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浙江大学 “城镇易腐垃圾(jī)资源化利用技术研讨会” 的三(sān)点思考
 2023.08.10 |  1225次浏览 |  分(fèn)享至

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01 

研讨(tǎo)会(huì)

垃圾分(fèn)类政策是推进精(jīng)神文明与物质文明高品质可持续发展、人居环境持续改善的举措。易腐垃圾作(zuò)为生活垃圾(jī)分类(lèi)的一(yī)部(bù)分(fèn),对环境影响最(zuì)大(易腐产酸、孳生蚊蝇鼠(shǔ)患、排放有毒(dú)有(yǒu)害气体),是垃圾分类治(zhì)理的痛(tòng)点和难(nán)点(diǎn)。

2023年7月(yuè),我参加了浙大和浙江环境学会组织的(de)“城镇易腐垃圾资源化(huà)利(lì)用(yòng)技术(shù)研讨会”,并发表了题为(wéi)“厨余精细(xì)预处理(lǐ)定向制酸全量替代补充碳源(yuán)技术与(yǔ)案例分享”演讲(jiǎng)。

感谢吴伟祥老(lǎo)师以及主办单位(浙大(dà)、环境学会)的辛勤付出,为易腐垃圾治理发展提供(gòng)了新的技术与(yǔ)案例分(fèn)享(xiǎng),这(zhè)为行(háng)业的(de)发展提(tí)供了很多有益(yì)的(de)探索与实践。

这次研(yán)讨会既有政策与学术层面(miàn)的(de)探讨,也(yě)有技术应用方(fāng)面的交流,同(tóng)时还分享了(le)一些工程实践(jiàn)案例。

政策与标准的(de)制定有利于行业规范(fàn)化,而微观的技术突(tū)破(pò)则有利于行业的发展。依托(tuō)工程案例所支撑的(de)技术(shù)和技术(shù)实践为从源头产生、中间(jiān)治理到(dào)产物出路三方面的有机结合(hé)提供了宝贵(guì)的实践经验,更有利于我(wǒ)们全链条系统(tǒng)解决易腐垃圾(jī)问题。

目前(qián)解决易腐垃圾治(zhì)理的技术与路线问题(tí),主要有厌氧产沼(zhǎo)气、堆肥、养(yǎng)虫子等。

厌氧产沼是目前最为主(zhǔ)流的工艺路线(xiàn),但需要通过技术创新提高各个工艺单(dān)元的效率(lǜ)和稳定性。

堆肥(féi)和养虫子(zǐ)也有一定的应用(yòng)场景,也占有一定比例的市场规模和项目实践。

此外,我们(men)公司还研发了一条新的工艺技术(shù)路线——厌(yàn)氧制酸,采用新的工(gōng)艺(yì)单元创新组合,整体提高易腐(fǔ)垃圾(jī)的治理效率(lǜ),实现生产与(yǔ)产物出路的稳定性,过程与(yǔ)结果(guǒ)的低碳性(xìng),以及投资与运营的经济性。

以下是(shì)我对本次研讨的一些思考,供(gòng)参考。

 

02

厌(yàn)氧的痛点

易(yì)腐垃圾(又称湿垃圾或(huò)厨余垃(lā)圾)处理处置(zhì)是生活垃圾分类后(hòu)治理的(de)痛点与(yǔ)难点。目(mù)前主流的工艺路(lù)线是(shì)采(cǎi)用厌氧(yǎng)产沼技术,转化为沼气并加以利用(yòng),再将预处理(lǐ)残渣(zhā)、沼液、沼渣、臭气单独处理(lǐ)。

虽然采用该路线可以(yǐ)达到环保与(yǔ)管理基本要(yào)求,但问题也是有目共(gòng)睹的。采(cǎi)用厌(yàn)氧制沼技术(shù)的运(yùn)行案例(lì)中(zhōng),很多都运营不理想。究(jiū)其原(yuán)因,主要有以下几(jǐ)点:

