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浙江(jiāng)大学 “城镇易腐垃圾(jī)资源化利用技术研讨(tǎo)会” 的三点思考(kǎo)
 2023.08.10 |  1198次浏览 |  分享至

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01 

研讨会(huì)

垃圾分类政策(cè)是推进(jìn)精神文明与物质文明高品质可(kě)持续发展、人居环境持续改善的举措。易腐垃(lā)圾作(zuò)为生(shēng)活垃(lā)圾分类的(de)一(yī)部(bù)分,对环境影响最(zuì)大(dà)(易(yì)腐产酸、孳(zī)生蚊蝇(yíng)鼠(shǔ)患、排(pái)放有毒有害气(qì)体),是垃圾分类治理(lǐ)的痛(tòng)点和(hé)难点(diǎn)。

2023年7月,我参加了浙大和浙江环境学会组织的“城镇易腐垃圾资源化利用技(jì)术研讨会(huì)”,并发表了题为“厨余精细预处理定向制酸全量替代补充碳(tàn)源(yuán)技术与案例分享(xiǎng)”演讲。

感谢吴伟(wěi)祥老师以(yǐ)及(jí)主(zhǔ)办单(dān)位(浙大、环(huán)境(jìng)学会)的辛(xīn)勤付(fù)出(chū),为易腐垃圾治理发展提供了新的技术与案(àn)例分享,这为(wéi)行业的发展提供了很多有(yǒu)益的(de)探索与实践。

这(zhè)次研讨(tǎo)会既(jì)有(yǒu)政(zhèng)策与学术层面的探(tàn)讨,也有技术应用(yòng)方面的交流,同时还分(fèn)享了一些工程实践案例。

政策(cè)与标准(zhǔn)的制定(dìng)有(yǒu)利于行业规范(fàn)化,而微观的(de)技术(shù)突(tū)破则(zé)有利于行业的(de)发展。依(yī)托工程案(àn)例所支撑的技术和(hé)技术实践为从源头(tóu)产生、中(zhōng)间治理到产物出路三方面的有机结合提(tí)供了宝贵的实践(jiàn)经验,更有利(lì)于我们全链条(tiáo)系统解决易(yì)腐垃圾问题。

目前解决易腐垃圾治理的技术与路线问题,主要有厌氧(yǎng)产沼气、堆(duī)肥、养虫子等(děng)。

厌氧产沼(zhǎo)是(shì)目前(qián)最为(wéi)主流的(de)工艺路(lù)线,但需要通(tōng)过技术创新提高各个工艺单元的(de)效率和稳定性。

堆肥(féi)和(hé)养虫子也有一定的应用(yòng)场景(jǐng),也占有一定(dìng)比(bǐ)例(lì)的市场规模和项目实(shí)践。

此外,我(wǒ)们公司还研发了一(yī)条新的工艺(yì)技术路线——厌氧(yǎng)制酸,采(cǎi)用新的工艺单元创新(xīn)组合,整体提高(gāo)易(yì)腐垃圾的治理(lǐ)效率,实现生产与产物出路的稳定性,过(guò)程与(yǔ)结果的低碳性,以及投(tóu)资与运营的经济性。

以下是我对本次(cì)研讨的一些思考,供参考。

 

02

厌氧(yǎng)的痛点(diǎn)

易(yì)腐垃圾(jī)(又称湿(shī)垃圾或厨余垃圾)处(chù)理(lǐ)处置是生活垃圾分类后(hòu)治(zhì)理的痛点与难点。目前(qián)主流的工艺路线是采用厌氧产(chǎn)沼技(jì)术,转化为沼气并加以利(lì)用,再将预处理残渣、沼(zhǎo)液、沼渣(zhā)、臭气单独(dú)处(chù)理。

虽然(rán)采用该路线可(kě)以达到环保与管理基本要求,但问题也(yě)是有目共(gòng)睹的。采用厌(yàn)氧(yǎng)制沼(zhǎo)技术的运行案(àn)例中(zhōng),很多(duō)都(dōu)运营不理想。究其原因(yīn),主要有以(yǐ)下几(jǐ)点:

  1. 系统性问题。易腐垃圾处理处置包含水、有机质、杂质、臭(chòu)气(qì)、油脂等(děng)五(wǔ)个(gè)方(fāng)面的问(wèn)题,部分(fèn)项目并没有全面、系统、均衡的(de)逐(zhú)一解(jiě)决(jué)。其(qí)中,影(yǐng)响环保的因(yīn)素主要是水、臭气和有机质(zhì);影响经济的因素主要(yào)是水(shuǐ)、臭气、油脂与杂质(zhì);影(yǐng)响稳定性的主(zhǔ)要是(shì)水、有机质与杂质。
  2. 工(gōng)艺问题。易腐垃圾采用厌氧产沼工艺(yì),工艺流程长、投资大、运营成本高、资(zī)源化率低(dī),且存在二次污染和产(chǎn)物种类多出路受阻不稳定等问题。
  3. 安全问题。采用厌氧产沼工艺,产出(chū)物之一沼气属于易燃(rán)易爆气体,项目从设计到实施需要在安全方面进行全方位的(de)考量,同时因为安(ān)全距离(lí)需要符合相关规范和管理要(yào)求,使得项目(mù)的占(zhàn)地偏大,造成选址等方面的困难(nán)。
  4. 污水问题。易腐垃圾(jī)产生的污水排放执(zhí)行的是纳管标准,也(yě)就是说项(xiàng)目选址严重依(yī)赖市政管(guǎn)网(wǎng),且处理后污(wū)水还需要污水厂(chǎng)二次处理,如果在场(chǎng)内实现直排,则处理成本将进一(yī)步大幅提(tí)高。

这次(cì)研讨会有关于有机质资源(yuán)化的多(duō)种技术路(lù)线和技术改进(jìn),比如说(shuō)堆肥(féi)、养虫,比如提高厌氧产沼(zhǎo)效率(lǜ)、降低(dī)水处理成(chéng)本(běn)、提高除臭效率、实现碳减排等等。如果有可能把这些技术综(zōng)合在一个案例上,能(néng)减(jiǎn)污降(jiàng)碳(tàn)、经济、稳定、可(kě)持续发展吗?如果各个(gè)工艺单元(yuán)都做得很好了,为何不受市场欢迎呢?这种现象值得深思。

 

03

三点思考

第一思考点:厌氧产沼是不是唯(wéi)一的主流工艺?

目前厌氧(yǎng)产沼(zhǎo)技术路(lù)线的主要问题之一是商(shāng)业模式的建立。目(mù)前厌(yàn)氧产沼项目(mù)的收入来源(yuán)主要(yào)有油(yóu)脂收入和补(bǔ)贴收(shōu)入(rù)。不同项目、不同地区(qū)的油脂有各自特点,存在较大差(chà)异,此外油脂收入(rù)还会有较大的市(shì)场波动风险。而(ér)关(guān)于补贴(tiē)价格也尚未实(shí)现共识(shí)。这(zhè)些因素影响着易腐垃圾(jī)厌氧路线商(shāng)业模(mó)式和(hé)长效机制的实(shí)现。说明主(zhǔ)工(gōng)艺选择和技术上还有较大的改进空间。

部(bù)分环保学者或者和从业(yè)工(gōng)作者(zhě)又提出了养虫(chóng)、制肥工艺等,以(yǐ)提高项目的资源化水平,并且也实施了一些案例(lì)。这些资源化实(shí)践同样受到(dào)整个生产链条和全年长效稳定(dìng)贯通(尾端(duān)受(shòu)市场、季节影响(xiǎng))的挑战。通过强化(huà)易腐垃圾的部(bù)分资源化提高效益,改善经济(jì)性的(de)做(zuò)法对于实(shí)现整体减污降碳、经济、稳定、可持续(xù)发展的目的,会有一(yī)定的局限性。

