01
研(yán)讨会
垃圾分类政策是(shì)推进精神(shén)文明与物质文明高品质可持续发展、人居环境持(chí)续改善(shàn)的举措(cuò)。易腐(fǔ)垃圾作(zuò)为生活垃圾分类的(de)一部分,对环境影响最大(易腐产酸、孳生(shēng)蚊蝇鼠(shǔ)患、排(pái)放有毒有害气体),是垃圾分类治理的痛点和难点。
2023年7月,我参加了浙(zhè)大和浙(zhè)江环境学会(huì)组织(zhī)的“城镇易腐垃圾资源化利(lì)用技术研讨会”,并(bìng)发表(biǎo)了题为“厨余精细预处理(lǐ)定向(xiàng)制酸全量(liàng)替代补充碳(tàn)源技术与案例分(fèn)享”演讲。
感(gǎn)谢吴伟祥老师以及主办单位(浙大、环境(jìng)学(xué)会)的(de)辛(xīn)勤付出,为易腐垃圾治(zhì)理发展(zhǎn)提供了(le)新的(de)技术(shù)与案例分享(xiǎng),这为行业(yè)的(de)发展提(tí)供了很(hěn)多有益的探索与实践。
这次研讨会既有政策(cè)与(yǔ)学(xué)术层面的探讨,也(yě)有技术应(yīng)用方(fāng)面的交流,同时还分享了一些工程实践(jiàn)案例。
政(zhèng)策与标准的制定(dìng)有利于行(háng)业(yè)规范化(huà),而微(wēi)观的技术突破则有利于(yú)行业的发展。依托工程案(àn)例所支撑的技术和技术实践为从源头产生、中间(jiān)治理(lǐ)到产物出(chū)路三方面的有机(jī)结合提(tí)供了(le)宝贵的实践经验,更有(yǒu)利于我们全链条(tiáo)系统解决(jué)易腐垃(lā)圾(jī)问题。
目前解决易腐垃圾治理的(de)技术与路线问题(tí),主要有厌氧(yǎng)产沼气、堆肥、养(yǎng)虫子等。
厌氧(yǎng)产沼是(shì)目(mù)前最(zuì)为主流的(de)工艺路线,但需(xū)要通过(guò)技术(shù)创新提高各个工艺单元的效率和稳(wěn)定性(xìng)。
堆肥和养虫(chóng)子也有(yǒu)一定的应用场(chǎng)景,也占有一定比例的市场规模和项目实践(jiàn)。
此外,我们(men)公司还研发了(le)一条新(xīn)的工(gōng)艺技术路线——厌氧制酸(suān),采用新的(de)工艺(yì)单元创新组(zǔ)合,整体提高易腐垃圾的治理效率,实现生产与(yǔ)产物出路的稳定性,过程与(yǔ)结果的低碳性,以及(jí)投资(zī)与运营的经济性。
以下是我(wǒ)对本次研讨(tǎo)的一些思考,供参考。
02
厌氧的痛点
易腐(fǔ)垃圾(jī)(又称湿垃圾或厨余垃圾)处(chù)理处(chù)置(zhì)是生活垃圾分类后(hòu)治理的痛点与难(nán)点(diǎn)。目前主流的工艺路(lù)线是采用厌氧产(chǎn)沼技术,转(zhuǎn)化为(wéi)沼气并(bìng)加以利用,再将预处(chù)理残渣、沼液、沼渣、臭气单独处理(lǐ)。
虽然采用该路线可以达到环保与管(guǎn)理基本(běn)要(yào)求,但问题也是有目共(gòng)睹的。采用厌氧(yǎng)制(zhì)沼技(jì)术的运行案例(lì)中,很多都(dōu)运营不理想。究(jiū)其原因,主(zhǔ)要有以下几点:
这次研讨会有关(guān)于有(yǒu)机质资源化的多种技术路(lù)线和技术改(gǎi)进,比如说堆肥、养虫,比如提(tí)高厌(yàn)氧产沼效(xiào)率、降低(dī)水(shuǐ)处理(lǐ)成本、提高除臭效率(lǜ)、实现碳减排等(děng)等。如果有可能(néng)把这(zhè)些(xiē)技术综合在一个案例上,能减污降碳、经济、稳定、可持(chí)续发展吗(ma)?如果各个工艺单元都做得很好了,为何不受市场欢(huān)迎呢?这种现象值(zhí)得深思。
03
三(sān)点思考(kǎo)
第一思考点:厌氧(yǎng)产沼(zhǎo)是不是唯一的主流工艺?
