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浙江大学 “城镇易腐(fǔ)垃(lā)圾资(zī)源化利用技(jì)术研讨会” 的三点思考
 2023.08.10 |  1216次浏(liú)览 |  分(fèn)享(xiǎng)至

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01 

研讨会

垃圾分类政策是推进精(jīng)神文明与物质文明(míng)高品质可持续发展、人居环境持续(xù)改(gǎi)善的(de)举措。易腐垃圾作为生活垃圾(jī)分类的一部分,对环境影响最大(易腐产酸、孳生(shēng)蚊蝇鼠患、排放有毒有害(hài)气体),是垃圾分(fèn)类治理的痛(tòng)点和难(nán)点。

2023年7月,我参加(jiā)了浙大和浙江(jiāng)环(huán)境学会组(zǔ)织的(de)“城镇易腐垃圾资源化利用技术研(yán)讨(tǎo)会”,并发表了题为“厨(chú)余精细预处理定向制酸全量替(tì)代补充碳源技术与案例分享”演讲(jiǎng)。

感谢(xiè)吴伟祥老师以及(jí)主办单位(浙大、环(huán)境学会)的辛勤(qín)付出,为易(yì)腐(fǔ)垃(lā)圾治(zhì)理发展(zhǎn)提供了新的技术与案例分享,这(zhè)为行业的发展提供了很多(duō)有益的(de)探索与实践。

这次研(yán)讨会既(jì)有政策与学术层(céng)面的探讨(tǎo),也有技术(shù)应用(yòng)方面的(de)交流,同时还(hái)分享(xiǎng)了一些(xiē)工(gōng)程实践案例。

政策与标(biāo)准的制定有利于行业规范化,而微观的技(jì)术突破则有利(lì)于行业的(de)发展。依托工程案例所支(zhī)撑的技术和技(jì)术实(shí)践为从源头(tóu)产(chǎn)生、中间治理(lǐ)到产物出(chū)路(lù)三方面的有机结合提供了(le)宝贵的实(shí)践(jiàn)经验,更(gèng)有(yǒu)利于我们全链条系统解(jiě)决易腐(fǔ)垃圾问(wèn)题。

目前解(jiě)决易腐(fǔ)垃(lā)圾治理的技术与路线问(wèn)题(tí),主要有厌氧产沼气、堆肥、养虫(chóng)子等(děng)。

厌氧产(chǎn)沼是目前最为主流的工(gōng)艺路线,但需要通过技术(shù)创(chuàng)新提高(gāo)各个工艺单元的效率(lǜ)和稳定性。

堆肥和(hé)养(yǎng)虫子也有一定的应(yīng)用场景,也占有一(yī)定比例的市(shì)场规模和项目实践。

此外,我们公(gōng)司还(hái)研发(fā)了一条新的工艺技术路线——厌氧制(zhì)酸(suān),采用新(xīn)的(de)工艺单元创新组合,整体提高易腐垃圾的治理效率,实现(xiàn)生产与产物(wù)出路的稳定性(xìng),过程与结果的低(dī)碳性(xìng),以及投(tóu)资(zī)与运营的经济性。

以下是我对本(běn)次研(yán)讨(tǎo)的一(yī)些思考(kǎo),供参考。

 

02

厌氧(yǎng)的(de)痛(tòng)点

易(yì)腐垃圾(又称湿垃圾或(huò)厨余垃圾)处理处(chù)置是生活垃圾分类后(hòu)治(zhì)理的痛点与难点。目前主流的工艺路线是采用厌氧产沼技术,转化为沼气并加以利用,再将预处理残渣(zhā)、沼液、沼渣(zhā)、臭(chòu)气(qì)单独处理。

虽然采用该路线可以达到环(huán)保与管理基(jī)本(běn)要求,但问题也是有目(mù)共睹的。采用厌氧制沼技术的运行案例中,很多都运营不理(lǐ)想。究其原因,主要有以下几点:

