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浙江(jiāng)大学 “城镇(zhèn)易腐垃圾资源(yuán)化利用技术(shù)研讨(tǎo)会” 的三点思考
 2023.08.10 |  1207次浏览 |  分享至

乐鱼(中国)leyu

01 

研讨会

垃圾(jī)分(fèn)类政(zhèng)策是(shì)推进精神文明与物质(zhì)文(wén)明高品质可持续发展、人居环(huán)境持续改(gǎi)善的(de)举措。易腐垃圾(jī)作为生活垃圾分类的(de)一部(bù)分,对(duì)环境影响(xiǎng)最大(dà)(易腐产酸、孳(zī)生蚊蝇(yíng)鼠(shǔ)患、排放(fàng)有毒有害气体),是垃圾(jī)分(fèn)类治理的痛点(diǎn)和(hé)难点。

2023年(nián)7月,我参(cān)加了(le)浙大和浙江环境学会组织的(de)“城(chéng)镇(zhèn)易腐垃圾(jī)资源化利(lì)用技术研讨会”,并发表了题为“厨余精(jīng)细(xì)预处(chù)理定向制酸全量(liàng)替代(dài)补充(chōng)碳(tàn)源(yuán)技术与案例分享”演讲。

感谢吴伟祥(xiáng)老(lǎo)师以及主办单位(浙大、环境学会)的辛(xīn)勤付出,为易腐垃圾治理(lǐ)发展提供了新的技术与案例分享,这为行业的发展提供了很(hěn)多有益(yì)的探(tàn)索与实践。

这次(cì)研讨(tǎo)会(huì)既有政策与学术(shù)层面的探(tàn)讨(tǎo),也(yě)有技术应用方(fāng)面(miàn)的交流,同(tóng)时还(hái)分享了一些工(gōng)程实践案例。

政策与标准的制定(dìng)有利于行(háng)业规范(fàn)化,而微观的技(jì)术突(tū)破则(zé)有利于(yú)行业的(de)发展。依(yī)托工程案例所支撑的(de)技术和技术实践为(wéi)从源头产生、中(zhōng)间治理(lǐ)到产(chǎn)物出路三(sān)方面的(de)有机结合提供了宝贵的实践(jiàn)经(jīng)验,更(gèng)有利于我们(men)全(quán)链条系(xì)统解(jiě)决易腐垃圾(jī)问题。

目前解决易腐垃圾治理的(de)技术与路(lù)线问题,主要有厌氧产沼气、堆肥、养虫子(zǐ)等。

厌氧(yǎng)产(chǎn)沼是目前(qián)最为主流的工(gōng)艺(yì)路(lù)线,但需要通过技术创新提高各个工艺单元的效率和稳定性。

堆肥和养虫子也(yě)有一定的应用场景,也占有一定比例(lì)的市场规模和项目(mù)实践(jiàn)。

此(cǐ)外,我(wǒ)们公司还(hái)研发了一(yī)条新的(de)工艺技术路(lù)线——厌氧制(zhì)酸(suān),采(cǎi)用新的(de)工艺单元创(chuàng)新组合,整体提高易腐(fǔ)垃(lā)圾的治(zhì)理效率,实现生产与(yǔ)产物出路的稳(wěn)定性(xìng),过(guò)程与结果的(de)低碳性,以及投(tóu)资与运营的经济(jì)性(xìng)。

以下是我对本次研讨(tǎo)的一些思(sī)考,供参考。

 

02

厌氧的痛点

易(yì)腐垃圾(又称湿垃圾或厨余垃圾)处理(lǐ)处置是生活(huó)垃圾分类后(hòu)治理的(de)痛点与(yǔ)难(nán)点。目前(qián)主流的工(gōng)艺(yì)路线是采(cǎi)用厌氧产沼技术,转(zhuǎn)化为(wéi)沼气并加以利(lì)用,再将预处理残渣、沼液、沼渣、臭气单独处理。