  1. 系统性问(wèn)题。易腐垃圾(jī)处理处置包含水、有机质、杂质、臭(chòu)气、油脂等(děng)五(wǔ)个方面(miàn)的问题(tí),部分项目并没有全面、系(xì)统(tǒng)、均衡(héng)的逐一(yī)解(jiě)决。其中,影(yǐng)响(xiǎng)环保的(de)因素主要是水、臭(chòu)气和有机质;影响经济(jì)的因素主(zhǔ)要是(shì)水、臭气(qì)、油脂与杂质;影响(xiǎng)稳定(dìng)性的(de)主要是(shì)水、有机质与杂质(zhì)。
  2. 工艺(yì)问题。易(yì)腐垃圾采用厌氧产沼(zhǎo)工艺,工艺(yì)流程长、投资大(dà)、运营成本高、资源化率低,且存在二(èr)次(cì)污染和产物种类多出路受(shòu)阻(zǔ)不稳定等(děng)问题(tí)。
  3. 安全问题。采用厌(yàn)氧产沼(zhǎo)工艺,产出物之一沼气属于易燃易爆气体,项目从设(shè)计到实施需要在安(ān)全方面进(jìn)行全方位的考量,同时因为安全距离需要符合相关(guān)规范和管理要求,使得项目的占地偏大,造成选址等(děng)方面的困(kùn)难。
  4. 污水问题。易腐垃圾产生的污水(shuǐ)排放(fàng)执行的是纳管标准,也(yě)就是说项目(mù)选址严(yán)重依赖市政管(guǎn)网,且处理后污水还需要污水厂(chǎng)二次处(chù)理(lǐ),如果在场内实现直排,则处理(lǐ)成本将进一步大幅提高。

这次研讨会有关(guān)于有机质资源(yuán)化的多种技术路线和技术改进,比如(rú)说堆(duī)肥、养虫,比如提高厌(yàn)氧产沼效率、降低水(shuǐ)处理成本(běn)、提高除臭效(xiào)率、实(shí)现碳减排等等。如果有可能(néng)把这些技术综合(hé)在(zài)一个(gè)案例上,能减(jiǎn)污(wū)降碳、经济、稳定、可持续发展吗?如果各个(gè)工艺(yì)单(dān)元都(dōu)做得很(hěn)好了,为何不受市(shì)场欢迎呢?这(zhè)种现(xiàn)象值得深(shēn)思。

 

03

三点思(sī)考

第一思(sī)考点(diǎn):厌(yàn)氧产(chǎn)沼是不是唯一(yī)的主流工艺?

目前厌氧产沼技术路线(xiàn)的主要问题之一是商业模式(shì)的建立。目前厌氧产沼项(xiàng)目的收入来源主要有油脂收入和(hé)补贴收入。不同项目、不同(tóng)地区的(de)油脂有各自(zì)特点,存在较大差异,此外油脂收入还会有较大的市场波动(dòng)风(fēng)险(xiǎn)。而关于补贴(tiē)价格也尚未实(shí)现共识。这些因素影响着易腐垃圾(jī)厌氧路(lù)线商业模式(shì)和长效(xiào)机制的实(shí)现。说明主(zhǔ)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(hé)从业工(gōng)作者又提出了养虫、制肥(féi)工艺等,以(yǐ)提高项(xiàng)目(mù)的资源化(huà)水平,并(bìng)且(qiě)也实施(shī)了一(yī)些案例。这些资源化实践同样受到整个生产链条和全年长效(xiào)稳(wěn)定贯通(尾端受市场、季(jì)节影响)的挑战。通过强化易腐垃(lā)圾的(de)部分资(zī)源化提(tí)高效益,改善经济(jì)性的做(zuò)法对于实现整(zhěng)体减污(wū)降碳、经济、稳定(dìng)、可持(chí)续发展的目(mù)的,会有(yǒu)一定的局限性。

