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浙江大学 “城镇(zhèn)易腐垃圾资源化(huà)利用技术研(yán)讨会” 的(de)三点思考
 2023.08.10 |  1195次浏(liú)览 |  分享至

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01 

研讨会

垃圾分类政策是(shì)推进(jìn)精神文明与物(wù)质文明(míng)高品质可持续发展(zhǎn)、人(rén)居环境持续改善的举措(cuò)。易腐垃圾作为生活垃圾分类的一部分,对环(huán)境影响最大(dà)(易腐产酸、孳生蚊蝇鼠患、排放有毒有害气体),是垃圾分类治理的痛点(diǎn)和难点。

2023年7月,我参(cān)加(jiā)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术研(yán)讨会”,并发(fā)表了题为“厨余精细预处理定(dìng)向制酸全(quán)量替(tì)代补充碳(tàn)源技(jì)术与案(àn)例分享”演讲。

感(gǎn)谢(xiè)吴伟祥老(lǎo)师以(yǐ)及(jí)主办(bàn)单位(浙大、环境学会)的辛(xīn)勤付出,为(wéi)易(yì)腐垃圾治理(lǐ)发展提供了(le)新的技术与案例分享,这为行业的发(fā)展提供了很(hěn)多有(yǒu)益的探(tàn)索与(yǔ)实践。

这次研讨会既有政策与学(xué)术层(céng)面的探讨(tǎo),也有技术应用方面的交流,同时还分享了一(yī)些(xiē)工程实(shí)践案(àn)例。

政策与标准的制(zhì)定有利(lì)于行(háng)业规范化,而微观的技术突破(pò)则有(yǒu)利于(yú)行业的发展。依托工程案例(lì)所支撑的技(jì)术和技术实践为从源头产生、中间治理(lǐ)到产物(wù)出路三方面(miàn)的有机结合提供了(le)宝贵(guì)的实践经验,更有利(lì)于我们全链条系(xì)统解决易腐垃(lā)圾问(wèn)题。

目前解决(jué)易腐垃圾治理的技术与路(lù)线问题,主要有厌氧产沼气、堆肥、养虫子等(děng)。

厌(yàn)氧(yǎng)产(chǎn)沼(zhǎo)是(shì)目前最为主流的(de)工艺路线,但需要(yào)通过技术创新提高各个(gè)工艺单(dān)元的效率和(hé)稳定性。

堆肥和(hé)养虫子也有一定的应用(yòng)场景,也(yě)占有一定比例(lì)的市(shì)场规模和项目实(shí)践。

此外,我们公司(sī)还研发了(le)一条新的工艺技(jì)术路线——厌氧制酸,采用新的工艺单元创新组合,整体提(tí)高易腐垃圾的(de)治(zhì)理(lǐ)效率,实现(xiàn)生产与产物出路的稳定性,过程与结果的低(dī)碳性,以及投资(zī)与运营的经济性。

以下是我对本次研讨的一些思考,供参考。

 

02

厌氧(yǎng)的(de)痛点

易(yì)腐垃圾(又称湿垃圾或(huò)厨余垃圾)处理处置是生(shēng)活垃(lā)圾分类(lèi)后治理的痛点与难点。目(mù)前主(zhǔ)流的工(gōng)艺路线是采(cǎi)用厌氧产沼技术,转化为(wéi)沼气并加以利用,再将预处理残渣、沼(zhǎo)液、沼渣、臭气单独处理(lǐ)。

虽然采用该路线可以达到(dào)环保与管理基本要求,但问题(tí)也(yě)是(shì)有目共睹的。采用厌氧制沼技术(shù)的运行案例(lì)中,很多都运营不理想。究(jiū)其原因,主要有(yǒu)以下几(jǐ)点(diǎn):