虽然采用该路线可以达到环保与管理基本要求,但问题也是(shì)有目共睹的。采(cǎi)用厌氧制沼(zhǎo)技术的运行案(àn)例中,很多都(dōu)运营(yíng)不理想。究其原因,主要(yào)有以下(xià)几点:

  1. 系统性问题。易(yì)腐(fǔ)垃圾处理处置包含(hán)水、有机质(zhì)、杂质、臭气(qì)、油脂等(děng)五个方面的(de)问(wèn)题,部分项目并没有全面、系统、均(jun1)衡的逐一解决。其中(zhōng),影响环保的因素(sù)主要是水、臭气(qì)和有机(jī)质(zhì);影响经济的因素主要是水、臭气、油(yóu)脂与(yǔ)杂(zá)质;影响稳定(dìng)性的主(zhǔ)要是水、有机质与杂(zá)质。
  2. 工艺(yì)问题。易腐垃(lā)圾采用厌氧产沼工艺,工(gōng)艺流程长、投(tóu)资大、运营成本高、资源化率低,且存在二次污(wū)染和产物种类多(duō)出(chū)路受(shòu)阻不稳定等问题。
  3. 安全问(wèn)题。采(cǎi)用厌氧产沼(zhǎo)工艺,产出物之一沼气(qì)属于易燃易爆气体,项目从设计到实施(shī)需要在安全方(fāng)面进行全方位的(de)考量,同时因(yīn)为安全距离需要符合相关规范和管理要(yào)求(qiú),使得项(xiàng)目的占地偏大,造成选址(zhǐ)等方面的困难。
  4. 污水问题(tí)。易腐垃圾产生(shēng)的污水排放执行的是纳管标准,也就是(shì)说项(xiàng)目选址严(yán)重依赖市(shì)政(zhèng)管网,且处(chù)理后(hòu)污(wū)水还需要污水厂二次处理,如果在场内实现直排,则处(chù)理(lǐ)成本将进一步大(dà)幅(fú)提高(gāo)。

这次研讨会有(yǒu)关于有机质资源化的多种技术路(lù)线和技术改进,比如说堆(duī)肥(féi)、养虫(chóng),比如提(tí)高(gāo)厌氧(yǎng)产沼效率、降低水处理成本(běn)、提高除臭效(xiào)率、实现碳减排等等。如果有可能把这些技术(shù)综合在一(yī)个案例上,能(néng)减污降(jiàng)碳(tàn)、经(jīng)济(jì)、稳定、可持续(xù)发展吗?如果各个工艺单元都(dōu)做(zuò)得很好了(le),为何不受市场欢迎呢(ne)?这种现象值得深思。

 

03

三点思考

第(dì)一(yī)思考点:厌氧产沼是不是(shì)唯一(yī)的主流工艺?

目前(qián)厌(yàn)氧产沼技术(shù)路线的(de)主要问题之一是商业模式的建立。目前厌氧产(chǎn)沼项(xiàng)目的收入来源主要有油脂收入和补贴收入。不同项目(mù)、不同地(dì)区(qū)的(de)油(yóu)脂有各自特点,存在较(jiào)大差异(yì),此外(wài)油脂(zhī)收入还会(huì)有较大的市(shì)场波动风险(xiǎn)。而(ér)关于补(bǔ)贴价格也尚(shàng)未实现共(gòng)识。这些因素影响着易腐垃圾(jī)厌氧路(lù)线商业模式(shì)和长效机制的实现(xiàn)。说明主(zhǔ)工(gōng)艺选择和技术(shù)上还有较大的改进空间。

部分环保学(xué)者或者和从业工(gōng)作者又提出了养虫、制肥工艺等(děng),以(yǐ)提高项目(mù)的资源化水平,并且也实(shí)施了(le)一些案例(lì)。这些资源(yuán)化实践(jiàn)同样受到整个(gè)生产(chǎn)链条和全年长效稳定贯通(尾端受市场、季节影响(xiǎng))的挑战。通过强(qiáng)化易腐垃圾(jī)的部分资(zī)源(yuán)化提高效益(yì),改善经济(jì)性的(de)做法对于实现整体减污降碳、经(jīng)济、稳定、可持续发展的(de)目的,会有(yǒu)一定的(de)局限性。