  1. 系统性问题。易(yì)腐垃圾处理处置(zhì)包含水、有机质、杂质、臭气、油脂等五个方面的问题,部分(fèn)项(xiàng)目并没有全面、系统、均衡(héng)的逐一解决。其中,影响环保的因素主要是水、臭气和有机质;影响经济(jì)的因素主要(yào)是水、臭气、油(yóu)脂与杂质;影响稳(wěn)定性的主要是水、有机质与杂(zá)质。
  2. 工艺问题。易腐垃圾采用厌氧产沼工艺,工艺流程长、投资大、运营(yíng)成本(běn)高(gāo)、资源化率(lǜ)低,且存在(zài)二次污(wū)染和产物种类多出(chū)路受阻不稳定(dìng)等问题。
  3. 安全问题。采用厌氧产(chǎn)沼工艺(yì),产出物之一沼气属(shǔ)于易燃易爆气(qì)体,项目(mù)从设计到实施(shī)需要在安全方(fāng)面进行全方位的考量,同时因(yīn)为(wéi)安全距离需要符合相关规(guī)范和管理要求,使得项目的占地偏大,造成(chéng)选址等方面的(de)困难(nán)。
  4. 污水(shuǐ)问题。易腐垃圾产生(shēng)的(de)污水(shuǐ)排放执行的是纳管标(biāo)准(zhǔn),也就是说项目选址(zhǐ)严重依赖市政管网,且(qiě)处(chù)理后污水还(hái)需要污水厂二次处理,如果在场内(nèi)实(shí)现直排(pái),则处理成本将进一步大幅(fú)提高。

这次(cì)研讨会有(yǒu)关于有(yǒu)机质资(zī)源(yuán)化的(de)多种技术路线和技术改进,比如(rú)说堆肥、养虫,比如提高厌氧产沼效率、降低水处理成(chéng)本、提高除臭效(xiào)率、实现碳(tàn)减排等等。如果有可能把这些技术综合在一个案例上,能(néng)减污降碳、经济、稳定、可持续发展吗?如果各个工艺单(dān)元都做得(dé)很好了,为何不(bú)受市场欢迎(yíng)呢?这种现象值得深思。

 

03

三点思考(kǎo)

第一思考(kǎo)点:厌氧产沼是(shì)不是(shì)唯一的主流工艺?

目前厌(yàn)氧产沼技术路(lù)线的主要问题之一是商业模式(shì)的建立。目前厌氧产沼项(xiàng)目(mù)的收入(rù)来源(yuán)主要有(yǒu)油脂收入(rù)和补贴收(shōu)入。不同项目、不同地区的油(yóu)脂(zhī)有各自(zì)特(tè)点,存在较大差异,此外油脂收(shōu)入还(hái)会有较大的市场波动风险。而关于补贴(tiē)价格也尚未实现共识。这些因素影(yǐng)响着易(yì)腐垃(lā)圾厌氧路线(xiàn)商业(yè)模式和(hé)长效机制(zhì)的实现(xiàn)。说明主工艺选择和技术上还有较大的改进空间。

部分环(huán)保学者或(huò)者(zhě)和从业工作者(zhě)又提(tí)出了养虫、制肥(féi)工艺等,以提(tí)高项目的(de)资(zī)源化水平,并且(qiě)也实施了(le)一(yī)些案(àn)例。这些资(zī)源化实(shí)践同样(yàng)受到整个生产链(liàn)条(tiáo)和全年长效稳(wěn)定贯(guàn)通(tōng)(尾端受(shòu)市场、季节影响(xiǎng))的挑战。通过强化易腐垃圾的部分资源(yuán)化提高效益,改善经济性的做法对于(yú)实现整体减污降碳、经济(jì)、稳定、可持续发展(zhǎn)的目的,会有一定的(de)局限性。

厌氧产沼技术及其优(yōu)化主要是针对有机质(zhì)转(zhuǎn)化为能源这一工艺单元,不能代表易腐垃(lā)圾处理的全部。有没有可(kě)能在厌氧产沼技术路线的(de)基(jī)础上,实现多条技术路(lù)线并行,**为不(bú)同地区、不同特(tè)征项目、不(bú)同场景提供更(gèng)多的(de)路线选择,更好的(de)实现(xiàn)当地易腐垃圾的处(chù)理处(chù)置并达到低碳、经济、高效、可持续的目的(de)。

第二思考点: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(zhī)一?

