01
研讨会
垃圾(jī)分(fèn)类政策(cè)是推(tuī)进精神文明与物质文(wén)明高(gāo)品质可持续发(fā)展(zhǎn)、人(rén)居环境(jìng)持续改善的举措。易腐垃圾作为生活垃(lā)圾分类(lèi)的一部分(fèn),对环境影响最大(易腐产酸(suān)、孳生蚊蝇鼠患、排放有毒有害气体),是垃圾分类治理的痛点和难点。
2023年7月,我参(cān)加了浙大和(hé)浙江环境学会组织(zhī)的“城镇易腐垃圾资源化利用技术研讨会”,并发表了(le)题为(wéi)“厨余精细预(yù)处(chù)理定向制酸(suān)全(quán)量替代补(bǔ)充碳(tàn)源(yuán)技术(shù)与(yǔ)案例分享”演讲。
感谢吴(wú)伟祥老师以及主办(bàn)单(dān)位(浙大、环境学会)的辛(xīn)勤付出,为易腐垃圾治理发展提(tí)供了(le)新的技术(shù)与案例分(fèn)享,这为行业的发展提供了(le)很(hěn)多有益的探索与实(shí)践。
这次研讨会既有政策与学术层面的探讨,也有技术应用方面的交(jiāo)流,同时还分(fèn)享了一些工程实践案例。
政策与标准的制定有利于行业(yè)规范化,而微观(guān)的技(jì)术突破则有利于(yú)行业的(de)发(fā)展。依托工程案例所支撑的技术(shù)和技术实践为从(cóng)源头产(chǎn)生、中间治(zhì)理(lǐ)到产物出路(lù)三方面的有机(jī)结合提供(gòng)了宝贵的实践经验,更有利于(yú)我(wǒ)们全链(liàn)条(tiáo)系统解决易腐垃(lā)圾(jī)问题。
目前解(jiě)决易腐(fǔ)垃(lā)圾治理的技术与路线问题(tí),主要(yào)有厌氧产沼(zhǎo)气、堆肥、养虫子等。
厌氧产沼是(shì)目(mù)前最为主(zhǔ)流的工艺路线,但需要通过技术创新提(tí)高各个工艺单元的效率(lǜ)和稳(wěn)定性。
堆肥(féi)和养虫子(zǐ)也(yě)有一定的(de)应用(yòng)场景,也占有(yǒu)一(yī)定比(bǐ)例的市场规模(mó)和(hé)项目实(shí)践。
此外,我们(men)公司还研发了一条(tiáo)新的工艺技术(shù)路线——厌氧制酸,采用(yòng)新的工艺单元创(chuàng)新组合,整体提高易腐垃圾的(de)治理效率,实现生产与产物出路(lù)的稳(wěn)定性,过程与结(jié)果(guǒ)的低(dī)碳性(xìng),以及投资与运营的经济性。
以下是(shì)我对本次研讨(tǎo)的一(yī)些(xiē)思考,供参考。
02
厌氧的痛点
易腐垃(lā)圾(又(yòu)称湿垃(lā)圾或厨余(yú)垃圾(jī))处(chù)理处置是(shì)生活(huó)垃圾分类后治理的痛(tòng)点与难点。目(mù)前主流(liú)的工艺路线是采用厌氧(yǎng)产沼技术,转化(huà)为沼(zhǎo)气并加(jiā)以(yǐ)利用,再将预处理残(cán)渣、沼液、沼(zhǎo)渣、臭气单独处理。
虽然采用该路线可以达到环(huán)保与管理基本要求,但问题也(yě)是有目共睹的。采用(yòng)厌氧制沼技术的运行案(àn)例中,很(hěn)多都运营(yíng)不(bú)理(lǐ)想。究(jiū)其原因,主要(yào)有以下(xià)几点:
这次研讨会(huì)有关于有机质资源化的多种(zhǒng)技术路线和技术改进,比如说堆肥、养虫,比(bǐ)如提高(gāo)厌氧产沼效率、降低水处(chù)理成(chéng)本、提高除臭效率(lǜ)、实现碳减排等等(děng)。如果有可能把这些技术综合在(zài)一(yī)个案例上,能减污降碳、经济、稳定(dìng)、可(kě)持续发展(zhǎn)吗?如果(guǒ)各个工艺单元都做得很(hěn)好了,为何不受市(shì)场欢迎呢(ne)?这种现(xiàn)象值(zhí)得(dé)深思(sī)。
03
三点(diǎn)思考
第一思考(kǎo)点:厌氧产沼是不是唯一的主流工艺?