厌氧(yǎng)产(chǎn)沼技术及其优化主要(yào)是(shì)针对有机质转化为能源这一工(gōng)艺单元,不能代表易腐垃圾处理的全部。有(yǒu)没有(yǒu)可能在厌氧产沼技术路线的基(jī)础上,实现多(duō)条技术路线(xiàn)并行,**为不同地(dì)区、不同特(tè)征项目、不同场(chǎng)景提供更多的路线选择,更(gèng)好的实现当(dāng)地易腐垃圾的处理处置并达到低碳、经济、高效、可持续的目的(de)。

第(dì)二(èr)思考点:跨界协同与以废治(zhì)污的厌氧制酸技术是否能成为主流(liú)工艺之一(yī)?

厌氧制(zhì)酸技术是利(lì)用餐厨(chú)垃圾、厨余垃圾、果蔬垃圾(jī)等易腐垃圾(jī)作为原料,精分杂质后制成均质(zhì)浆液,在厌氧环境下通过微生(shēng)物水解、有(yǒu)机氮转(zhuǎn)化为无(wú)机氮、有机磷转化(huà)为(wéi)无机磷、酸化产生(shēng)小分子有机酸,再(zài)用物(wù)理方法去(qù)除有机酸中的悬浮物、油等杂(zá)质,制成有机酸复合液(yè)的一种创新(xīn)技术,具有工(gōng)艺流程短、投资省、占地小、运营成(chéng)本低,产品固碳减少(shǎo)碳排放,全程不加热能耗低,不加药减少二次污染,资源化(huà)率高(gāo)等优点,实现(xiàn)了易腐垃圾治理的“减量化、无害化、资(zī)源化、稳(wěn)定化”。

减少预(yù)处(chù)理有机固渣产生量(liàng)。采(cǎi)用厌氧制酸工艺的一大特点(diǎn),是实现有(yǒu)机质(zhì)的“液化”,不需要通过预处理将(jiāng)部(bù)分有机质分离进入焚烧或养虫(chóng)环节,实(shí)现了工(gōng)艺路线的简(jiǎn)化。同时(shí),也实(shí)现了垃圾分类实现有(yǒu)机质单独利用转化的(de)初衷。

产出物(wù)为碳源实(shí)现资源(yuán)化利用(yòng)。在城市(shì)污水处理(lǐ)过程中,由于脱氮需要在反(fǎn)硝化过程(chéng)中重新投加(jiā)碳源,增加污水处理的成本,而易腐垃(lā)圾厌氧处理不仅可(kě)以(yǐ)产沼气(qì),也可以通过精准控(kòng)制实现(xiàn)酸化后(hòu)制备碳源,用于(yú)污水处理碳(tàn)源的补充,避免了甲醇(chún)、乙酸钠(nà)等传统碳源的(de)投加(jiā)。这些传(chuán)统碳源的生产,相当部分也是消耗着传统化(huà)石原料。从这(zhè)个意义上(shàng)讲,采用易腐(fǔ)垃圾制(zhì)酸替代传统碳源,从经济角(jiǎo)度和节能(néng)降碳角度,均有(yǒu)着重要的意义。

易腐垃圾的产生量与生活污水(shuǐ)的(de)产(chǎn)生量均是以(yǐ)人口基(jī)数为基准测算的,二者的比值接近一(yī)个常数(约(yuē)为1:1000),实际情(qíng)况也差不多,以深圳为(wéi)例,日产生易(yì)腐垃圾7000吨,日处理生活污水(shuǐ)规模700万吨,其比(bǐ)值为(wéi)1:1000,理论上可以全量(liàng)协同替代(dài)。如果水处理厂(chǎng)不缺碳源而易腐(fǔ)垃圾制备(bèi)的有机酸可作(zuò)为营(yíng)养源投加进去可(kě)以维持污水处理系统的抗冲击性。

