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浙江大学 “城镇易腐垃圾资源化(huà)利用技(jì)术(shù)研讨会” 的三点思考
 2023.08.10 |  1212次浏览(lǎn) |  分(fèn)享(xiǎng)至

米兰

01 

研讨会

垃圾(jī)分类政策是推进(jìn)精神文明与物质文明高品质可持续发展、人居环境持续(xù)改善的举措。易腐垃圾作为生活(huó)垃圾分(fèn)类的一部分,对环(huán)境影响最大(易腐产(chǎn)酸、孳生(shēng)蚊蝇鼠患、排放有毒有(yǒu)害气体(tǐ)),是垃圾分类治(zhì)理(lǐ)的痛点和难点。

2023年7月,我参加了浙大和浙江环境学会(huì)组织的(de)“城镇易腐(fǔ)垃圾资(zī)源化(huà)利用技术研讨(tǎo)会”,并发表了题为“厨余精细预处理定向制酸全(quán)量(liàng)替代补充碳源技术(shù)与(yǔ)案例分享(xiǎng)”演讲。

感谢吴伟(wěi)祥老师以及主办单位(wèi)(浙(zhè)大、环境学会)的辛勤付(fù)出(chū),为易腐垃(lā)圾(jī)治(zhì)理发展提供了新的技术与案例分享,这(zhè)为行(háng)业的(de)发(fā)展提供了很多有益的探索与实践(jiàn)。

这次研讨会既有政策与学(xué)术层面的探讨,也有(yǒu)技(jì)术(shù)应用方(fāng)面的(de)交流,同时还分享了(le)一(yī)些工程实(shí)践(jiàn)案例。

政策与标(biāo)准的制定(dìng)有利于行业(yè)规范化,而(ér)微观的技术突破则有利于行业的发展。依托工程(chéng)案例所支撑的技术和(hé)技术实(shí)践为(wéi)从(cóng)源头产生(shēng)、中(zhōng)间治理到产物(wù)出(chū)路(lù)三方(fāng)面的(de)有机结(jié)合提供了宝贵的实践经验,更(gèng)有利于我们全链(liàn)条系统解决易腐垃圾问(wèn)题。

目前(qián)解决易腐垃圾治理的技术与(yǔ)路(lù)线问题(tí),主要有厌氧产(chǎn)沼(zhǎo)气、堆肥、养(yǎng)虫子等(děng)。

厌(yàn)氧(yǎng)产(chǎn)沼是目前最为主流的工艺路线,但需(xū)要通过技术创新提高各(gè)个工(gōng)艺单元的效率和稳定性。

堆(duī)肥(féi)和养虫子也有一定的应用场景,也占有一(yī)定比例的(de)市(shì)场规模和项目实践。

此外,我(wǒ)们公(gōng)司还研发(fā)了一条新的工艺技术(shù)路线——厌氧(yǎng)制酸,采(cǎi)用新(xīn)的工(gōng)艺单元创(chuàng)新组合,整体提高易腐垃(lā)圾的治(zhì)理效率,实(shí)现生(shēng)产与(yǔ)产物出路的稳(wěn)定性(xìng),过程(chéng)与结果(guǒ)的低碳性,以(yǐ)及投资与运(yùn)营的经济性。

以下是我对本次(cì)研讨的一些思考,供参考(kǎo)。

 

02

厌氧的痛点

易(yì)腐垃圾(又称湿(shī)垃圾或厨余垃圾)处理处置是生活垃圾分类后治理的痛点与难点。目(mù)前主流(liú)的工艺路线是采(cǎi)用(yòng)厌氧产(chǎn)沼(zhǎo)技术,转(zhuǎn)化为沼气并加以(yǐ)利用,再将(jiāng)预处理(lǐ)残渣、沼液(yè)、沼渣、臭气单独(dú)处(chù)理。

虽(suī)然采用该路线(xiàn)可以达到环保与管(guǎn)理(lǐ)基本要求,但(dàn)问题(tí)也(yě)是有目共睹(dǔ)的。采用(yòng)厌氧制沼技(jì)术的(de)运行案例(lì)中,很多都(dōu)运营不理想。究其(qí)原因,主要有以下几点:

