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浙江(jiāng)大学 “城镇易腐垃圾资源化利用技术(shù)研讨会” 的三点思考
 2023.08.10 |  1205次(cì)浏览 |  分享(xiǎng)至(zhì)

喜利得(中国)

01 

研讨会(huì)

垃圾分类政策是(shì)推进精神文明(míng)与物质文(wén)明高品(pǐn)质可持续发展(zhǎn)、人(rén)居环境(jìng)持续改善的举措。易腐垃圾作为生活垃(lā)圾分类的一部分,对环境影(yǐng)响最大(dà)(易腐产酸、孳生蚊蝇鼠患、排放有毒(dú)有害气体),是垃(lā)圾分类治理(lǐ)的痛点(diǎn)和(hé)难点(diǎn)。

2023年7月(yuè),我参(cān)加了浙大和(hé)浙江环境学(xué)会组织的“城镇易腐(fǔ)垃圾(jī)资源化利用(yòng)技术研讨会”,并发表了题(tí)为“厨余(yú)精细预处理定向制酸全量替代补充碳源技(jì)术与案例分享”演讲(jiǎng)。

感谢(xiè)吴伟祥老师以及主办单位(浙大、环境学会(huì))的辛(xīn)勤(qín)付出,为易腐(fǔ)垃圾治理发展提供(gòng)了(le)新的(de)技术与案例分享,这为行业的(de)发(fā)展提供了(le)很多有(yǒu)益(yì)的探索与实践。

这次研讨会既有政策与学术层面的探讨,也有(yǒu)技术(shù)应用方面(miàn)的交(jiāo)流,同时还分(fèn)享(xiǎng)了(le)一些工程实践案例。

政策与标(biāo)准的制定(dìng)有利于行(háng)业规范化,而微(wēi)观的技术(shù)突破则有利于行业(yè)的发展。依托工程案(àn)例所(suǒ)支撑的技术和技(jì)术(shù)实践为(wéi)从源头产生、中间治理(lǐ)到产物出路三方面的(de)有机结合(hé)提供了宝贵的实践经(jīng)验,更有利于我们全链(liàn)条系统解决易(yì)腐(fǔ)垃(lā)圾问题。

目前(qián)解(jiě)决(jué)易(yì)腐垃圾治理的技术与路(lù)线问题,主要有厌氧产沼(zhǎo)气、堆肥、养(yǎng)虫子等。

厌氧(yǎng)产沼是目前最(zuì)为主流的工艺路(lù)线,但需(xū)要通过技术创新提高各个工艺单元的效率和(hé)稳定性。

堆肥和养虫(chóng)子也有一定(dìng)的应用场景,也占(zhàn)有(yǒu)一定比(bǐ)例的市场规模(mó)和(hé)项目实践(jiàn)。

此(cǐ)外,我们(men)公司还(hái)研(yán)发了(le)一条新的工艺技术(shù)路(lù)线——厌氧(yǎng)制酸,采用新(xīn)的工(gōng)艺单元创新组(zǔ)合,整体(tǐ)提高易腐垃圾的治理(lǐ)效率(lǜ),实现生产(chǎn)与产物出路的稳(wěn)定性(xìng),过程与结果(guǒ)的低(dī)碳性,以及投资与运营的经济性。

以(yǐ)下是我对本次研讨的一些思考,供参考。

 

02

厌氧的(de)痛点

易腐垃圾(又称湿垃圾或厨余垃(lā)圾)处理处置是生活(huó)垃圾分类后治理的痛(tòng)点与难点。目前主(zhǔ)流的工艺路线是采(cǎi)用厌(yàn)氧(yǎng)产沼技(jì)术,转化(huà)为沼气并加以利(lì)用,再将预处理残渣、沼液、沼(zhǎo)渣、臭气单独处理。

虽然采用该路线可以(yǐ)达到环保与管理基本要求(qiú),但(dàn)问题也是有目共睹的(de)。采用厌氧制沼(zhǎo)技(jì)术的运行案例中,很多都运营不理想。究其原(yuán)因,主要有以下几点:

