01
研讨(tǎo)会
垃(lā)圾分(fèn)类政策是(shì)推(tuī)进(jìn)精神文明与(yǔ)物(wù)质文明高品质可持(chí)续(xù)发展、人(rén)居环境持续改善的举措。易腐垃圾作为(wéi)生活垃圾分类(lèi)的一(yī)部分,对环境影(yǐng)响最大(易腐产酸、孳生蚊蝇鼠患、排(pái)放有毒有害气体),是(shì)垃圾分类治理(lǐ)的痛点和难点(diǎn)。
2023年7月(yuè),我参加了浙大和浙(zhè)江环境学会(huì)组织的(de)“城镇易腐垃圾资源化(huà)利(lì)用技术研(yán)讨会”,并发表了题为(wéi)“厨余精(jīng)细预处理定向制酸全(quán)量替代补充碳源技(jì)术与案例分(fèn)享”演讲。
感谢吴伟祥老(lǎo)师以及主办单位(wèi)(浙大、环境学会)的辛勤付出,为(wéi)易腐垃圾治理发展提供(gòng)了新的技术与案例分享,这为行业(yè)的发展提供(gòng)了很多有(yǒu)益的探索(suǒ)与实践。
这次研讨会既有政策(cè)与(yǔ)学术层面的探(tàn)讨,也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。
政策与(yǔ)标准的制定有利(lì)于行业规范化,而(ér)微观的技术突破则有利(lì)于行业的(de)发展。依托(tuō)工程案例(lì)所支撑的技术和技术实践为从(cóng)源头(tóu)产生、中间(jiān)治理到产物出(chū)路(lù)三方面的有(yǒu)机结合提(tí)供了宝贵的实(shí)践经验,更有利于我们全链条系统解(jiě)决易腐垃圾问题。
目前解决易腐垃圾(jī)治(zhì)理的技(jì)术与路(lù)线问题,主要有厌氧(yǎng)产沼气、堆肥、养虫子等。
厌氧产沼是目前(qián)最(zuì)为(wéi)主(zhǔ)流的工艺路线,但(dàn)需要通过技术创新提高各个工艺单元的效率和稳定性。
堆肥和养虫子也有(yǒu)一(yī)定的应用场景,也占有一(yī)定比例(lì)的市场规(guī)模和项目(mù)实(shí)践(jiàn)。
此外,我们公(gōng)司(sī)还研发了一条(tiáo)新的工艺技术路线——厌氧制酸,采用(yòng)新的工艺单元创新组合,整体提(tí)高易腐垃圾的治(zhì)理效率,实现生(shēng)产与产物出路的稳定性,过程与(yǔ)结(jié)果的(de)低碳性,以及投资与运营的经济(jì)性(xìng)。
以下(xià)是(shì)我对本次研(yán)讨的一(yī)些(xiē)思考,供参考。
02
厌氧的痛点
易腐垃圾(又(yòu)称(chēng)湿(shī)垃圾或厨余(yú)垃圾)处理处置是生活垃(lā)圾分类后治理的痛点与难点。目前主流(liú)的工艺路线是采用厌氧产沼技术(shù),转化为沼气并加以利用,再将(jiāng)预处(chù)理残渣(zhā)、沼液、沼渣、臭气单独处理。
虽然采用该路线可以达到环保与管(guǎn)理基(jī)本要(yào)求,但问题也是有目(mù)共(gòng)睹的(de)。采用厌氧制沼技术的运(yùn)行(háng)案例中,很多都运营不理想(xiǎng)。究(jiū)其原因,主要有以下(xià)几(jǐ)点:
这次研讨会有关于有机质资源化的(de)多种技术路线和技术(shù)改进,比如说堆肥、养虫,比如提高厌氧产沼效(xiào)率、降低水处理成本、提高除(chú)臭(chòu)效(xiào)率、实现碳减(jiǎn)排等等。如果有可能把这些技术综合(hé)在一个案(àn)例上,能减污降碳(tàn)、经济(jì)、稳定、可持续发展吗(ma)?如果各个工(gōng)艺单元都做得很好(hǎo)了(le),为何不受市(shì)场欢(huān)迎呢?这种(zhǒng)现象(xiàng)值(zhí)得深思。
03
三点思考
第一思考点:厌氧(yǎng)产沼(zhǎo)是(shì)不是唯一的主(zhǔ)流工艺?
