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浙江大(dà)學 “城鎮易腐垃圾資源化利用技術研讨會” 的(de)三點思考
 2023.08.10 |  1053次浏覽 |  分享至

01 

研讨會

垃圾分類政策是(shì)推進精神文明與物質文明高品質可持續發展、人(rén)居環境持續改善的(de)舉措。易腐垃圾作爲(wéi / wèi)生活垃圾分類的(de)一(yī / yì /yí)部分,對環境影響最大(dà)(易腐産酸、孳生蚊蠅鼠患、排放有毒有害氣體),是(shì)垃圾分類治理的(de)痛點和(hé / huò)難點。

2023年7月,我參加了(le/liǎo)浙大(dà)和(hé / huò)浙江環境學會組織的(de)“城鎮易腐垃圾資源化利用技術研讨會”,并發表了(le/liǎo)題爲(wéi / wèi)“廚餘精細預處理定向制酸全量替代補充碳源技術與案例分享”演講。

感謝吳偉祥老師以(yǐ)及主辦單位(浙大(dà)、環境學會)的(de)辛勤付出(chū),爲(wéi / wèi)易腐垃圾治理發展提供了(le/liǎo)新的(de)技術與案例分享,這(zhè)爲(wéi / wèi)行業的(de)發展提供了(le/liǎo)很多有益的(de)探索與實踐。

這(zhè)次研讨會既有政策與學術層面的(de)探讨,也(yě)有技術應用方面的(de)交流,同時(shí)還分享了(le/liǎo)一(yī / yì /yí)些工程實踐案例。

政策與标準的(de)制定有利于(yú)行業規範化,而(ér)微觀的(de)技術突破則有利于(yú)行業的(de)發展。依托工程案例所支撐的(de)技術和(hé / huò)技術實踐爲(wéi / wèi)從源頭産生、中間治理到(dào)産物出(chū)路三方面的(de)有機結合提供了(le/liǎo)寶貴的(de)實踐經驗,更有利于(yú)我們全鏈條系統解決易腐垃圾問題。

目前解決易腐垃圾治理的(de)技術與路線問題,主要(yào / yāo)有厭氧産沼氣、堆肥、養蟲子(zǐ)等。

厭氧産沼是(shì)目前最爲(wéi / wèi)主流的(de)工藝路線,但需要(yào / yāo)通過技術創新提高各個(gè)工藝單元的(de)效率和(hé / huò)穩定性。

堆肥和(hé / huò)養蟲子(zǐ)也(yě)有一(yī / yì /yí)定的(de)應用場景,也(yě)占有一(yī / yì /yí)定比例的(de)市場規模和(hé / huò)項目實踐。

此外,我們公司還研發了(le/liǎo)一(yī / yì /yí)條新的(de)工藝技術路線——厭氧制酸,采用新的(de)工藝單元創新組合,整體提高易腐垃圾的(de)治理效率,實現生産與産物出(chū)路的(de)穩定性,過程與結果的(de)低碳性,以(yǐ)及投資與運營的(de)經濟性。

以(yǐ)下是(shì)我對本次研讨的(de)一(yī / yì /yí)些思考,供參考。

 

02

厭氧的(de)痛點

易腐垃圾(又稱濕垃圾或廚餘垃圾)處理處置是(shì)生活垃圾分類後治理的(de)痛點與難點。目前主流的(de)工藝路線是(shì)采用厭氧産沼技術,轉化爲(wéi / wèi)沼氣并加以(yǐ)利用,再将預處理殘渣、沼液、沼渣、臭氣單獨處理。

雖然采用該路線可以(yǐ)達到(dào)環保與管理基本要(yào / yāo)求,但問題也(yě)是(shì)有目共睹的(de)。采用厭氧制沼技術的(de)運行案例中,很多都運營不(bù)理想。究其原因,主要(yào / yāo)有以(yǐ)下幾點:

