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浙(zhè)江(jiāng)大学 “城(chéng)镇(zhèn)易腐垃圾资源化(huà)利用技术研讨会” 的三点思考
 2023.08.10 |  1182次浏览 |  分享(xiǎng)至

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01 

研讨(tǎo)会

垃圾分(fèn)类政策(cè)是推进精神文明(míng)与物质文明(míng)高品质可持续发展、人(rén)居环境持续改(gǎi)善的举(jǔ)措。易腐垃圾作为生活垃圾分类的一部分,对环(huán)境影响最大(易腐产酸、孳生蚊蝇(yíng)鼠患、排放有毒有(yǒu)害气体),是垃圾(jī)分(fèn)类治理的(de)痛点和(hé)难点。

2023年7月(yuè),我参加了浙大和浙江环境(jìng)学会组(zǔ)织的“城镇易腐垃圾资源化利用技术研讨会”,并发表了题为“厨余(yú)精细预处理(lǐ)定向制酸全量替(tì)代补充(chōng)碳源(yuán)技(jì)术与案例分(fèn)享”演讲。

感谢吴伟祥老师(shī)以及主办(bàn)单位(wèi)(浙大、环境学会(huì))的辛勤付出,为易腐垃圾治理发展提供了(le)新(xīn)的技术与案例分(fèn)享,这为行业的发展提供了很多有益的探索与实践。

这次(cì)研讨会既有政(zhèng)策与学(xué)术层面的探讨,也有技术(shù)应用(yòng)方面的交流,同(tóng)时还分享了一些工程实践案例。

政策与标准的制定有利于(yú)行业规范化,而微(wēi)观的(de)技术突(tū)破则有利于(yú)行业的(de)发展(zhǎn)。依托工程案(àn)例所支(zhī)撑的技(jì)术(shù)和技术实践(jiàn)为从源(yuán)头产生、中间(jiān)治理到(dào)产(chǎn)物出路三方面的(de)有机结合提供了宝贵(guì)的(de)实践经验,更有(yǒu)利于(yú)我们(men)全链条系统解决(jué)易腐垃圾(jī)问题。

目(mù)前解决易(yì)腐垃圾治(zhì)理的技术与路线问题,主要有厌氧(yǎng)产沼(zhǎo)气、堆肥、养虫子等。

厌氧产沼(zhǎo)是(shì)目前最为主流(liú)的工艺路(lù)线,但需要通过技术创新(xīn)提(tí)高(gāo)各个工艺单元的效率和稳定(dìng)性(xìng)。

堆肥和(hé)养虫子也有一定的(de)应用场景,也占有一定比例的市场规模和项目实践。

此外,我们公(gōng)司还研发了一条新的工艺技术路(lù)线(xiàn)——厌(yàn)氧制酸,采用新的工艺单元创新组合(hé),整体提高易腐垃圾(jī)的治理效(xiào)率,实现生产(chǎn)与产(chǎn)物出(chū)路的稳定性,过程(chéng)与结果的低碳(tàn)性,以(yǐ)及投资与(yǔ)运营(yíng)的(de)经济性。

以(yǐ)下是我对本次研讨(tǎo)的(de)一些思考,供参(cān)考。

 

02

厌氧的痛点

易腐垃圾(又称湿垃(lā)圾或厨余垃圾(jī))处理处置是生活垃圾分类后(hòu)治理的痛点与难点(diǎn)。目前主流的工艺路线是采用厌(yàn)氧(yǎng)产沼技术,转(zhuǎn)化为(wéi)沼(zhǎo)气(qì)并加(jiā)以(yǐ)利用,再将预处(chù)理残渣、沼液、沼(zhǎo)渣(zhā)、臭气(qì)单独(dú)处理。

虽然采用该路线可以达(dá)到环保与管理基本(běn)要求,但问题也是有目共(gòng)睹(dǔ)的(de)。采用厌氧制沼(zhǎo)技(jì)术的运行案例中,很多都运营(yíng)不(bú)理想。究其原因,主要有以下几点:

  1. 系统性(xìng)问(wèn)题。易腐垃圾处理处置(zhì)包含水、有机质、杂质、臭气、油脂(zhī)等五个方面的问题,部(bù)分项目并没有全面、系(xì)统、均衡(héng)的逐一解决。其(qí)中,影响环保的因素主(zhǔ)要是水、臭气和有机质;影响(xiǎng)经济的因素主要是水、臭气、油脂与杂质(zhì);影响稳定性的(de)主要是水、有机质与杂质。
  2. 工(gōng)艺问题。易腐垃圾采(cǎi)用厌氧产沼工艺(yì),工艺流程长、投资大、运(yùn)营(yíng)成(chéng)本(běn)高、资源化率低(dī),且存在二次污(wū)染和产物种类多出路(lù)受阻不稳定等问题。
  3. 安全问题。采用(yòng)厌氧产沼工(gōng)艺,产(chǎn)出(chū)物之一沼气属于易燃易爆气体,项目从(cóng)设计到实(shí)施(shī)需要在(zài)安全方面(miàn)进行全(quán)方(fāng)位的(de)考量,同时因(yīn)为安全(quán)距离需要符合相关规范和管理要求,使得项目的占地偏大(dà),造成(chéng)选址等方面(miàn)的困难。
  4. 污水问题。易腐垃圾产生的污水排放执(zhí)行的(de)是(shì)纳管标(biāo)准,也就(jiù)是说项目选(xuǎn)址严重依赖市政管网(wǎng),且(qiě)处理后污水还需要污水厂(chǎng)二次处理,如果在场内实现直排,则处理成本将(jiāng)进一步(bù)大幅(fú)提(tí)高。

这(zhè)次研讨会有关于(yú)有机质资源(yuán)化的多种(zhǒng)技术路线和(hé)技术改进(jìn),比如说堆肥、养虫,比如(rú)提高厌(yàn)氧产沼效率(lǜ)、降低(dī)水(shuǐ)处理成本(běn)、提高除臭(chòu)效(xiào)率、实现碳减排等等。如(rú)果有可能把这些(xiē)技(jì)术综合在(zài)一个案例上(shàng),能减(jiǎn)污降(jiàng)碳(tàn)、经济(jì)、稳(wěn)定(dìng)、可持续发(fā)展(zhǎn)吗?如果各个工艺单元都做得很(hěn)好了,为何不(bú)受市(shì)场欢迎呢?这(zhè)种现象(xiàng)值(zhí)得深(shēn)思。

 

03

三点思考

第一(yī)思考点:厌氧产沼是不是唯一的(de)主流工艺?

目前厌(yàn)氧产沼技(jì)术路(lù)线的主要问题之一(yī)是商业模式的建(jiàn)立。目(mù)前厌氧产沼项目的(de)收入来源(yuán)主要有油脂收入和补(bǔ)贴收入。不同(tóng)项目、不同地区的油(yóu)脂有各自特点,存(cún)在较大差异,此外油脂收入还会(huì)有较(jiào)大(dà)的市场波动风(fēng)险。而关于补贴(tiē)价格也尚未实(shí)现共识(shí)。这些因素影响(xiǎng)着易腐垃圾(jī)厌氧路线商业模(mó)式和长效(xiào)机(jī)制的实现。说明主(zhǔ)工艺选(xuǎn)择和(hé)技术(shù)上(shàng)还有较(jiào)大的(de)改进空间。

部分环保学者或者(zhě)和从(cóng)业工作者又提出了养虫、制肥工艺等(děng),以提高项目的(de)资源化水(shuǐ)平,并且(qiě)也实施(shī)了一些(xiē)案例。这些资源化(huà)实践同样受(shòu)到整个生产链条和全年长(zhǎng)效稳定贯通(尾端受市(shì)场、季节影响)的挑(tiāo)战。通过强(qiáng)化易腐(fǔ)垃圾的部分资源化提(tí)高效益,改善经济性的做法(fǎ)对于实现整体减污(wū)降碳、经济(jì)、稳定、可持续发展的目(mù)的,会有一(yī)定的局限性。