  1. 系统性问题。易腐垃圾(jī)处(chù)理处(chù)置包含水、有机质、杂质、臭气、油脂等五个方面的问(wèn)题(tí),部分(fèn)项(xiàng)目(mù)并没有全面、系统、均衡的逐一解决。其中,影(yǐng)响环保的(de)因素(sù)主要(yào)是水、臭气和有机质;影响经(jīng)济的因素主要是水(shuǐ)、臭气、油脂与(yǔ)杂(zá)质;影响稳(wěn)定(dìng)性的主要是水、有(yǒu)机质与(yǔ)杂(zá)质。
  2. 工艺问(wèn)题。易腐垃(lā)圾采用厌(yàn)氧产(chǎn)沼工艺(yì),工艺流程长、投资大、运营成本高、资源(yuán)化率(lǜ)低,且存在二次污染和产物种(zhǒng)类多出路受阻不稳定等(děng)问题。
  3. 安全(quán)问题。采用厌(yàn)氧产沼工艺,产出物之一沼气属于(yú)易燃易爆气体,项目从设(shè)计(jì)到(dào)实施需要在安全方面进行全方位(wèi)的考量,同时(shí)因为安全距离(lí)需要符合(hé)相(xiàng)关规范(fàn)和管理(lǐ)要求,使得项(xiàng)目的占地偏(piān)大,造成选址等方面的困难(nán)。
  4. 污水问题。易腐垃圾产生的污水(shuǐ)排(pái)放执行的是纳管标准(zhǔn),也就是说项目选址严重依赖市政管网,且处理后污水还(hái)需(xū)要污(wū)水厂二(èr)次处理,如果在场内(nèi)实(shí)现直排,则处理成本将进一步(bù)大幅(fú)提(tí)高。

这次研讨会有(yǒu)关于有机质资(zī)源(yuán)化的(de)多种技(jì)术(shù)路线和技术改进(jìn),比(bǐ)如说堆肥、养虫,比如提高厌(yàn)氧产沼效率、降低水处理成本(běn)、提高除臭效(xiào)率、实现(xiàn)碳(tàn)减排(pái)等等。如果有可能(néng)把(bǎ)这些技术综合在(zài)一个案例上(shàng),能(néng)减污降碳、经济(jì)、稳定、可持续(xù)发展吗?如果各个工(gōng)艺(yì)单元都做得很好了,为(wéi)何不(bú)受市场欢迎呢(ne)?这种现(xiàn)象(xiàng)值得深思。

 

03

三点思(sī)考

第一思考点:厌氧(yǎng)产沼是(shì)不(bú)是唯一(yī)的主流工(gōng)艺?

目前厌氧产沼技术路线的主要问题之一是商(shāng)业模式的(de)建立。目前厌氧产(chǎn)沼项(xiàng)目的收入(rù)来源主要有油脂收(shōu)入和补贴收入。不同项目、不同地区的(de)油(yóu)脂有各(gè)自特(tè)点,存在较(jiào)大差异,此外油脂收入还会有(yǒu)较大的市场(chǎng)波动风险(xiǎn)。而关于补贴价格也尚(shàng)未实现共识。这些因素影响着(zhe)易腐(fǔ)垃圾厌氧路线商业模式和(hé)长效机制的实现。说明主工艺选(xuǎn)择和技术上(shàng)还有较(jiào)大的改(gǎi)进(jìn)空间(jiān)。

部分环保学者或(huò)者和从业工(gōng)作者又提出了(le)养虫、制肥工艺等(děng),以提(tí)高项(xiàng)目的资源化水平,并且也实施(shī)了一些案例。这(zhè)些资源化实践同样受(shòu)到整(zhěng)个生产链条和全年长效稳定(dìng)贯通(尾端受(shòu)市场(chǎng)、季节影(yǐng)响)的(de)挑战。通(tōng)过强化易腐(fǔ)垃圾的部分(fèn)资源化提高效益,改善经济(jì)性的做法对于实现整(zhěng)体减污降碳(tàn)、经济、稳定、可(kě)持(chí)续发展的目(mù)的,会有一(yī)定的局限性。