厌氧产(chǎn)沼技术(shù)及其优化(huà)主要是(shì)针对有机质(zhì)转化为能源这一工艺单元,不能代表易腐垃圾处理的全部。有没有可能(néng)在厌氧产沼技术路(lù)线的基(jī)础上,实现多条技术路线并行(háng),**为不同(tóng)地区、不同(tóng)特征项目、不(bú)同场景提供更多(duō)的路线选择,更好的实现(xiàn)当地(dì)易腐垃圾的处理处置并达到低碳、经济(jì)、高(gāo)效、可持(chí)续(xù)的(de)目的。

第二(èr)思(sī)考点:跨界协同与(yǔ)以废治污(wū)的厌氧制酸技(jì)术是否能成为主(zhǔ)流(liú)工(gōng)艺之一(yī)?

厌氧制酸(suān)技(jì)术是利用餐厨垃(lā)圾、厨余垃圾、果蔬(shū)垃圾等(děng)易腐垃(lā)圾作为原料,精分杂(zá)质后制成均质(zhì)浆(jiāng)液,在厌氧环境下通过微生物水解、有机氮转化为无机氮(dàn)、有机(jī)磷转化为无机磷、酸化(huà)产生小分子有机酸,再(zài)用(yòng)物理方法(fǎ)去除有机酸中的悬浮物、油等杂质,制成有机(jī)酸复合液的一种创新(xīn)技(jì)术,具有工艺流(liú)程短、投资省、占地小、运营成本低,产(chǎn)品固碳减少(shǎo)碳排放,全(quán)程不加热能(néng)耗低,不加药(yào)减少(shǎo)二次污染(rǎn),资源化率高等优点,实现(xiàn)了易腐垃圾治理的“减(jiǎn)量化、无害化(huà)、资源化、稳定化”。

减少预处理有(yǒu)机(jī)固渣产生量。采用厌氧制酸工艺的(de)一大特点,是(shì)实(shí)现有机(jī)质(zhì)的“液化”,不需要(yào)通过预处理(lǐ)将部分(fèn)有机质分离(lí)进入焚烧(shāo)或养(yǎng)虫环节,实现了工艺(yì)路线的简化(huà)。同时,也(yě)实现了垃圾分(fèn)类(lèi)实现有机质(zhì)单(dān)独(dú)利用转(zhuǎn)化的初衷。

产出(chū)物为碳源实现资源化利用。在城市(shì)污(wū)水处理(lǐ)过(guò)程中,由于脱氮(dàn)需要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(fǔ)垃圾厌氧处理不仅(jǐn)可以(yǐ)产沼(zhǎo)气(qì),也可以通过精准(zhǔn)控制实现酸(suān)化(huà)后制备碳源,用于污(wū)水处理碳源(yuán)的补(bǔ)充,避免了(le)甲醇(chún)、乙酸钠等传(chuán)统碳源的(de)投加。这些传(chuán)统碳源的(de)生(shēng)产,相(xiàng)当部分也(yě)是消耗着传(chuán)统化石原(yuán)料。从这个(gè)意义上讲,采(cǎi)用易腐垃圾制酸替代传统碳源,从经济角度(dù)和节能(néng)降碳角度,均有着重要的意(yì)义。

易腐(fǔ)垃圾的产生量(liàng)与生活(huó)污水(shuǐ)的产生量均(jun1)是以人口基数(shù)为(wéi)基(jī)准测算(suàn)的(de),二者的比值接近一(yī)个常数(约为1:1000),实际情况也差不(bú)多,以深圳为例,日产生易腐(fǔ)垃圾7000吨,日处理生活污水规模700万(wàn)吨,其比值为1:1000,理论上可以全量协同替代(dài)。如果水处(chù)理厂(chǎng)不缺(quē)碳源而(ér)易腐垃圾制备的有机酸可作为营养(yǎng)源投(tóu)加进去可以(yǐ)维持(chí)污水处理系统的(de)抗冲击性。

易腐(fǔ)垃(lā)圾(jī)厌氧制酸(suān)作(zuò)为碳(tàn)源实现(xiàn)利用,即实现了(le)工(gōng)艺的缩短与优化(huà),产出物又(yòu)有着广泛用途,是一条(tiáo)十分具(jù)有应(yīng)用(yòng)前景的路(lù)线之一。

当然,实现这一(yī)路线的闭环(huán),这还需(xū)要多部门的协同努力(lì)。

第(dì)三思(sī)考点:如(rú)何把易腐垃(lā)圾治(zhì)理(lǐ)路线(xiàn)与治理质量系统统筹做(zuò)好顶层设计?

