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浙江大学 “城(chéng)镇易(yì)腐垃圾资源化利用技术(shù)研(yán)讨(tǎo)会” 的三点思考
 2023.08.10 |  1208次(cì)浏(liú)览(lǎn) |  分(fèn)享至(zhì)

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01 

研讨会

垃(lā)圾分类(lèi)政策(cè)是推进精神文明(míng)与物质文明高品质(zhì)可持续发展、人居环境持(chí)续(xù)改善的(de)举(jǔ)措(cuò)。易腐(fǔ)垃圾作(zuò)为生活垃圾(jī)分类的一部分,对环境影(yǐng)响最大(dà)(易腐(fǔ)产酸、孳生(shēng)蚊蝇鼠患、排放有毒有害气体(tǐ)),是垃圾分类治(zhì)理的痛点和难点。

2023年7月,我参加了浙大(dà)和浙江环境学会组织的(de)“城镇(zhèn)易腐垃圾资源化利(lì)用技术(shù)研讨(tǎo)会”,并发表(biǎo)了题为“厨余精细预处理定向制酸(suān)全量替代(dài)补(bǔ)充碳(tàn)源技术与案例分享”演(yǎn)讲。

感谢吴(wú)伟祥老师以及主办单位(wèi)(浙大、环(huán)境学会)的辛(xīn)勤付出,为易腐垃(lā)圾治理发展提(tí)供了新(xīn)的技术(shù)与案例分享,这为行业的发展提供了很(hěn)多(duō)有益的探索与实践。

这次研讨(tǎo)会既有(yǒu)政策(cè)与学术层面的探讨,也(yě)有技术应用方面的交流,同时还分享了一些工程实践(jiàn)案例。

政(zhèng)策(cè)与(yǔ)标准(zhǔn)的制定有利于行(háng)业规范化,而微观的(de)技(jì)术突破则有利于行业的发展。依托工(gōng)程案例所支(zhī)撑的技(jì)术和技术实践(jiàn)为从源头产生、中间治理到产物出路三方(fāng)面的(de)有机结合(hé)提供了(le)宝(bǎo)贵的(de)实践经验(yàn),更有利于我们全链条系(xì)统解决易腐垃圾问题。

目前(qián)解决(jué)易(yì)腐垃圾治理的技(jì)术(shù)与路线问题,主要(yào)有厌氧产沼(zhǎo)气、堆肥、养虫子(zǐ)等(děng)。

厌氧产沼是(shì)目前最为(wéi)主流的工艺路线,但需(xū)要通过技术创新提高(gāo)各个工艺单元的效(xiào)率(lǜ)和稳定性(xìng)。

堆肥和养虫(chóng)子(zǐ)也有一定的应用场景(jǐng),也占有一定比例(lì)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(yì)技(jì)术路线——厌氧制(zhì)酸,采用新的工艺单元创新组合,整体提高易腐垃圾的治理效率,实现生产与(yǔ)产物出路的稳定(dìng)性,过程与结果的(de)低碳(tàn)性(xìng),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(kǎo),供(gòng)参考。

 

02

厌氧的痛(tòng)点

易腐垃圾(又称湿垃(lā)圾或(huò)厨余垃圾)处理处置是生活垃圾分类后治理(lǐ)的痛(tòng)点(diǎn)与难点。目前主流的(de)工艺路线是采用厌氧产沼技术,转化为沼气并加以利用,再(zài)将预处理残渣、沼(zhǎo)液、沼渣、臭气单(dān)独处理。

虽(suī)然采用该路线可(kě)以达到环保与管理(lǐ)基本要求,但问题也是有目共睹的(de)。采用厌氧制沼技术的运行(háng)案例中,很多都运营不(bú)理想。究(jiū)其原因(yīn),主要有以下(xià)几点:

  1. 系统性问题。易腐垃圾(jī)处理(lǐ)处置包含水(shuǐ)、有机质、杂质、臭气、油(yóu)脂(zhī)等五个方面(miàn)的问题,部分项目并没有全面、系统(tǒng)、均衡的逐一解(jiě)决。其中,影响环保的(de)因素主要是水(shuǐ)、臭气和有(yǒu)机质(zhì);影响经济的因素主要(yào)是水、臭气、油脂与杂质(zhì);影响稳定性的主要是水、有(yǒu)机质与杂质。
  2. 工艺问(wèn)题。易(yì)腐垃圾(jī)采用厌氧产沼工艺,工艺流程长、投(tóu)资大(dà)、运营成本高、资源化率低,且(qiě)存在二次污染(rǎn)和(hé)产物种类多出路受阻不稳定等问(wèn)题。
  3. 安全问题。采用厌(yàn)氧产沼工艺,产出(chū)物之一沼气属于(yú)易(yì)燃易爆气(qì)体,项目从设计到实(shí)施需要(yào)在安全方面进行全方位的考量,同时因为(wéi)安全距(jù)离(lí)需要符合相关(guān)规范(fàn)和管理(lǐ)要求,使得项(xiàng)目的占地偏大,造成选(xuǎn)址(zhǐ)等方(fāng)面的(de)困(kùn)难。
  4. 污水(shuǐ)问题。易腐垃(lā)圾产生的污水排(pái)放执行(háng)的是纳管标准,也就是说项目选址严重(chóng)依赖市(shì)政管网,且处理后污水还需要污水厂二次处理,如(rú)果在场内(nèi)实现直排,则处理成本将进(jìn)一步大幅提高。

这(zhè)次研讨会有关于有机质资源化的多种(zhǒng)技术(shù)路线和技术改进,比(bǐ)如说(shuō)堆肥、养虫(chóng),比如提(tí)高(gāo)厌氧产沼效率、降低(dī)水处(chù)理成(chéng)本、提高除臭效率、实(shí)现碳减排(pái)等等(děng)。如果有可能把这(zhè)些技术综(zōng)合在一个案例上,能减污降(jiàng)碳、经济、稳定、可持续发展(zhǎn)吗?如果各个(gè)工艺单元都做得很好了,为何不(bú)受市场欢迎呢?这种现(xiàn)象值得深思(sī)。

 

03

三点思考

第一思考(kǎo)点:厌(yàn)氧产沼是不(bú)是唯(wéi)一(yī)的主流工艺(yì)?

目前(qián)厌氧产沼技术路线的主要问题之一是商业模式的建立。目(mù)前厌氧(yǎng)产沼(zhǎo)项目的收入来源(yuán)主要(yào)有油脂(zhī)收入(rù)和(hé)补贴收入。不同项目、不(bú)同地(dì)区的(de)油脂有各自特点,存在(zài)较大差异,此外油脂收入还会有较大的市场波动风险。而关于补贴价格也(yě)尚(shàng)未(wèi)实现(xiàn)共识。这些因素(sù)影响着(zhe)易腐垃(lā)圾厌氧路线(xiàn)商(shāng)业模(mó)式和长效机制的实现(xiàn)。说明主工艺选择和技术上还有较大(dà)的改(gǎi)进(jìn)空间。

部分环保学者(zhě)或(huò)者和(hé)从业工作(zuò)者又提出了养虫、制(zhì)肥(féi)工艺等,以提高项目的资源化水平(píng),并且也实施了一(yī)些案例。这(zhè)些资源化实践同样(yàng)受到整个生产(chǎn)链条和全年长效稳定贯通(尾(wěi)端受市场、季节影响)的挑战。通过(guò)强(qiáng)化易腐垃(lā)圾的部分(fèn)资源化提(tí)高效(xiào)益,改善经济(jì)性的(de)做法对于实现(xiàn)整体减污(wū)降(jiàng)碳、经济、稳定、可(kě)持续(xù)发展的目(mù)的(de),会有一定(dìng)的(de)局限性。

