含有較高的有機質及油脂等易燃組分的特點，將餐廚垃圾進行一定的預處理，經篩選并降低垃圾水分后混合一定燃料進行燃燒或處置的技術。

　　餐廚處理廠獨立設廠，廠區(qū)布置凌亂；臭氣難以消納，廠區(qū)氣味較重；廢渣需外運填埋，占用大量土地資源；臭氣與廢水均需自行處理，配套環(huán)保設施較多。產生的沼氣多數(shù)用于沼氣鍋爐或沼氣發(fā)電機，但是由于沼氣鍋爐蒸汽產量過剩以及沼氣發(fā)電機運行不穩(wěn)定等問題，部分沼氣甚至直接進火炬放空燃燒，造成資源浪費；獨立項目衛(wèi)生環(huán)境較差且整體投資和運行成本高。針對上述問題，近些年來厭氧發(fā)酵與其他處理手段協(xié)同處理逐漸成為新的研究方向，而焚燒與厭氧發(fā)酵協(xié)同處理則是目前國內研究的主要熱點之一。生活垃圾焚燒發(fā)電廠與餐廚垃圾協(xié)同處理也成為靜脈產業(yè)園等新建項目和焚燒發(fā)電廠擴容改建項目的主要技術方向。

　　二、餐廚垃圾厭氧發(fā)酵與生活垃圾垃圾焚燒協(xié)同處理技術

　　餐廚垃圾處理廠與生活垃圾焚燒廠協(xié)同處理主要體現(xiàn)在廠區(qū)布局、生產管理、能源物料、三廢處理四方面的協(xié)同處理上，實現(xiàn)工藝協(xié)同、管理協(xié)同、公共基礎設施協(xié)同，形成產業(yè)的耦合、資源的共享和循環(huán)利用。

　　專利布局則主要集中在能源物料和三廢處理兩方面，其常規(guī)協(xié)同過程如圖1和表1所示：主要體現(xiàn)在利用焚燒設備處理厭氧發(fā)酵的沼渣、利用厭氧發(fā)酵處理生活垃圾滲濾液、厭氧發(fā)酵產生的沼氣用于焚燒發(fā)電、焚燒余熱用于厭氧發(fā)酵設備加熱、厭氧發(fā)酵產生的臭氣通過焚燒設備焚燒凈化、廢液合并無害化處理、共享公共設施、厭氧發(fā)酵雜質焚燒等。

　　三、重點專利分析

　　餐廚垃圾厭氧發(fā)酵與生活垃圾垃圾焚燒協(xié)同處理技術因產業(yè)化研究較晚，相關專利布局較少，2010年以前主要集中在日本，1975年日本專利申請JPS5219475A（公開號，下同）將垃圾焚燒廠的滲濾液與餐廚垃圾一同厭氧發(fā)酵，并將沼渣和沼氣進行焚燒，餐廚垃圾厭氧發(fā)酵與生活垃圾垃圾焚燒協(xié)同處理雛形初步形成。之后很多年相關研究一直沒有得到重視，處于停滯階段，直至2005-2008年，日本專利申請JP2006297210A、JP2008221142A、JP2009220087A才分別從厭氧發(fā)酵沼氣代替焚燒燃油、焚燒余熱為厭氧發(fā)酵提供熱能、餐廚垃圾雜質合并焚燒等方向開展了進一步的研究。2011后隨著國內對環(huán)境衛(wèi)生要求的越來越高、餐廚垃圾處理領域投入越來越高，餐廚垃圾厭氧發(fā)酵與生活垃圾垃圾焚燒協(xié)同處理技術逐漸成為國內餐廚處理的一個重要研究方向，國內相關專利布局逐漸增加，光大環(huán)保光大環(huán)境（原光大環(huán)保）在焚燒與厭氧發(fā)酵協(xié)同處理的研究處于國內領先水平，2011年其申請的專利申請CN102950137A是國內首次明確涉及餐廚垃圾在垃圾焚燒發(fā)電廠中的協(xié)同處理方法的國內專利，從餐廚垃圾雜質和沼渣焚燒、沼氣和沼渣的焚燒利用、沼氣作為CNG車用燃料以及垃圾焚燒發(fā)電廠中的廢熱蒸汽作為高溫發(fā)酵的熱源四個方面的協(xié)同做了系統(tǒng)的研究和改進，并在2019年通過申請CN210023209U、CN210125627U、CN110976472A對相關方法設備進行布局，在厭氧發(fā)酵臭氣焚燒、廢液共處理、設備共用等方面進一步優(yōu)化協(xié)同處理過程。舟山旺能環(huán)保能源有限公司、武漢龍凈環(huán)保工程有限公司等企業(yè)近些年也在能源物料和三廢處理的協(xié)同上在國內進行了相應的布局（CN106642133A，CN110976472A，CN105798050）。截至2020年8月，專利申請中11項涉及沼渣焚燒、11項涉及沼氣燃燒發(fā)電、8項涉及焚燒余熱用于厭氧發(fā)酵設備加熱，上述三個也是焚燒和厭氧消化協(xié)同處理中最為常規(guī)的協(xié)同方式。而廢水、廢氣和設備設計方面則是近年來一體化協(xié)同研究的新方向。

　　小結

　　多種有機廢棄物、多種處理技術協(xié)同處理是厭氧發(fā)酵發(fā)展的新方向。焚燒與厭氧發(fā)酵協(xié)同處理從廠區(qū)布局、生產管理、能源物料、三廢處理四個方面將餐廚垃圾厭氧發(fā)酵和生活垃圾焚燒發(fā)電有機的結合在一起，產生1+1>2的經濟和環(huán)境效益。