目前厌氧(yǎng)产沼技术路线的主要问题之一是商业模式的建立(lì)。目前(qián)厌氧产沼项(xiàng)目的(de)收(shōu)入来源主要有油脂收入(rù)和补贴收入。不同项目、不同地区的(de)油(yóu)脂有各自特点,存在较大差异,此外(wài)油(yóu)脂收入还会有较大的市场(chǎng)波动风险。而关于补贴价格也尚未实(shí)现共(gòng)识。这些因素影(yǐng)响着易腐垃圾(jī)厌(yàn)氧(yǎng)路线(xiàn)商业模式和长效机制的实现。说明主(zhǔ)工艺选择和(hé)技术上还(hái)有(yǒu)较(jiào)大的(de)改进空间。
部(bù)分环保(bǎo)学者或者和从业工(gōng)作者又提出了养虫、制(zhì)肥工(gōng)艺等,以(yǐ)提高项(xiàng)目的资源化水平(píng),并(bìng)且也实施了一(yī)些案(àn)例。这(zhè)些资源化实践同(tóng)样受到整个生产链条和(hé)全年长效稳定贯通(尾端受市场(chǎng)、季节影响)的挑战。通过强化易腐垃圾的部分资源化提高效益,改善经(jīng)济性的(de)做(zuò)法对于(yú)实现整体减污(wū)降碳、经济、稳定、可持续发展的目的,会有一定的局(jú)限(xiàn)性。
厌氧(yǎng)产沼(zhǎo)技术(shù)及其优化主要(yào)是针对有(yǒu)机质转化为能源这一(yī)工艺单元,不能代表易腐垃圾(jī)处理的全(quán)部。有没有可能在厌氧产沼技术路线的基础上,实现多(duō)条技(jì)术路线并行(háng),**为不同地区、不同特征项目、不同场景(jǐng)提供更多的路线选(xuǎn)择,更好的实现当(dāng)地易腐垃圾的处理处置并达到低碳、经济、高效、可持续的目的(de)。
第二(èr)思考点:跨界(jiè)协同(tóng)与以废治污的厌(yàn)氧制酸技术是(shì)否(fǒu)能成(chéng)为主(zhǔ)流工艺之(zhī)一(yī)?
厌氧制酸技术是(shì)利用餐厨垃圾、厨余垃圾、果(guǒ)蔬垃圾(jī)等易腐垃圾作为原料,精分(fèn)杂质(zhì)后制成均质浆液,在厌氧(yǎng)环境下通过(guò)微(wēi)生(shēng)物水解、有机氮转化为(wéi)无(wú)机(jī)氮、有机(jī)磷转化为无机磷、酸化产生小分子有机酸,再用物理方法去(qù)除有(yǒu)机酸中的悬浮物、油等杂质,制成有机酸复合液的一种创新(xīn)技(jì)术,具(jù)有工艺流程短、投(tóu)资(zī)省、占地小、运营成本低,产品固碳减(jiǎn)少碳(tàn)排(pái)放,全(quán)程不加热能耗低(dī),不加(jiā)药减少(shǎo)二次污染,资源化率高等优点,实现了易腐垃圾治理的“减量化、无害化、资源化、稳定化”。
减(jiǎn)少预处理有(yǒu)机固(gù)渣产生量。采用(yòng)厌氧制酸工艺的一(yī)大特(tè)点,是实现有机质的“液化”,不需要通过预处理将部分有机质分(fèn)离进入焚烧或养(yǎng)虫环节,实现了工艺路线的简化。同时,也实(shí)现了垃圾(jī)分类实现有机(jī)质单独利用(yòng)转化的初(chū)衷(zhōng)。
产(chǎn)出(chū)物为碳(tàn)源实现资(zī)源(yuán)化(huà)利用(yòng)。在城市(shì)污水处理过程中,由于脱氮需要在反硝化(huà)过程中重新投加(jiā)碳源,增(zēng)加污水处理的成本(běn),而易腐垃(lā)圾厌氧(yǎng)处理(lǐ)不仅可以产沼气,也可以(yǐ)通过精(jīng)准控制实现(xiàn)酸化后制(zhì)备碳源,用(yòng)于污水(shuǐ)处理碳源的补充,避免了甲醇、乙酸(suān)钠等传统碳(tàn)源的(de)投加。这些传统碳源的生产,相当部(bù)分也是消耗(hào)着传(chuán)统化石原料。从这个意义上讲(jiǎng),采用易腐垃圾制酸替代(dài)传统(tǒng)碳源,从经济角(jiǎo)度和节能降碳角度,均有着重要的意义。
易腐垃(lā)圾的(de)产生(shēng)量与生活(huó)污(wū)水的(de)产生(shēng)量均是以人口基数为(wéi)基准测算的(de),二(èr)者的比值接近一(yī)个(gè)常数(shù)(约为1:1000),实际情况也差不多,以深(shēn)圳为例,日产生易腐垃圾7000吨,日处理生活污水规模700万吨,其比值为1:1000,理论(lùn)上可以全(quán)量协同替代。如果(guǒ)水处(chù)理(lǐ)厂不缺碳源而(ér)易腐垃圾制备的有机酸可作为营养源投加进去可以维持(chí)污水处理系统的抗冲击性。
易腐垃圾厌氧(yǎng)制酸(suān)作为(wéi)碳源实现利用,即实现了工艺的缩短与优化,产出物又有(yǒu)着广泛用(yòng)途,是一条十(shí)分具(jù)有应用前(qián)景的(de)路线之一。
当然,实现这一路(lù)线的闭环,这还(hái)需要多部门的协同努力。
第(dì)三思考点:如何把易腐(fǔ)垃圾(jī)治理(lǐ)路线(xiàn)与(yǔ)治理(lǐ)质量系(xì)统统筹(chóu)做(zuò)好顶层(céng)设计?
