01
研讨会
垃圾分类政策(cè)是推进(jìn)精神文明与物质文(wén)明高(gāo)品(pǐn)质可持续发(fā)展、人居环境持续改善(shàn)的举措。易腐(fǔ)垃圾(jī)作为(wéi)生活(huó)垃圾(jī)分类的一(yī)部(bù)分,对(duì)环(huán)境影响最大(易腐产酸、孳生(shēng)蚊蝇鼠患、排放有毒有害气体),是垃圾分(fèn)类治(zhì)理的痛点和难(nán)点。
2023年7月(yuè),我参加了浙大(dà)和(hé)浙江环境学(xué)会组织(zhī)的“城镇易(yì)腐垃圾资源(yuán)化利用技术研讨会”,并(bìng)发表了题(tí)为(wéi)“厨余精细预(yù)处(chù)理定向制酸全量替代(dài)补充碳源技术与(yǔ)案(àn)例分享(xiǎng)”演讲。
感谢吴(wú)伟祥老师以及(jí)主办单(dān)位(浙大、环(huán)境学会)的辛勤(qín)付出(chū),为易腐垃圾治理发展提供了新(xīn)的技(jì)术与案(àn)例分享,这为行业的发展提供了(le)很(hěn)多(duō)有益(yì)的探索与实践。
这次研讨会既有政策与学术层面的探讨,也(yě)有技术应用(yòng)方面(miàn)的交流,同时还分享了一些工程实践案例。
政策(cè)与标准的(de)制(zhì)定有利于行业规范化,而微观的技术突破则有利于行业的(de)发展。依托工程案例所支(zhī)撑的技术和技术(shù)实(shí)践为从源头(tóu)产生、中间治理到产物出路三(sān)方面的有机结合提供了宝贵(guì)的实践经(jīng)验,更有(yǒu)利于我们(men)全链(liàn)条系统解决易腐垃圾问题。
目前解决易腐垃(lā)圾治理的(de)技术与路线(xiàn)问题,主要有(yǒu)厌氧产(chǎn)沼气、堆肥、养(yǎng)虫(chóng)子等。
厌氧产(chǎn)沼是目前最(zuì)为主流的工艺路线,但需要通过技术创新提高各个工艺单元的(de)效率和稳(wěn)定性。
堆肥和养虫子也有一定(dìng)的应用场景,也占有一定比例(lì)的(de)市场规模和项目(mù)实(shí)践。
此外,我们公司还研发了(le)一条新的(de)工(gōng)艺技术路线——厌(yàn)氧制酸,采用新的工艺单元创(chuàng)新组合,整(zhěng)体提(tí)高易腐垃圾的治理(lǐ)效率,实现生产与(yǔ)产物出路的稳定性,过程与结果的(de)低碳性,以及(jí)投资与运营(yíng)的经济性。
以下是我对本次研讨的一些思考,供参考。
02
厌(yàn)氧的痛(tòng)点
易腐垃圾(又称湿垃圾或厨余垃(lā)圾)处(chù)理(lǐ)处(chù)置是生活垃圾分类后治理的痛点与(yǔ)难点。目前主流(liú)的(de)工(gōng)艺(yì)路(lù)线(xiàn)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、沼液、沼渣(zhā)、臭气单独处(chù)理。
虽然采用该路(lù)线(xiàn)可(kě)以达到环(huán)保与管理基本要求,但问题(tí)也是有目共睹的(de)。采用(yòng)厌氧制沼技术的运行案例中,很多(duō)都运(yùn)营不理想。究(jiū)其原因,主(zhǔ)要(yào)有(yǒu)以下几(jǐ)点:
这次研讨会有关(guān)于有机质资源(yuán)化的多种技术路线和(hé)技术改进,比如说堆肥、养虫,比如提高厌氧产沼效率、降低水处理(lǐ)成本、提高除臭效(xiào)率、实现(xiàn)碳减排(pái)等等。如(rú)果有可能(néng)把这(zhè)些技术综合在一(yī)个案例上,能减污降碳、经济、稳定、可持续发展吗?如(rú)果各个工艺单元都做得(dé)很好了,为何不受市场欢迎呢?这种现象值得深思。
03
三点思考
第一思考点:厌氧产沼是不是唯一的主流工艺?
