自去年上海率先在全國開啟垃圾強(qiáng)制分類后，有關(guān)垃圾分類的話題被更廣泛的關(guān)注起來。目前我國生活垃圾分類主要為“三分”及“四分”兩種模式，而兩種模式的主要區(qū)別就在于是否將廚余垃圾單獨分出，廚余垃圾對于垃圾分類的重要程度可見一斑。
垃圾分類在全國陸續(xù)落地執(zhí)行后，廚余垃圾處理逐步成為行業(yè)關(guān)注的重點領(lǐng)域。8月10日，在“2020(第八屆)上海固廢熱點論壇”上，北京中持綠色能源環(huán)境技術(shù)有限公司董事長李彩斌以“廚余垃圾干式厭氧處理與資源化利用”為題，分享了中持綠色在廚余垃圾處理方面的經(jīng)驗和技術(shù)探索。
從2006年到2016年十年間，我國城市生活垃圾年清運量已經(jīng)從14800萬噸增長到21500.5萬噸。對比生活垃圾的產(chǎn)生量，在2015年、2016年左右，我國城市生活垃圾的清運率分別達(dá)到了71%和76%。
在生活垃圾中，到底有多少是廚余垃圾呢？李彩斌指出，生活垃圾中有59.3%都是餐廚或者廚余垃圾。其余是塑料、紙類、玻璃、木材、金屬等。
從上圖可以看出餐飲垃圾及餐廚垃圾的主要組成成分，其中餐飲垃圾中的有機(jī)質(zhì)含量最高，超過了80%。李彩斌強(qiáng)調(diào)，這其中，要重點關(guān)注下蛋白質(zhì)、脂肪等指標(biāo)。從圖中可以看出，僅看蛋白質(zhì)的指標(biāo)，餐飲垃圾的含量更好。
在綜合分析我國城市生活垃圾的成分基礎(chǔ)上，李彩斌介紹了MBT處理技術(shù)，MBT處理技術(shù)包括機(jī)械和生物處理兩個部分，它可以獨立地完成垃圾處理，同時也可以與其他的垃圾處理技術(shù)如焚燒技術(shù)、填埋技術(shù)結(jié)合在一起，共同完成垃圾的處理。
李彩斌首先從能量分析的角度提到，在垃圾分類前，通過MBT處理技術(shù)，垃圾焚燒發(fā)電可以達(dá)到290Kw.h/t。垃圾實現(xiàn)分類后，加權(quán)平均產(chǎn)能可以達(dá)到517Kw.h/t，其中有40%是干垃圾，經(jīng)過焚燒，發(fā)電550Kw.h/t。60%是濕垃圾，可以產(chǎn)氣90m3/t，合熱值可以達(dá)到495Kw.h/t。
MBT處理技術(shù)的優(yōu)勢在于，可以很好做到有害物質(zhì)的去除、產(chǎn)生天然氣和有機(jī)肥，同時能做到環(huán)境友好，無惡臭，沒有二噁英產(chǎn)生，并且能保證高回收利用率。
全國農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心組織修訂了《有機(jī)肥料》(NY525-2012)農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，并形成了標(biāo)準(zhǔn)的征求意見稿，提到，商品有機(jī)肥料生產(chǎn)使用的原料按文件中的目錄分類管理，其中評估類原料需經(jīng)過安全性評價后才能用于商品有機(jī)肥料生產(chǎn)。其中，餐廚廢棄物作為評估類原料被列入。
李彩斌強(qiáng)調(diào)，這個標(biāo)準(zhǔn)將給廚余垃圾處理行業(yè)帶來利好。此前，農(nóng)業(yè)部有明確規(guī)定，只有動植物的尸體或者是植物秸稈以及加工產(chǎn)生的廢棄物，才可以稱之為商品有機(jī)肥。這一次征求意見稿的發(fā)布，打破了以往餐廚垃圾只能打擦邊球的狀態(tài)，也給行業(yè)技術(shù)的探索和發(fā)展帶來了更大的信心和動力。
DANAS干式厭氧發(fā)酵技術(shù)的研發(fā)