厌氧产沼技术及(jí)其优化主要是针对有(yǒu)机质(zhì)转化为能源这一工艺(yì)单元,不能代表易腐垃(lā)圾处理(lǐ)的全部。有没(méi)有(yǒu)可能在厌氧产沼技术(shù)路线的基础上,实现多条(tiáo)技(jì)术路线(xiàn)并(bìng)行,**为不同地区、不同特征项目、不同场景提供更多的路线选择,更好的(de)实现当地易腐垃圾的处(chù)理(lǐ)处置(zhì)并达(dá)到低(dī)碳、经济(jì)、高效、可持(chí)续的目的。

第二(èr)思考点:跨界协同与(yǔ)以废治污(wū)的厌氧制酸技术是否(fǒu)能成为(wéi)主流(liú)工艺之一(yī)?

厌氧制(zhì)酸技术是利用(yòng)餐厨垃圾、厨余垃圾、果蔬垃圾等易腐垃(lā)圾作为(wéi)原(yuán)料,精(jīng)分杂质后制成均(jun1)质浆液,在厌氧环境下通过微(wēi)生物水解、有机氮转化为无机氮、有机磷转化为无机磷、酸(suān)化产生(shēng)小(xiǎo)分子有机(jī)酸(suān),再用(yòng)物理方法去除有机酸中的悬浮(fú)物、油(yóu)等(děng)杂(zá)质(zhì),制(zhì)成有机酸复合液的(de)一(yī)种创新(xīn)技术,具(jù)有(yǒu)工艺流(liú)程(chéng)短(duǎn)、投资(zī)省、占地(dì)小、运(yùn)营成本低,产(chǎn)品固碳(tàn)减(jiǎn)少碳(tàn)排放,全(quán)程不(bú)加热能(néng)耗低(dī),不(bú)加药减少二次(cì)污(wū)染,资源化率高等优点(diǎn),实现了易腐垃(lā)圾治理的“减(jiǎn)量化、无害化、资源化、稳定化”。

减少预处理有机固(gù)渣产生量。采用厌氧制酸工艺(yì)的一大特点,是实现有机质的(de)“液化”,不需要通过(guò)预处理将部分有机质分(fèn)离进入焚烧(shāo)或养虫环节,实现了工艺路线的简(jiǎn)化。同时,也实现了垃圾分类实现(xiàn)有机质单独利用转化(huà)的初衷。

产出物为碳源实现资源化利(lì)用。在城市污(wū)水处理过(guò)程中,由于脱氮需要在(zài)反硝化过(guò)程中重(chóng)新投加碳(tàn)源,增加污水处(chù)理的成本,而易腐垃(lā)圾厌氧(yǎng)处理(lǐ)不仅可以产沼(zhǎo)气(qì),也可以通过精准控制实现酸化后制备碳(tàn)源(yuán),用于污水处理(lǐ)碳(tàn)源的补充,避免了(le)甲醇、乙(yǐ)酸钠等(děng)传统碳源的(de)投加。这些传统碳源的生产,相当部分也是消耗着(zhe)传统(tǒng)化石原料。从这个意义上讲,采用易腐垃圾制酸替代传统碳源,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(chǎn)生量与生活污水的产生量(liàng)均是以人(rén)口基数为基准测(cè)算的,二者的(de)比值接近一个常(cháng)数(约为(wéi)1:1000),实际情况也差不多,以深圳为例(lì),日产(chǎn)生易腐垃圾7000吨,日处理生活污水规(guī)模700万吨,其(qí)比值为1:1000,理论(lùn)上可以全量协同替(tì)代。如果水处(chù)理(lǐ)厂不(bú)缺(quē)碳源(yuán)而易腐垃圾制(zhì)备(bèi)的(de)有机(jī)酸可(kě)作为营养源(yuán)投加进去(qù)可以(yǐ)维持污水处理系统的(de)抗冲击性。

易腐垃(lā)圾(jī)厌氧制酸作为碳(tàn)源实现利(lì)用(yòng),即实现了工艺的缩短与优化,产出物又有着广(guǎng)泛用途,是一条十分(fèn)具有(yǒu)应用前(qián)景的路线之(zhī)一。

当然,实(shí)现这一路线的闭环,这还需(xū)要多(duō)部门的协同努力。

第三思(sī)考点:如何(hé)把易腐垃圾(jī)治理路线(xiàn)与治理质量系统(tǒng)统(tǒng)筹做好顶层(céng)设计?