厌(yàn)氧产沼技术及其优化主(zhǔ)要是针对有机质转化为能源(yuán)这一(yī)工艺单元,不能代表易腐垃圾处(chù)理的(de)全部。有(yǒu)没有可能在厌氧产(chǎn)沼技术路线的基础上,实现多条技术路线并(bìng)行(háng),**为不同地区(qū)、不同特征项目、不同场景提供更多的路线选择(zé),更好的实现当地易(yì)腐垃圾的处理(lǐ)处置(zhì)并(bìng)达到低碳、经济、高(gāo)效、可持续的目的。

第二思考点:跨界协同(tóng)与以废治污的厌氧制酸技术是否(fǒu)能成为主流工艺之一?

厌氧(yǎng)制酸技术是利用(yòng)餐厨(chú)垃圾、厨余垃圾、果蔬垃圾等易(yì)腐垃圾作为原料(liào),精分杂质后制成(chéng)均(jun1)质浆液,在厌(yàn)氧环境下通过(guò)微生物水解(jiě)、有机氮转化为无机氮(dàn)、有机磷(lín)转化为无机磷、酸化(huà)产生小分子有机酸(suān),再用物理方法去除有机酸中的悬(xuán)浮物、油(yóu)等杂(zá)质,制成有机酸复(fù)合(hé)液的一(yī)种创新技术,具有工艺流程短、投资省(shěng)、占(zhàn)地小、运营成本(běn)低(dī),产品(pǐn)固碳减少碳排放,全程不加热能耗低,不加药减少二(èr)次污(wū)染,资源化率高等(děng)优(yōu)点,实现了易腐垃圾治理的“减量化、无害化、资源化、稳定化”。

减少预处(chù)理有机固渣产生量。采用厌氧制酸工艺(yì)的一大特点,是实现有机(jī)质的“液化”,不需(xū)要通(tōng)过预处(chù)理将部分有(yǒu)机(jī)质分离进入焚烧或养虫环节,实(shí)现了工艺路线的简化(huà)。同时,也实现了(le)垃圾分类(lèi)实现有(yǒu)机质(zhì)单独利用转化的初(chū)衷。

产出物为碳源实现资源化(huà)利(lì)用(yòng)。在(zài)城市污(wū)水(shuǐ)处(chù)理过程中,由于脱氮需要在(zài)反硝化过程中重新(xīn)投加碳源,增加污水处理的成本(běn),而易腐垃(lā)圾厌氧处理不仅(jǐn)可以产沼气(qì),也可以(yǐ)通过精(jīng)准控制实现酸化后制备碳源(yuán),用于污水处理(lǐ)碳源的补充,避免了甲醇、乙酸钠等传统碳源(yuán)的投(tóu)加。这(zhè)些传(chuán)统碳源的生产,相当(dāng)部分也(yě)是消耗着传统化石原(yuán)料。从这(zhè)个(gè)意义上讲,采用易腐垃圾制酸替(tì)代传统(tǒng)碳源,从经济角度和节能降碳(tàn)角(jiǎo)度(dù),均有着重要的意(yì)义。

易腐(fǔ)垃圾的产(chǎn)生量与(yǔ)生(shēng)活污(wū)水的产(chǎn)生量均是以人口基数为(wéi)基(jī)准测算的,二者(zhě)的比值接近(jìn)一个常(cháng)数(约为1:1000),实际情况也(yě)差不多(duō),以(yǐ)深圳为(wéi)例,日产生易(yì)腐垃圾7000吨,日(rì)处(chù)理生活(huó)污水规模700万吨,其比值为(wéi)1:1000,理(lǐ)论上可以全量协同替代(dài)。如果(guǒ)水处理厂不缺碳源而(ér)易腐(fǔ)垃圾制备的有机酸(suān)可作(zuò)为营养源投(tóu)加进去可以维持污水处理系统的(de)抗冲击(jī)性。

易腐(fǔ)垃(lā)圾厌氧制酸作为碳源实现利(lì)用,即(jí)实(shí)现了工艺的缩(suō)短与(yǔ)优化,产出物又有着广泛用途,是一条十(shí)分具有应用前景的路线之一。

当然,实(shí)现(xiàn)这一路线的闭(bì)环,这还需要多(duō)部门的协同努(nǔ)力。

第三思考(kǎo)点(diǎn):如何把(bǎ)易腐垃圾治理路线与治理质量系(xì)统统筹做好顶层设计?