厌氧产沼技术及其优化主要是针对有机质转化为能源这一工艺(yì)单(dān)元,不能代表(biǎo)易腐(fǔ)垃圾处理的全部。有没有可能在(zài)厌氧产沼(zhǎo)技术路线的基础上,实现多条技术路(lù)线(xiàn)并行,**为不同地(dì)区、不同特征项目、不同场景(jǐng)提供更多(duō)的路线选择(zé),更好(hǎo)的实现当地易腐垃圾的处理处置并(bìng)达到低碳、经济、高效、可持续(xù)的目的。

第二思考点:跨(kuà)界(jiè)协同与以废(fèi)治污的厌氧(yǎng)制(zhì)酸技术是否(fǒu)能(néng)成为主流工艺(yì)之一?

厌氧制酸技术是(shì)利(lì)用餐厨垃圾、厨余垃圾、果(guǒ)蔬垃圾(jī)等易腐垃圾作(zuò)为原料,精分杂质(zhì)后(hòu)制(zhì)成均质浆液(yè),在厌氧环境下通(tōng)过微(wēi)生物水(shuǐ)解、有机氮转化为无机(jī)氮、有(yǒu)机磷转化为无机(jī)磷、酸化(huà)产生小分子有机酸,再(zài)用物理方法去(qù)除有机酸中的悬浮物、油等杂(zá)质,制成有机酸复(fù)合液的一种创新技(jì)术,具(jù)有工艺流程(chéng)短、投资省、占地小、运(yùn)营成本(běn)低,产品(pǐn)固碳减少碳排放,全(quán)程不加(jiā)热能耗低,不加药减少二次污(wū)染,资(zī)源化率(lǜ)高等(děng)优点,实现了易腐垃圾治理的“减量化、无害化、资源(yuán)化(huà)、稳定化”。

减少预处(chù)理有机固渣产生(shēng)量。采用厌氧制酸工(gōng)艺的一大特点,是实现有机质(zhì)的“液化”,不(bú)需要通(tōng)过预处理将部分有机质分离进入焚烧或养虫(chóng)环节,实现了(le)工艺路线的(de)简化。同时,也实现了垃圾分(fèn)类实现有(yǒu)机质(zhì)单独利用转化的初衷(zhōng)。

产出物为碳源(yuán)实(shí)现(xiàn)资源(yuán)化利用。在城市污水处理过程中,由于脱氮需要在反(fǎn)硝化过程中重新(xīn)投加碳源,增加(jiā)污(wū)水处理的成本,而易腐垃圾厌(yàn)氧处理不仅可以产沼气,也可以通(tōng)过精准控(kòng)制实现(xiàn)酸化后(hòu)制(zhì)备碳源,用于(yú)污水处(chù)理碳源的补充,避免了甲醇、乙酸钠等传统碳(tàn)源的投加。这些传(chuán)统碳(tàn)源的生产,相(xiàng)当部(bù)分(fèn)也是消耗(hào)着传统化石原(yuán)料。从这个意义上(shàng)讲(jiǎng),采用易腐垃圾制酸替代传(chuán)统碳源(yuán),从经济角度和节能降碳角度,均有(yǒu)着重要的意义。

易腐垃圾的产生(shēng)量与生活污水的产生量均是以人口基(jī)数为基准测算的,二者的比(bǐ)值接近一个常数(约为1:1000),实(shí)际情况也差(chà)不多,以深(shēn)圳为例(lì),日(rì)产生易腐(fǔ)垃圾7000吨,日处(chù)理(lǐ)生活污水规模700万吨(dūn),其比值为1:1000,理(lǐ)论上可以全(quán)量协同替(tì)代。如果水处理厂不缺碳(tàn)源而易腐垃(lā)圾制备的有机酸可作为营养源投加进去可以维(wéi)持污(wū)水处理系统的抗冲击性。

易腐垃圾厌氧(yǎng)制酸作为碳源实现利(lì)用,即(jí)实现了工艺的缩短(duǎn)与(yǔ)优化,产出物又有着广泛(fàn)用途,是一(yī)条十(shí)分具有应用(yòng)前景的路线之一。

当然,实现这一(yī)路线的闭环,这还需要(yào)多部(bù)门的协(xié)同努力(lì)。

第三思考点:如何(hé)把易(yì)腐垃圾治理路线与治理质量系统统筹做好(hǎo)顶层设计?

