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浙江大学(xué) “城镇易腐垃圾资(zī)源化利用(yòng)技术研讨会” 的(de)三(sān)点思考
 2023.08.10 |  1214次浏览 |  分享至(zhì)

皇冠

01 

研(yán)讨会

垃圾分类政策是推(tuī)进(jìn)精神(shén)文明与物质文明高(gāo)品质可持续发展、人居环(huán)境持续改善(shàn)的(de)举措。易腐垃圾作为生(shēng)活垃(lā)圾(jī)分(fèn)类的(de)一部分,对环(huán)境影响最大(易腐产酸(suān)、孳生蚊(wén)蝇(yíng)鼠(shǔ)患、排放有毒有害气体(tǐ)),是垃圾分类治理的(de)痛点(diǎn)和(hé)难点。

2023年7月,我参加了浙大和浙江(jiāng)环(huán)境学会组(zǔ)织的“城镇易腐垃圾资源化利用(yòng)技术研(yán)讨会”,并发表了题为“厨余精细预(yù)处理定向制酸全量替代补充碳(tàn)源技(jì)术与案例分享”演讲(jiǎng)。

感谢吴伟祥老师以及主办(bàn)单位(浙大、环境学会)的辛(xīn)勤付出,为易腐垃圾治(zhì)理发展(zhǎn)提供了(le)新的技术与案例分享,这为行业的发展提供了很多(duō)有益的探索与实践。

这(zhè)次研讨会既有政策与(yǔ)学术层(céng)面的探讨,也有(yǒu)技(jì)术应用方面的交流,同时还分享了一(yī)些(xiē)工程实践案(àn)例。

政策与标(biāo)准的制定有利于行业(yè)规(guī)范化,而微观的技术(shù)突破则(zé)有利于行业(yè)的发(fā)展。依托工程案(àn)例所(suǒ)支撑的技术和技术实践为从源头产生、中间治理到产物出路三方面(miàn)的有机结合(hé)提供了宝贵(guì)的实践(jiàn)经验,更(gèng)有(yǒu)利于我们全链条(tiáo)系统(tǒng)解决易腐垃圾问题。

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

厌氧(yǎng)产(chǎn)沼是目前最为主流的工(gōng)艺路线,但需要通过技术创新提高各个工艺单元的效率和稳(wěn)定性。

堆肥和养虫(chóng)子也有一定的应用场(chǎng)景(jǐng),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艺技术路线——厌氧制酸(suān),采用新(xīn)的工艺单元创新组合,整(zhěng)体提高易(yì)腐垃圾(jī)的治理效率,实现生产与(yǔ)产物出路的稳(wěn)定(dìng)性,过程与结果的低碳性,以及投资与运营的(de)经济性。

以下是我对本次研讨的一些(xiē)思(sī)考(kǎo),供参考。

 

02

厌(yàn)氧(yǎng)的(de)痛点

易腐垃圾(又称湿垃圾或厨余垃圾)处(chù)理处置是生活(huó)垃圾分(fèn)类后治理的痛点与难点。目前主流的工艺路线是采用厌氧产沼(zhǎo)技术,转化为沼气并(bìng)加(jiā)以利用,再将预处理残渣、沼液、沼渣、臭气单独处理(lǐ)。

虽然采用该路线可(kě)以(yǐ)达到环保与管理基本要求,但问(wèn)题也是有目共(gòng)睹的。采(cǎi)用厌氧(yǎng)制沼技术的运行案例(lì)中,很多都运营不理想(xiǎng)。究其原(yuán)因(yīn),主要(yào)有以下几(jǐ)点:

  1. 系(xì)统性问(wèn)题。易(yì)腐垃(lā)圾处理处置包(bāo)含水、有机质、杂质、臭气、油脂等五个方面的问题,部分项目并没有全面(miàn)、系统、均衡的逐一解决。其中,影响环保(bǎo)的(de)因素主要是水、臭(chòu)气和有机质;影(yǐng)响经济的因素(sù)主要是水、臭气、油脂与杂(zá)质;影响稳定(dìng)性的(de)主要是(shì)水、有机质与(yǔ)杂质。
  2. 工艺问题。易腐垃圾(jī)采用厌氧产沼工艺,工艺流程长、投资大、运营成本高、资源化率低,且(qiě)存在二次污染(rǎn)和(hé)产物(wù)种类多出路受阻不稳定等问(wèn)题。
  3. 安全问(wèn)题。采用厌氧产沼工艺,产出物(wù)之一沼气属于易燃易爆气体(tǐ),项目从设计到实施需要(yào)在安全方(fāng)面进行全方位(wèi)的考(kǎo)量,同时因为安全距离需(xū)要符(fú)合相关规范(fàn)和(hé)管理要求(qiú),使得项目的占地偏大,造成(chéng)选(xuǎn)址(zhǐ)等方面的(de)困难。
  4. 污水问题。易腐垃(lā)圾产生(shēng)的污水排放执(zhí)行的是纳管标准(zhǔn),也就(jiù)是说项目选址严重依(yī)赖市政管网,且处(chù)理后(hòu)污水还需要污水厂(chǎng)二次处(chù)理,如果在场内实现直(zhí)排,则处理成本将进(jìn)一步大(dà)幅提(tí)高。

