01
研討會
垃圾分類政策是推進精神文明與物質(zhì)文明高品質(zhì)可持續(xù)發(fā)展、人居環(huán)境持續(xù)改善的舉措。易腐垃圾作為生活垃圾分類的一部分,對環(huán)境影響最大(易腐產(chǎn)酸、孳生蚊蠅鼠患、排放有毒有害氣體),是垃圾分類治理的痛點和難點。
2023年7月,我參加了浙大和浙江環(huán)境學(xué)會組織的“城鎮(zhèn)易腐垃圾資源化利用技術(shù)研討會”,并發(fā)表了題為“廚余精細預(yù)處理定向制酸全量替代補充碳源技術(shù)與案例分享”演講。
感謝吳偉祥老師以及主辦單位(浙大、環(huán)境學(xué)會)的辛勤付出,為易腐垃圾治理發(fā)展提供了新的技術(shù)與案例分享,這為行業(yè)的發(fā)展提供了很多有益的探索與實踐。
這次研討會既有政策與學(xué)術(shù)層面的探討,也有技術(shù)應(yīng)用方面的交流,同時還分享了一些工程實踐案例。
政策與標(biāo)準(zhǔn)的制定有利于行業(yè)規(guī)范化,而微觀的技術(shù)突破則有利于行業(yè)的發(fā)展。依托工程案例所支撐的技術(shù)和技術(shù)實踐為從源頭產(chǎn)生、中間治理到產(chǎn)物出路三方面的有機結(jié)合提供了寶貴的實踐經(jīng)驗,更有利于我們?nèi)湕l系統(tǒng)解決易腐垃圾問題。
目前解決易腐垃圾治理的技術(shù)與路線問題,主要有厭氧產(chǎn)沼氣、堆肥、養(yǎng)蟲子等。
厭氧產(chǎn)沼是目前最為主流的工藝路線,但需要通過技術(shù)創(chuàng)新提高各個工藝單元的效率和穩(wěn)定性。
堆肥和養(yǎng)蟲子也有一定的應(yīng)用場景,也占有一定比例的市場規(guī)模和項目實踐。
此外,我們公司還研發(fā)了一條新的工藝技術(shù)路線——厭氧制酸,采用新的工藝單元創(chuàng)新組合,整體提高易腐垃圾的治理效率,實現(xiàn)生產(chǎn)與產(chǎn)物出路的穩(wěn)定性,過程與結(jié)果的低碳性,以及投資與運營的經(jīng)濟性。
以下是我對本次研討的一些思考,供參考。
02
厭氧的痛點
易腐垃圾(又稱濕垃圾或廚余垃圾)處理處置是生活垃圾分類后治理的痛點與難點。目前主流的工藝路線是采用厭氧產(chǎn)沼技術(shù),轉(zhuǎn)化為沼氣并加以利用,再將預(yù)處理殘渣、沼液、沼渣、臭氣單獨處理。
雖然采用該路線可以達到環(huán)保與管理基本要求,但問題也是有目共睹的。采用厭氧制沼技術(shù)的運行案例中,很多都運營不理想。究其原因,主要有以下幾點:
這次研討會有關(guān)于有機質(zhì)資源化的多種技術(shù)路線和技術(shù)改進,比如說堆肥、養(yǎng)蟲,比如提高厭氧產(chǎn)沼效率、降低水處理成本、提高除臭效率、實現(xiàn)碳減排等等。如果有可能把這些技術(shù)綜合在一個案例上,能減污降碳、經(jīng)濟、穩(wěn)定、可持續(xù)發(fā)展嗎?如果各個工藝單元都做得很好了,為何不受市場歡迎呢?這種現(xiàn)象值得深思。
03
三點思考
第一思考點:厭氧產(chǎn)沼是不是唯一的主流工藝?
目前厭氧產(chǎn)沼技術(shù)路線的主要問題之一是商業(yè)模式的建立。目前厭氧產(chǎn)沼項目的收入來源主要有油脂收入和補貼收入。不同項目、不同地區(qū)的油脂有各自特點,存在較大差異,此外油脂收入還會有較大的市場波動風(fēng)險。而關(guān)于補貼價格也尚未實現(xiàn)共識。這些因素影響著易腐垃圾厭氧路線商業(yè)模式和長效機制的實現(xiàn)。說明主工藝選擇和技術(shù)上還有較大的改進空間。
部分環(huán)保學(xué)者或者和從業(yè)工作者又提出了養(yǎng)蟲、制肥工藝等,以提高項目的資源化水平,并且也實施了一些案例。這些資源化實踐同樣受到整個生產(chǎn)鏈條和全年長效穩(wěn)定貫通(尾端受市場、季節(jié)影響)的挑戰(zhàn)。通過強化易腐垃圾的部分資源化提高效益,改善經(jīng)濟性的做法對于實現(xiàn)整體減污降碳、經(jīng)濟、穩(wěn)定、可持續(xù)發(fā)展的目的,會有一定的局限性。
厭氧產(chǎn)沼技術(shù)及其優(yōu)化主要是針對有機質(zhì)轉(zhuǎn)化為能源這一工藝單元,不能代表易腐垃圾處理的全部。有沒有可能在厭氧產(chǎn)沼技術(shù)路線的基礎(chǔ)上,實現(xiàn)多條技術(shù)路線并行,**為不同地區(qū)、不同特征項目、不同場景提供更多的路線選擇,更好的實現(xiàn)當(dāng)?shù)匾赘奶幚硖幹貌⑦_到低碳、經(jīng)濟、高效、可持續(xù)的目的。
第二思考點:跨界協(xié)同與以廢治污的厭氧制酸技術(shù)是否能成為主流工藝之一?