易腐垃(lā)圾治(zhì)理有五大(dà)问题包括水(shuǐ)、有机质、杂质、臭气、油(yóu)脂(zhī),不能把解决其(qí)中一(yī)个或(huò)几(jǐ)个(gè)问题就囊(náng)括解决了易腐垃圾问题,需要全面解决这五大问(wèn)题,需要创(chuàng)新(xīn)组合五大问题并且(qiě)低(dī)碳、经济可(kě)持续,独立解决五大问题比组合解(jiě)决的碳排(pái)放与能耗大(dà)。
如何实现协(xié)同与调动各个治(zhì)理单位的积(jī)极(jí)性呢?以垃圾焚烧为例,焚(fén)烧厂(chǎng)的(de)焚烧(shāo)量随(suí)着垃圾分类的深(shēn)入会减少(源头减量(liàng)、可回(huí)收物增加、易腐垃圾分出),这样会对(duì)焚烧项目(mù)的运营造(zào)成影响。为保障焚烧厂的利益(yì),需要通过增加新(xīn)的焚烧种类如填埋场垃圾、农业废弃物等来协同。
污水厂(chǎng)商品碳源(yuán)投加增加碳排放与(yǔ)运(yùn)营成(chéng)本,而采用易腐垃(lā)圾(jī)制备所得碳源(yuán)减少了污水处理成(chéng)本,同时也降低了易腐(fǔ)垃圾项目的投资成本,缩短了流(liú)程,提高了易(yì)腐垃圾治理(lǐ)的稳(wěn)定(dìng)性(xìng)与经济性(xìng),这是一个多方共赢的协同。
垃圾处(chù)理(lǐ)处置(zhì)(包括垃圾分类)和污水处理(lǐ)一般分属于城管部(bù)门和(hé)水务等公共(gòng)事业(yè)管(guǎn)理部门(mén),各地(dì)会有(yǒu)一定差异,但(dàn)二者均归属住建部门。可以从(cóng)顶层设计方(fāng)面入(rù)手,把固废治理与污水治理统筹来考(kǎo)虑,先独立(lì)分析固废治理(lǐ)与(yǔ)污(wū)水处理(lǐ)的(de)特点与痛(tòng)点(diǎn),再统筹固废处理与污水处理(lǐ)的可结合点,按(àn)照“以废(fèi)治污”、“减污降碳”、“降本(běn)增效(xiào)”、“无废城市”的目标,重新(xīn)梳理(lǐ)固废治理的工艺路线。
从顶层设(shè)计入手(shǒu),做好(hǎo)统筹规划,更有利于垃圾分类、易腐垃圾处理处置工作的科学、高效推进。
04
小(xiǎo) 结
垃圾分类目的是(shì)节约原生资源、减少碳排放,从而达到提高(gāo)人(rén)居环(huán)境品质。垃圾分类(lèi)与时俱进,分类的推(tuī)进产生的易腐垃圾问题,也需要不断创新、不断探(tàn)索,与时(shí)俱进,解决面(miàn)临的新问题。
易腐垃圾处理(lǐ)处置的技术研(yán)究与进(jìn)步(bù)是特(tè)别重要的举措,与此同时,治理架(jià)构与治理体(tǐ)系建设也非常重要。方向与方(fāng)法对了会(huì)有事半功(gōng)倍的效果。
谨以以上几点思(sī)考与大家(jiā)分享(xiǎng),希望(wàng)能起到抛砖引(yǐn)玉的效果(guǒ)。
(作者系(xì)深(shēn)圳市盘(pán)龙环(huán)境(jìng)技术有限公司总工程师)