易腐(fǔ)垃(lā)圾治理有五大问题包括(kuò)水、有机质(zhì)、杂(zá)质、臭气、油脂,不(bú)能(néng)把解决其中一个或(huò)几个问题(tí)就囊括解决(jué)了易(yì)腐垃(lā)圾问(wèn)题,需(xū)要全面解决这五大问题,需要创新组合五大问(wèn)题并且低碳、经济可(kě)持续,独(dú)立解决五大问题比组合解决的碳排(pái)放(fàng)与能耗大。

如何实现协同与调动各个(gè)治(zhì)理单位的(de)积(jī)极性呢?以垃圾(jī)焚烧为例,焚烧(shāo)厂的焚(fén)烧量随着垃圾分类的深入会减少(源头减量(liàng)、可回(huí)收物增(zēng)加、易腐垃圾(jī)分出),这样会对焚烧项目的(de)运营造成(chéng)影(yǐng)响。为(wéi)保障焚烧厂(chǎng)的利益,需(xū)要通过增加新的焚烧种类如(rú)填埋(mái)场垃圾、农业废(fèi)弃物等来协同。

污水厂商品(pǐn)碳源投加(jiā)增加碳排放(fàng)与(yǔ)运营(yíng)成本(běn),而采用易腐垃圾制(zhì)备所(suǒ)得碳源减少了(le)污水处理成本(běn),同时也降低(dī)了易(yì)腐垃圾项(xiàng)目的投(tóu)资成本,缩短了流程,提(tí)高了易(yì)腐垃圾治(zhì)理的(de)稳定性与经济(jì)性,这(zhè)是一个多方(fāng)共赢的协同。

垃圾处理(lǐ)处置(包括垃圾分(fèn)类(lèi))和污水处理一般分属于城管(guǎn)部门和水(shuǐ)务等(děng)公共事(shì)业管理部门,各地(dì)会(huì)有一定差异(yì),但二者均(jun1)归属(shǔ)住建部(bù)门。可以从顶层设计(jì)方面(miàn)入手,把固废治理与(yǔ)污水治理统筹来考虑,先独立分析固废治理与污水处理的(de)特点与(yǔ)痛点,再统筹固废处理(lǐ)与污(wū)水处理的可(kě)结合点,按照(zhào)“以废治污(wū)”、“减污降碳”、“降本增效”、“无(wú)废(fèi)城市”的目标,重新梳理固废治理的工(gōng)艺路线。

从(cóng)顶(dǐng)层设计入手,做好统筹规(guī)划(huá),更有利于垃圾分类、易(yì)腐(fǔ)垃(lā)圾处理处置工作的科学(xué)、高效推进。

04

小 结(jié)

垃圾分(fèn)类(lèi)目的是节约原(yuán)生资源、减少碳排放,从而(ér)达到提高人居环境品质。垃圾(jī)分类与时俱(jù)进(jìn),分类的推进产生的易腐(fǔ)垃圾问题,也(yě)需要不断创新、不断(duàn)探索,与(yǔ)时俱进,解决面临的新问(wèn)题。

易腐垃圾处理处置(zhì)的技(jì)术研究与进(jìn)步是特别重要的举(jǔ)措,与(yǔ)此同时,治理架构与(yǔ)治(zhì)理体(tǐ)系建(jiàn)设也非常重要。方向与方法(fǎ)对了会(huì)有(yǒu)事半功(gōng)倍的效果。

谨以以上几(jǐ)点思考与大家分享,希望能起到(dào)抛砖引玉(yù)的效果(guǒ)。

(作者系(xì)深圳市盘龙环境技术有限公(gōng)司总(zǒng)工(gōng)程师)

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