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浙江大学 “城镇(zhèn)易腐垃圾(jī)资源化利用(yòng)技(jì)术研(yán)讨会” 的三点思考
 2023.08.10 |  1192次浏览 |  分享至

开云(中国)Kaiyun

01 

研讨会

垃(lā)圾分类(lèi)政策是推进(jìn)精神(shén)文明与物质(zhì)文明高品质可持续发展、人居环境(jìng)持续改善的举(jǔ)措。易腐垃圾作为(wéi)生活(huó)垃圾分类的一部分,对环境影(yǐng)响最大(易腐产酸、孳生蚊蝇(yíng)鼠(shǔ)患、排放有毒有(yǒu)害(hài)气体),是垃圾分类治理的痛点和难点(diǎn)。

2023年7月,我(wǒ)参加了浙(zhè)大和浙江环境学(xué)会组织(zhī)的“城镇易腐(fǔ)垃圾资源化利用技术研讨会”,并发表了(le)题为“厨余精(jīng)细预处理定向制酸全量替代补充碳源技术与案例分享”演讲。

感(gǎn)谢吴伟祥老师以及主办单(dān)位(浙大、环境学会)的辛勤付出(chū),为易(yì)腐垃(lā)圾治理发展提供了(le)新(xīn)的技术与案例分享,这为(wéi)行业的发展提供了很(hěn)多有(yǒu)益的探索与(yǔ)实践。

这(zhè)次研讨会既有(yǒu)政策(cè)与(yǔ)学术层面(miàn)的探(tàn)讨,也有技术应用(yòng)方面的交流,同(tóng)时还分(fèn)享了一些工程实践案例。

政策与标准的(de)制(zhì)定有利于行业(yè)规(guī)范(fàn)化,而微(wēi)观的技术突破(pò)则有利于行(háng)业的发展。依托工程案(àn)例所(suǒ)支撑的技术和技术(shù)实践为从(cóng)源头(tóu)产生、中间治理到产物出路(lù)三方面的有机结合提供了(le)宝贵的实践经(jīng)验,更有(yǒu)利于我们全(quán)链条系统解决(jué)易腐垃圾(jī)问题(tí)。

目前解决易(yì)腐垃(lā)圾治理的技(jì)术与(yǔ)路(lù)线问(wèn)题(tí),主要有厌氧产(chǎn)沼(zhǎo)气、堆(duī)肥、养虫子等。

厌氧产沼是(shì)目(mù)前(qián)最为主流的(de)工艺(yì)路线,但需(xū)要通过技术创新提高(gāo)各(gè)个工(gōng)艺单元(yuán)的效率和稳定性。

堆肥和(hé)养虫子也(yě)有一定(dìng)的应用场景,也(yě)占有一定比例的市场规模和项目(mù)实践。

此外(wài),我(wǒ)们公司还研发了一条(tiáo)新的工(gōng)艺技术路线——厌氧制酸,采用新(xīn)的工艺单(dān)元(yuán)创新组(zǔ)合,整(zhěng)体(tǐ)提高易腐垃圾的(de)治(zhì)理效率,实现生产与产物出路的稳定性,过程与结(jié)果的低碳性,以及(jí)投资与运营的经济性。

以下是我对本次研讨(tǎo)的一些思考,供(gòng)参考。

 

02

厌氧的痛点

易腐(fǔ)垃(lā)圾(又称湿垃(lā)圾或(huò)厨余垃圾)处理(lǐ)处置是(shì)生活垃圾分类(lèi)后(hòu)治理的痛点与难点。目前主流的工艺路线(xiàn)是采用厌氧产沼技(jì)术,转化为沼(zhǎo)气并加以(yǐ)利用,再将预处理残渣、沼液、沼(zhǎo)渣、臭气单独处理(lǐ)。

虽然采用该路线可以(yǐ)达到环(huán)保与(yǔ)管理基本要求,但问题也是有目共睹的。采用厌(yàn)氧(yǎng)制沼技术的运(yùn)行案例(lì)中,很多都运(yùn)营不(bú)理想。究其原(yuán)因,主要(yào)有以下(xià)几点:

  1. 系统性问题(tí)。易腐垃(lā)圾处理处置包(bāo)含水、有(yǒu)机质、杂质、臭气(qì)、油脂等五个方面的问题,部分项(xiàng)目并没有(yǒu)全面、系(xì)统、均衡的逐一(yī)解决。其中(zhōng),影响环保的因素主要是(shì)水、臭气和有(yǒu)机(jī)质;影响(xiǎng)经济的因素主(zhǔ)要是(shì)水、臭气、油脂与杂质;影响稳定(dìng)性(xìng)的主要(yào)是水、有机质与杂质。
  2. 工艺(yì)问题。易腐(fǔ)垃圾采(cǎi)用厌氧产沼工艺,工艺(yì)流程(chéng)长、投资(zī)大、运营成本高(gāo)、资源化(huà)率低(dī),且存在二次污染和产物种类多出路(lù)受(shòu)阻不稳定等问题。
  3. 安全问题(tí)。采(cǎi)用厌氧产沼工艺,产出物之一沼气(qì)属于易燃(rán)易爆气体,项目从设计到实施需要(yào)在安全方面进(jìn)行全方位的考(kǎo)量(liàng),同时因为安全距离需(xū)要符合相关规范和管理要求,使(shǐ)得项目的占地偏大(dà),造成选址(zhǐ)等方面(miàn)的(de)困难。
  4. 污水问题。易腐垃圾产生(shēng)的污水排放执行(háng)的是(shì)纳管标准,也就是说项目选址(zhǐ)严重依赖(lài)市政管网,且处理后(hòu)污水还(hái)需(xū)要污水厂二次处理,如果在场内实现(xiàn)直排,则处(chù)理成本将进一步大(dà)幅提(tí)高。

这次研讨会有关(guān)于有(yǒu)机质(zhì)资源化的多种(zhǒng)技术路线(xiàn)和技术改进,比如说堆(duī)肥、养虫,比如提高(gāo)厌氧产沼(zhǎo)效率、降低水处理成本、提高除臭效率、实现碳减排等等。如果有可能把这些技术综合在一个案例上,能减污降碳、经济、稳定、可持续发(fā)展吗?如果各个工艺(yì)单元都做得很(hěn)好了,为何不(bú)受(shòu)市场欢迎呢?这种现象值得深思。

 

03

三点(diǎn)思考

第一思考点(diǎn):厌氧产(chǎn)沼是(shì)不是(shì)唯(wéi)一(yī)的主流工艺?

目前厌氧产(chǎn)沼(zhǎo)技术路线(xiàn)的主要问题之(zhī)一是商业模式的(de)建立。目前厌氧(yǎng)产沼项目的收入来源主要有油脂收入和补贴收入(rù)。不同项目、不(bú)同地区的油脂(zhī)有各自特点(diǎn),存在较(jiào)大差异,此(cǐ)外油(yóu)脂收入还会(huì)有较(jiào)大的市场波动风险。而关于补(bǔ)贴(tiē)价格(gé)也尚未实现(xiàn)共识。这些因素(sù)影响着易腐垃圾厌氧路线商业(yè)模式和长(zhǎng)效机制的实现。说明(míng)主工(gōng)艺选择(zé)和技术上还有较大的改进空间。

部分环保学者或者和从业工(gōng)作者又(yòu)提出了养虫、制肥工(gōng)艺等,以提高项目的资(zī)源(yuán)化水平,并且也实施了一些案例。这(zhè)些资源(yuán)化实(shí)践同样受到整个生产链(liàn)条和全年长效稳定贯(guàn)通(尾端(duān)受市场、季节影响)的挑战。通过强(qiáng)化(huà)易腐垃圾的(de)部分资(zī)源化提(tí)高效益,改善经济性的做法(fǎ)对于(yú)实(shí)现(xiàn)整体减污降(jiàng)碳、经济、稳定(dìng)、可持续发展的目的,会有一定的局限(xiàn)性。

