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浙江大(dà)学 “城镇易腐垃圾资(zī)源化利用技术研讨会” 的三点(diǎn)思考(kǎo)
 2023.08.10 |  1200次浏(liú)览 |  分享至

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01 

研讨会

垃圾分(fèn)类(lèi)政(zhèng)策是推进精神(shén)文(wén)明与(yǔ)物质(zhì)文明高(gāo)品质(zhì)可持续发展(zhǎn)、人(rén)居环境持续改善的举措(cuò)。易腐(fǔ)垃圾作为生活垃圾(jī)分类的一部分,对环境影响最大(易腐(fǔ)产酸、孳生蚊蝇鼠患、排放有毒(dú)有害气体),是垃圾分类(lèi)治理的(de)痛点和难点。

2023年7月,我参加了浙大(dà)和浙江环(huán)境学会组(zǔ)织的“城镇易(yì)腐垃圾资源化利用(yòng)技术研讨会”,并发表了题为(wéi)“厨余精(jīng)细预处理定(dìng)向制酸(suān)全量替(tì)代(dài)补充碳(tàn)源技术与案例分享”演讲。

感谢吴伟(wěi)祥老师以及主办单位(浙大、环境学(xué)会)的(de)辛勤付(fù)出,为(wéi)易腐垃圾治理(lǐ)发(fā)展提供了新的技(jì)术与(yǔ)案例分(fèn)享(xiǎng),这(zhè)为行业的发展提供了(le)很多(duō)有益的(de)探索与实践。

这次研(yán)讨会既有政策与(yǔ)学术层面的探讨,也有技术应用(yòng)方面的交流,同时还(hái)分享了一些(xiē)工程实践案(àn)例。

政策与标准的(de)制定有利于(yú)行业(yè)规范化(huà),而微观的技术突(tū)破则(zé)有利于行业的(de)发展。依托工程案例所支撑的技术和技术实践为从源(yuán)头产生(shēng)、中间治理到产(chǎn)物(wù)出路三方面的有机结合提供了宝(bǎo)贵的实践经验,更有(yǒu)利于我(wǒ)们全链(liàn)条系统解决(jué)易腐垃圾问题。

目前解决易(yì)腐(fǔ)垃圾治理(lǐ)的技术与(yǔ)路(lù)线问题(tí),主要有厌氧产沼气、堆(duī)肥(féi)、养(yǎng)虫子等。

厌氧产沼(zhǎo)是目(mù)前(qián)最为主(zhǔ)流的工艺(yì)路线(xiàn),但(dàn)需(xū)要(yào)通过(guò)技(jì)术(shù)创新提高各个工艺单(dān)元的效率(lǜ)和(hé)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(jiàn)。

此外(wài),我们公司还研发了一条新的工艺(yì)技术路线(xiàn)——厌氧制酸,采用新(xīn)的工艺(yì)单元创新组(zǔ)合(hé),整(zhěng)体提高易腐(fǔ)垃圾的治(zhì)理(lǐ)效(xiào)率(lǜ),实现(xiàn)生产与产物(wù)出路的稳定性,过(guò)程与结果的(de)低碳性(xìng),以及(jí)投资与运营的经济性。

以下是(shì)我对本次研讨的一些思考,供参考。

 

02

厌氧的痛点

易腐垃圾(又称湿垃圾或厨余垃圾)处理处(chù)置是生活垃(lā)圾(jī)分类后治理(lǐ)的痛点与(yǔ)难点(diǎn)。目前主流的(de)工艺路线是采用厌氧产沼技术,转化(huà)为沼气并加以利用(yòng),再将预处理残(cán)渣、沼(zhǎo)液、沼渣(zhā)、臭气单独处(chù)理。

虽然采用该路线可以达到环保与管理基本要求,但问(wèn)题也是有目共睹的(de)。采用厌氧制沼技术的运行案例中,很多都运营不理想。究其原因,主要有(yǒu)以下几点(diǎn):

  1. 系统性问题(tí)。易腐垃圾处理处(chù)置包(bāo)含水、有机质、杂质(zhì)、臭气(qì)、油脂等五个方(fāng)面的问题,部分项目并没有全面、系统、均衡的逐一(yī)解决(jué)。其中(zhōng),影响(xiǎng)环保的(de)因素主要是(shì)水、臭气和有机质;影响经济的因素主要是(shì)水、臭气、油脂与杂质;影(yǐng)响稳定性的(de)主(zhǔ)要(yào)是水、有(yǒu)机(jī)质与杂质。
  2. 工艺问题。易腐垃圾采用厌氧产沼工(gōng)艺,工艺流程长、投资大(dà)、运营成本高、资源(yuán)化率低(dī),且(qiě)存(cún)在(zài)二次污染和产物种类多出路(lù)受阻不稳定等问(wèn)题。
  3. 安全问(wèn)题。采用厌(yàn)氧产沼工艺,产(chǎn)出物之一沼气属于易燃易爆气体(tǐ),项目从(cóng)设计到实(shí)施(shī)需要(yào)在安(ān)全方面进行全方位的考量,同时因为安全距离需要符合相关规范和管理要求,使得项(xiàng)目的占地偏大(dà),造(zào)成选址等方面的困难。
  4. 污水(shuǐ)问题。易腐(fǔ)垃圾产生的污(wū)水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(shì)政(zhèng)管网,且处理后(hòu)污水还需要污水厂二次处理,如果在场内实(shí)现直排,则处理成本将进一步大幅提高。

