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浙江大学 “城镇易腐垃圾资源化利(lì)用技术(shù)研讨会” 的(de)三点思考(kǎo)
 2023.08.10 |  1223次浏览 |  分享(xiǎng)至

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01 

研讨会

垃圾分(fèn)类政(zhèng)策是推进精(jīng)神(shén)文明与物质文(wén)明(míng)高品质可持续发展、人居环境持续改善(shàn)的举措。易腐垃圾作为生活垃(lā)圾分类的一部分,对环境影响最大(易腐产酸、孳(zī)生(shēng)蚊蝇鼠患、排放(fàng)有毒有(yǒu)害气(qì)体(tǐ)),是垃圾分(fèn)类治(zhì)理(lǐ)的痛点和难(nán)点(diǎn)。

2023年7月,我参(cān)加(jiā)了浙大和浙江环(huán)境学会(huì)组织(zhī)的“城(chéng)镇易腐(fǔ)垃圾资源化利用(yòng)技(jì)术(shù)研(yán)讨会”,并发表了题为“厨余精(jīng)细预处理(lǐ)定向制酸(suān)全量替代(dài)补(bǔ)充碳源技术与(yǔ)案例分(fèn)享”演讲。

感谢吴伟祥老师以及主办单(dān)位(浙(zhè)大、环境(jìng)学会)的辛勤(qín)付出(chū),为易腐垃(lā)圾治理发(fā)展(zhǎn)提供了新的(de)技术(shù)与案例分享(xiǎng),这为行业的发展提供了很多有益的探索与实践。

这次(cì)研讨会(huì)既有(yǒu)政策与(yǔ)学术(shù)层(céng)面的探讨,也有技术(shù)应用方面的(de)交流(liú),同时还分享(xiǎng)了一些工(gōng)程(chéng)实(shí)践案例。

政策(cè)与标准的制定有利于行业规范化,而(ér)微观的技(jì)术突破则有利于行业的发展。依托工程案例所支撑的技术和技(jì)术实践为从源头产生、中间治理到产物(wù)出路三方面的有机结合提供了宝贵的实(shí)践经验(yàn),更有利于我们全链条系统解决(jué)易腐垃圾(jī)问题。

目(mù)前解决易腐垃(lā)圾治理的技术与路线问题(tí),主要(yào)有厌氧产沼(zhǎo)气(qì)、堆(duī)肥、养虫子(zǐ)等。

厌氧产沼是目前最为主(zhǔ)流的工(gōng)艺路线,但需要(yào)通过(guò)技术创新(xīn)提高(gāo)各个工艺单元的效率(lǜ)和稳定性。

堆肥和养虫子(zǐ)也有一定的应用场景(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(yī)条新的工艺技术路线——厌氧制酸(suān),采用新的(de)工艺单元创新组合,整(zhěng)体提高易(yì)腐垃圾的治理效率,实现生产与产物(wù)出(chū)路(lù)的稳定(dìng)性,过程与结果的低碳性,以及投资与运营的经济性。

以下是我(wǒ)对本次研讨的一些思考,供参考。

 

02

厌(yàn)氧的痛点

易腐垃圾(jī)(又称(chēng)湿垃圾或厨(chú)余(yú)垃圾(jī))处理处置(zhì)是生活(huó)垃圾分类(lèi)后治理的(de)痛点(diǎn)与难点(diǎn)。目前主流的工艺路线是采用厌(yàn)氧产(chǎn)沼(zhǎo)技(jì)术,转(zhuǎn)化为沼气并加以利用(yòng),再将预处理残渣、沼液、沼渣、臭气单独处理。

虽然采用该(gāi)路(lù)线可以(yǐ)达到环保与管理基本要求,但问题(tí)也是有目共睹的。采用厌氧制(zhì)沼技术的运行(háng)案例中,很多都运营不理想。究其(qí)原因,主要有以下几点:

  1. 系统性问题。易(yì)腐(fǔ)垃圾处(chù)理处置包含水、有机质(zhì)、杂质(zhì)、臭气、油脂等五个(gè)方(fāng)面的问题(tí),部分项(xiàng)目并(bìng)没有全面、系统、均衡的(de)逐一解决。其(qí)中,影响环保的因素主(zhǔ)要(yào)是(shì)水、臭气和有(yǒu)机(jī)质;影响经(jīng)济的因素主要是(shì)水、臭气、油(yóu)脂与杂质;影响稳定性的主要是水、有机质与(yǔ)杂质(zhì)。
  2. 工艺问题。易腐垃圾采用厌氧(yǎng)产沼工艺,工艺流程(chéng)长、投资大、运营成本高(gāo)、资源化率低(dī),且存(cún)在二次(cì)污染和产物(wù)种类多出路受(shòu)阻不稳定等(děng)问题。
  3. 安全问题。采用(yòng)厌(yàn)氧产沼工艺,产出物之一沼气属于(yú)易(yì)燃易爆气体,项(xiàng)目从设(shè)计到实(shí)施需要在安全方面(miàn)进行全方位的考(kǎo)量,同时因为安全(quán)距离需要符(fú)合相关规(guī)范和管理要(yào)求,使得项目(mù)的占地(dì)偏大,造成选址等方面的困难。
  4. 污水问题(tí)。易腐垃圾产生(shēng)的污(wū)水(shuǐ)排放执行的是纳管标准,也就是(shì)说项目(mù)选址严重依赖市政管网,且(qiě)处理后污水还需要污水厂二次(cì)处理,如果在场内实现(xiàn)直排,则处(chù)理成本将进一步大幅提高。