这(zhè)次研(yán)讨会有(yǒu)关(guān)于有机质资源化的多(duō)种(zhǒng)技术路线和技(jì)术改进,比如说堆(duī)肥、养虫,比如提高厌(yàn)氧产沼效率、降(jiàng)低水处理成本、提高除臭效率、实现碳(tàn)减排等等。如果有可能把这些(xiē)技术(shù)综合(hé)在一个(gè)案例上,能减污降(jiàng)碳、经济、稳定、可持续发展吗(ma)?如(rú)果各个(gè)工(gōng)艺单元都做得很好了,为(wéi)何不受市场欢迎呢?这种(zhǒng)现象值得深思。

 

03

三点思(sī)考

第(dì)一思考点:厌(yàn)氧产沼是不是(shì)唯一的主流(liú)工艺?

目前厌氧产(chǎn)沼技术路线的主要(yào)问(wèn)题之一(yī)是商业模式的建(jiàn)立。目前厌氧产沼(zhǎo)项目的收入来(lái)源主要有(yǒu)油脂收入和(hé)补贴(tiē)收入(rù)。不同项目、不同地(dì)区(qū)的油脂有各自特点,存在较大(dà)差异,此外油(yóu)脂收(shōu)入(rù)还会(huì)有较大的市场波动(dòng)风险。而关于补贴价格也尚未实现共(gòng)识。这些因素影响着易腐垃(lā)圾厌氧路线商业模式和长(zhǎng)效机制的实现。说明主工艺选(xuǎn)择和技术上还(hái)有较大的改进空间。

部分(fèn)环(huán)保学者(zhě)或者和从(cóng)业工作者又提出了养虫、制(zhì)肥工艺等,以提高项目的资(zī)源化水平(píng),并且也实(shí)施了一些案例。这些资源化(huà)实践(jiàn)同样受(shòu)到整个生产链条(tiáo)和全年长效(xiào)稳定贯(guàn)通(尾(wěi)端(duān)受市场、季节影响)的挑战。通过(guò)强化易腐垃圾的部分(fèn)资源化提(tí)高(gāo)效益,改善(shàn)经(jīng)济性的做法(fǎ)对于(yú)实现整体(tǐ)减污降(jiàng)碳(tàn)、经济、稳定、可持(chí)续发展的(de)目的,会有一定的局限性(xìng)。

厌(yàn)氧产沼技术及其优化主要(yào)是针对有机质转化为能(néng)源这(zhè)一工艺单元,不能代表易腐垃圾处理的全部。有没有可能在厌(yàn)氧产沼技术路线的基础上,实现多条技术路线并行,**为不同地(dì)区、不(bú)同(tóng)特征项目、不同场景(jǐng)提供(gòng)更多的路线选(xuǎn)择(zé),更好的实现(xiàn)当(dāng)地易腐(fǔ)垃圾的处(chù)理处置并达到低碳、经济(jì)、高效、可持续的目的。

第(dì)二思考点:跨界协同与以废治污的厌氧制酸技术是否能成为主流工艺之一?

厌氧制酸技术是利用餐厨垃圾、厨(chú)余垃圾、果蔬垃(lā)圾等(děng)易腐垃圾作为原料(liào),精分杂质后制成均质浆液,在(zài)厌氧环境下通(tōng)过微生物水(shuǐ)解、有机氮转化为无机氮、有机磷转化为(wéi)无(wú)机磷、酸化产生(shēng)小分子(zǐ)有机酸,再用(yòng)物理方法去除有机酸(suān)中(zhōng)的悬(xuán)浮物、油等杂质(zhì),制成(chéng)有机酸复(fù)合液的一种(zhǒng)创新技术,具有工艺流程短、投资省、占地(dì)小(xiǎo)、运营成本低,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(èr)次污染,资源化率高等优(yōu)点(diǎn),实(shí)现了易腐垃圾治理的“减量(liàng)化(huà)、无(wú)害化、资源化、稳定化”。

减少预处理(lǐ)有机(jī)固渣产生量。采用厌氧(yǎng)制酸工艺(yì)的(de)一大特点(diǎn),是实(shí)现有机(jī)质的“液化”,不需要通过预处理将部分有机(jī)质分离进(jìn)入焚烧或(huò)养虫环(huán)节,实现了工艺路线的简(jiǎn)化。同(tóng)时,也实现了垃圾分类实现有机质单独利用(yòng)转化的初衷。

产出(chū)物为碳源实现资源化利用。在(zài)城市污水处理过(guò)程中,由于脱氮(dàn)需要在反硝(xiāo)化过程中重新投加碳源,增加(jiā)污水处理的成本,而易腐垃圾厌氧处理不仅可(kě)以(yǐ)产沼气,也可(kě)以通(tōng)过精准控制实现酸化后制备碳源,用于污水处理碳(tàn)源的补充,避免了甲醇、乙酸钠等传统(tǒng)碳源的(de)投加。这些(xiē)传统碳源(yuán)的(de)生产,相当部分也是消耗着传统化石原料。从这(zhè)个意义(yì)上(shàng)讲,采用易腐垃圾制酸替代传统碳源,从经(jīng)济角度和节(jiē)能降碳角度,均有(yǒu)着重(chóng)要(yào)的意义。