  1. 系统性问题(tí)。易腐垃圾处理处(chù)置(zhì)包含水、有机(jī)质、杂质、臭气(qì)、油脂等五个方面的问题,部分项目并(bìng)没有全面、系统、均衡的(de)逐一解决。其(qí)中,影响环保的因素(sù)主要(yào)是水、臭气和有机质;影响经济的因(yīn)素(sù)主要是水、臭气、油脂与杂(zá)质;影响稳定性的主要是水、有(yǒu)机质与杂质。
  2. 工艺问题。易腐垃(lā)圾采(cǎi)用厌氧(yǎng)产(chǎn)沼(zhǎo)工(gōng)艺,工(gōng)艺流程长、投(tóu)资大、运(yùn)营(yíng)成本高、资源化(huà)率低,且(qiě)存在二次污染和产物(wù)种类多出路受阻不稳定等问(wèn)题。
  3. 安全问题(tí)。采用厌氧产(chǎn)沼工艺,产出物之一沼气属于易燃(rán)易爆气体,项目从设计到实(shí)施需要(yào)在安全方面进行全(quán)方位的(de)考量,同时因为安全距(jù)离需(xū)要符合相关规范和管(guǎn)理要求,使(shǐ)得项目的占地偏大,造成选(xuǎn)址(zhǐ)等方面的困难。
  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,也就是说项目选址严重依赖(lài)市政(zhèng)管网,且(qiě)处理后污水还需要污水厂二次处理(lǐ),如果在场(chǎng)内实现直(zhí)排,则处理成本(běn)将进一(yī)步大幅提高。

这次研讨会有关于有机质资源化的(de)多种技(jì)术路线和技术改进,比如说(shuō)堆肥(féi)、养虫,比如提高(gāo)厌氧产沼效率、降低水处理(lǐ)成本、提(tí)高(gāo)除臭效率、实现碳减排等等(děng)。如果有可能(néng)把这些技(jì)术(shù)综合在一个(gè)案例(lì)上,能减污降碳、经济、稳定、可持续发展(zhǎn)吗?如果各(gè)个工(gōng)艺单(dān)元都做得(dé)很好了(le),为何不受市(shì)场欢迎呢?这种现象(xiàng)值得深思。

 

03

三(sān)点思(sī)考

第(dì)一思考(kǎo)点:厌氧产沼是不是唯一的主流(liú)工艺(yì)?

目前厌氧产沼技术路线的主要问题之一是商业(yè)模式的建立。目(mù)前厌氧产沼项目的(de)收入来源主要有油脂收(shōu)入(rù)和补贴收入。不同项(xiàng)目(mù)、不同地区(qū)的油脂有各自特(tè)点,存(cún)在较大差异,此外(wài)油脂收入还会有较大的(de)市场波动风险。而关于补贴(tiē)价格也尚未实现共识(shí)。这些(xiē)因素影响着易腐垃圾厌氧路线(xiàn)商业模式和长(zhǎng)效机制的实现。说明主工艺选择和(hé)技(jì)术上还有较大的改(gǎi)进空间。

部分环(huán)保(bǎo)学者或(huò)者(zhě)和(hé)从业工作者又(yòu)提出了养虫、制肥工艺等,以提(tí)高项目的资源(yuán)化水(shuǐ)平,并且也实施了一些(xiē)案例。这些资源化(huà)实践同样(yàng)受到整个(gè)生(shēng)产链(liàn)条和全年长(zhǎng)效稳定贯通(尾端受市(shì)场、季节影响)的挑战。通过(guò)强化(huà)易腐(fǔ)垃圾(jī)的部分资源化提高效益,改善经济(jì)性的做法对(duì)于实现整体减污降(jiàng)碳(tàn)、经济、稳定(dìng)、可持续发展的目的,会(huì)有一定(dìng)的局限性。