厭氧制酸技術(shù)是利用餐廚垃圾、廚余垃圾、果蔬垃圾等易腐垃圾作為原料,精分雜質(zhì)后制成均質(zhì)漿液,在厭氧環(huán)境下通過微生物水解、有機氮轉(zhuǎn)化為無機氮、有機磷轉(zhuǎn)化為無機磷、酸化產(chǎn)生小分子有機酸,再用物理方法去除有機酸中的懸浮物、油等雜質(zhì),制成有機酸復(fù)合液的一種創(chuàng)新技術(shù),具有工藝流程短、投資省、占地小、運營成本低,產(chǎn)品固碳減少碳排放,全程不加熱能耗低,不加藥減少二次污染,資源化率高等優(yōu)點,實現(xiàn)了易腐垃圾治理的“減量化、無害化、資源化、穩(wěn)定化”。
減少預(yù)處理有機固渣產(chǎn)生量。采用厭氧制酸工藝的一大特點,是實現(xiàn)有機質(zhì)的“液化”,不需要通過預(yù)處理將部分有機質(zhì)分離進入焚燒或養(yǎng)蟲環(huán)節(jié),實現(xiàn)了工藝路線的簡化。同時,也實現(xiàn)了垃圾分類實現(xiàn)有機質(zhì)單獨利用轉(zhuǎn)化的初衷。
產(chǎn)出物為碳源實現(xiàn)資源化利用。在城市污水處理過程中,由于脫氮需要在反硝化過程中重新投加碳源,增加污水處理的成本,而易腐垃圾厭氧處理不僅可以產(chǎn)沼氣,也可以通過精準(zhǔn)控制實現(xiàn)酸化后制備碳源,用于污水處理碳源的補充,避免了甲醇、乙酸鈉等傳統(tǒng)碳源的投加。這些傳統(tǒng)碳源的生產(chǎn),相當(dāng)部分也是消耗著傳統(tǒng)化石原料。從這個意義上講,采用易腐垃圾制酸替代傳統(tǒng)碳源,從經(jīng)濟角度和節(jié)能降碳角度,均有著重要的意義。
易腐垃圾的產(chǎn)生量與生活污水的產(chǎn)生量均是以人口基數(shù)為基準(zhǔn)測算的,二者的比值接近一個常數(shù)(約為1:1000),實際情況也差不多,以深圳為例,日產(chǎn)生易腐垃圾7000噸,日處理生活污水規(guī)模700萬噸,其比值為1:1000,理論上可以全量協(xié)同替代。如果水處理廠不缺碳源而易腐垃圾制備的有機酸可作為營養(yǎng)源投加進去可以維持污水處理系統(tǒng)的抗沖擊性。
易腐垃圾厭氧制酸作為碳源實現(xiàn)利用,即實現(xiàn)了工藝的縮短與優(yōu)化,產(chǎn)出物又有著廣泛用途,是一條十分具有應(yīng)用前景的路線之一。
當(dāng)然,實現(xiàn)這一路線的閉環(huán),這還需要多部門的協(xié)同努力。
第三思考點:如何把易腐垃圾治理路線與治理質(zhì)量系統(tǒng)統(tǒng)籌做好頂層設(shè)計?
易腐垃圾治理有五大問題包括水、有機質(zhì)、雜質(zhì)、臭氣、油脂,不能把解決其中一個或幾個問題就囊括解決了易腐垃圾問題,需要全面解決這五大問題,需要創(chuàng)新組合五大問題并且低碳、經(jīng)濟可持續(xù),獨立解決五大問題比組合解決的碳排放與能耗大。
如何實現(xiàn)協(xié)同與調(diào)動各個治理單位的積極性呢?以垃圾焚燒為例,焚燒廠的焚燒量隨著垃圾分類的深入會減少(源頭減量、可回收物增加、易腐垃圾分出),這樣會對焚燒項目的運營造成影響。為保障焚燒廠的利益,需要通過增加新的焚燒種類如填埋場垃圾、農(nóng)業(yè)廢棄物等來協(xié)同。
污水廠商品碳源投加增加碳排放與運營成本,而采用易腐垃圾制備所得碳源減少了污水處理成本,同時也降低了易腐垃圾項目的投資成本,縮短了流程,提高了易腐垃圾治理的穩(wěn)定性與經(jīng)濟性,這是一個多方共贏的協(xié)同。
垃圾處理處置(包括垃圾分類)和污水處理一般分屬于城管部門和水務(wù)等公共事業(yè)管理部門,各地會有一定差異,但二者均歸屬住建部門??梢詮捻攲釉O(shè)計方面入手,把固廢治理與污水治理統(tǒng)籌來考慮,先獨立分析固廢治理與污水處理的特點與痛點,再統(tǒng)籌固廢處理與污水處理的可結(jié)合點,按照“以廢治污”、“減污降碳”、“降本增效”、“無廢城市”的目標(biāo),重新梳理固廢治理的工藝路線。
從頂層設(shè)計入手,做好統(tǒng)籌規(guī)劃,更有利于垃圾分類、易腐垃圾處理處置工作的科學(xué)、高效推進。
04
小 結(jié)
垃圾分類目的是節(jié)約原生資源、減少碳排放,從而達到提高人居環(huán)境品質(zhì)。垃圾分類與時俱進,分類的推進產(chǎn)生的易腐垃圾問題,也需要不斷創(chuàng)新、不斷探索,與時俱進,解決面臨的新問題。
易腐垃圾處理處置的技術(shù)研究與進步是特別重要的舉措,與此同時,治理架構(gòu)與治理體系建設(shè)也非常重要。方向與方法對了會有事半功倍的效果。
謹以以上幾點思考與大家分享,希望能起到拋磚引玉的效果。
(作者系深圳市盤龍環(huán)境技術(shù)有限公司總工程師)