  1. 系统(tǒng)性问题。易(yì)腐垃圾处理处置包含水、有机(jī)质、杂(zá)质、臭气、油(yóu)脂等五(wǔ)个方面的问(wèn)题,部(bù)分项目并(bìng)没有全面(miàn)、系统、均(jun1)衡的逐一解决。其(qí)中,影响环保的因素主(zhǔ)要是水、臭(chòu)气和有机质;影响经(jīng)济的因素主(zhǔ)要是水、臭气(qì)、油脂与杂质;影响稳定性的主要是(shì)水、有机质与杂质(zhì)。
  2. 工艺问题(tí)。易腐(fǔ)垃圾采用厌氧产沼工艺,工艺(yì)流程长、投资(zī)大、运营(yíng)成本高(gāo)、资(zī)源(yuán)化率低,且存在二次(cì)污染和(hé)产物种类多出(chū)路(lù)受阻不(bú)稳定等问题。
  3. 安(ān)全(quán)问题。采用厌(yàn)氧产沼(zhǎo)工艺,产出物(wù)之(zhī)一沼气属于易燃易爆气体,项目从设计到实施需要在(zài)安全方面(miàn)进行全方位的(de)考(kǎo)量,同时因为(wéi)安全距(jù)离需要符合相关规(guī)范和管理要求,使得(dé)项目的占地偏(piān)大,造(zào)成选(xuǎn)址等方面的(de)困难。
  4. 污水问题(tí)。易(yì)腐垃圾产生的污水排放执行的是纳管标准,也就是说(shuō)项目选址严重依赖市(shì)政(zhèng)管网,且处理后污水还(hái)需要污水厂二次处理,如(rú)果在场内实现直排,则(zé)处理成本将(jiāng)进(jìn)一(yī)步(bù)大幅提高。

这次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),比如说堆(duī)肥、养虫,比如提高厌氧产沼效率、降低水处理成本、提高除(chú)臭(chòu)效率、实现碳减排等(děng)等。如果有(yǒu)可能(néng)把这些技术综合在(zài)一个案例(lì)上,能(néng)减(jiǎn)污降(jiàng)碳、经济、稳定、可(kě)持续发展(zhǎn)吗?如果各个工艺单(dān)元都做得很(hěn)好了,为何(hé)不受市场欢迎呢?这种(zhǒng)现象值得深思。

 

03

三(sān)点思考(kǎo)

第一思考点:厌(yàn)氧产沼是不是唯一的主流工艺?

目前厌氧产沼技(jì)术(shù)路线的主要(yào)问题之一是商(shāng)业模式(shì)的建立(lì)。目前(qián)厌氧产沼项目的收(shōu)入(rù)来源主(zhǔ)要有油(yóu)脂收入(rù)和补贴(tiē)收(shōu)入。不同项目(mù)、不(bú)同地区(qū)的油脂有各自特点,存(cún)在较大差异,此外(wài)油脂(zhī)收(shōu)入还(hái)会有较大的市(shì)场波动风险。而关于补(bǔ)贴价格也(yě)尚(shàng)未实现共识。这些因素影响着易腐(fǔ)垃圾厌(yàn)氧路线(xiàn)商业模式和长(zhǎng)效机(jī)制的实现。说明主工(gōng)艺选择和技术上还有较大的改进空间。

部分环(huán)保学(xué)者或者(zhě)和(hé)从(cóng)业工作者又提出了养虫、制肥工艺等,以提高项目的资(zī)源化水平,并且也实施了一些案例(lì)。这些资源化(huà)实践同样受到整个生产链条(tiáo)和全(quán)年长效(xiào)稳(wěn)定贯(guàn)通(尾端受市场(chǎng)、季节影响)的挑战。通过强化易腐垃(lā)圾的部分资源化提高效益,改善经济(jì)性(xìng)的做法对于实现整体减污降碳、经(jīng)济、稳(wěn)定、可(kě)持(chí)续发展的目(mù)的,会有(yǒu)一定的(de)局限性。