这次研讨会有关于(yú)有机质资源化的(de)多种技术路线和技术改进,比如说堆肥(féi)、养(yǎng)虫,比如(rú)提高厌氧产沼(zhǎo)效率、降低(dī)水处理成本(běn)、提高除臭效率、实现碳(tàn)减排等等。如果有(yǒu)可能把(bǎ)这些(xiē)技术综合在一(yī)个案(àn)例上,能减污降碳、经济、稳定、可(kě)持续(xù)发展吗?如果各个工艺单元都做得很好(hǎo)了(le),为何不受市场欢(huān)迎呢?这种现象值得(dé)深思。

 

03

三点思考

第一思考点:厌氧(yǎng)产(chǎn)沼是不(bú)是唯(wéi)一的主(zhǔ)流工(gōng)艺?

目前厌氧产沼技术路线的主要(yào)问题之一是商业模式(shì)的建立。目前厌氧产沼项(xiàng)目的收入来(lái)源主要(yào)有油脂(zhī)收入和补(bǔ)贴(tiē)收入(rù)。不同项目、不同地区(qū)的油脂(zhī)有各自特(tè)点,存在较大差异(yì),此外油脂收入还会(huì)有较大的市(shì)场波动风险(xiǎn)。而关于补(bǔ)贴价(jià)格(gé)也尚未实现共识。这些因(yīn)素(sù)影响着易腐(fǔ)垃圾厌(yàn)氧路线商业模式和长效机制的(de)实现。说明主工艺选择(zé)和(hé)技(jì)术上还有较大(dà)的改进空(kōng)间(jiān)。

部(bù)分环保学者或(huò)者和从业(yè)工(gōng)作者又提出了养(yǎng)虫、制(zhì)肥工艺等,以提(tí)高项目的资(zī)源化水平,并且也实施了一些(xiē)案例。这些资源化实践(jiàn)同样受到整个生产链条和全年长(zhǎng)效稳定(dìng)贯通(尾端受市场、季节影(yǐng)响)的挑战(zhàn)。通(tōng)过强化(huà)易腐垃圾(jī)的部分资源化提高(gāo)效益,改善经济性的做法(fǎ)对于实(shí)现整体(tǐ)减污降碳、经济(jì)、稳定、可持续发展(zhǎn)的目的,会有一定的局限性(xìng)。

厌氧产沼技术及其优化主要(yào)是针对有机质转(zhuǎn)化为能源这(zhè)一工艺单元,不能代表易腐垃圾处理的全部。有(yǒu)没(méi)有可能在厌氧产(chǎn)沼技(jì)术(shù)路线的基础上,实现多条技(jì)术路线并(bìng)行(háng),**为不同地区、不同特征项目、不同场景提供更多的路线选择(zé),更好的实现(xiàn)当(dāng)地易腐垃圾的处理处置并达(dá)到(dào)低碳、经济(jì)、高效、可持续的目(mù)的。

第二思考点:跨(kuà)界(jiè)协同与(yǔ)以废(fèi)治污(wū)的厌氧(yǎng)制酸技术是(shì)否能成为主流工艺之一?

厌氧制酸技术是(shì)利用餐厨垃圾、厨余垃圾、果蔬垃圾等易腐垃圾(jī)作为原料,精分杂质后制(zhì)成均质浆液,在厌氧环境下通过微(wēi)生(shēng)物水(shuǐ)解、有机氮转化(huà)为无机氮、有机磷转化为无机磷、酸(suān)化产生小分子有(yǒu)机酸,再用物理方法(fǎ)去除有机酸中的悬浮物、油等杂质,制成有机酸复(fù)合液的一种创新技术(shù),具有工艺流程短、投资(zī)省、占地(dì)小、运营成本(běn)低,产品固碳减少(shǎo)碳排放(fàng),全程不(bú)加(jiā)热能耗低(dī),不加药减少二次污染,资源化率高等优点(diǎn),实现了(le)易腐垃圾治理(lǐ)的(de)“减量化、无害化、资源化(huà)、稳定化”。

减少预处理有机固渣产生量。采(cǎi)用(yòng)厌氧制酸工艺(yì)的(de)一大特点,是实(shí)现(xiàn)有机质的(de)“液(yè)化”,不需要通(tōng)过预处理将部分有机质(zhì)分离进(jìn)入焚(fén)烧或养虫环(huán)节,实现(xiàn)了工艺路线的简(jiǎn)化。同时,也实现了垃圾分类(lèi)实现有机质(zhì)单独利用转化的初衷。