易腐垃(lā)圾治理有五(wǔ)大(dà)问题(tí)包括(kuò)水、有机质、杂质(zhì)、臭气、油脂,不能把解决(jué)其中一(yī)个或几个问题(tí)就(jiù)囊括解决(jué)了易腐垃圾问题,需要全面解决这五(wǔ)大问题,需(xū)要创新组合五(wǔ)大问题并(bìng)且低碳、经济可持续(xù),独立解决五大问题比组合(hé)解决的碳排(pái)放与能(néng)耗大。

如(rú)何实现(xiàn)协同与调动各(gè)个治(zhì)理单(dān)位的积极性呢?以垃圾焚烧为例,焚烧厂的(de)焚烧量随着垃圾分类的深入会减少(shǎo)(源头减量(liàng)、可回收物增加、易腐垃圾分出),这(zhè)样会(huì)对焚烧项目的运营(yíng)造成影响(xiǎng)。为保(bǎo)障焚烧厂的利益,需(xū)要通过(guò)增加(jiā)新的焚烧种类(lèi)如填埋场垃圾、农(nóng)业废弃物等(děng)来(lái)协同。

污(wū)水厂商品碳源投(tóu)加增加碳排放与运营成本,而采(cǎi)用易腐(fǔ)垃圾制备所得碳源减(jiǎn)少了污水(shuǐ)处理成本,同时(shí)也(yě)降低了易(yì)腐垃(lā)圾项目的投资成本(běn),缩短了流程,提高了易腐垃圾治理的稳(wěn)定(dìng)性与经济(jì)性,这是(shì)一个多方共赢的协同。

垃圾处理处置(zhì)(包括(kuò)垃圾分(fèn)类)和污水处理(lǐ)一般分属于城管(guǎn)部门和水务等公(gōng)共事业管(guǎn)理部门,各地会有一定差异,但二者均(jun1)归属住建部门。可(kě)以从顶层设计方(fāng)面入手,把固废治理与污水治理(lǐ)统筹(chóu)来考虑,先独(dú)立(lì)分析固废治理与污水处(chù)理(lǐ)的(de)特点与(yǔ)痛点,再统(tǒng)筹固废处理与污水处理的可结(jié)合点(diǎn),按照“以废治污(wū)”、“减(jiǎn)污降碳”、“降(jiàng)本增效”、“无废城市(shì)”的目标(biāo),重新梳理固废治理的(de)工艺(yì)路线。

从顶(dǐng)层设计入(rù)手,做好统筹规(guī)划,更有利于垃圾分类、易腐垃圾(jī)处(chù)理处置工作的科学(xué)、高效推进。

04

小 结(jié)

垃圾分类目的是节约原生资源、减少碳排放,从而(ér)达到提高(gāo)人居(jū)环(huán)境品质。垃圾分类与时俱(jù)进,分类的推进产生(shēng)的易腐(fǔ)垃(lā)圾问题,也需(xū)要不断创新、不断探索(suǒ),与时俱进,解决面临的新问题。

易腐垃(lā)圾(jī)处理处置(zhì)的技术研究与进(jìn)步是特别重要的举措,与(yǔ)此同(tóng)时(shí),治理架构与治理体系(xì)建设也非常重要。方向与(yǔ)方法对了会有事半(bàn)功倍的效(xiào)果(guǒ)。

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

(作者系深圳市盘龙环境技术有(yǒu)限公司总工程师)

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