厌(yàn)氧产沼技术及其优化主(zhǔ)要(yào)是针(zhēn)对有机质转化为能源这一(yī)工艺单元,不能代(dài)表易腐垃圾处理的全部。有没有可能(néng)在厌氧产(chǎn)沼技术路(lù)线的(de)基础上,实现多(duō)条技术(shù)路线并行,**为(wéi)不同地区(qū)、不同特征项目、不同场(chǎng)景提(tí)供(gòng)更(gèng)多的(de)路线选择,更好的实现当地易腐垃圾(jī)的处理(lǐ)处置并达到(dào)低碳、经济、高(gāo)效(xiào)、可持续(xù)的(de)目的。

第二思(sī)考点:跨界协同与(yǔ)以废(fèi)治污的(de)厌氧制酸技术是(shì)否能(néng)成(chéng)为主流工(gōng)艺之(zhī)一(yī)?

厌氧制酸技术是利用餐厨垃(lā)圾、厨余(yú)垃(lā)圾(jī)、果蔬垃圾等易腐垃(lā)圾作为原料,精分(fèn)杂(zá)质后制成均质浆液,在厌氧(yǎng)环境下通(tōng)过微生(shēng)物水解、有机氮转化(huà)为无(wú)机氮(dàn)、有机磷转化为无(wú)机磷、酸化产生小分子(zǐ)有机酸,再用物理方(fāng)法去除有机酸(suān)中的悬浮物、油等杂质,制成有机酸复合液的一(yī)种创(chuàng)新技术,具有工(gōng)艺(yì)流(liú)程短、投资(zī)省(shěng)、占(zhàn)地小、运(yùn)营成本(běn)低,产(chǎn)品固碳(tàn)减少碳排放(fàng),全程不(bú)加热能耗低,不加药(yào)减(jiǎn)少(shǎo)二(èr)次污染(rǎn),资(zī)源化率高等优点(diǎn),实现了易腐垃圾治理(lǐ)的“减量化、无害化、资源化、稳定化”。

减少预处理有机固渣产生量。采(cǎi)用厌氧制酸工艺的一大特点,是(shì)实现有(yǒu)机质的(de)“液化(huà)”,不(bú)需要通过预处理将部分有机(jī)质分离进入焚烧(shāo)或养虫(chóng)环节,实(shí)现了工艺路(lù)线的(de)简化。同时,也实(shí)现了垃(lā)圾(jī)分类(lèi)实现有机质单独利用转(zhuǎn)化的初(chū)衷(zhōng)。

产出物为(wéi)碳源实现资源(yuán)化(huà)利用。在城市(shì)污水处理(lǐ)过程中(zhōng),由于脱氮需要在(zài)反硝化过程中(zhōng)重新投加碳源,增加污水处理的成本,而易腐垃圾厌(yàn)氧处理不仅(jǐn)可以产沼气,也可以通过精准控制实现酸化后制备碳(tàn)源,用(yòng)于污(wū)水处理碳源的补充(chōng),避免了甲(jiǎ)醇、乙酸钠等传统碳源的投(tóu)加(jiā)。这些传统碳源的生产,相当部分也是消耗着传统化(huà)石(shí)原料。从这个意义上讲,采用易(yì)腐(fǔ)垃圾制酸替代(dài)传统碳源,从经济角度(dù)和节(jiē)能降(jiàng)碳角度,均有(yǒu)着重要的意义。

易腐垃(lā)圾的产生量与生活(huó)污水的产生量(liàng)均是以(yǐ)人口基数为(wéi)基准测算的,二者的比值(zhí)接近一个常数(约为1:1000),实际情况也差不多,以(yǐ)深圳为例(lì),日产(chǎn)生(shēng)易(yì)腐垃圾7000吨,日(rì)处理生活污水(shuǐ)规模700万吨,其比值为1:1000,理论(lùn)上可以(yǐ)全量协同替(tì)代。如果水处(chù)理厂不缺碳源而易腐垃圾(jī)制备的有机酸可(kě)作为营养源(yuán)投加进去可以维持(chí)污(wū)水处理系统的抗冲击(jī)性。

易腐垃圾厌氧制酸作为碳(tàn)源实现利(lì)用,即实现了工艺(yì)的缩(suō)短与优化,产(chǎn)出物又有着广(guǎng)泛用途,是一条十分具有应用(yòng)前景的路线之一。

当然,实现这一路(lù)线(xiàn)的闭环,这还需要多部门的协(xié)同努力。

第三思考点:如何把易腐垃圾治理路(lù)线(xiàn)与治理(lǐ)质量系统统筹做好顶层设计?