产(chǎn)出物为碳源实现资源化利用。在城市(shì)污水处(chù)理过程中,由于(yú)脱氮需要在反硝化过程中重新(xīn)投(tóu)加碳源(yuán),增(zēng)加污(wū)水(shuǐ)处(chù)理的成本(běn),而易腐垃圾(jī)厌氧处(chù)理不仅可以产沼气,也可以通过精(jīng)准控制(zhì)实现酸化后制备碳源,用于污水处理碳源的补充,避免了甲醇、乙酸(suān)钠等(děng)传统碳源的投加。这(zhè)些传统碳源的(de)生产(chǎn),相当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(zhì)酸替代传统碳源,从(cóng)经济(jì)角(jiǎo)度和节能(néng)降碳角度,均(jun1)有着重要的意义(yì)。

易(yì)腐垃圾的产生(shēng)量与生活污水的产生量均(jun1)是以人口基数为基准测算的(de),二者的比值接近一个(gè)常数(shù)(约为1:1000),实际情(qíng)况也差不多,以(yǐ)深圳(zhèn)为例,日产生易腐(fǔ)垃圾7000吨,日处理生活(huó)污水规模700万吨(dūn),其比值为1:1000,理论上(shàng)可以全(quán)量协同替代。如果水处理(lǐ)厂不缺碳源而易腐垃圾制备(bèi)的有机(jī)酸可作为营(yíng)养源投加进(jìn)去可(kě)以(yǐ)维持污水处理系统的(de)抗冲击(jī)性。

易(yì)腐垃圾(jī)厌氧制酸(suān)作(zuò)为碳源实现利用,即实(shí)现了工艺的缩短与优(yōu)化,产(chǎn)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。

当然,实现这一路线的闭环,这还需要多部门的协同努力(lì)。

第三思考(kǎo)点(diǎn):如何(hé)把易(yì)腐垃圾治理路线与治理质(zhì)量系统统筹做好顶层设(shè)计?

易腐垃圾治理(lǐ)有五大问(wèn)题包(bāo)括水(shuǐ)、有机质(zhì)、杂质、臭(chòu)气、油脂,不能把解决其(qí)中一个(gè)或几个问题就(jiù)囊括(kuò)解决了(le)易腐垃圾问题,需要全面(miàn)解决这五大(dà)问题(tí),需要创新组合五大问(wèn)题并且低碳、经济可(kě)持(chí)续,独立解(jiě)决五大问题比组合解决的碳(tàn)排放与能耗(hào)大。

如何(hé)实现(xiàn)协同(tóng)与调动各个治理单位的积极性呢?以垃圾(jī)焚烧为例,焚烧厂的焚烧量随着垃圾分类的深(shēn)入会(huì)减少(源头减量、可回收物增加(jiā)、易腐垃圾分出),这样会对(duì)焚烧(shāo)项(xiàng)目(mù)的运(yùn)营(yíng)造成影响。为保障焚烧厂的(de)利益,需要(yào)通过增加新的焚烧种(zhǒng)类如填埋场垃(lā)圾、农业废弃物等来协同。

污水厂商(shāng)品碳源投加增加碳排(pái)放与运营成本,而采(cǎi)用易腐垃圾(jī)制备所得碳源减少(shǎo)了污(wū)水处理成本,同时也降低了易腐垃圾项目的投资成(chéng)本,缩短了(le)流程,提(tí)高了易腐垃圾治理的稳定性与(yǔ)经济(jì)性,这是一个多方共赢的(de)协同。

垃圾处理(lǐ)处置(包括垃圾分类)和污(wū)水处理一般分属于城管(guǎn)部门和水务等公(gōng)共事(shì)业管理部门,各地会(huì)有一定差异,但二(èr)者均归属住建部门。可以从(cóng)顶层设(shè)计(jì)方面入手,把(bǎ)固废治理与污水治(zhì)理统筹(chóu)来考虑,先独立分析(xī)固废治(zhì)理(lǐ)与(yǔ)污水处(chù)理的(de)特(tè)点与痛点,再统筹(chóu)固废处理(lǐ)与污水处理的可结合点,按照“以(yǐ)废治污”、“减污降碳(tàn)”、“降本增效”、“无废城市”的目标,重新梳理固废治理的工艺路线(xiàn)。

从顶(dǐng)层(céng)设计入手,做好统筹规划,更有利于垃圾分类(lèi)、易腐垃(lā)圾处(chù)理处置工作的科学(xué)、高效推(tuī)进。

04

小 结

垃圾分类目的(de)是节约原生资源(yuán)、减(jiǎn)少碳排放,从而达到(dào)提高人居环境品质。垃圾分类与时(shí)俱进,分类(lèi)的(de)推进产生的易腐垃圾(jī)问题,也需要(yào)不(bú)断创(chuàng)新、不断(duàn)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(yǔ)进(jìn)步是特别重要的举措,与此(cǐ)同时(shí),治理架构与治理体(tǐ)系建设也非常重(chóng)要(yào)。方(fāng)向与方法对了会有事(shì)半功倍的效果。

谨以以上几(jǐ)点思考与大家分享,希望(wàng)能起到(dào)抛(pāo)砖引玉的效果。

(作者系深(shēn)圳(zhèn)市盘龙(lóng)环境技术有限公司总(zǒng)工程(chéng)师(shī))

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