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浙(zhè)江大学 “城镇(zhèn)易腐(fǔ)垃圾(jī)资源化利用技术研讨会” 的三点思(sī)考
 2023.08.10 |  1204次(cì)浏览(lǎn) |  分享至

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01 

研讨会

垃圾分类(lèi)政策是推进精神文明与物质文明高品(pǐn)质可持续发展、人居环(huán)境持续改善的举措。易(yì)腐垃圾作为(wéi)生活垃(lā)圾(jī)分类的一部分,对环境影响最大(易腐(fǔ)产酸(suān)、孳生蚊蝇鼠患、排放有毒(dú)有害气体(tǐ)),是垃圾分类治理的痛点(diǎn)和难点。

2023年7月,我参(cān)加(jiā)了(le)浙大和浙江环(huán)境学会(huì)组织的(de)“城镇易腐垃圾(jī)资源化利用(yòng)技(jì)术研讨会”,并(bìng)发表了题(tí)为“厨余精(jīng)细预处理定(dìng)向(xiàng)制酸全(quán)量替代补充碳源技术与案例分享”演讲(jiǎng)。

感(gǎn)谢吴(wú)伟祥(xiáng)老(lǎo)师以(yǐ)及主办单(dān)位(浙(zhè)大、环境学会)的辛(xīn)勤(qín)付出,为易(yì)腐垃圾治理发展提供了新的技术与案例分(fèn)享,这为行业的发展提供了很(hěn)多有(yǒu)益的探(tàn)索与实(shí)践。

这次(cì)研(yán)讨会既有政策与学术层面的(de)探讨,也有技术应用(yòng)方面(miàn)的(de)交(jiāo)流,同时还(hái)分享了一(yī)些工(gōng)程实(shí)践案例。

政策与标准的制定(dìng)有(yǒu)利于行(háng)业(yè)规范化,而微(wēi)观(guān)的技(jì)术突破则有利于行业的发展。依托工程(chéng)案例所支(zhī)撑的(de)技术和技术实践为(wéi)从(cóng)源头(tóu)产生、中(zhōng)间治理到产(chǎn)物出路三方面的有机结合提供了(le)宝贵的实践经验,更有利(lì)于我们全链(liàn)条系统解(jiě)决易腐(fǔ)垃圾问题。

目前(qián)解决(jué)易腐垃圾(jī)治理(lǐ)的(de)技术(shù)与路(lù)线问(wèn)题,主要有厌氧产沼气(qì)、堆肥、养(yǎng)虫子等。

厌氧产沼(zhǎo)是目前最为(wéi)主流的工艺路(lù)线,但需要通过技术创(chuàng)新提高各个(gè)工艺单(dān)元(yuán)的效率和稳定性。

堆肥和(hé)养虫子也有(yǒu)一(yī)定的应用场景(jǐng),也占(zhàn)有一定(dìng)比例的(de)市场规(guī)模和项目实践(jiàn)。

此(cǐ)外,我们公司(sī)还研(yán)发(fā)了一(yī)条(tiáo)新的工艺技术路线——厌氧(yǎng)制酸,采用新的(de)工艺单(dān)元创新(xīn)组合,整体提高易腐垃圾的(de)治理效率,实现生产与产物出路的稳定性,过程(chéng)与结果的低碳性(xìng),以及(jí)投资与运营的经(jīng)济性。

以下是我对本(běn)次研讨(tǎo)的一些思考,供参考。

 

02

厌氧的(de)痛点

易腐垃圾(又称湿(shī)垃圾(jī)或厨余垃圾)处理处(chù)置是生活(huó)垃圾分类后治理(lǐ)的痛点与难(nán)点。目前主流的工艺(yì)路线是(shì)采(cǎi)用厌氧产沼技术,转化为(wéi)沼(zhǎo)气并加(jiā)以(yǐ)利用,再将预处理残渣(zhā)、沼液、沼渣、臭气单独处理。