易(yì)腐垃圾治理有五大问题(tí)包括水、有(yǒu)机质、杂(zá)质、臭(chòu)气、油脂(zhī),不能把解(jiě)决其(qí)中一(yī)个或几个问题就囊括解决了易(yì)腐垃圾问(wèn)题,需要全(quán)面解决这五大问题,需要创新(xīn)组合五(wǔ)大问题并且低碳(tàn)、经(jīng)济可持续,独立解(jiě)决五大问题比组合解决(jué)的碳排放与能耗大。

如何实现(xiàn)协同与(yǔ)调动各个治理单位的积(jī)极(jí)性呢(ne)?以垃圾焚烧为例,焚烧厂的(de)焚烧量随着垃圾(jī)分类的深入(rù)会(huì)减少(源头减量、可回(huí)收物增加、易(yì)腐垃圾分出(chū)),这样会(huì)对(duì)焚烧(shāo)项目的(de)运(yùn)营造成影响。为保(bǎo)障焚(fén)烧厂(chǎng)的利益,需要通过增加新的焚(fén)烧种类如填(tián)埋场垃圾、农业废弃物等来(lái)协同。

污水厂(chǎng)商品(pǐn)碳源投(tóu)加增加碳(tàn)排(pái)放与运(yùn)营成(chéng)本,而采用易腐(fǔ)垃圾制备所得碳源减少(shǎo)了污水处理成本,同时也降低(dī)了易腐垃(lā)圾项目的投(tóu)资成本,缩(suō)短了流程(chéng),提高(gāo)了易腐垃圾治理的稳(wěn)定性(xìng)与经济性,这是一(yī)个多方共赢的协同。

垃圾处理处置(包括垃圾分类(lèi))和污水处理一般分属于城管部(bù)门和水务等(děng)公共事业管理部门(mén),各(gè)地会有一定差异(yì),但二者均(jun1)归属住建部门。可(kě)以从顶层设(shè)计方面(miàn)入手,把(bǎ)固废治(zhì)理与污水治理统筹来考虑,先(xiān)独(dú)立分析固废治(zhì)理与污(wū)水处理的特点与(yǔ)痛点,再统筹固废处理与污(wū)水(shuǐ)处理的可结合点,按照“以废治污”、“减(jiǎn)污(wū)降碳”、“降本增效(xiào)”、“无(wú)废(fèi)城市”的目标,重新梳理(lǐ)固废治理的工艺路(lù)线。

从顶层设计入(rù)手,做(zuò)好(hǎo)统筹规(guī)划,更有(yǒu)利(lì)于垃圾分类、易腐垃圾(jī)处理处置工作(zuò)的科学、高效推进(jìn)。

04

小 结

垃圾分类目的是节(jiē)约原生(shēng)资源、减(jiǎn)少碳排放,从而达到(dào)提(tí)高人居环境品质。垃圾分类与时俱进,分类的推进产生的易腐(fǔ)垃(lā)圾(jī)问题(tí),也(yě)需(xū)要不断创(chuàng)新(xīn)、不断探索,与时俱进,解决面(miàn)临的新问题。

易腐垃(lā)圾(jī)处理(lǐ)处置的(de)技术(shù)研究与(yǔ)进步是特别重要的举措,与此同时,治理架构与治理体系建设(shè)也非(fēi)常重要。方(fāng)向与方法对了会有事半功(gōng)倍(bèi)的效果。

谨(jǐn)以(yǐ)以上几点思考与(yǔ)大家分享(xiǎng),希望能起到抛(pāo)砖引(yǐn)玉的效果。

(作者系深圳市盘龙(lóng)环境(jìng)技术有(yǒu)限(xiàn)公司总工程师(shī))

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