厌氧(yǎng)产沼技术及(jí)其(qí)优化主要是针对有机质转化为(wéi)能源这一工艺单元,不能代表易腐垃(lā)圾处理的(de)全部。有没有可能在厌氧(yǎng)产沼(zhǎo)技术(shù)路线的(de)基础上(shàng),实现(xiàn)多条(tiáo)技术(shù)路线并行,**为不同地区、不同(tóng)特征项(xiàng)目、不同场景提(tí)供(gòng)更多的路线(xiàn)选择,更好的实现当地易腐垃(lā)圾(jī)的处理处置并达到低碳(tàn)、经济、高效、可持续的目(mù)的。

第二思考(kǎo)点:跨界协同与以废治污的厌氧制酸技术是(shì)否能(néng)成为主流工艺之一?

厌氧制酸技术是利用餐厨垃(lā)圾、厨余(yú)垃圾、果(guǒ)蔬垃圾等易腐垃(lā)圾作为原料,精分杂质(zhì)后制成均质(zhì)浆液,在厌氧环境下通过微生物水解、有机氮(dàn)转化为无机氮、有(yǒu)机磷(lín)转化为(wéi)无(wú)机(jī)磷、酸化产生小分子(zǐ)有机酸,再用物(wù)理方法去(qù)除有机酸中的悬浮物(wù)、油等(děng)杂质,制成有机(jī)酸复合液(yè)的一种创(chuàng)新技术,具有工艺流程短、投资省(shěng)、占(zhàn)地小、运营成(chéng)本低,产品固碳(tàn)减少碳排放,全(quán)程(chéng)不加热能耗低(dī),不(bú)加药减少二次污染,资源(yuán)化率高等优点,实现了易腐(fǔ)垃圾治理的(de)“减(jiǎn)量化、无害化、资(zī)源化、稳定(dìng)化”。

减少预处理有(yǒu)机固(gù)渣产生量(liàng)。采用厌(yàn)氧制酸工(gōng)艺的(de)一大(dà)特点,是实现有机质的“液化”,不需(xū)要通过预处(chù)理将部分有(yǒu)机质分离进入焚烧或(huò)养(yǎng)虫(chóng)环节,实(shí)现了工艺路线的简化。同时(shí),也实现了垃圾分类实现有(yǒu)机质单独利用转(zhuǎn)化(huà)的初衷。

产出(chū)物为碳源实现资源(yuán)化利用。在城市污水(shuǐ)处理过程中,由于脱(tuō)氮需要在反硝化(huà)过程中重(chóng)新投加碳源,增加污水(shuǐ)处理的成本,而易腐垃圾(jī)厌氧处理不仅(jǐn)可以(yǐ)产沼气,也(yě)可以通过精准控制实现酸化后制备碳源(yuán),用于(yú)污水处理碳源的补充,避免了甲醇(chún)、乙酸钠等(děng)传统碳源的投(tóu)加。这些传统碳源的(de)生产,相当(dāng)部分也是消耗着传统化石原料。从这个意义上讲,采用易腐垃圾制酸(suān)替代传统(tǒng)碳源,从经济角(jiǎo)度(dù)和节能降(jiàng)碳角(jiǎo)度,均有(yǒu)着(zhe)重要的意义。

易腐垃圾的产(chǎn)生量与生活污水的产生量均(jun1)是以人口(kǒu)基数为基(jī)准(zhǔn)测算的,二者的比值接近一个常数(shù)(约为1:1000),实际情况也差(chà)不多,以(yǐ)深圳(zhèn)为(wéi)例,日产生易腐垃圾7000吨,日处(chù)理生(shēng)活(huó)污水规模700万吨(dūn),其比值为(wéi)1:1000,理论上可以全量协同(tóng)替代。如果水处理厂不缺碳源而易(yì)腐垃圾制备的有机(jī)酸(suān)可作为营(yíng)养(yǎng)源投加(jiā)进去可以维持(chí)污(wū)水(shuǐ)处理系统的(de)抗冲击性。

易腐垃圾厌氧制酸作为碳(tàn)源(yuán)实现利用,即实现(xiàn)了工艺(yì)的缩短与优化,产出物又有(yǒu)着(zhe)广泛用途,是一(yī)条十分具有(yǒu)应用前景(jǐng)的路(lù)线(xiàn)之一。

当然,实现这一路线的闭环(huán),这还需要多部门(mén)的协同(tóng)努力。

第三思(sī)考点:如(rú)何把易腐垃(lā)圾治理路线(xiàn)与治理质量系统统筹做(zuò)好(hǎo)顶层设计(jì)?