易腐(fǔ)垃圾的产生量与生活污(wū)水的产生量均是以人口(kǒu)基(jī)数为基(jī)准测算的,二者的(de)比值接近一(yī)个常数(约为1:1000),实际情况也差(chà)不多,以(yǐ)深圳(zhèn)为例,日产(chǎn)生易腐垃圾7000吨,日处理生活污水规(guī)模700万(wàn)吨,其比(bǐ)值为1:1000,理论(lùn)上可以全量协同替代。如果水处(chù)理厂不(bú)缺碳源而易腐(fǔ)垃圾制备的有(yǒu)机(jī)酸可作为营养源投加进去(qù)可以维持污水处理系统的抗冲击性(xìng)。

易(yì)腐垃圾厌氧(yǎng)制酸作(zuò)为碳源实现(xiàn)利用,即实(shí)现了工艺(yì)的缩短与(yǔ)优化,产出物又有着广泛用途,是一条十分具有(yǒu)应用前景的(de)路线(xiàn)之一(yī)。

当然,实现这一(yī)路线(xiàn)的(de)闭环,这还需要多(duō)部(bù)门的协同努力。

第三思(sī)考点:如何把易腐垃圾治理路线与治理质量系统(tǒng)统(tǒng)筹做好顶层设计?

易腐垃圾治(zhì)理有五(wǔ)大(dà)问题包括(kuò)水、有机质、杂质、臭气、油脂,不能把解决(jué)其中一个或几个问(wèn)题就囊括解(jiě)决了易腐垃圾问题,需要全面(miàn)解决这五(wǔ)大问题,需要创新组合五(wǔ)大问(wèn)题(tí)并(bìng)且低碳、经济可持续,独(dú)立解决五大问题比(bǐ)组合解决(jué)的碳排放与(yǔ)能耗(hào)大。

如(rú)何实现协同与调动各个(gè)治理单位的积(jī)极(jí)性呢?以垃圾焚烧为例,焚(fén)烧厂的焚(fén)烧量随着垃圾分类的深入(rù)会减少(源头减量、可回(huí)收物增加、易腐垃圾分出),这样(yàng)会对(duì)焚(fén)烧(shāo)项目的运营(yíng)造成影响。为保(bǎo)障焚烧(shāo)厂的利益(yì),需要通过增加新的焚烧种类如填(tián)埋场垃圾、农(nóng)业废弃物(wù)等来协(xié)同。

污水(shuǐ)厂商品碳源(yuán)投加增(zēng)加碳排(pái)放与运营(yíng)成本,而采(cǎi)用易腐(fǔ)垃圾制备所得(dé)碳源减少了污水(shuǐ)处理成本,同时也降低了易腐垃圾(jī)项目的投资成本,缩短了流程,提高(gāo)了易腐垃圾治(zhì)理的(de)稳定性与经济性,这是一个多方共赢的协同。

垃圾处理处(chù)置(包括垃圾分类)和污水(shuǐ)处理一般分属于城(chéng)管部门和(hé)水务等(děng)公共事(shì)业管理部门,各地会有一定差异,但二者均归(guī)属(shǔ)住建部(bù)门(mén)。可以从顶层设计(jì)方面(miàn)入(rù)手,把固(gù)废治理与污水治理统筹来考虑,先独立(lì)分析固废(fèi)治(zhì)理(lǐ)与污水处(chù)理的特点与(yǔ)痛点,再统筹(chóu)固废处理与污水处(chù)理(lǐ)的可结(jié)合点(diǎn),按照(zhào)“以废(fèi)治污”、“减污降碳”、“降本增效”、“无废城市(shì)”的目标,重(chóng)新梳理固废(fèi)治理的(de)工艺路(lù)线。

从顶层(céng)设(shè)计入(rù)手,做(zuò)好(hǎo)统筹规划,更有利于垃(lā)圾(jī)分类、易腐垃圾处理处置工作的(de)科学、高效推(tuī)进。

04

小 结

垃(lā)圾分类目(mù)的是(shì)节约原生资源、减少碳排放,从而(ér)达到提高人居环境品质。垃圾分类(lèi)与时俱进,分类的(de)推进产生的易腐垃圾(jī)问(wèn)题(tí),也需要不(bú)断创新、不断探索,与时俱进(jìn),解决面临的新问(wèn)题。

易(yì)腐垃圾处理处(chù)置的技术(shù)研究与进步是特别重要的举措,与(yǔ)此同时,治(zhì)理架构与(yǔ)治(zhì)理体系建设(shè)也非常重要。方向与方(fāng)法对了(le)会(huì)有事(shì)半功倍的(de)效果。

谨以以上几点思考与大家(jiā)分享,希(xī)望能起到抛(pāo)砖引(yǐn)玉的效果。

(作者系(xì)深(shēn)圳(zhèn)市盘龙环境技术(shù)有限(xiàn)公司总工(gōng)程师)

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