目前厌氧产沼技术路线的主要问题之(zhī)一是商业模式(shì)的(de)建立。目(mù)前厌氧产沼(zhǎo)项目的收入来源主要(yào)有(yǒu)油(yóu)脂收入和补贴(tiē)收入。不同(tóng)项目、不同(tóng)地(dì)区的油脂有各自特点,存在较大差(chà)异,此外油脂(zhī)收入还会有较大的(de)市场波动风险。而关(guān)于(yú)补贴(tiē)价格也尚未(wèi)实现共识。这些因素(sù)影响着易腐垃圾厌氧(yǎng)路(lù)线商业模式和(hé)长效机制的(de)实现。说(shuō)明主工艺选择和技术上还有较大的改进空间。
部分环保学者或者和从(cóng)业工作者又(yòu)提出了(le)养虫、制肥工艺等,以提(tí)高项目的资源化水平,并且也实(shí)施了一些案例(lì)。这些资源化实践(jiàn)同样受(shòu)到整个生(shēng)产链(liàn)条和全年长效稳定贯通(尾端受市场、季节影响(xiǎng))的挑战。通过(guò)强(qiáng)化易腐垃圾的部分资源化提高效益(yì),改(gǎi)善经(jīng)济(jì)性(xìng)的做(zuò)法对于实(shí)现整体(tǐ)减污(wū)降碳、经济、稳定、可持续发展的目的,会有一定的局限性。
厌氧产沼技术及其优(yōu)化主要(yào)是针对有机质转化为能源这一工艺单元,不能代表易腐垃圾处(chù)理(lǐ)的全部。有没有可能在厌氧产(chǎn)沼技术(shù)路(lù)线(xiàn)的基础上(shàng),实现多条技术路线并行,**为不(bú)同地区、不(bú)同特征项目(mù)、不同场景(jǐng)提供更多的路线选择(zé),更好的实现当地(dì)易腐垃圾的(de)处理(lǐ)处置并达到低碳、经济、高效、可持续的(de)目的。
第二思考点:跨界协同与以(yǐ)废治(zhì)污的厌氧制酸技术是否能成为主流工(gōng)艺之一(yī)?
厌氧制酸技术是利用餐厨垃圾、厨(chú)余(yú)垃圾、果蔬垃(lā)圾等易腐垃圾作为原料,精分杂(zá)质(zhì)后制成均质(zhì)浆液(yè),在厌(yàn)氧(yǎng)环境下通过微生物水解(jiě)、有机氮转化为无机氮、有机磷转化为无机磷、酸化产生小分(fèn)子有机酸,再(zài)用(yòng)物理方法去除有机酸中(zhōng)的悬浮物、油(yóu)等(děng)杂(zá)质,制(zhì)成(chéng)有机酸复合液的(de)一种创(chuàng)新技(jì)术(shù),具有(yǒu)工艺流程短(duǎn)、投(tóu)资省、占地小、运营成(chéng)本低,产品固碳减少碳排放(fàng),全程不加热能耗低,不加药减少二次污染,资(zī)源化率高等(děng)优(yōu)点,实现了(le)易腐(fǔ)垃圾治(zhì)理(lǐ)的“减(jiǎn)量化、无害(hài)化(huà)、资源化、稳定化(huà)”。
减少预(yù)处理有机固渣产生(shēng)量(liàng)。采用厌氧制酸(suān)工艺(yì)的一大特(tè)点,是(shì)实现(xiàn)有机质的“液化(huà)”,不需要通过(guò)预处理将部分有机质(zhì)分(fèn)离进入焚烧或养虫环节,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独利用转化的初(chū)衷。
产出物为碳源(yuán)实现资源化利用。在城市污水处理(lǐ)过程(chéng)中,由于脱氮需要在反硝(xiāo)化过程中(zhōng)重(chóng)新投加碳源(yuán),增加污水处理的成本,而易(yì)腐垃圾厌氧处理(lǐ)不仅可以产沼气(qì),也可以通过精准控(kòng)制(zhì)实现酸化后制备(bèi)碳源,用于污水处理碳源的补充,避免(miǎn)了甲醇、乙酸钠等传统碳源的投(tóu)加。这些传(chuán)统碳源的生产,相当部分(fèn)也是消耗(hào)着传统化石原(yuán)料(liào)。从这个意义上讲,采用易腐垃(lā)圾(jī)制酸(suān)替代(dài)传统碳源,从经(jīng)济(jì)角度和节能(néng)降碳角度,均有着重要(yào)的意义。
易腐垃圾的产生(shēng)量与生活污水的产生量(liàng)均是以(yǐ)人(rén)口基数为基准测算的,二(èr)者的比值(zhí)接近一个常(cháng)数(约为1:1000),实际情况也差不(bú)多,以深圳(zhèn)为例,日产生易腐垃圾7000吨,日处理生活污水规模700万吨,其(qí)比值(zhí)为1:1000,理论上可以(yǐ)全量协同替代。如果(guǒ)水处(chù)理厂不缺碳源而易腐垃圾(jī)制备的有机酸可(kě)作为营养(yǎng)源投加进去(qù)可以维持(chí)污水处理系统的抗冲击性。
易(yì)腐垃(lā)圾厌氧制酸作为碳源实现利(lì)用,即实(shí)现(xiàn)了工艺的缩短与优化,产出物又有(yǒu)着广泛用(yòng)途(tú),是一条十分具有应用(yòng)前(qián)景的路线之一(yī)。
当然,实现这一路线的闭环,这还需要多部门的协同(tóng)努力。
第三思考点(diǎn):如何把易(yì)腐(fǔ)垃圾治理路线与治理质量系统统筹做好顶层设计?
