不同餐厨垃圾处理方式在资源化回收程度以及产生的碳排放量存在很大差别。在“双碳”背景下，构建餐厨垃圾资源化及碳减排合二为一的处理方式则显得十分必要。那么，不同餐厨垃圾处理方式碳排量有多大差异呢？
随着我国国民经济水平整体提升，餐厨垃圾产生量与日俱增，仅2020年全国餐厨垃圾产生量便已突破1.2亿t/a。餐厨垃圾为高有机质与油脂成分和高含水率（77％以上）的固体废物。因此，具有易生化降解的特点。
对餐厨垃圾处理国内外主要有5种处置方式：填埋、粉碎直排、好氧堆肥、厌氧消化和综合处理，五种方式的优缺点对比：
注：粉碎直排是在餐厨垃圾发生点对其直接进行破碎、粉碎处理，然后采用水力冲刷，将其排入城市市政下水管网，与城市污水合并进入城市污水处理厂进行集中处理。
综合处理是指根据餐厨垃圾成分，利用破碎、分拣、筛选、搅拌等机械过程以及后续生物处理技术（如，厌氧消化）对餐厨垃圾进行处置。
不合理的餐厨垃圾处置方式在处置餐厨垃圾时,导致的碳排放量对加剧全球温室效应所起的作用不可小觑,因而,选择合理的处置方式对餐厨垃圾处置过程的碳减排工作意义重大。为此,有学者利用生命周期评价( LCA) 方法,对餐厨垃圾处置采用的常用技术在全生命周期之碳排放进行了评估。为详细了解上述 5 种处置方式在餐厨垃圾处置过程的碳排放并比较及分析它们在此方面的优劣性,以下举例说明上述 5 种不同餐厨垃圾处置方式在分别单独处置同一社区餐厨垃圾时体现出的全生命周期碳排放情况。
基本参数与处置方式及其边界设定
以一个位于北美地区具有 10 万人口的社区为分析地点; 餐具和塑料袋等杂物不包括在餐厨垃圾产量的计算范围之内; 以每人每天产生餐厨垃圾量 97. 52 g·( 人·d) - 1 作为基准,并结合当地实际生活状况,按年餐厨垃圾产量 3 930 t·a - 1 计算; 餐厨垃圾基本参数为 TS( 湿基) = 30. 9% ,VS( 湿基) = 26. 4%。结合当地餐厨垃圾处置的实际处理工艺条件,对以下 5 种方式处置餐厨垃圾之碳排放进行全面评估:
1. 餐厨垃圾与居家其他固体废弃垃圾混合填埋;
2.源头分类餐厨垃圾集中堆肥处理;
3.餐厨垃圾粉碎处理后经下水道被输送至污水处理厂;
4. 将餐厨垃圾运送至污水处理厂厌氧消化处理;
5. 餐厨垃圾综合处置,包括对可回收垃圾回收、可生物降解垃圾厌氧消化处理、惰性垃圾填埋处理 3 部分。
碳排放汇总与分析：
评估的全生命周期包括餐厨垃圾收集与运输、处理、产物各个处置环节; 全生命周期之碳排放涉及的温室气体包括CO2、N2O和CH4；N2O和CH4 造成的温室效应分别乘以 298、25 折算为CO2 当量——— ECO2经微生物分解代谢作用产生的CO2为生物成因,是有机物的自然归宿,不参与碳排放计算;产生的CH4经回收后用于发电或热电联产( CHP) ,此途径造成的碳排放不纳入评估的全生命周期碳排放汇总与计算之中。被回收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后回收的电能或( 和) 热能与可用作肥料的沼渣; 产生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. 608 kgECO2; 每 kg 肥料( 以 N 计) 可抵消 4 kg ECO2。据此,计算得到各餐厨垃圾处置方式对应的年 ECO2数据如图所示。
由图可知，餐厨垃圾厌氧消化抵消的ECO2最大( 1170t · a - 1) ,远多于堆肥技术抵消的 ECO2( 170 t·a - 1 ) ,高出比例可达 588. 2% ,主要是因为厌氧消化产生的沼气用于 CHP 产生热能、电能与沼渣用作肥料能抵消大量ECO2 : 产生的热能除满足自身升温需求之外还有富余( 不计入抵消ECO2 项目内) ;产生的电能( 1 500 WM( h·a - 1 ) 能抵消 980 t·a - 1ECO2 ; 沼渣用作肥料能抵消 190 t·a - 1ECO2 。同时,其他餐厨垃圾处置方式回收的能源与资源抵消的ECO2亦明显多于堆肥技术产生肥料所抵消的 ECO2 。进言之,餐厨垃圾厌氧消化处理环节导致的碳排放量很少(共计80t·a-1ECO2),主要来自制浆池研磨、消化池搅拌和后续沼渣脱水这三个处理单元。
由此可见,厌氧消化技术处理餐厨垃圾资源化效率高,低碳优势明显。概言之,餐厨垃圾经厌氧消化处理后产生沼气与沼渣,从沼气中获得的能源( CHP) 除满足自身能耗需求之外,剩余电能与能用作肥料的沼渣可向社会出售,由此可避免社会因生产此部分电能与肥料而造成的碳排放量(940t·a-1 ECO2),亦即,餐厨垃圾厌氧消化总ECO2为-940t·a-1 ECO2。
与其他处置方式相比,厌氧消化产沼气可回收绝大部分有机大量能源而具有低碳排放的显著优势,致使许多国家已把厌氧消化产沼气技术作为从餐厨垃圾中回收能源的主流技术。例如,英国计划在 2020 年前要实现可再生能源占总需求能源的 15. 0% ,其中,3. 8% ~ 7. 5% 的可再生能源要通过厌氧消化产沼气途径获得; 默西塞德郡餐厨垃圾厌氧消化产沼气项目便是为实现这一目标而采取诸多行动中较为成功的案例。我国不少餐厨垃圾处理资源化利用和无害化试点城市亦采用了厌氧消化产沼气技术,这对实现餐厨垃圾资源化处置与处置周期碳减排起到了实例支撑与示范作用。
总结：随着我国各地餐厨垃圾资源化处置政策相继出台,餐厨垃圾资源化处置方式会在更多的地区推广应用。与此同时,全球对碳减排的呼吁与行动也不断走上议事日程,必将对餐厨垃圾处置过程中肆意排放温室气体的作法采取限制性措施。双管齐下,厌氧消化产沼气技术显然是必然的选择,将引领我国餐厨垃圾处置技术向前发展。