目前厌氧产沼技术(shù)路线的主要问题之一是商业模式的(de)建立。目前厌氧产沼项目的收入来源主要有油脂收入和补(bǔ)贴收入。不同项目(mù)、不同地区的油脂有各自特点,存在较大差异,此外(wài)油(yóu)脂收入还会有较大(dà)的市场波动风(fēng)险。而关于补贴价格也(yě)尚未(wèi)实现共(gòng)识。这(zhè)些(xiē)因(yīn)素影响(xiǎng)着(zhe)易腐垃圾厌(yàn)氧(yǎng)路线(xiàn)商业模(mó)式(shì)和长效机制的实(shí)现。说明主工(gōng)艺(yì)选择和技(jì)术上还有较(jiào)大的改进(jìn)空间。
部(bù)分环(huán)保学者或者(zhě)和(hé)从业工作者又提出了养虫、制肥工艺等,以(yǐ)提高项目的资源化(huà)水(shuǐ)平,并且也实施了一些案例。这些资(zī)源化实践同样受到整个(gè)生产链条和全年长效稳定贯通(尾端(duān)受市(shì)场、季节影响)的挑战。通过强化易腐垃圾的部分资(zī)源化提高效益,改善(shàn)经济性的做法对于实现整(zhěng)体减(jiǎn)污降碳、经济、稳定、可持续发展的目的,会有一定的局限性。
厌氧产沼技术及(jí)其优化主(zhǔ)要是针对有机质转化为(wéi)能源这一工艺单(dān)元(yuán),不能代表易腐垃圾处理的全部。有没有(yǒu)可(kě)能(néng)在厌氧产沼技术路线的基础上,实现多(duō)条技(jì)术路(lù)线并(bìng)行,**为不同地区、不(bú)同特征项目、不同(tóng)场(chǎng)景提供(gòng)更(gèng)多的路线(xiàn)选择,更好的实现当地(dì)易腐垃圾的处理处置(zhì)并达到(dào)低碳(tàn)、经济、高效、可持续的目的。
第二思考点:跨界协同与以(yǐ)废治污的(de)厌氧(yǎng)制酸技术是否能成为主流工艺之(zhī)一?
厌氧制酸技(jì)术是利用餐厨垃圾(jī)、厨余垃圾、果蔬(shū)垃圾等易腐(fǔ)垃圾作(zuò)为原(yuán)料,精分杂质后制成均(jun1)质(zhì)浆液,在厌氧环境下通(tōng)过微生物水解(jiě)、有机(jī)氮转化(huà)为无机氮、有机(jī)磷转化为(wéi)无机磷、酸化(huà)产生小分子有(yǒu)机酸,再用物理方(fāng)法去除(chú)有机酸中的(de)悬浮(fú)物、油等杂质,制成有机酸复合液的一(yī)种创(chuàng)新技(jì)术,具有工艺流程短、投(tóu)资省、占地小、运营成本低,产品固碳减少碳排放,全程不加热能耗低,不(bú)加药减少二次(cì)污染(rǎn),资(zī)源化率(lǜ)高等优点,实现了易(yì)腐垃圾治理的“减量(liàng)化、无害化(huà)、资源化(huà)、稳定化”。
减少预处理有机固渣产生量。采用厌氧制(zhì)酸工艺的一大特(tè)点,是实现有(yǒu)机质(zhì)的“液(yè)化”,不需要通过预处理将部分有机质分(fèn)离进(jìn)入焚烧或养虫环节,实现了工艺路线(xiàn)的简化。同时,也(yě)实现了垃(lā)圾分类实现有机质单(dān)独利用转化的初衷。
产出物为碳(tàn)源实现资源(yuán)化(huà)利用。在城市(shì)污水处理(lǐ)过程中,由于(yú)脱氮需要在反(fǎn)硝化过程(chéng)中重新投加碳源,增加污水处理的成本,而易腐垃(lā)圾厌氧处理不仅可以产(chǎn)沼气(qì),也可(kě)以通过精准控制实(shí)现酸化后制备碳源,用于污水处理碳源的补充(chōng),避免了甲(jiǎ)醇、乙酸(suān)钠等(děng)传统碳源的投加。这(zhè)些传统碳源的生产,相当部分也(yě)是消(xiāo)耗着传(chuán)统化石原料。从(cóng)这个意义上讲,采用(yòng)易腐垃圾制酸替代传统碳源,从经济角度(dù)和节能(néng)降碳角度,均有着重要(yào)的(de)意义。
易腐垃圾的产生量(liàng)与(yǔ)生活污水的产生量(liàng)均是以人(rén)口基数为基(jī)准(zhǔn)测算的,二者的比值接近一个常数(约为1:1000),实(shí)际情况也差不多(duō),以深圳为(wéi)例,日产生易腐垃圾7000吨(dūn),日处理生活污水规模700万吨,其比值为1:1000,理论上可以全量协同替代。如(rú)果水处理厂(chǎng)不缺碳(tàn)源而易腐垃(lā)圾制备的有机酸可作为营养(yǎng)源投加(jiā)进去可以维持污水(shuǐ)处理系统的抗冲(chōng)击性。
易腐垃圾厌氧制酸作为碳源实现利用,即实(shí)现了工艺(yì)的(de)缩短与优化,产出物(wù)又有着广泛用途,是一条十分具有应用前景的路线之一。
当然,实现这一路线的闭(bì)环,这(zhè)还需要多(duō)部门的协同努力。
第三思考点:如何把易腐垃圾治理路线(xiàn)与治理质量系统统筹做好顶(dǐng)层设计?