易腐(fǔ)垃圾治理(lǐ)有五大问题(tí)包括水、有机质、杂质(zhì)、臭气(qì)、油脂,不(bú)能把解(jiě)决其中(zhōng)一个或几个(gè)问题就囊括解决了(le)易(yì)腐垃圾问(wèn)题,需(xū)要全面解决这五大问题,需要创新组合五大问(wèn)题并且低碳、经济可持续,独(dú)立解决(jué)五(wǔ)大问题比(bǐ)组合解决的碳排放与能耗大(dà)。

如何(hé)实现协同与调(diào)动各个治理单位的积极性呢?以垃圾焚烧为(wéi)例,焚(fén)烧厂(chǎng)的焚烧量随着垃圾分类的深入会减少(源头减量、可回收物增加(jiā)、易腐垃圾分出),这样会对焚(fén)烧项目的运营造成影响。为(wéi)保障焚烧厂的利(lì)益,需要通过增加新的焚烧种(zhǒng)类如填埋场垃(lā)圾、农业(yè)废(fèi)弃物(wù)等(děng)来协同(tóng)。

污(wū)水厂商品碳源投加增加碳排放与运营成(chéng)本,而采用易腐垃(lā)圾(jī)制备所(suǒ)得(dé)碳源(yuán)减(jiǎn)少(shǎo)了污水处理成本,同时也降(jiàng)低了易腐垃圾项目(mù)的投资成(chéng)本,缩短了流程,提高了易腐垃圾(jī)治理的稳定性与经济性,这(zhè)是一个多方(fāng)共(gòng)赢(yíng)的协(xié)同。

垃(lā)圾处理(lǐ)处置(包括(kuò)垃圾分类)和污水处理一般分(fèn)属于城管部门和水务等(děng)公共事业管理部(bù)门,各地会有一定差异,但二者均归属(shǔ)住建(jiàn)部门。可以(yǐ)从顶层设计方面入手,把固废(fèi)治(zhì)理与污水治理统筹来考虑,先独立分析固废治理与污水(shuǐ)处(chù)理(lǐ)的特点与痛点,再(zài)统筹固废处理与污水处理的可结合点,按照(zhào)“以废治污”、“减污降碳(tàn)”、“降(jiàng)本增(zēng)效”、“无废城市”的目标(biāo),重新梳理(lǐ)固(gù)废治理(lǐ)的工艺路线。

从顶层设计(jì)入手,做好统筹规划,更有利于垃圾分类、易腐垃圾处理处置工作的科学、高效推进。

04

小 结

垃圾分类(lèi)目的是节约原生资源、减少碳排放,从(cóng)而达到(dào)提高人居环境品质。垃圾分类(lèi)与时俱进,分类的推(tuī)进产生的(de)易腐垃圾问题,也需要不断创新、不断探索,与时俱进,解(jiě)决面临的新问题。

易腐垃圾处(chù)理处置的技术(shù)研究与(yǔ)进步是特别重要的举措,与此同时(shí),治理架构与治理体系建设也非(fēi)常重要。方向(xiàng)与方法对了(le)会有事(shì)半功(gōng)倍的效果。

谨以以上几点思考与大(dà)家分享(xiǎng),希望能(néng)起到抛砖引(yǐn)玉的(de)效果。

(作者系深圳(zhèn)市盘龙环境技术有限(xiàn)公司总工程师(shī))

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