易腐垃圾厌氧制(zhì)酸作为碳(tàn)源(yuán)实现利用,即实现了工艺的(de)缩短与优化,产出物又有着广泛用途,是一条十(shí)分具有应用前(qián)景的路线之一。

当然,实现这一路线的(de)闭环,这还需要(yào)多部门(mén)的协同努力。

第三思考点(diǎn):如何把易腐垃圾治理路线与治(zhì)理质量(liàng)系统统筹做好顶层设计?

易腐垃(lā)圾治理有五大问题包括(kuò)水、有机质(zhì)、杂(zá)质(zhì)、臭气、油脂,不能把解决(jué)其中一个或几个(gè)问题就囊括解决了易腐垃圾问题,需要全(quán)面解决这(zhè)五大问题,需要创(chuàng)新(xīn)组合五(wǔ)大问题并且低碳、经济可持续,独立解决五大问题比组合解决的碳排放与能耗大。

如何实现(xiàn)协(xié)同与(yǔ)调动各个治理单位的积极性呢?以垃圾焚烧为例,焚烧厂的焚烧(shāo)量随着垃圾分类的(de)深(shēn)入会减少(源头减量、可回(huí)收物增加(jiā)、易腐垃(lā)圾分出),这样会对(duì)焚烧项目的运营造成影响。为保障焚烧厂的(de)利益,需要(yào)通过增(zēng)加新的焚烧种类如填(tián)埋(mái)场垃(lā)圾(jī)、农业废弃物等来(lái)协同。

污水厂商(shāng)品碳源投加增(zēng)加(jiā)碳排放与运营成(chéng)本,而(ér)采用易腐垃(lā)圾制备所得碳源减少了污水处理(lǐ)成本,同时也降低了易腐垃圾项目的投资(zī)成本,缩短了流程,提高了易腐垃圾治理的稳(wěn)定性与经济性,这是一个(gè)多方共赢(yíng)的(de)协同。

垃圾处理处(chù)置(包括垃圾(jī)分类(lèi))和污水(shuǐ)处理一般分属于城管部(bù)门和水务等公共(gòng)事业(yè)管理(lǐ)部门,各地会有一定差异(yì),但二者均归属住建部(bù)门。可以从顶层设计方面入(rù)手,把固废治理与污(wū)水治理统筹(chóu)来考虑,先独立分析固废治理与污水处(chù)理的特点(diǎn)与痛点,再统筹固废处(chù)理与污水处理的可结合点,按照“以废治污”、“减污降碳(tàn)”、“降本增效(xiào)”、“无废城(chéng)市”的目标,重新梳理固废治理的工艺路线。

从顶层(céng)设计(jì)入(rù)手,做好统筹规划,更(gèng)有利于垃圾分(fèn)类、易腐(fǔ)垃圾(jī)处理处置工作的(de)科学、高(gāo)效推进。

04

小 结(jié)

垃(lā)圾(jī)分(fèn)类目的是(shì)节约原生资源、减少碳排放,从(cóng)而达到(dào)提高人居环境(jìng)品质(zhì)。垃圾分类与(yǔ)时俱(jù)进,分(fèn)类的推进产生的易腐垃圾问题,也需(xū)要不(bú)断(duàn)创新(xīn)、不断探索,与(yǔ)时俱进(jìn),解决面临的新问题。

易腐垃圾处理处置的技术研究与(yǔ)进步(bù)是特别重要的举措,与此同时,治理架构与治理体系(xì)建(jiàn)设也非常重要。方向与方法对了(le)会有事半(bàn)功倍的效(xiào)果。

谨以以(yǐ)上几点(diǎn)思考与大家分享,希望能起到抛砖(zhuān)引玉的效果。

(作者系深圳市(shì)盘龙环境技术有限公司总工程师)

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