易腐垃圾治理有五(wǔ)大问题(tí)包括水、有机质、杂质、臭气(qì)、油脂(zhī),不(bú)能把解决其中一个或(huò)几个问(wèn)题就囊括(kuò)解决(jué)了易腐垃圾问题,需(xū)要全面解决这五大问(wèn)题,需要创新组合五(wǔ)大问题并(bìng)且低碳、经(jīng)济可(kě)持续,独立解决(jué)五大问题比组合(hé)解决(jué)的碳排放与(yǔ)能耗大。

如何实(shí)现协同与调动各个治理(lǐ)单(dān)位的(de)积极性呢?以垃圾焚(fén)烧(shāo)为例,焚烧厂的焚烧量随(suí)着(zhe)垃圾分类的深入会减少(源头减量(liàng)、可(kě)回收物增加、易腐垃圾分出),这样会(huì)对(duì)焚烧项(xiàng)目的运(yùn)营造成影响。为(wéi)保障焚烧厂的利益,需要通过(guò)增加新的焚烧种类如填埋场(chǎng)垃圾(jī)、农业废弃物等来协同。

污水厂商品碳源投加增加碳排放与运营成本,而采(cǎi)用易腐垃(lā)圾制(zhì)备(bèi)所得碳源(yuán)减少了污水处理成(chéng)本,同时(shí)也降低(dī)了易腐垃圾项目的投资成本,缩短了流程,提高了易腐垃圾治理的稳定性与经济性,这(zhè)是一个多方共(gòng)赢的协(xié)同。

垃圾处理处置(包括(kuò)垃圾分类)和污水处理一般分属于城管部门和(hé)水务等公共事业管理部门,各地会有一定差异(yì),但二者均归属住建部门。可以(yǐ)从顶(dǐng)层(céng)设计方面入(rù)手(shǒu),把固废(fèi)治(zhì)理与污(wū)水治理(lǐ)统(tǒng)筹来考虑,先独立分析固废治理(lǐ)与污水处理的(de)特(tè)点与痛点(diǎn),再统筹固废(fèi)处理与(yǔ)污水处理(lǐ)的可结(jié)合点,按照“以(yǐ)废治(zhì)污”、“减污降碳”、“降本(běn)增效(xiào)”、“无废城市”的目标,重新梳理(lǐ)固废治理(lǐ)的(de)工(gōng)艺路线。

从顶层设(shè)计入手(shǒu),做好统(tǒng)筹规划,更有利于(yú)垃圾分(fèn)类、易腐(fǔ)垃圾处理处(chù)置工(gōng)作的科学(xué)、高效推进。

04

小 结

垃圾分类目的是节约原生(shēng)资源(yuán)、减少碳排放,从而达到提高人居环境品质。垃圾分类与时俱进(jìn),分类的推进产生的易(yì)腐(fǔ)垃(lā)圾问题,也需(xū)要(yào)不断创新、不(bú)断探索,与时俱进,解(jiě)决面临(lín)的新问题。

易腐垃圾处理处(chù)置的技术研究与(yǔ)进步是(shì)特(tè)别(bié)重(chóng)要(yào)的(de)举(jǔ)措,与此同时,治理架构(gòu)与治理体系建设也非常重(chóng)要。方向与方法(fǎ)对了会有事半功倍的效果(guǒ)。

谨以以上几点思考与大家分(fèn)享,希望能起到抛砖引玉的效果。

(作者系深(shēn)圳(zhèn)市盘龙环境技术(shù)有限(xiàn)公司总(zǒng)工(gōng)程师)

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