易腐垃(lā)圾(jī)治理有五大问(wèn)题包括水、有机质、杂质、臭(chòu)气、油脂,不能把解(jiě)决其(qí)中一个或几个问题就囊括解决(jué)了易腐垃圾问题,需要全面(miàn)解决这(zhè)五大问题,需要创新组合五大问题并且低碳、经(jīng)济可持续,独立解决五大问题比组合解决(jué)的(de)碳排放与能耗(hào)大。
如何实现协同与调(diào)动各个(gè)治理单(dān)位的积极性呢?以垃圾焚烧(shāo)为例,焚烧厂的焚烧量随着垃圾分(fèn)类的(de)深入会减少(源(yuán)头减量、可回(huí)收物增加、易腐垃圾分出),这样会对(duì)焚烧项目的运营造成影响(xiǎng)。为(wéi)保障(zhàng)焚烧厂的利益,需要通过增(zēng)加新的(de)焚烧种类如填埋场垃圾、农业废弃物(wù)等来(lái)协同。
污(wū)水厂商品碳源(yuán)投加增加碳排放与(yǔ)运营(yíng)成(chéng)本,而采用易腐垃圾(jī)制备所得碳源减少(shǎo)了污(wū)水处(chù)理成本,同时也降低(dī)了(le)易腐垃圾(jī)项目的投资成(chéng)本(běn),缩短了流(liú)程,提高(gāo)了易腐(fǔ)垃圾治理的稳定性与经济性,这是(shì)一个多方共(gòng)赢(yíng)的协同(tóng)。
垃圾(jī)处理处置(包括垃(lā)圾分类)和污水处理(lǐ)一般分属于城(chéng)管部门和水务等公共事业(yè)管理部(bù)门,各地(dì)会有(yǒu)一定差异,但二者均归(guī)属住建部门(mén)。可以从顶(dǐng)层设计方(fāng)面入手,把固废(fèi)治(zhì)理与污水治(zhì)理统(tǒng)筹来考虑,先独立分析(xī)固废治理与污水处(chù)理的特点(diǎn)与痛点,再统筹固废(fèi)处理与污水处理(lǐ)的可结合点,按(àn)照“以废治污”、“减污(wū)降碳”、“降本增效”、“无(wú)废城市”的目(mù)标,重(chóng)新梳理固(gù)废治理的工(gōng)艺路线。
从(cóng)顶层设(shè)计(jì)入手,做好统筹规划,更有利于垃圾分类、易(yì)腐垃(lā)圾(jī)处理处置工作(zuò)的科学(xué)、高效推进(jìn)。
04
小 结
垃圾分类目的是节(jiē)约原生资源、减少碳(tàn)排放(fàng),从而达(dá)到提高人居(jū)环境品质。垃圾分(fèn)类与时俱进(jìn),分类的推进产生的易腐垃(lā)圾问题,也需要不断创新(xīn)、不断探索,与时俱进(jìn),解决面临的新问题。
易(yì)腐(fǔ)垃圾处理处(chù)置的技术研(yán)究与进步(bù)是(shì)特别重要的(de)举措,与(yǔ)此同时,治理架构与(yǔ)治理体系建设也非(fēi)常重要。方向与方(fāng)法对了会(huì)有事半功倍(bèi)的效果。
谨以以上(shàng)几(jǐ)点思考与大家分享,希望能起到抛砖引玉的效果。
(作者系深圳市盘(pán)龙环境技(jì)术有(yǒu)限(xiàn)公司总工程师(shī))