北京地区厨余垃圾处理机全成本分析
卫潘明
一、引言
国家发改委、住建部发布的《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，并特别明确指出，厨余垃圾应该分类收集。
近5年来，北京地区对垃圾成份的监测数据表明，生活垃圾中的厨余垃圾、餐厨垃圾的含量在50%-60%之间，已占生活垃圾的50%以上。厨余垃圾和餐厨垃圾混入生活垃圾后，卫生填埋的渗沥液产生量大，焚烧热值偏低，堆肥则又面临产品杂质高的难题，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的经验表明，传统厨余垃圾分类的方式难度较大。以北京市为例，生活垃圾每天产生2.2万吨，其中的厨余垃圾大约占1.1万吨，而分类收集合格的厨余垃圾仅有500-1000吨，厨余垃圾的分类率在5%-10%，远未达到预期效果。
北京市垃圾分类试点表明，厨余垃圾分类的投放、收集、运输和处理环节均存在很多亟待解决的问题。比如在投放环节，家庭需要增加一个厨余垃圾专用桶，采用不可降解的塑料袋包装则又增加了后端处理的难度。而原试点使用的小区厨余垃圾处理设备存在运行成本过高，难以正常运行的问题，需要从技术和经济的角度，创新厨余垃圾分类的新途径，为在全国进行推广提供经验。
二、厨余垃圾处理机的原理及使用条件
在美国，厨余垃圾处理机的使用相当普遍，而在我国推广时则遇到了缺乏法律依据、缺乏技术支持等难题。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（现住建部）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，在建设部（现住建部）推出的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，在全国进行示范推广。
家用厨余垃圾处理机也被称为“厨房垃圾处理机”，可广泛用于处理剩菜、剩饭、菜帮、菜叶、菜梗、果皮、鱼刺、蛋壳儿、茶渣儿，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， 可在10-30秒內将食物垃圾研磨成3毫米以下的颗粒后顺水流排出管道。厨余垃圾处理机使用时处于高速旋转状态，在离心力的作用下产生压力，促使水流加快。同时，由于水流中夹带的固体颗粒对管道进行清理，可有效清除管壁上附着的大量油脂，避免厨房管道堵塞。厨余垃圾处理机安装在水槽下方，高约40厘米，直径约15厘米，与传统的垃圾分类方式相比，节省了垃圾桶的占用空间。
经过厨余垃圾处理机处理后的厨余垃圾通过厨房排水管道送入化粪池，其中易降解的有机物会在化粪池内自行分解，并随着污水进入污水处理厂进行处理，固体残渣则会沉入化粪池底部，油脂漂浮在化粪池上层，最终由抽粪车运输到粪便消纳场（站）进行处理。化粪池水力的停留时间为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可满足北京市《水污染物排放标准》（ DB11/307-2013）纳管标准（表1），因此在配置化粪池的小区使用厨余垃圾处理机，出水可完全满足要求，不会对市政管线造成影响。此外，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的比例，有效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年垃圾产量大数为790万吨，其中60%为家庭产生。根据测算，如果50%的家庭安装厨余垃圾处理机，家庭生活垃圾中的厨余垃圾含量为55%，减少的厨余垃圾可占垃圾总量的16.5%，全年可减少垃圾量大约130万吨。同时，生产垃圾的含水率也将从55%下降到40%左右，垃圾热值会明显提高。此外，在运输过程中不会产生渗沥液，焚烧厂料坑渗沥液产生量会低于5%，由此大大减轻了渗沥液的处理压力。
三、厨余垃圾处理机的全成本分析
以北京地区为例，2015年垃圾产量790万吨，总人口2171万人，人均垃圾产量1.0kg/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。家庭生活垃圾中厨余垃圾含量55%，户均厨余垃圾产量0.9kg/天，即每台厨余垃圾处理机每天可处理厨余垃圾0.9 kg，全年可处理厨余垃圾330kg，寿命期内（8年）可处理厨余垃圾2.6吨。
使用厨余垃圾处理机的全成本包括：设备购置费，水费和电费，其中家庭使用厨余垃圾处理机的时间和人工成本可忽略不计。
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配置，每台设备购置费368元（淘宝价格），使用寿命8-15年。本文按使用寿命最低8年计算，设备折旧140元/吨。