  1. 系統性問題。易腐垃圾處理處置包含水、有機質、雜質、臭氣、油脂等五個(gè)方面的(de)問題,部分項目并沒有全面、系統、均衡的(de)逐一(yī / yì /yí)解決。其中,影響環保的(de)因素主要(yào / yāo)是(shì)水、臭氣和(hé / huò)有機質;影響經濟的(de)因素主要(yào / yāo)是(shì)水、臭氣、油脂與雜質;影響穩定性的(de)主要(yào / yāo)是(shì)水、有機質與雜質。
  2. 工藝問題。易腐垃圾采用厭氧産沼工藝,工藝流程長、投資大(dà)、運營成本高、資源化率低,且存在(zài)二次污染和(hé / huò)産物種類多出(chū)路受阻不(bù)穩定等問題。
  3. 安全問題。采用厭氧産沼工藝,産出(chū)物之(zhī)一(yī / yì /yí)沼氣屬于(yú)易燃易爆氣體,項目從設計到(dào)實施需要(yào / yāo)在(zài)安全方面進行全方位的(de)考量,同時(shí)因爲(wéi / wèi)安全距離需要(yào / yāo)符合相關規範和(hé / huò)管理要(yào / yāo)求,使得項目的(de)占地(dì / de)偏大(dà),造成選址等方面的(de)困難。
  4. 污水問題。易腐垃圾産生的(de)污水排放執行的(de)是(shì)納管标準,也(yě)就(jiù)是(shì)說(shuō)項目選址嚴重依賴市政管網,且處理後污水還需要(yào / yāo)污水廠二次處理,如果在(zài)場内實現直排,則處理成本将進一(yī / yì /yí)步大(dà)幅提高。

這(zhè)次研讨會有關于(yú)有機質資源化的(de)多種技術路線和(hé / huò)技術改進,比如說(shuō)堆肥、養蟲,比如提高厭氧産沼效率、降低水處理成本、提高除臭效率、實現碳減排等等。如果有可能把這(zhè)些技術綜合在(zài)一(yī / yì /yí)個(gè)案例上(shàng),能減污降碳、經濟、穩定、可持續發展嗎?如果各個(gè)工藝單元都做得很好了(le/liǎo),爲(wéi / wèi)何不(bù)受市場歡迎呢?這(zhè)種現象值得深思。

 

03

三點思考

第一(yī / yì /yí)思考點:厭氧産沼是(shì)不(bù)是(shì)唯一(yī / yì /yí)的(de)主流工藝?

目前厭氧産沼技術路線的(de)主要(yào / yāo)問題之(zhī)一(yī / yì /yí)是(shì)商業模式的(de)建立。目前厭氧産沼項目的(de)收入來(lái)源主要(yào / yāo)有油脂收入和(hé / huò)補貼收入。不(bù)同項目、不(bù)同地(dì / de)區的(de)油脂有各自特點,存在(zài)較大(dà)差異,此外油脂收入還會有較大(dà)的(de)市場波動風險。而(ér)關于(yú)補貼價格也(yě)尚未實現共識。這(zhè)些因素影響着易腐垃圾厭氧路線商業模式和(hé / huò)長效機制的(de)實現。說(shuō)明主工藝選擇和(hé / huò)技術上(shàng)還有較大(dà)的(de)改進空間。

部分環保學者或者和(hé / huò)從業工作者又提出(chū)了(le/liǎo)養蟲、制肥工藝等,以(yǐ)提高項目的(de)資源化水平,并且也(yě)實施了(le/liǎo)一(yī / yì /yí)些案例。這(zhè)些資源化實踐同樣受到(dào)整個(gè)生産鏈條和(hé / huò)全年長效穩定貫通(尾端受市場、季節影響)的(de)挑戰。通過強化易腐垃圾的(de)部分資源化提高效益,改善經濟性的(de)做法對于(yú)實現整體減污降碳、經濟、穩定、可持續發展的(de)目的(de),會有一(yī / yì /yí)定的(de)局限性。

