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浙(zhè)江大学 “城镇易腐垃圾资源化(huà)利用技术研(yán)讨会(huì)” 的三(sān)点思考
 2023.08.10 |  1226次(cì)浏览(lǎn) |  分享(xiǎng)至

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01 

研(yán)讨会

垃圾分类政策(cè)是(shì)推进(jìn)精神文明(míng)与物质文明(míng)高品质可持续发展、人(rén)居环境持(chí)续改善的举措(cuò)。易腐垃圾作(zuò)为生活垃圾(jī)分类的(de)一部分,对环境影(yǐng)响最大(易腐(fǔ)产酸、孳(zī)生蚊蝇鼠患、排(pái)放有(yǒu)毒有害气体(tǐ)),是垃圾分类治理的痛点和难点。

2023年7月,我(wǒ)参加了浙(zhè)大(dà)和(hé)浙江环境学会组织的“城镇易腐垃(lā)圾资源化利用技(jì)术研讨(tǎo)会”,并发表了题为“厨(chú)余精细预处理定向制酸(suān)全量替代补充碳(tàn)源(yuán)技术与案例(lì)分享”演讲。

感谢吴伟祥老师(shī)以及(jí)主办单位(wèi)(浙大、环境学(xué)会(huì))的辛勤付(fù)出(chū),为(wéi)易腐垃圾治理发展提供了新的(de)技术与案(àn)例分享,这为行业的发展(zhǎn)提供(gòng)了很(hěn)多有益的探索与实践(jiàn)。

这次(cì)研(yán)讨会既(jì)有政(zhèng)策与(yǔ)学(xué)术(shù)层面的(de)探讨,也有技术(shù)应用方面的交流,同时还分享(xiǎng)了一些工程实践案(àn)例。

政策与标准(zhǔn)的制定有利(lì)于行业规范化,而微(wēi)观的技(jì)术突破则有利(lì)于行(háng)业(yè)的发展(zhǎn)。依托(tuō)工程案例所支撑的技(jì)术和技术(shù)实践(jiàn)为从源头产生、中间治理到产物出(chū)路三(sān)方面(miàn)的(de)有机结合提供(gòng)了宝贵的实践(jiàn)经验,更有利于(yú)我们全(quán)链条系统解决(jué)易腐(fǔ)垃圾问题。

目前解决(jué)易腐垃圾治(zhì)理的(de)技术与路线(xiàn)问题,主(zhǔ)要有厌氧产沼气、堆肥(féi)、养(yǎng)虫子(zǐ)等。

厌氧(yǎng)产沼是目前(qián)最为主流(liú)的工艺路(lù)线,但需要通过(guò)技术创(chuàng)新提(tí)高各个工艺单(dān)元的效(xiào)率和稳定性。

堆肥和养虫子(zǐ)也有一定的应用(yòng)场景,也占有一定比例的市场规模和项目实践。

此外,我们公司还研发了一条新的工(gōng)艺技术路线——厌氧(yǎng)制酸,采用(yòng)新的(de)工艺单元创(chuàng)新(xīn)组合,整体提高易腐(fǔ)垃圾的(de)治(zhì)理效(xiào)率,实现生产与产物出路(lù)的稳定性,过程(chéng)与结(jié)果的低碳性,以及投资与运营的(de)经济性。

以下(xià)是我对本次研讨(tǎo)的一些思考,供参考。

 

02

厌氧的痛点

易腐垃圾(又称湿垃(lā)圾或厨余(yú)垃圾)处理处置(zhì)是生活垃圾分类(lèi)后治(zhì)理的痛点(diǎn)与难点。目前主流的工艺路线(xiàn)是采(cǎi)用厌氧(yǎng)产沼(zhǎo)技术,转化(huà)为沼气并加以利用,再将预处理残(cán)渣(zhā)、沼液(yè)、沼渣、臭气单独处理。

虽然采用该路线可以达(dá)到环保与管理(lǐ)基本要求,但问题也是(shì)有目共睹的。采用厌氧制沼技术的运行(háng)案例中,很多都运(yùn)营不理想(xiǎng)。究其(qí)原因,主要有以下几(jǐ)点:

  1. 系统性(xìng)问(wèn)题。易腐(fǔ)垃圾处理处置包含水、有机质、杂质(zhì)、臭气(qì)、油脂等(děng)五个方(fāng)面的问题,部分项目并没(méi)有全(quán)面、系统(tǒng)、均衡的逐一解决。其中,影响环保的因素(sù)主要是水、臭(chòu)气和(hé)有机质(zhì);影响经(jīng)济的因素主要是水、臭气、油(yóu)脂与杂(zá)质;影响稳(wěn)定(dìng)性的主要(yào)是水、有机质与杂质。
  2. 工艺问(wèn)题(tí)。易腐垃圾采用厌氧产沼工艺,工艺(yì)流(liú)程长(zhǎng)、投(tóu)资大、运营成本高、资源化率(lǜ)低,且存在二次污染和产物(wù)种类多出路受阻不(bú)稳定等(děng)问题。
  3. 安全问题。采用厌氧产沼(zhǎo)工艺(yì),产出物之一沼气属于易燃易爆(bào)气体,项目从设计到(dào)实施(shī)需要在安全方面进行全方位的考(kǎo)量,同时因为安(ān)全距(jù)离需要符合(hé)相关规范和管理要求,使得项目的占地(dì)偏大,造成选(xuǎn)址等(děng)方面(miàn)的(de)困难。
  4. 污水问题。易腐垃圾(jī)产生的污水排(pái)放执行的是纳(nà)管标准,也就是说项目选址严重依赖市政管网,且处理后污(wū)水还需要污水厂(chǎng)二次处理,如果(guǒ)在场内实现直排,则(zé)处(chù)理(lǐ)成本将进一步大幅提高。

这次研讨会(huì)有关于有机质资(zī)源化的多种技术路(lù)线和技术改进,比如说(shuō)堆肥、养虫,比(bǐ)如提高厌氧产沼效率、降低水处(chù)理(lǐ)成本(běn)、提高除臭效(xiào)率(lǜ)、实(shí)现碳减排(pái)等等。如果有可(kě)能把(bǎ)这些(xiē)技术(shù)综合在一个案例上,能减污降碳(tàn)、经济、稳定(dìng)、可(kě)持续发(fā)展吗?如(rú)果各个工艺单元都做得很好了,为何不受市场欢迎呢?这种现象值得深思(sī)。

 

03

三点思考

第一思考点:厌氧产(chǎn)沼是(shì)不是唯一(yī)的主流工艺?

目前厌氧产沼技术路(lù)线的主要(yào)问题之一是(shì)商业模式的建立(lì)。目前厌氧产沼项目(mù)的收(shōu)入(rù)来源主要有油(yóu)脂收入和补贴收入(rù)。不同项目、不同地(dì)区的油脂有各(gè)自特点,存(cún)在较(jiào)大差异(yì),此外油脂收(shōu)入还会有较(jiào)大的市场波动风险。而关于补贴价(jià)格也尚(shàng)未实现(xiàn)共(gòng)识。这些因素影响着易(yì)腐垃圾(jī)厌氧路线(xiàn)商业(yè)模式和长效机制(zhì)的实现。说明主工(gōng)艺选择(zé)和技(jì)术(shù)上还有较大(dà)的改进空间。

部分环保学者(zhě)或者和从业(yè)工(gōng)作者又提出了养虫、制肥工艺等(děng),以提高项目的资(zī)源化(huà)水(shuǐ)平,并(bìng)且也实施了一些(xiē)案例。这些资源化实(shí)践同样受到整个生产链条和全(quán)年长(zhǎng)效稳定贯通(tōng)(尾端受(shòu)市(shì)场、季节影响)的挑战。通过强化易腐垃圾的部(bù)分资(zī)源化提高效益(yì),改善(shàn)经济性的做法对于实现整体减污降碳、经济、稳定、可持续(xù)发展的目的,会(huì)有一(yī)定(dìng)的局限性。