厌氧产(chǎn)沼技术及其优化主要(yào)是针对有(yǒu)机质转化为能源这(zhè)一工艺(yì)单元(yuán),不能代表易腐垃圾(jī)处理的全部。有没有(yǒu)可能在厌氧产沼技术路(lù)线(xiàn)的基础上,实现多条技术路线并行(háng),**为不同地区、不同特征项目(mù)、不同(tóng)场景提(tí)供(gòng)更(gèng)多(duō)的(de)路(lù)线选择,更好的(de)实现当地易腐(fǔ)垃圾(jī)的处理处置并(bìng)达到低碳(tàn)、经济、高(gāo)效(xiào)、可持续的目的。

第二(èr)思考点:跨界协同与以废治污的(de)厌氧制酸技(jì)术是否能成为(wéi)主流工艺之(zhī)一?

厌(yàn)氧制酸技(jì)术是利用餐厨垃圾、厨余(yú)垃圾(jī)、果蔬垃圾等易腐垃圾(jī)作为原(yuán)料,精分杂质后制成均质浆液,在厌氧(yǎng)环境下通过微生物水解(jiě)、有机氮转化为无机氮(dàn)、有机磷转(zhuǎn)化(huà)为(wéi)无机(jī)磷(lín)、酸(suān)化产生小分子有机酸,再用物理(lǐ)方法去除有机酸中的悬浮(fú)物、油等杂(zá)质,制成有机酸复合液的(de)一种创新技(jì)术,具有工艺流程短、投资省、占地小、运(yùn)营成本低(dī),产品固碳减少碳排放,全程不加热(rè)能耗低,不加(jiā)药减少二次污染,资源化率(lǜ)高(gāo)等优点,实现了(le)易腐垃圾治理的“减量化、无害化、资源化、稳定(dìng)化”。

减少预处理(lǐ)有机固渣(zhā)产生量。采用(yòng)厌氧制酸(suān)工艺的一(yī)大(dà)特点,是实现有(yǒu)机(jī)质的“液化”,不需(xū)要通过预处理将部(bù)分有机质(zhì)分离进入焚(fén)烧或养虫环(huán)节,实现了工艺路(lù)线的简(jiǎn)化。同时,也实现了垃(lā)圾分(fèn)类实现有机质单(dān)独利用转化(huà)的初衷。

产出物为(wéi)碳(tàn)源实现(xiàn)资源化利用。在城市污水处(chù)理(lǐ)过(guò)程(chéng)中,由于脱(tuō)氮需(xū)要在反硝化过(guò)程中重(chóng)新投加碳源,增加污(wū)水(shuǐ)处理的(de)成(chéng)本,而(ér)易腐(fǔ)垃圾厌氧处理不仅可以产沼气,也可(kě)以通过精准控制实现酸化(huà)后制备碳源(yuán),用于污水处(chù)理碳源的补(bǔ)充,避免了(le)甲醇(chún)、乙酸钠(nà)等(děng)传统(tǒng)碳源的投加(jiā)。这些传(chuán)统碳源的生产,相当部分也是消耗着传统(tǒng)化石原料(liào)。从(cóng)这个意义上讲,采用易腐(fǔ)垃圾制酸替代(dài)传统碳源,从经济角度和节能降碳角度,均有着(zhe)重要的意(yì)义(yì)。

易腐垃圾的产生量与生活污水的产生量均是(shì)以人口基(jī)数为基准测算(suàn)的(de),二者(zhě)的比值(zhí)接(jiē)近一个常数(约(yuē)为1:1000),实际情况也差不多(duō),以深圳为例,日产生易腐垃(lā)圾7000吨,日处理生(shēng)活污水规模700万吨(dūn),其比值为1:1000,理论上可以(yǐ)全量协同替代。如(rú)果(guǒ)水(shuǐ)处理厂不缺(quē)碳源而易腐垃(lā)圾制备(bèi)的有机酸可作为营养源(yuán)投加(jiā)进(jìn)去可以维(wéi)持污水处理系(xì)统的(de)抗冲击性。

易腐垃圾厌(yàn)氧(yǎng)制酸作为碳源实现利用,即实现了工艺(yì)的缩短与优化(huà),产出物又有着广(guǎng)泛(fàn)用途,是一条(tiáo)十分具有应用前景(jǐng)的路线之一。

当然,实现这一路线(xiàn)的闭(bì)环,这(zhè)还需要多部门的协同努力(lì)。

第三思考点:如何把易(yì)腐垃(lā)圾治理(lǐ)路线与治理质(zhì)量系(xì)统统筹(chóu)做好顶层设计?