目(mù)前(qián)厌氧产沼技术路线(xiàn)的主要问(wèn)题之一是商业模(mó)式的建立。目前厌(yàn)氧产沼项目的收入(rù)来源主(zhǔ)要有油脂收(shōu)入和补(bǔ)贴收入。不同项目(mù)、不同地区的油脂有各自(zì)特(tè)点,存在较大差异(yì),此外(wài)油(yóu)脂收入还会有较大的(de)市场波动风险。而关于补(bǔ)贴(tiē)价格也尚未(wèi)实现(xiàn)共识。这些(xiē)因(yīn)素影响着易腐垃圾厌(yàn)氧路线商业模式和长效机制的(de)实现。说(shuō)明主(zhǔ)工艺选择和(hé)技术上还有(yǒu)较大的改进空(kōng)间。
部分环保学者或者和从业工作者又提出了养虫(chóng)、制肥工艺等,以提高项目的资(zī)源化(huà)水平,并且(qiě)也实施了一些案例。这些(xiē)资源化实践同(tóng)样受到整个生产(chǎn)链条(tiáo)和全(quán)年长效稳定贯通(尾端受市场、季(jì)节影(yǐng)响(xiǎng))的挑(tiāo)战。通过强化(huà)易腐垃圾的部分资(zī)源(yuán)化(huà)提高效益(yì),改善经济性(xìng)的做法对(duì)于(yú)实现整体减污降碳、经(jīng)济、稳定、可持续(xù)发展的目的,会有(yǒu)一定的局(jú)限性。
厌氧产沼技术及其(qí)优化主要是针对有机质转化为能源这(zhè)一工艺单(dān)元,不能代(dài)表易腐垃圾处理的全部(bù)。有没有(yǒu)可能在厌氧产(chǎn)沼技术路线的基础上,实(shí)现多条(tiáo)技(jì)术路线并行(háng),**为不同地区(qū)、不同特征(zhēng)项目(mù)、不同场景(jǐng)提供更多的路线选择,更好的实现当地易腐垃圾的(de)处理处置并达到(dào)低碳、经(jīng)济、高效、可(kě)持续的目的。
第二思考点:跨界协同与(yǔ)以废治污的厌(yàn)氧制酸技术是否能成为主流工艺之一?
厌氧制酸技术是利用餐厨垃圾、厨余垃圾、果蔬垃圾等(děng)易腐(fǔ)垃圾(jī)作为(wéi)原料(liào),精分杂质后制成均质浆液,在厌氧环境下通(tōng)过(guò)微生(shēng)物水解、有机(jī)氮转化为无机氮、有机(jī)磷转化为无(wú)机磷、酸化产生小分子(zǐ)有机酸,再(zài)用(yòng)物理(lǐ)方法去(qù)除(chú)有机酸中的悬浮物、油(yóu)等(děng)杂质,制成有机酸(suān)复合(hé)液(yè)的(de)一(yī)种创(chuàng)新(xīn)技(jì)术,具有工艺流程短(duǎn)、投资(zī)省、占地小(xiǎo)、运营成本低,产品固碳减少碳排放(fàng),全程(chéng)不加热能耗低,不加药减少(shǎo)二次(cì)污染,资源化(huà)率高等优点,实现了易腐垃圾治理的“减(jiǎn)量化、无害化、资(zī)源化、稳定化(huà)”。
减(jiǎn)少预处理有机固渣产生量。采用厌氧制酸工艺的一大(dà)特(tè)点,是实现有机质的“液(yè)化”,不需要通过预处理将部分有机质分离进入(rù)焚烧或养虫环节(jiē),实现(xiàn)了工艺路线的简化。同时,也实现了(le)垃圾分类实现有(yǒu)机质单(dān)独利用转化的初衷。
产(chǎn)出物为碳(tàn)源实现资源化利用。在(zài)城(chéng)市污(wū)水处理过程中,由于脱氮需要在反(fǎn)硝(xiāo)化过程中重新投加碳源,增加(jiā)污水(shuǐ)处理的成本,而易腐垃圾厌氧(yǎng)处理不(bú)仅可(kě)以产沼气(qì),也可以通过(guò)精准(zhǔn)控制实现酸化(huà)后(hòu)制备碳源,用于污水处理碳源的补充(chōng),避免了甲醇(chún)、乙酸钠等传(chuán)统碳(tàn)源的投(tóu)加(jiā)。这些传统碳源的生(shēng)产,相(xiàng)当部分也是消耗着传统化(huà)石(shí)原料(liào)。从这个意(yì)义上讲,采用易腐垃(lā)圾制酸替代(dài)传(chuán)统碳源,从(cóng)经(jīng)济角度和节能降(jiàng)碳(tàn)角度,均有着重要的意义。
易腐垃圾(jī)的产生量与生(shēng)活(huó)污(wū)水的产生量均是以人口基数为(wéi)基(jī)准测(cè)算(suàn)的,二(èr)者的比值接近(jìn)一个常数(约为1:1000),实际情况也差不多,以深圳为例,日产(chǎn)生易腐垃(lā)圾7000吨,日处理生活污水规模700万吨,其(qí)比值为1:1000,理论(lùn)上可以(yǐ)全(quán)量协(xié)同替代。如(rú)果(guǒ)水处理厂不缺碳源而易腐垃(lā)圾制备的(de)有机酸可(kě)作(zuò)为营养源投加进去可以维持(chí)污水(shuǐ)处理系统的抗(kàng)冲击性。
易腐垃圾厌氧制(zhì)酸作(zuò)为碳源实现(xiàn)利用(yòng),即实现了工艺的缩短与优化,产(chǎn)出物又有着广泛用途,是一条十分具有应用(yòng)前(qián)景的路线之一。
当然,实现这(zhè)一路线的闭(bì)环,这还需(xū)要多(duō)部门的协同努力。
第(dì)三思考点:如何把易腐垃(lā)圾治(zhì)理路线与治理(lǐ)质(zhì)量(liàng)系统(tǒng)统筹做好顶层(céng)设计?