厌(yàn)氧(yǎng)产沼技(jì)术(shù)及(jí)其优化主要是针(zhēn)对有机质转化(huà)为能源这一工(gōng)艺单元,不能代表易腐垃圾处理的全部。有没有可能在厌氧(yǎng)产(chǎn)沼技术路线的基础上,实现多条技术路线(xiàn)并行,**为不同地区、不同(tóng)特征项目、不(bú)同(tóng)场景提供更多的(de)路线选择,更好的实(shí)现当地(dì)易腐垃圾的处理处置(zhì)并达到(dào)低(dī)碳、经济、高效、可(kě)持续的目的。

第(dì)二(èr)思考点:跨界协同与以废治污(wū)的(de)厌(yàn)氧(yǎng)制酸技术是否(fǒu)能成为(wéi)主流工艺之一?

厌(yàn)氧制(zhì)酸(suān)技术是利用餐厨垃圾、厨余垃(lā)圾、果(guǒ)蔬垃圾等易腐垃圾作(zuò)为(wéi)原(yuán)料,精分杂质后制成均质浆液,在厌氧环境下通(tōng)过微生物水解、有机氮(dàn)转化为无机氮、有机磷(lín)转化(huà)为无机(jī)磷、酸(suān)化产生小分(fèn)子有机酸,再用(yòng)物理方(fāng)法去除有机酸中的悬(xuán)浮物、油等(děng)杂(zá)质,制成有机酸复合液的一种(zhǒng)创新技术,具有(yǒu)工艺(yì)流程短、投资(zī)省、占地小(xiǎo)、运营(yíng)成本低,产品固(gù)碳减少碳(tàn)排放(fàng),全程(chéng)不(bú)加热能耗低,不加药减少二次污染,资源化率高等优点,实现了易(yì)腐垃圾治理的“减量化、无害化(huà)、资源化、稳定化”。

减少(shǎo)预处理有机固(gù)渣(zhā)产生(shēng)量。采用(yòng)厌氧制酸(suān)工艺的一大特点,是(shì)实现有机质(zhì)的“液化(huà)”,不需要通过预处理将部分有机(jī)质分离(lí)进入焚烧或(huò)养虫(chóng)环(huán)节,实现了工艺路线的(de)简化。同时(shí),也实现了垃圾分类实现有机(jī)质单独利用转化的初衷。

产出物为(wéi)碳源实现资源化利用。在(zài)城(chéng)市污水处理过程中,由于脱(tuō)氮需要(yào)在反硝化过程中重新投加碳源,增加污水处理的成本(běn),而易腐垃圾厌氧处理(lǐ)不仅可以产沼(zhǎo)气(qì),也可以通过精准控制实(shí)现酸(suān)化(huà)后制备碳源,用于(yú)污水处理碳源的(de)补充,避免了甲醇、乙(yǐ)酸钠等传统碳(tàn)源的投加。这些传统碳(tàn)源的生产,相当部分(fèn)也是消(xiāo)耗着传统化石(shí)原料。从这个(gè)意义上讲,采用易腐垃(lā)圾制酸替代传(chuán)统碳源,从(cóng)经济角度(dù)和节能降碳(tàn)角度,均有着重要的意义。

易(yì)腐垃圾(jī)的产生量与生活(huó)污水(shuǐ)的产生量均是以人口基数(shù)为基准测算(suàn)的,二者的比(bǐ)值接近一个(gè)常数(约为1:1000),实际(jì)情况也差不多,以深(shēn)圳为例,日产生易腐垃圾(jī)7000吨,日处(chù)理(lǐ)生活污水规模(mó)700万吨,其比值为1:1000,理(lǐ)论上可以全量协同替代(dài)。如果水处理厂(chǎng)不缺碳源而易腐垃圾制备的有(yǒu)机(jī)酸可作为(wéi)营养源(yuán)投加进去可(kě)以维(wéi)持(chí)污(wū)水(shuǐ)处理系统(tǒng)的抗冲(chōng)击性(xìng)。

易腐垃(lā)圾厌(yàn)氧制酸作为碳源实现利用,即实现(xiàn)了(le)工艺的缩短与优(yōu)化,产出物(wù)又有着广泛用途,是一条十分具有应用前(qián)景的路线之一。

当然,实现这(zhè)一路线的闭环,这还需要多部(bù)门(mén)的协同努(nǔ)力。

第三思考点:如何把易腐垃圾治理路(lù)线与治理质量系统统筹做好顶层设计?