厭氧産沼技術及其優化主要(yào / yāo)是(shì)針對有機質轉化爲(wéi / wèi)能源這(zhè)一(yī / yì /yí)工藝單元,不(bù)能代表易腐垃圾處理的(de)全部。有沒有可能在(zài)厭氧産沼技術路線的(de)基礎上(shàng),實現多條技術路線并行,**爲(wéi / wèi)不(bù)同地(dì / de)區、不(bù)同特征項目、不(bù)同場景提供更多的(de)路線選擇,更好的(de)實現當地(dì / de)易腐垃圾的(de)處理處置并達到(dào)低碳、經濟、高效、可持續的(de)目的(de)。

第二思考點:跨界協同與以(yǐ)廢治污的(de)厭氧制酸技術是(shì)否能成爲(wéi / wèi)主流工藝之(zhī)一(yī / yì /yí)?

厭氧制酸技術是(shì)利用餐廚垃圾、廚餘垃圾、果蔬垃圾等易腐垃圾作爲(wéi / wèi)原料,精分雜質後制成均質漿液,在(zài)厭氧環境下通過微生物水解、有機氮轉化爲(wéi / wèi)無機氮、有機磷轉化爲(wéi / wèi)無機磷、酸化産生小分子(zǐ)有機酸,再用物理方法去除有機酸中的(de)懸浮物、油等雜質,制成有機酸複合液的(de)一(yī / yì /yí)種創新技術,具有工藝流程短、投資省、占地(dì / de)小、運營成本低,産品固碳減少碳排放,全程不(bù)加熱能耗低,不(bù)加藥減少二次污染,資源化率高等優點,實現了(le/liǎo)易腐垃圾治理的(de)“減量化、無害化、資源化、穩定化”。

減少預處理有機固渣産生量。采用厭氧制酸工藝的(de)一(yī / yì /yí)大(dà)特點,是(shì)實現有機質的(de)“液化”,不(bù)需要(yào / yāo)通過預處理将部分有機質分離進入焚燒或養蟲環節,實現了(le/liǎo)工藝路線的(de)簡化。同時(shí),也(yě)實現了(le/liǎo)垃圾分類實現有機質單獨利用轉化的(de)初衷。

産出(chū)物爲(wéi / wèi)碳源實現資源化利用。在(zài)城市污水處理過程中,由于(yú)脫氮需要(yào / yāo)在(zài)反硝化過程中重新投加碳源,增加污水處理的(de)成本,而(ér)易腐垃圾厭氧處理不(bù)僅可以(yǐ)産沼氣,也(yě)可以(yǐ)通過精準控制實現酸化後制備碳源,用于(yú)污水處理碳源的(de)補充,避免了(le/liǎo)甲醇、乙酸鈉等傳統碳源的(de)投加。這(zhè)些傳統碳源的(de)生産,相當部分也(yě)是(shì)消耗着傳統化石原料。從這(zhè)個(gè)意義上(shàng)講,采用易腐垃圾制酸替代傳統碳源,從經濟角度和(hé / huò)節能降碳角度,均有着重要(yào / yāo)的(de)意義。

易腐垃圾的(de)産生量與生活污水的(de)産生量均是(shì)以(yǐ)人(rén)口基數爲(wéi / wèi)基準測算的(de),二者的(de)比值接近一(yī / yì /yí)個(gè)常數(約爲(wéi / wèi)1:1000),實際情況也(yě)差不(bù)多,以(yǐ)深圳爲(wéi / wèi)例,日産生易腐垃圾7000噸,日處理生活污水規模700萬噸,其比值爲(wéi / wèi)1:1000,理論上(shàng)可以(yǐ)全量協同替代。如果水處理廠不(bù)缺碳源而(ér)易腐垃圾制備的(de)有機酸可作爲(wéi / wèi)營養源投加進去可以(yǐ)維持污水處理系統的(de)抗沖擊性。