这次研(yán)讨会有关(guān)于有机质资源化的多种技术(shù)路线和(hé)技术改进,比如说堆肥、养虫,比(bǐ)如提高(gāo)厌氧产沼效率、降低水处理成本、提高除臭(chòu)效率、实现碳减排等(děng)等。如果有可能把(bǎ)这些技术综合在一(yī)个案例上,能减(jiǎn)污降碳、经济、稳(wěn)定、可持(chí)续发展(zhǎn)吗?如(rú)果各个工艺(yì)单(dān)元(yuán)都做得很(hěn)好了,为何不受市场欢迎呢?这(zhè)种现象值得深思。

 

03

三点思考

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

目前厌(yàn)氧产沼技(jì)术路(lù)线的主(zhǔ)要(yào)问(wèn)题之一是商(shāng)业模式的建立。目前厌氧产沼项目的收入(rù)来源主要有油脂收入和(hé)补贴收入。不同项目、不同地区的油脂有各自特点,存在较大差(chà)异,此外(wài)油(yóu)脂收(shōu)入还会有较大的(de)市场波(bō)动风险。而关于补贴价格也尚未实现共识。这些(xiē)因素(sù)影(yǐng)响着(zhe)易腐垃圾(jī)厌氧(yǎng)路线商业(yè)模式和长效机制的(de)实现。说明主工艺(yì)选择和技术上还有较(jiào)大的改进空间。

部分环保学者或者(zhě)和从业(yè)工作者又提出了养虫、制(zhì)肥工艺等(děng),以提高项目的(de)资源化水平,并且也(yě)实(shí)施了一(yī)些案例。这些资源化实践(jiàn)同样受到整个生产链(liàn)条和全年长效稳(wěn)定贯通(尾端(duān)受市场、季节(jiē)影响)的挑战(zhàn)。通过强(qiáng)化易腐垃圾的(de)部分资源化提高效益,改善经济性的做法对于实(shí)现整体减污降碳(tàn)、经济、稳(wěn)定(dìng)、可(kě)持续发展的(de)目的,会有一定的局限性。

厌氧产沼(zhǎo)技(jì)术及其优化主要是针对有机质转化为能(néng)源(yuán)这一工(gōng)艺(yì)单元,不能代表易腐垃(lā)圾处理的全部(bù)。有没有可能在厌氧产沼技术路(lù)线的基础上,实现多条技术路线并行,**为不同地(dì)区、不同(tóng)特征项目、不(bú)同场景提(tí)供更多的路线选择,更好的实现当地易腐垃圾的(de)处理处置(zhì)并达到低碳、经济、高效(xiào)、可持续的目的。

第二(èr)思考(kǎo)点:跨(kuà)界协(xié)同与以废治污的(de)厌氧制酸(suān)技术是否能成为主流工艺之一?

厌氧制酸技术是利用(yòng)餐厨垃圾(jī)、厨余垃圾、果蔬(shū)垃圾等易腐垃圾作为原料,精(jīng)分(fèn)杂(zá)质后制成(chéng)均质浆(jiāng)液,在(zài)厌氧环境下通(tōng)过(guò)微(wēi)生物水解、有机(jī)氮转(zhuǎn)化为无机(jī)氮(dàn)、有机磷转化为无机磷(lín)、酸化产生小分子有机酸,再用物(wù)理方法(fǎ)去除(chú)有(yǒu)机酸中的悬浮物、油(yóu)等杂质,制成(chéng)有机酸复合液的(de)一种创(chuàng)新(xīn)技术,具有工(gōng)艺流程短、投资省、占地小、运(yùn)营成本低,产品固碳减少碳排放,全(quán)程不加热(rè)能(néng)耗低,不加药减少二次污染,资源化率高等优点(diǎn),实现了易腐垃圾(jī)治理的“减量(liàng)化、无害化、资源化、稳定化”。

减少预处(chù)理有(yǒu)机固渣产生量。采用厌氧(yǎng)制酸工艺(yì)的一大特点,是实现有机质的“液化”,不需要通过预处理将部分有机质(zhì)分离进(jìn)入焚烧或养虫环(huán)节,实现了工(gōng)艺路线的简化(huà)。同时(shí),也实现了垃圾分类实现有(yǒu)机(jī)质单独(dú)利用(yòng)转化的(de)初衷。