厌氧产沼技术及其优化(huà)主(zhǔ)要是针对有机(jī)质转化为能源(yuán)这(zhè)一工(gōng)艺(yì)单(dān)元,不能代表易腐(fǔ)垃圾(jī)处理的全(quán)部。有没有可能在厌(yàn)氧产(chǎn)沼(zhǎo)技术路线的(de)基础上,实现多条技(jì)术路线(xiàn)并行(háng),**为不同地区、不同(tóng)特征项目、不同场景提供更多的路线选择,更(gèng)好(hǎo)的实现当地易腐垃(lā)圾的处理处置并达(dá)到低(dī)碳、经济、高效、可持续的目的。

第二(èr)思考点:跨界协同与以废治污的厌氧(yǎng)制酸技(jì)术是否能成为主流工艺之一(yī)?

厌氧制酸技术是(shì)利用餐厨垃(lā)圾、厨余垃圾(jī)、果蔬垃圾等易(yì)腐垃(lā)圾作为原料,精分(fèn)杂质后制成(chéng)均质(zhì)浆液,在厌氧(yǎng)环境下通(tōng)过(guò)微(wēi)生(shēng)物(wù)水(shuǐ)解、有机氮转化为无机氮、有机磷转化为无机磷、酸化(huà)产生小(xiǎo)分子有(yǒu)机酸,再用物理方法去除有机酸中的悬浮(fú)物、油等杂质(zhì),制成有(yǒu)机酸复合液的一种创新技术,具有工艺流程短、投资省、占地小、运营成本低,产品固碳减少碳排放,全程(chéng)不加热(rè)能耗低,不加药减少二(èr)次污染,资源化率高(gāo)等优点,实现了(le)易腐垃圾(jī)治理(lǐ)的“减量化、无害化、资源化、稳定化”。

减少预(yù)处理有机固(gù)渣产生量。采用(yòng)厌氧制(zhì)酸(suān)工(gōng)艺的一(yī)大特点(diǎn),是实现有机质(zhì)的“液化”,不需要通过预(yù)处理将部分有机(jī)质分离(lí)进入焚烧或养虫(chóng)环节(jiē),实现了工艺路线的(de)简化。同时,也实现了垃圾分(fèn)类实现有机(jī)质(zhì)单(dān)独利用转(zhuǎn)化(huà)的初(chū)衷(zhōng)。

产出(chū)物为碳源实现资源化利用(yòng)。在城(chéng)市(shì)污水处理(lǐ)过程中,由于脱氮需要在(zài)反硝化过程中(zhōng)重新投加碳源,增加污水处理的成本(běn),而易腐垃圾厌氧处理(lǐ)不仅可以(yǐ)产沼气,也可以通过精准控制实现酸(suān)化后制(zhì)备(bèi)碳源,用于污水处理碳源的补充,避免了(le)甲醇、乙酸钠(nà)等传统碳源(yuán)的(de)投(tóu)加。这(zhè)些传统碳源的生产,相当部(bù)分也是消耗着传统化(huà)石原料。从这个意义上(shàng)讲(jiǎng),采用(yòng)易腐垃圾(jī)制酸替代传(chuán)统(tǒng)碳(tàn)源,从经济角(jiǎo)度(dù)和节能降碳角度,均(jun1)有着重要(yào)的意义(yì)。

易腐垃圾的产生量与生活污水的产(chǎn)生量均是以(yǐ)人口基数(shù)为基准测(cè)算的,二者(zhě)的(de)比值接近一个常数(约为1:1000),实际情况也差不多(duō),以深圳为例,日(rì)产生易腐垃圾7000吨,日处(chù)理生活污水规模(mó)700万吨,其(qí)比值(zhí)为(wéi)1:1000,理论上可(kě)以全量协同替代(dài)。如果水处理厂不(bú)缺碳源而易腐(fǔ)垃圾制(zhì)备(bèi)的有机(jī)酸可(kě)作为(wéi)营养源投加进去可以维持(chí)污水(shuǐ)处理(lǐ)系统的抗冲击性。

易腐(fǔ)垃圾厌氧制酸作为碳源(yuán)实现利用(yòng),即(jí)实现了工艺的缩(suō)短与(yǔ)优化,产出物又有着广泛用(yòng)途,是一条十分具(jù)有应用前(qián)景的路线之一。

当然,实现这一路线的闭环,这还需要多部(bù)门的协同努力。

第(dì)三(sān)思考点:如何把易腐垃圾治理路线与治理质量系统(tǒng)统筹做好顶层设计?