厌(yàn)氧制酸技术是利用餐厨垃(lā)圾(jī)、厨余垃圾(jī)、果蔬垃(lā)圾等易腐垃圾作为原(yuán)料,精分杂质后(hòu)制成均质浆(jiāng)液,在厌氧(yǎng)环境下通过微生物水解(jiě)、有机氮转化为无机氮、有机磷转(zhuǎn)化为(wéi)无机磷、酸化产生(shēng)小分子有机酸(suān),再用物理(lǐ)方法去(qù)除(chú)有机酸中的悬(xuán)浮(fú)物、油等(děng)杂质,制成有机酸复合液的一种(zhǒng)创新技(jì)术(shù),具有工艺流程短、投(tóu)资省(shěng)、占地小(xiǎo)、运营成(chéng)本低,产(chǎn)品固碳减(jiǎn)少(shǎo)碳排(pái)放,全程不加热能耗(hào)低,不加(jiā)药减(jiǎn)少二次污染(rǎn),资(zī)源化(huà)率高等优点,实现了易腐(fǔ)垃圾治理的“减(jiǎn)量(liàng)化、无害化(huà)、资源化、稳定化”。

减少预处理有机固渣产生量。采(cǎi)用(yòng)厌(yàn)氧(yǎng)制酸(suān)工艺的(de)一大特点,是实现有机质(zhì)的“液化”,不需要(yào)通过预(yù)处理将(jiāng)部分有机质分离进入焚(fén)烧或(huò)养虫环(huán)节,实现了工(gōng)艺路(lù)线的(de)简化。同时,也实(shí)现了垃圾分类实现(xiàn)有机质单独利用转化的(de)初(chū)衷。

产出(chū)物为(wéi)碳源实现资源化利用(yòng)。在城市污水处理过程中,由(yóu)于脱氮需要在(zài)反硝化过程(chéng)中重新投加碳源,增加污(wū)水处理的成本(běn),而(ér)易(yì)腐垃圾厌氧处理不仅可以产沼气,也可(kě)以通过(guò)精准控制实现(xiàn)酸(suān)化后制备碳源(yuán),用于污(wū)水处理碳源的补充,避免了甲醇、乙(yǐ)酸钠(nà)等传统碳源的(de)投加(jiā)。这些传统碳源的生产,相当部分也是(shì)消耗着传(chuán)统化石原料。从这个意义(yì)上(shàng)讲,采(cǎi)用易腐垃圾制酸替代传统(tǒng)碳源,从经济角度(dù)和节能降碳角度,均有着重要(yào)的意义。

易腐垃圾的产(chǎn)生(shēng)量(liàng)与生活(huó)污(wū)水的产生量均是(shì)以人口基(jī)数为基准测算的,二者的比(bǐ)值接近一(yī)个常数(约为1:1000),实际(jì)情况也差不(bú)多(duō),以深圳(zhèn)为(wéi)例(lì),日产(chǎn)生易腐垃圾(jī)7000吨,日处理生活(huó)污水规(guī)模700万吨,其(qí)比(bǐ)值为1:1000,理论上可以全量协同替(tì)代。如果水(shuǐ)处理厂不缺碳源(yuán)而易腐垃圾制备(bèi)的有机酸可作为营养源(yuán)投(tóu)加进去可以维持污水(shuǐ)处理系(xì)统的抗冲击性。

易腐(fǔ)垃圾厌(yàn)氧制(zhì)酸作为碳源实(shí)现利用,即(jí)实(shí)现了工艺的缩短与优化(huà),产出(chū)物又有(yǒu)着广泛用途(tú),是一条十分具有应用前(qián)景的路(lù)线之(zhī)一。

当然,实现这一路(lù)线的闭环,这还需要多部门的协同(tóng)努(nǔ)力。

第三(sān)思考点:如何(hé)把易腐垃(lā)圾治理路(lù)线(xiàn)与治理质量系统统筹做好顶层设计(jì)?