虽然采用该路线可以达到(dào)环保与管(guǎn)理基本要求,但问题也是(shì)有(yǒu)目共睹的。采用厌氧制沼(zhǎo)技术的运(yùn)行案例中,很多(duō)都(dōu)运营(yíng)不理想。究(jiū)其(qí)原因(yīn),主要有以(yǐ)下几点:

  1. 系统(tǒng)性问题(tí)。易腐垃圾处理处置包含水、有(yǒu)机(jī)质、杂质、臭(chòu)气、油脂等五个(gè)方面的(de)问题,部(bù)分项(xiàng)目并没有全(quán)面、系统、均(jun1)衡的逐一解决。其(qí)中,影响环保的因素主要(yào)是水、臭气和有机质;影响经济的因素主要是水(shuǐ)、臭气(qì)、油脂(zhī)与杂质(zhì);影(yǐng)响稳定性的(de)主要是(shì)水、有机质与(yǔ)杂(zá)质。
  2. 工艺问题。易(yì)腐垃圾采用厌氧产沼工艺,工艺流程长、投资大、运营成(chéng)本(běn)高、资源(yuán)化率低(dī),且存在二次污染和产物种类多出路(lù)受阻不稳定(dìng)等问题。
  3. 安全问题。采(cǎi)用厌氧产沼工艺,产(chǎn)出物之一沼(zhǎo)气属(shǔ)于易燃易(yì)爆气(qì)体,项目(mù)从设计到实施需要在安全方(fāng)面进行全(quán)方位(wèi)的考量,同时因为安(ān)全距离需要符合相(xiàng)关规范和(hé)管理(lǐ)要求,使得项目的占地偏大,造成选址等方面的困难(nán)。
  4. 污水问题(tí)。易腐垃圾产(chǎn)生(shēng)的(de)污(wū)水排放执行的是纳管标准,也就是说项目选址(zhǐ)严重依赖市政管网,且处理后污水还需要污水厂二次处(chù)理,如果在(zài)场(chǎng)内实现直排,则处理(lǐ)成本将进一步大幅提高。

这次研(yán)讨会有关于有机质(zhì)资源化的多种技术(shù)路线和(hé)技术改进,比如说堆肥、养虫,比如提高厌氧产沼效率、降低水处理成本、提高除臭效(xiào)率、实现碳减排(pái)等等。如果有可能把这些(xiē)技(jì)术(shù)综(zōng)合(hé)在一个案例上,能减污降碳、经(jīng)济、稳定、可持(chí)续(xù)发展吗(ma)?如(rú)果各个工艺单元都做得(dé)很好了,为何不受市场欢迎呢?这种现(xiàn)象值得(dé)深思。

 

03

三点思考

第(dì)一思考点:厌(yàn)氧产沼是不是唯一的主(zhǔ)流工艺?

目前厌(yàn)氧产沼技术路线的主(zhǔ)要问(wèn)题(tí)之一是(shì)商业模式的建立。目前厌氧产沼(zhǎo)项目的收(shōu)入(rù)来源主要有油脂收入和补贴(tiē)收入(rù)。不同项目、不同地区的油脂(zhī)有各自特点(diǎn),存在较大差异,此外油脂收入还会有较大(dà)的市场波动风险。而关于(yú)补贴价(jià)格也尚未实现(xiàn)共识。这(zhè)些(xiē)因(yīn)素(sù)影响着(zhe)易腐垃(lā)圾厌氧路线(xiàn)商业模式和长效机(jī)制的实(shí)现。说明主工(gōng)艺选择和(hé)技术(shù)上还有(yǒu)较大的改进空间。

部(bù)分(fèn)环保学者或者和从业工作者又提出了养(yǎng)虫、制肥工艺等,以提(tí)高项(xiàng)目的资源化(huà)水(shuǐ)平,并(bìng)且也实施了一些案例(lì)。这些(xiē)资源化实践同样受到整个生(shēng)产链条(tiáo)和(hé)全年长效稳(wěn)定贯通(尾(wěi)端(duān)受市场(chǎng)、季节影响)的挑战。通过强(qiáng)化易腐垃圾的部分资源化(huà)提高效益,改善经济性的(de)做法对于(yú)实(shí)现整体减污降碳、经济、稳定、可持续(xù)发展的目的(de),会有一(yī)定的局限性(xìng)。