易腐垃圾治(zhì)理有五大问题包括(kuò)水(shuǐ)、有机质、杂(zá)质、臭气、油脂,不(bú)能把解(jiě)决其中一个或几个(gè)问题就囊括解(jiě)决了(le)易腐垃圾问题,需(xū)要全面解决(jué)这五大问题,需要创新组合五大(dà)问题并且低碳(tàn)、经济可(kě)持续,独(dú)立解决五大(dà)问题比(bǐ)组合解决的碳(tàn)排放与能耗大(dà)。

如何实现(xiàn)协同与调动(dòng)各个治(zhì)理单位的积极(jí)性呢?以垃圾焚烧为(wéi)例,焚(fén)烧厂(chǎng)的焚烧量(liàng)随着(zhe)垃圾分类的深入会减少(源头减量、可回收(shōu)物增加、易腐垃圾分(fèn)出),这(zhè)样(yàng)会对焚烧项目(mù)的运营(yíng)造(zào)成影(yǐng)响。为(wéi)保障(zhàng)焚烧厂的(de)利益,需要(yào)通过增加新的焚烧种类(lèi)如填埋场垃圾、农(nóng)业(yè)废(fèi)弃(qì)物等来(lái)协同。

污(wū)水厂商品碳源投加增加碳排放与运营成(chéng)本(běn),而采用易(yì)腐(fǔ)垃圾制备所得碳源(yuán)减少了污水处理成本,同(tóng)时也降低(dī)了(le)易腐垃圾项目的投资成本,缩短了流(liú)程,提高了易腐垃圾(jī)治理的(de)稳定性与经济性,这是一个多方(fāng)共赢的协同(tóng)。

垃圾处理处(chù)置(zhì)(包括(kuò)垃圾(jī)分(fèn)类)和污水处理一般分属于城管部门和水务(wù)等(děng)公共事业管理部门,各地(dì)会(huì)有一(yī)定(dìng)差异,但二者均归(guī)属住建部门(mén)。可(kě)以(yǐ)从(cóng)顶(dǐng)层设计方面入手,把固(gù)废治(zhì)理与污水治理统筹来考虑,先独立分析(xī)固废(fèi)治(zhì)理与污水处理的特点与痛点,再统(tǒng)筹固废(fèi)处理与污水处理的可结合点,按照“以废(fèi)治污”、“减污(wū)降(jiàng)碳”、“降(jiàng)本增效”、“无废城市”的目标,重新梳理(lǐ)固废治理(lǐ)的工艺路线。

从顶层设计(jì)入手,做好统筹规(guī)划,更有利于垃圾分类(lèi)、易腐(fǔ)垃(lā)圾处理处置工作的(de)科学(xué)、高(gāo)效(xiào)推进(jìn)。

04

小 结

垃圾分类目的是(shì)节约原生资源、减少碳排放(fàng),从(cóng)而(ér)达到提(tí)高(gāo)人(rén)居环境品(pǐn)质。垃圾分类与(yǔ)时(shí)俱进,分类的推(tuī)进产生的易腐垃圾问题,也需要不断创(chuàng)新、不(bú)断探索,与时俱进,解决面临的新问题。

易(yì)腐(fǔ)垃圾处理处置的技术研(yán)究与进步是(shì)特别重要的举措,与(yǔ)此同时(shí),治理架构与治(zhì)理体(tǐ)系建设也非常重要(yào)。方向与方法对了会有事半功(gōng)倍的(de)效果。

谨以以上几点思考与(yǔ)大家分享(xiǎng),希望(wàng)能起到抛砖引玉的效果(guǒ)。

(作者系深圳市盘龙(lóng)环(huán)境技术有限(xiàn)公司总(zǒng)工程(chéng)师)

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