易腐垃圾(jī)治理有(yǒu)五大问题(tí)包(bāo)括水、有机质(zhì)、杂质、臭气、油脂(zhī),不能(néng)把解决其中(zhōng)一个(gè)或几个问题就囊括(kuò)解决了易(yì)腐(fǔ)垃圾(jī)问题,需要全面解决这五大(dà)问题,需要创新组合五大问(wèn)题并且低碳、经济(jì)可持续,独立解决五大问题比组合解决的碳排(pái)放与能耗大(dà)。

如何实(shí)现(xiàn)协同(tóng)与调动各个治理单位(wèi)的积(jī)极性呢?以垃圾焚烧(shāo)为例,焚烧厂的焚烧量(liàng)随着(zhe)垃圾分类的深入会减(jiǎn)少(源头减(jiǎn)量、可回收物(wù)增加(jiā)、易腐垃圾分出),这样会对焚烧项(xiàng)目(mù)的(de)运营造(zào)成影响。为保障焚烧厂的(de)利益,需要通过增加新的焚烧种类(lèi)如填埋场(chǎng)垃圾、农业废弃物等来协同。

污水厂商品碳源投(tóu)加增加碳排放(fàng)与(yǔ)运营成本,而采用易腐垃圾制备所得碳(tàn)源减(jiǎn)少(shǎo)了污水处理成本,同时也降低了易(yì)腐垃圾项目的投资成本,缩短了流程,提(tí)高了(le)易腐垃圾治(zhì)理的稳定性与(yǔ)经济性,这是一个多方(fāng)共赢(yíng)的协同。

垃圾处理(lǐ)处置(zhì)(包括垃圾分(fèn)类)和污(wū)水(shuǐ)处理(lǐ)一般分(fèn)属于城管部门和水务等公共事业管理部门(mén),各地(dì)会有(yǒu)一定差异,但二者均归属住(zhù)建(jiàn)部门。可(kě)以从(cóng)顶层设计(jì)方面入手,把固废(fèi)治理与污水(shuǐ)治理统筹(chóu)来考虑,先独(dú)立分析固废治理与污水处理的(de)特点与痛点,再统筹固废处理(lǐ)与污水处理的可结合点,按(àn)照“以废(fèi)治污”、“减污降碳”、“降本(běn)增效”、“无废城(chéng)市”的目(mù)标,重新梳理固废治(zhì)理的工艺路线(xiàn)。

从(cóng)顶层(céng)设计入手,做好统筹规(guī)划,更有利(lì)于垃圾分类、易腐垃(lā)圾处理处置工作的科学、高效推进。

04

小 结

垃(lā)圾分类(lèi)目(mù)的是节约原生资源、减少碳(tàn)排放,从(cóng)而达到提高人居(jū)环(huán)境品(pǐn)质。垃圾分类与时俱进,分类的推(tuī)进产生的易腐垃圾问(wèn)题,也需要不断创新、不断探索,与时(shí)俱进,解决面(miàn)临的新问题。

易(yì)腐垃圾处理处(chù)置的(de)技术研究与进步是特别重要的举(jǔ)措,与此同时,治理架构与治理体系建设也非(fēi)常重要。方(fāng)向与方法对了会(huì)有(yǒu)事半功倍(bèi)的效(xiào)果(guǒ)。

谨以以上几点思考与(yǔ)大(dà)家分(fèn)享,希望(wàng)能起(qǐ)到抛砖引玉的效果。

(作者系深圳市盘龙环境技术有(yǒu)限公司总工(gōng)程师(shī))

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