易腐垃圾治(zhì)理(lǐ)有五大问题包括水、有机质、杂质、臭气、油脂,不(bú)能把解决其中一个或几个问(wèn)题(tí)就囊括(kuò)解决了易腐垃圾(jī)问(wèn)题,需(xū)要全面解决这五大(dà)问题,需要创新组合五大问题并且低碳、经济可持(chí)续(xù),独立解决(jué)五大问题比组合解决的碳排放与能耗大。

如何(hé)实现协同与调动(dòng)各个治理单位的(de)积极性(xìng)呢?以垃圾焚(fén)烧为例,焚烧厂的焚烧(shāo)量随着垃圾分类的深入会(huì)减少(shǎo)(源头(tóu)减量、可回收(shōu)物(wù)增加、易腐垃圾(jī)分出(chū)),这样会对焚烧项目的运营(yíng)造成(chéng)影响。为(wéi)保障焚烧厂的利益,需要通过增加新(xīn)的焚烧种类如填埋场垃圾、农业废弃物等来(lái)协同。

污水厂商(shāng)品(pǐn)碳源投加增加(jiā)碳排放与运营(yíng)成本,而采用易腐垃(lā)圾制(zhì)备所得碳(tàn)源减少了污水处理成(chéng)本,同时也(yě)降低了易腐垃圾项(xiàng)目的投资成本,缩短了流(liú)程,提(tí)高了易腐垃圾治理的稳定性与经(jīng)济性,这是一个多方(fāng)共赢的协同(tóng)。

垃圾处理处置(包括垃圾分类)和污水(shuǐ)处(chù)理一般分属(shǔ)于城管部门和(hé)水务等公共事业管(guǎn)理部门,各地会有一定差异,但二者均(jun1)归(guī)属住建部门。可(kě)以从顶层设计方(fāng)面入手,把固废治理与污水(shuǐ)治理统(tǒng)筹来(lái)考虑,先独(dú)立分(fèn)析固废治理与污(wū)水处(chù)理的特点与痛点,再(zài)统筹固(gù)废(fèi)处理与污水(shuǐ)处(chù)理的可结(jié)合点,按照“以废治污”、“减污降碳”、“降本增效”、“无废城市”的目标,重新梳理固废治理的工艺路线。

从顶(dǐng)层设计入手(shǒu),做好统筹规划(huá),更有(yǒu)利于垃圾(jī)分类(lèi)、易腐垃圾处(chù)理(lǐ)处置(zhì)工作的科(kē)学、高效推进。

04

小 结

垃圾分类目(mù)的是节约(yuē)原(yuán)生资源、减少(shǎo)碳排(pái)放(fàng),从而达到提高人居(jū)环境(jìng)品质。垃圾分类与时俱进,分类的推进(jìn)产(chǎn)生的(de)易腐垃圾问题,也需要不断创新、不(bú)断探索,与时俱进,解(jiě)决面临(lín)的新问题(tí)。

易腐垃圾处理处置的技术研究与进(jìn)步是特别重要(yào)的举措,与此同时,治理架构(gòu)与治理体系建设也非(fēi)常重要。方向与方(fāng)法(fǎ)对了(le)会有事半(bàn)功倍的效果(guǒ)。

谨(jǐn)以(yǐ)以(yǐ)上几点思考与大家分享,希(xī)望能起到抛砖引玉的效果(guǒ)。

(作者系深圳市(shì)盘龙环境技术(shù)有限公司(sī)总工程师)

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