易腐(fǔ)垃圾治理有五大问(wèn)题包括(kuò)水、有机(jī)质、杂质、臭气、油(yóu)脂,不能把(bǎ)解决其中一(yī)个或几个问题就(jiù)囊(náng)括解决了(le)易腐垃圾问题,需要全面解(jiě)决这五大(dà)问题,需要创新组合五大问(wèn)题并且低碳、经济可持续,独立解决(jué)五大问(wèn)题比组合解决(jué)的(de)碳排放与能耗(hào)大。
如何实(shí)现(xiàn)协同(tóng)与调动各(gè)个治理(lǐ)单位的积极性呢(ne)?以垃(lā)圾焚烧(shāo)为例,焚烧厂的焚烧量随着垃(lā)圾(jī)分类的深入会(huì)减少(源(yuán)头减量、可回收物增(zēng)加、易(yì)腐垃圾分出(chū)),这(zhè)样会对焚烧(shāo)项目(mù)的运营造(zào)成影(yǐng)响。为保障焚烧厂(chǎng)的利益,需要通(tōng)过增加新的焚烧(shāo)种类如填埋场垃圾、农业(yè)废弃物等来协(xié)同。
污水厂商品(pǐn)碳源(yuán)投加增加碳排放与(yǔ)运(yùn)营(yíng)成本,而(ér)采用易腐垃圾制备所得碳(tàn)源减少了污(wū)水处理成本,同(tóng)时也(yě)降低了易腐垃圾项目(mù)的投资成(chéng)本,缩短(duǎn)了流程,提高了易腐垃圾治(zhì)理的稳定性与经济性,这是一个多方共赢(yíng)的协同。
垃圾处理处(chù)置(包括垃圾分类(lèi))和污水处理(lǐ)一般分属(shǔ)于城管部门和水务等公共事业管理(lǐ)部(bù)门,各地会有一定(dìng)差(chà)异(yì),但二者均归属住建部门。可(kě)以(yǐ)从顶层(céng)设计方面入手,把固废(fèi)治理与污水治理(lǐ)统(tǒng)筹来考虑,先独立分析固废治理与(yǔ)污水处理的特(tè)点与痛点,再统筹固废处理与污水处理的可结合点,按(àn)照“以废治(zhì)污”、“减污降碳”、“降本增(zēng)效”、“无废城市”的目标,重新梳理(lǐ)固废治理的工艺路线(xiàn)。
从顶层设计(jì)入手,做好统筹规划,更有(yǒu)利于垃圾分类、易(yì)腐垃圾处理处置工作的科学、高效推(tuī)进。
04
小(xiǎo) 结
垃圾(jī)分类目的是节约原生资源、减少(shǎo)碳排放,从而达到提高人居环(huán)境品质。垃圾分(fèn)类与时俱进,分类的推(tuī)进产生的易(yì)腐垃(lā)圾问题(tí),也(yě)需要(yào)不断(duàn)创新、不断探索,与时俱(jù)进,解决面临的(de)新(xīn)问(wèn)题。
易腐垃圾处理(lǐ)处置的技术(shù)研究(jiū)与进步是特别重要的举措,与此(cǐ)同时,治理架构与治理体系(xì)建(jiàn)设也非常重要。方向与方(fāng)法(fǎ)对了会有事半(bàn)功(gōng)倍的效果。
谨以以(yǐ)上几点思考与大家分享,希望能起到抛砖引(yǐn)玉的效果。
(作者系深(shēn)圳市盘(pán)龙环境(jìng)技术有(yǒu)限公司总(zǒng)工程师)