水电费
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），每天费用大约0.075元。每吨厨余垃圾所需水费（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，故水费可忽略不计。对于北京等严重缺水的城市，建议鼓励居民使用洗碗水、洗菜水来处理厨余垃圾。
厨余垃圾处理机的功率大约400瓦，每天使用3次，每次用时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，每天的用电成本为0.5元。处理厨余垃圾需电费11元/吨。厨余垃圾处理机使用的全成本大约为234元/吨，如果使用洗碗水冲垃圾，总成本可下降到151元。endprint
四、传统方式厨余垃圾处理的全成本分析
传统垃圾处理系统处理厨余垃圾的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。
家庭成本主要包括：垃圾袋和垃圾桶成本。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），大约55元/吨。家庭厨余垃圾桶每个20元，使用3年，约合20元/吨。社区保洁成本主要包括：户外垃圾桶、运输工具及保洁员工资。
使用容积120L的垃圾桶收集，厨余垃圾比重约为0.6kg/m3。按照平均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，日产日清。垃圾桶400元/个，使用寿命3年，垃圾桶购置费用大约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，每天收集厨余垃圾大约1吨。保洁车购置费用约6000元/辆（如果采用纯电动保洁车高于此费用）。按使用寿命8年计算，保洁车折旧大约2元/吨。保洁员工资按2017年北京市最低工资标准1890元/月计算，包括职工福利、五险一金、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，保洁费用合计88元/吨。
垃圾运输成本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。
垃圾处理成本：北京市厨余垃圾处理设施分为好氧堆肥和厌氧发酵两类，处理成本差异较大。
好氧堆肥设施包括南宫堆肥厂处理和阿苏卫综合处理厂。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%的厨余垃圾和餐厨垃圾，因此这两座设施可被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，政府财政补贴约为120元/吨，厨余垃圾好氧处理成本可按120元计算。
北京地区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，大约为85元/吨（已考虑了沼气销售收入）。考虑到渗沥液处理和沼渣的处理成本，目前渗沥液处理成本为120元/吨，沼渣好氧堆肥成本为120元/吨。在厌氧发酵工艺中，每吨垃圾可产生沼气70-100立方米，其余全部转化为渗沥液和沼渣，因此厌氧处理成本大约为205元。本文依据成本较低的好氧工艺处理，计算厨余垃圾处理的社会成本（表略）。传统垃圾运輸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。（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，每吨垃圾合计87元。）
五、垃圾分类试点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》，生活垃圾分为四类，即易腐垃圾（厨余、餐厨垃圾），可回收垃圾，有害垃圾，其它垃圾。目前，国内可回收垃圾的渠道比较畅通，对于北京等一线城市而言，当前的任务是规范废品交易行为，兴建正规的交易市场和分拣、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并回收。厨余、餐厨垃圾是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、厨余垃圾兑换积分、发放垃圾袋及户用垃圾桶等政策，投入了大量的人力物力。
以下，按照2015年北京市总人口2171万人、户均人口2.7人测算，大约800万户，其中50%的家庭纳入分类试点，开展厨余垃圾分类（年分类厨余垃圾130万吨），对上述几种模式进行分析（表2）。