易(yì)腐垃圾治理有五大(dà)问题包(bāo)括(kuò)水、有机质、杂质、臭(chòu)气、油(yóu)脂,不(bú)能把解决其(qí)中一个或(huò)几个问题就囊括(kuò)解(jiě)决(jué)了易腐垃圾问(wèn)题,需要全面解(jiě)决这五大(dà)问题(tí),需要创新组(zǔ)合五大问题并且低(dī)碳、经济可持续,独(dú)立(lì)解(jiě)决五大问题比组合解决的碳排(pái)放(fàng)与(yǔ)能耗(hào)大。

如(rú)何实(shí)现协同与调动各(gè)个治理单位(wèi)的积极性(xìng)呢?以垃(lā)圾焚烧(shāo)为例,焚烧厂的焚烧(shāo)量(liàng)随(suí)着垃圾(jī)分类的深入会减少(源头减(jiǎn)量、可(kě)回收物增加、易腐垃圾分(fèn)出),这(zhè)样会(huì)对焚烧(shāo)项目的运营造成影响。为保障焚烧厂的利(lì)益,需要通过(guò)增加新的焚烧种类如填埋场垃圾(jī)、农业废弃(qì)物(wù)等来协(xié)同(tóng)。

污水厂商品(pǐn)碳(tàn)源投加增加碳排放(fàng)与运营成(chéng)本,而采用易腐垃圾制备所(suǒ)得碳(tàn)源减少了污水处(chù)理成(chéng)本,同时(shí)也降(jiàng)低了易腐垃圾项(xiàng)目的(de)投资成本,缩短了流(liú)程,提高了易腐垃圾治理的稳定性与经济性,这是一(yī)个多方共赢的协同。

垃圾处理处置(包括垃圾分类)和污(wū)水处理一般分属于(yú)城管部门和水务等(děng)公共(gòng)事业管理部门,各地会有(yǒu)一定差异(yì),但二者均归属(shǔ)住建部门。可以从顶层设计方面(miàn)入手,把固废治理与(yǔ)污水治理统筹来考虑(lǜ),先(xiān)独立分析固废治(zhì)理与污水处理(lǐ)的特点(diǎn)与痛(tòng)点(diǎn),再统筹固废处理(lǐ)与(yǔ)污水处(chù)理的可结合点,按照“以(yǐ)废治(zhì)污”、“减污降(jiàng)碳(tàn)”、“降(jiàng)本增效”、“无废城市”的目标,重新梳理固废(fèi)治(zhì)理的工艺路线。

从顶(dǐng)层设计入(rù)手,做好统筹规(guī)划(huá),更有利于垃圾分类(lèi)、易(yì)腐垃圾(jī)处理(lǐ)处置工作的科学、高效推进。

04

小 结

垃圾分(fèn)类目的是节(jiē)约原生(shēng)资源、减少碳排放,从而达到提高人居环境(jìng)品质。垃(lā)圾(jī)分(fèn)类与(yǔ)时俱进,分类(lèi)的推进(jìn)产生的易腐垃圾问题,也需要(yào)不断(duàn)创新、不断探索,与时(shí)俱进,解决面临的新问题。

易腐垃圾处理处(chù)置(zhì)的(de)技术(shù)研究与进步是特(tè)别重要的(de)举(jǔ)措,与此同时,治理架(jià)构与治理体系建设(shè)也非常(cháng)重要。方向与方(fāng)法对了会有(yǒu)事半功倍的效果。

谨以以上几点(diǎn)思考与大家分享,希望能起(qǐ)到抛砖引玉的效(xiào)果。

(作(zuò)者系深圳市盘龙环境技(jì)术有(yǒu)限(xiàn)公司总工程(chéng)师)

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