产出(chū)物为碳源实现资源化利用。在城(chéng)市污(wū)水处(chù)理过(guò)程中,由于脱氮需要在(zài)反硝化过程中重新投加碳源,增加(jiā)污水处理的成本,而易腐(fǔ)垃圾厌氧处(chù)理不仅(jǐn)可以产沼气,也(yě)可以通过精准控制实现(xiàn)酸化后制备碳(tàn)源,用(yòng)于污水处理(lǐ)碳(tàn)源的补充,避免了甲醇、乙酸(suān)钠等(děng)传统碳源的投加。这些传统碳源的生产,相当(dāng)部(bù)分也是消耗着传统化石原料。从这个意义上讲,采用易腐垃(lā)圾制酸替代(dài)传统碳源,从经济(jì)角度(dù)和节能降碳角度,均有(yǒu)着重(chóng)要的意义。

易腐垃圾的产生(shēng)量(liàng)与生活(huó)污水的产(chǎn)生(shēng)量均是以人口基(jī)数(shù)为基准测算的,二(èr)者的比值接近一(yī)个(gè)常数(约为1:1000),实际情况也差不多,以深(shēn)圳为(wéi)例,日产生易腐垃圾7000吨,日处理生活(huó)污水规(guī)模700万吨,其比值为(wéi)1:1000,理(lǐ)论上可以全量协同替代。如果水处理厂不缺碳(tàn)源而易(yì)腐(fǔ)垃圾制备的有(yǒu)机(jī)酸可作为营(yíng)养源投加(jiā)进去(qù)可以维持污水处理系统的抗冲击性。

易腐垃圾(jī)厌氧(yǎng)制酸作为(wéi)碳源(yuán)实现利(lì)用,即(jí)实现了(le)工艺的缩短与优化,产出(chū)物又有着(zhe)广(guǎng)泛用途,是一(yī)条十分具有应用前(qián)景的路线之一。

当然,实现(xiàn)这一(yī)路线的闭环(huán),这还需要多部门的协同努力。

第三思(sī)考点(diǎn):如何(hé)把易腐垃(lā)圾治理路线与治理质(zhì)量(liàng)系统统(tǒng)筹做好顶(dǐng)层设计?

易(yì)腐垃圾治(zhì)理有五大问题包括水、有机质(zhì)、杂质、臭气、油脂,不能把解决其中(zhōng)一(yī)个(gè)或几个(gè)问(wèn)题就囊(náng)括解决了易腐垃圾(jī)问题,需要全面解决这五(wǔ)大问(wèn)题,需要创新组合五大问题并且低碳、经济可(kě)持续,独立解(jiě)决五大(dà)问题比组合解决的(de)碳排放与(yǔ)能耗大。

如何(hé)实现协同与(yǔ)调(diào)动各个治(zhì)理单位的积极性呢?以(yǐ)垃圾焚烧为例,焚烧厂的焚烧量随着垃圾分类的深入(rù)会减少(源头减(jiǎn)量、可(kě)回收物增加、易腐(fǔ)垃(lā)圾分出),这样(yàng)会(huì)对焚烧项目的运营造成影响。为(wéi)保障(zhàng)焚烧厂的利益(yì),需要通过增加新的焚烧种类如填埋场垃圾、农业废弃物等(děng)来协同。

污(wū)水厂商(shāng)品碳源投加增加(jiā)碳排放与运营(yíng)成本(běn),而采用易腐垃圾制备(bèi)所(suǒ)得碳源减少了污水处(chù)理成(chéng)本,同(tóng)时也降低了易腐垃圾项目的投资(zī)成本,缩(suō)短了流程,提高了(le)易腐垃圾治(zhì)理的稳定性与经济(jì)性,这是一个多(duō)方共赢的协同。

垃圾处理处置(包括垃(lā)圾分类)和污水处理(lǐ)一般分属于城管部门和水务等公共事业管理部门,各地会有一定(dìng)差异,但二者均归属住建部门。可(kě)以从顶层设计方面入手,把固废治理与污水治理统筹来考虑(lǜ),先独(dú)立分析(xī)固废(fèi)治理(lǐ)与污水处理的特点(diǎn)与痛点(diǎn),再统筹(chóu)固废处理与污水处理的可结合点,按照“以废治污”、“减污降碳”、“降本增效”、“无废城市(shì)”的目标,重新梳理固废(fèi)治理的工艺(yì)路(lù)线(xiàn)。

从顶层(céng)设(shè)计入手,做好(hǎo)统筹规划,更有利于垃圾(jī)分类、易腐(fǔ)垃圾处理处(chù)置工作的科(kē)学、高效推进。

04

小 结

垃圾(jī)分类目的是节约原生(shēng)资源(yuán)、减少碳排放,从而达(dá)到提高人居(jū)环境品质。垃圾(jī)分类与时俱进,分类的推进产生的易腐垃圾问题(tí),也需要不断创新、不断探索,与时(shí)俱进,解决面临(lín)的新问题。

易腐垃圾(jī)处理处(chù)置的技术研究(jiū)与(yǔ)进步是特别重要的举措,与此同时(shí),治理(lǐ)架构与治理(lǐ)体系建设也非常重要。方(fāng)向与方法(fǎ)对了会有事半功倍的(de)效(xiào)果(guǒ)。

谨以以(yǐ)上几点思考与大家分(fèn)享,希望能起到抛(pāo)砖引玉的效果。

(作者系深圳市盘龙环境技术有限公司(sī)总工程师)

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