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2万余名，按照最低工资标准1890元/月（不含五险一金）测算，年投入大约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10年计算，总计需要投入45亿元。市级财政对部分垃圾分类试点的家庭发放垃圾桶、垃圾袋，以及配套的户外垃圾桶、厨余垃圾收集车辆等及运输设备的补助为600元/户，总计投入大约24亿元。
在厨余垃圾积分试点中，每次投放厨余垃圾积1分，积分价格各试点不同，一般每个积分可兑换0.15-0.5元的生活用品。按照每个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，每年支付积分费用大约2.2亿元，折合每吨垃圾170元。安装厨余垃圾处理机后，总投入大约15亿元，日处理厨余垃圾3600吨，进入终端处理设施的垃圾年减量130万吨。
北京市50%的家庭安装厨余垃圾处理机的总成本为15亿元，使用寿命8-10年，对比补助家用垃圾桶、垃圾袋以及社区配置的厨余垃圾桶，大约需要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，因此从经济学的角度分析，采用厨余垃圾处理机是最为有效的厨余垃圾分类模式。
六、厨余垃圾处理机与传统的垃圾处理系统处理厨余垃圾之比对
使用厨余垃圾处理机的优势：
第一，使用方便，并且可以极大地改善家庭及社区的卫生环境。家用垃圾桶不再洒汤漏水，电梯间、楼道更加干净，不会出现运输车辆遗洒问题。第二，减少运输交通量，特别是对北京这样的超大型城市而言，有助缓解交通拥堵。第三，利用现有的污水处理系统即可实现厨余垃圾处理，减少垃圾处理设施的建设费用。第四，可以根据实际情况灵活推广，管理比较方便。第五，全过程处理成本低，政府财政投入低（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）。第六，助力垃圾分类。一是投入到厨余垃圾处理机的一定是厨余垃圾，否则会损坏设备；二是部分居民不使用厨余垃圾处理机可确定为不按要求投放，不会出现居民认为自己分类投放了，收集单位混合运输的问题。endprint
使用厨余垃圾处理机的劣势：
第一，仅适用于具有化粪池的建筑物或社区。
第二，现阶段，居民对厨余垃圾处理机还不是很了解，需要加以宣传引导。常见的问题包括以下几方面：对使用厨余垃圾处理机处理后会堵塞厨房下水管有所担忧。实际上，由于使用了厨余垃圾处理机，常以固体清理管道，会使管壁上的油脂被清理，反而有利于管道清洁。对油脂堵塞市政管线的担忧。实际上，通过化粪池后，油脂含量可满足市政管线的要求。
使用传统厨余垃圾处理系统具备的优点：
第一，居民比较熟悉这种方式。
第二，适用性强，可用于任何地区。
使用传统厨余垃圾處理系统存在的缺点：
第一，家庭需要增加一个垃圾桶，占用空间面积，使用不方便。特别是夏季，垃圾袋会产生异味，容易破损，造成渗沥液污染楼道和电梯间，社区垃圾桶周边气味严重，影响卫生环境。
第二，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，由此增加了处理难度，同时也浪费了塑料资源。
第三，增加交通流量，运输过程中会有遗洒现象发生。
第四，推进垃圾分类时存在责任不明确、交叉影响、混装混运等问题。家庭分类通常将厨房垃圾当成厨余垃圾，造成实际上并没有分类。此外还有一个普遍存在的问题，即一部分居民分类投放，而另一部居民没有分类投放（这种现象将长期存在），此时收集人员认为都是混合垃圾故而一起运走，混装混运由此成了舆论关注焦点，造成垃圾分类推进难。
第五，全过程处理成本高于厨余垃圾处理机。
七、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他分类模式推广的成本，得出以下结论：
第一，厨余垃圾处理机适用于具有化粪池的建筑或社区。使用厨余垃圾处理机可明显改善家庭的卫生条件，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。
第二，使用厨余垃圾处理机的成本明显低于传统厨余垃圾集中处理模式，可降低社会总成本。
第三，使用厨余垃圾处理机可降低垃圾分类的推广难度，既方便广大居民使用又能降低垃圾分类的推广成本，具体表现在家庭分类时不用增加厨余垃圾桶，减少垃圾分类指导员的成本等方面。
第四，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。
第五，使用厨余垃圾处理机可避免混装混运，提高垃圾热值，提高焚烧厂的发电量。
《北京市生活垃圾管理条例》中已将厨余垃圾处理机作为鼓励使用的技术。实践表明，厨余垃圾处理机完全可以作为垃圾分类的重要方式加以推广。
（责任编辑：李静敏）endprint