易腐垃圾厭氧制酸作爲(wéi / wèi)碳源實現利用,即實現了(le/liǎo)工藝的(de)縮短與優化,産出(chū)物又有着廣泛用途,是(shì)一(yī / yì /yí)條十分具有應用前景的(de)路線之(zhī)一(yī / yì /yí)。

當然,實現這(zhè)一(yī / yì /yí)路線的(de)閉環,這(zhè)還需要(yào / yāo)多部門的(de)協同努力。

第三思考點:如何把易腐垃圾治理路線與治理質量系統統籌做好頂層設計?

易腐垃圾治理有五大(dà)問題包括水、有機質、雜質、臭氣、油脂,不(bù)能把解決其中一(yī / yì /yí)個(gè)或幾個(gè)問題就(jiù)囊括解決了(le/liǎo)易腐垃圾問題,需要(yào / yāo)全面解決這(zhè)五大(dà)問題,需要(yào / yāo)創新組合五大(dà)問題并且低碳、經濟可持續,獨立解決五大(dà)問題比組合解決的(de)碳排放與能耗大(dà)。

如何實現協同與調動各個(gè)治理單位的(de)積極性呢?以(yǐ)垃圾焚燒爲(wéi / wèi)例,焚燒廠的(de)焚燒量随着垃圾分類的(de)深入會減少(源頭減量、可回收物增加、易腐垃圾分出(chū)),這(zhè)樣會對焚燒項目的(de)運營造成影響。爲(wéi / wèi)保障焚燒廠的(de)利益,需要(yào / yāo)通過增加新的(de)焚燒種類如填埋場垃圾、農業廢棄物等來(lái)協同。

污水廠商品碳源投加增加碳排放與運營成本,而(ér)采用易腐垃圾制備所得碳源減少了(le/liǎo)污水處理成本,同時(shí)也(yě)降低了(le/liǎo)易腐垃圾項目的(de)投資成本,縮短了(le/liǎo)流程,提高了(le/liǎo)易腐垃圾治理的(de)穩定性與經濟性,這(zhè)是(shì)一(yī / yì /yí)個(gè)多方共赢的(de)協同。

垃圾處理處置(包括垃圾分類)和(hé / huò)污水處理一(yī / yì /yí)般分屬于(yú)城管部門和(hé / huò)水務等公共事業管理部門,各地(dì / de)會有一(yī / yì /yí)定差異,但二者均歸屬住建部門。可以(yǐ)從頂層設計方面入手,把固廢治理與污水治理統籌來(lái)考慮,先獨立分析固廢治理與污水處理的(de)特點與痛點,再統籌固廢處理與污水處理的(de)可結合點,按照“以(yǐ)廢治污”、“減污降碳”、“降本增效”、“無廢城市”的(de)目标,重新梳理固廢治理的(de)工藝路線。

從頂層設計入手,做好統籌規劃,更有利于(yú)垃圾分類、易腐垃圾處理處置工作的(de)科學、高效推進。

04

小 結

垃圾分類目的(de)是(shì)節約原生資源、減少碳排放,從而(ér)達到(dào)提高人(rén)居環境品質。垃圾分類與時(shí)俱進,分類的(de)推進産生的(de)易腐垃圾問題,也(yě)需要(yào / yāo)不(bù)斷創新、不(bù)斷探索,與時(shí)俱進,解決面臨的(de)新問題。

易腐垃圾處理處置的(de)技術研究與進步是(shì)特别重要(yào / yāo)的(de)舉措,與此同時(shí),治理架構與治理體系建設也(yě)非常重要(yào / yāo)。方向與方法對了(le/liǎo)會有事半功倍的(de)效果。

謹以(yǐ)以(yǐ)上(shàng)幾點思考與大(dà)家分享,希望能起到(dào)抛磚引玉的(de)效果。

(作者系深圳市盤龍環境技術有限公司總工程師)

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