厌氧产(chǎn)沼(zhǎo)技(jì)术及其优化主要是针对有机(jī)质(zhì)转化为(wéi)能源这一工艺(yì)单元,不能代表(biǎo)易(yì)腐垃圾处理的全部。有没有可能在厌氧产沼技术路(lù)线的基础上,实现多条技术路线并行,**为不同地区、不同特(tè)征(zhēng)项目、不(bú)同场景提(tí)供更多的路线选择,更好的实现当地易腐垃圾的处理处置(zhì)并达到低碳、经(jīng)济(jì)、高效、可持续的目的。

第二思(sī)考点(diǎn):跨界协(xié)同与(yǔ)以废(fèi)治污的(de)厌氧(yǎng)制酸技(jì)术是否能成为主流工(gōng)艺之一(yī)?

厌氧制酸技术是利用餐厨垃圾、厨(chú)余(yú)垃圾、果蔬垃圾等易(yì)腐垃圾作为原料,精分杂质后制成均质浆液,在厌氧环境(jìng)下通过微生物水解、有(yǒu)机(jī)氮转(zhuǎn)化为(wéi)无机氮(dàn)、有机磷转化为无机磷、酸化产生小分子有机酸,再(zài)用物理方法(fǎ)去除有机酸中的悬浮物、油等(děng)杂质,制成(chéng)有(yǒu)机酸复(fù)合液的一种创新(xīn)技(jì)术,具有工艺流程短、投资省、占地小、运营成(chéng)本低,产品(pǐn)固碳减少(shǎo)碳(tàn)排放,全程不加热能耗低,不(bú)加药减少二次(cì)污染,资源化率高等优点,实现了易腐垃(lā)圾治(zhì)理(lǐ)的(de)“减量化、无害化、资源化、稳定化(huà)”。

减少预(yù)处理有(yǒu)机固渣产生量。采用厌氧制酸工艺的一大特点,是(shì)实现有机质的“液化”,不需要通过(guò)预处理将部分有机质分离进入(rù)焚(fén)烧或养虫环节,实现了工(gōng)艺路线的简化。同(tóng)时,也实现了(le)垃圾分类实现有(yǒu)机质单独利用(yòng)转(zhuǎn)化的初衷(zhōng)。

产出(chū)物为碳源实现资(zī)源化利用。在城(chéng)市污水处理过程中,由(yóu)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),而易腐垃圾(jī)厌氧(yǎng)处理不仅可(kě)以产(chǎn)沼气,也可以(yǐ)通过精准(zhǔn)控制实(shí)现酸化后制备(bèi)碳源,用于污水(shuǐ)处理碳源的补充,避免了甲醇、乙酸钠(nà)等传(chuán)统碳源的(de)投加(jiā)。这些传统(tǒng)碳源的生产,相(xiàng)当部分也是消耗着传统化石(shí)原料。从这个意义上讲,采用易腐垃圾制酸(suān)替代传统碳源,从(cóng)经济角度和(hé)节能降(jiàng)碳(tàn)角度,均有着重要的(de)意义。

易腐(fǔ)垃圾的产生量与生活污水的产(chǎn)生量均是(shì)以人口基(jī)数为基准(zhǔn)测算(suàn)的,二者的比值接近(jìn)一个常数(约为1:1000),实际情(qíng)况也差不多(duō),以深圳(zhèn)为例,日产生易腐(fǔ)垃圾7000吨,日处理生活(huó)污水规模700万吨,其比值(zhí)为1:1000,理论上可以全量协同替代。如果(guǒ)水处理(lǐ)厂不(bú)缺碳源而易腐(fǔ)垃(lā)圾制备(bèi)的有机酸可作为营养源(yuán)投加进去(qù)可以维持污水处理系统的抗冲击性。

易腐(fǔ)垃圾厌氧(yǎng)制酸(suān)作为(wéi)碳源实现利(lì)用,即实现了工艺的缩短与优化,产出物(wù)又有(yǒu)着广泛用途,是一条十(shí)分具有应用前景的路线之一。

当然,实现这一路线的闭环,这(zhè)还需(xū)要多部(bù)门的协(xié)同努力。

第三思考点:如何把易(yì)腐垃圾治理(lǐ)路线与治理质量(liàng)系统(tǒng)统筹做好顶层设(shè)计?