易腐垃圾治理(lǐ)有五(wǔ)大问题包括(kuò)水、有机质、杂(zá)质、臭气、油脂,不能把解决其中一个或几个问题就囊(náng)括解决了易腐垃圾(jī)问题,需(xū)要全面解决这五大问题,需要创新组合(hé)五大问(wèn)题并且低碳、经(jīng)济可持续,独(dú)立解决五大问题比组合(hé)解决(jué)的碳排放与能耗大(dà)。
如何实现协(xié)同与调动各个(gè)治理单(dān)位(wèi)的积极性呢?以垃(lā)圾焚烧为例(lì),焚烧厂的(de)焚烧量随着垃圾分类(lèi)的深入会减少(源头(tóu)减量、可回收物增加、易腐垃圾分(fèn)出),这样会对焚烧项目的运营造成影响。为保障焚烧厂的(de)利益,需要(yào)通过增加新的(de)焚烧种类如填埋场(chǎng)垃圾(jī)、农业废弃(qì)物等来协同。
污水厂商品碳源(yuán)投加(jiā)增加(jiā)碳排放与运营成本,而采用(yòng)易腐垃圾制备所得碳源减少了污(wū)水处理成本,同时也降低了(le)易腐垃圾(jī)项目的投(tóu)资成(chéng)本,缩短了流程(chéng),提高了易腐垃圾(jī)治理(lǐ)的稳定性与经济性(xìng),这(zhè)是(shì)一(yī)个多方共赢的协同(tóng)。
垃圾处理处(chù)置(包括垃(lā)圾分(fèn)类)和污水(shuǐ)处(chù)理一般分属于城管部门(mén)和水务等公共事业管(guǎn)理部门,各地会有(yǒu)一定差异,但二者(zhě)均(jun1)归属住(zhù)建(jiàn)部门。可以从顶层设计(jì)方面入(rù)手,把固废治理与(yǔ)污水治理统筹来考虑,先(xiān)独立(lì)分析固废治理与污水处理的特点与(yǔ)痛点,再(zài)统筹固废处理与污水处理的可结合点,按照(zhào)“以废(fèi)治(zhì)污(wū)”、“减(jiǎn)污降碳”、“降(jiàng)本(běn)增效”、“无废(fèi)城(chéng)市(shì)”的目(mù)标,重新梳理(lǐ)固废(fèi)治理的(de)工(gōng)艺路线。
从顶(dǐng)层设计(jì)入手,做好(hǎo)统筹(chóu)规划,更有利于垃圾分类、易腐垃圾处理处(chù)置(zhì)工作的科学(xué)、高效推进。
04
小 结
垃圾分(fèn)类目的是(shì)节约原生资源、减(jiǎn)少(shǎo)碳排放,从而达到提高人居(jū)环境品质。垃圾分类与时俱进,分(fèn)类(lèi)的推进产生(shēng)的易腐垃圾问题,也需要不断创新、不断探(tàn)索,与时俱进,解决面临的(de)新问题。
易腐垃圾处理处(chù)置的技术研究与进步是特别重要的举措(cuò),与此同时,治理架构与治理(lǐ)体系建设也非(fēi)常重要。方向与方法对(duì)了会有事半功倍的效果(guǒ)。
谨以以上几点思考与大(dà)家分享(xiǎng),希望能起到抛砖(zhuān)引玉的效果。
(作者系(xì)深圳市(shì)盘龙环境技术(shù)有限公司总工程(chéng)师(shī))