易腐垃(lā)圾治理有五(wǔ)大问题包括水、有机质、杂质、臭气、油脂(zhī),不能把解决其中一个或(huò)几个问题就囊括解决了易腐垃圾(jī)问题(tí),需要全面解(jiě)决这五大(dà)问题(tí),需(xū)要创新组合五大问(wèn)题并(bìng)且低碳、经济可持续(xù),独立解(jiě)决五大问题比组合解决的碳排放与能耗大(dà)。

如何实(shí)现协同与调(diào)动各(gè)个治理单位的积极性呢?以(yǐ)垃圾焚烧(shāo)为(wéi)例,焚烧厂的(de)焚烧量(liàng)随着垃圾分类的深入会(huì)减少(源头减量、可回收物增(zēng)加、易腐(fǔ)垃圾分出),这样会(huì)对焚烧项目(mù)的运营(yíng)造成影响。为保障焚烧厂的利益(yì),需要通过增(zēng)加新(xīn)的(de)焚烧种类如填埋场垃(lā)圾(jī)、农业废弃物等来协同。

污(wū)水厂商(shāng)品碳源投加增加碳排放与运营成本,而采用易腐垃圾(jī)制备所得(dé)碳源(yuán)减(jiǎn)少了污水处(chù)理成本,同时也降低了易腐垃圾项目(mù)的投资成本,缩短了流程,提高了易腐垃(lā)圾治(zhì)理的稳定(dìng)性与(yǔ)经济性(xìng),这是一个(gè)多方共(gòng)赢的协同。

垃圾处理(lǐ)处置(zhì)(包括垃圾分类)和(hé)污水(shuǐ)处理一般分属于(yú)城管部门和(hé)水务等公共事业(yè)管理部门,各地会有一定(dìng)差异,但(dàn)二(èr)者均归属住建部门。可以从顶层设计方面入手,把固废治理与污水治(zhì)理(lǐ)统筹(chóu)来考(kǎo)虑,先独立分析固废治(zhì)理与污(wū)水处理的特(tè)点与痛点,再统筹固废处理与污水处理的可(kě)结合点,按照“以(yǐ)废治污”、“减污降碳”、“降本增效”、“无废城市”的目标(biāo),重新(xīn)梳理(lǐ)固废治理的工艺路(lù)线。

从(cóng)顶层设计入(rù)手,做好(hǎo)统(tǒng)筹规划,更有利于垃圾分类(lèi)、易腐垃圾(jī)处理处置工作(zuò)的科学、高效推(tuī)进。

04

小(xiǎo) 结

垃圾分(fèn)类目(mù)的是节约原生资源(yuán)、减少碳(tàn)排放,从而达(dá)到提高人居环境品质。垃圾(jī)分类与(yǔ)时俱进,分(fèn)类的推进(jìn)产生的易腐垃圾问(wèn)题,也需要(yào)不断创(chuàng)新、不断探索,与时俱(jù)进,解决面临(lín)的新问题。

易腐垃圾处理处置的技(jì)术研究(jiū)与进步是特别重要的举措,与此(cǐ)同时(shí),治理架构与治理体系建(jiàn)设也(yě)非常重要。方向与方法对(duì)了会有(yǒu)事半功倍的效(xiào)果(guǒ)。

谨(jǐn)以以(yǐ)上几点思考与大(dà)家分享,希望能(néng)起(qǐ)到抛砖引玉的效果。

(作者(zhě)系深圳(zhèn)市(shì)盘龙环(huán)境技术(shù)有限(xiàn)公司总工程师(shī))

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