易腐垃圾治理有五(wǔ)大问题包括水、有机质、杂质、臭气、油脂,不(bú)能把解决(jué)其中一(yī)个或几个问题就囊(náng)括解决(jué)了(le)易(yì)腐垃圾问题,需要(yào)全面解(jiě)决这五(wǔ)大(dà)问(wèn)题,需要创(chuàng)新组合五大问题并且低碳、经济(jì)可持续,独立解决五大(dà)问(wèn)题(tí)比组合解决(jué)的(de)碳(tàn)排放与能(néng)耗大。

如何实现协同与调动各个治理(lǐ)单位的积极(jí)性呢?以垃(lā)圾焚烧为例,焚烧厂的(de)焚烧量随着垃圾(jī)分(fèn)类的深入(rù)会减少(源头减量(liàng)、可回收物(wù)增加、易腐垃圾分出(chū)),这样(yàng)会对焚烧项(xiàng)目的运营(yíng)造成影响(xiǎng)。为保障焚烧厂的利益,需要通过增加新的焚烧种类如填埋场垃(lā)圾、农业废弃物等来协同。

污水厂(chǎng)商品碳源(yuán)投加增(zēng)加碳排放与运营成本,而采(cǎi)用易腐垃圾(jī)制(zhì)备所得碳源减少了(le)污水处理成本,同时(shí)也降低了易腐垃圾项目的(de)投资成本(běn),缩短(duǎn)了流程,提高了易腐垃圾治理(lǐ)的稳定性(xìng)与经(jīng)济性,这是一(yī)个多方共赢的协同。

垃圾处理(lǐ)处置(包括垃圾分类)和污水处理一(yī)般分属(shǔ)于城管部(bù)门和水务等公(gōng)共事业管理部门,各地会有一定差异,但(dàn)二者均归属住(zhù)建(jiàn)部门。可以从顶层设计方面入手(shǒu),把固废治理(lǐ)与污(wū)水治(zhì)理统筹来考虑,先独立分析固废(fèi)治理与污水处理的特(tè)点(diǎn)与痛点(diǎn),再(zài)统筹固废(fèi)处(chù)理与污水处理的可结合(hé)点,按照“以废治污”、“减污降碳”、“降本增效(xiào)”、“无废城市”的目标,重新(xīn)梳理固废治理的(de)工艺路线。

从顶层设计入手,做好统筹规划,更有利于垃圾分类、易腐垃圾(jī)处(chù)理处(chù)置工(gōng)作的科学、高效(xiào)推(tuī)进。

04

小 结

垃圾分类目的是节约(yuē)原生资源、减少(shǎo)碳(tàn)排放(fàng),从而(ér)达到提高人居环境品质。垃圾分类与时俱进,分类的(de)推进产(chǎn)生的易腐垃圾问题,也需要(yào)不(bú)断(duàn)创新、不断探索(suǒ),与时俱进,解决(jué)面临的新(xīn)问题。

易腐垃(lā)圾处理处置的(de)技术研究与进步是特(tè)别重(chóng)要的举措,与此同时,治理架构与治理体系建设也非常重要(yào)。方(fāng)向与方法对(duì)了会有事(shì)半功倍的效(xiào)果。

谨以以上(shàng)几点思考与(yǔ)大家分享,希望能起到(dào)抛砖(zhuān)引玉的效果。

(作(zuò)者系(xì)深(shēn)圳市盘龙环境技术有限公司总工程师)

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