中持綠色是中持環(huán)保旗下專業(yè)從事城鄉(xiāng)有機(jī)廢棄物處理、處置與利用的高新技術(shù)企業(yè)。通過先進(jìn)的技術(shù)，將有機(jī)廢棄物轉(zhuǎn)化加工為高品質(zhì)功能肥料，并回收生物質(zhì)能，建立良性城鄉(xiāng)物質(zhì)循環(huán)，重構(gòu)城鄉(xiāng)區(qū)域環(huán)境、農(nóng)業(yè)和能源要素。
技術(shù)的創(chuàng)新和研發(fā)，一直是中持綠色堅持的事情。李彩斌也有著豐富的技術(shù)研發(fā)經(jīng)驗，他介紹，濕式厭氧技術(shù)，具有流動性好，傳質(zhì)傳熱快；流動性好，接種效率高;容易輸送等優(yōu)點，但其預(yù)處理要求高，不能有雜質(zhì)；反應(yīng)器體積大，占地面積大；沼液產(chǎn)生量大，沼渣含水率高；系統(tǒng)加熱自用氣能耗高，自得氣率低；泵類傳輸設(shè)備磨損嚴(yán)重，易損壞。
相較而言，干式厭氧技術(shù)反應(yīng)器體積小，節(jié)省占地面積；系統(tǒng)加熱自用氣耗能低，自得氣率高；容積產(chǎn)氣率高；有機(jī)負(fù)荷高；用水量小，產(chǎn)生的沼液少；預(yù)處理簡單，能接納粒徑10cm以內(nèi)雜質(zhì)；布置靈活。缺點是，反應(yīng)基質(zhì)濃度高，傳質(zhì)傳熱難；輸送相對較困難。
論壇現(xiàn)場，李彩斌重點介紹了中持綠色的DANAS干式厭氧發(fā)酵技術(shù)。他介紹，干式厭氧反應(yīng)器有很多不同類型，不僅分為臥式和立式。臥式還分為，折流式、直通式(多軸攪拌)、單軸直通式等。立式又分為流體攪拌型和沼氣攪拌型。
中持綠色開發(fā)了臥式的單軸直通式，特點是混凝土或鋼制，單軸臥式，采用柱塞泵進(jìn)出料和回流接種。
2013年，中持綠色簽訂了水專項課題合同，從那時候起開始進(jìn)行研發(fā)，從小試、中試，到示范工程建設(shè)，經(jīng)過5年的研發(fā)歷程，研制出DANAS干式厭氧發(fā)酵技術(shù)，主要針對含固率為15-35%市政、農(nóng)業(yè)和工業(yè)等一種或多種有機(jī)固體廢棄物。過程中，探索了不同及協(xié)同物料干式厭氧發(fā)酵機(jī)理，突破了異質(zhì)性高含固基質(zhì)傳質(zhì)傳熱問題，探明了氨氮和VFA的積累對發(fā)酵過程的影響，同時實現(xiàn)了大型反應(yīng)器和長軸攪拌器設(shè)計加工。
在研發(fā)該技術(shù)的時候，中持綠色就針對物料、規(guī)模和裝備等設(shè)下了DANAS干式厭氧反應(yīng)器的研發(fā)目標(biāo)：
第一、針對多原料的物料，要起到大胃王的作用，什么東西都可以吃，殘渣率比較高，也不怕。
第二、單座反應(yīng)器日處理規(guī)模要大于100噸，做超大型反應(yīng)器。
第三、實現(xiàn)裝備化，降低加工、安裝難度，實現(xiàn)裝備華、系列化。
李彩斌介紹，在該設(shè)備的總體設(shè)計中，做了反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)優(yōu)化，通過各種模擬軟件可以進(jìn)行受力分析，和實際工程進(jìn)行驗證，從而把反應(yīng)器的用鋼量降得很低。
同時，做了超長軸攪拌器流場模擬，什么樣的攪拌速度、角度是最佳的，中持綠色會模擬有可能在正常運行情況下垃圾的不同黏度來進(jìn)行測試。
最后，形成了兩個核心設(shè)備：
一是反應(yīng)器。結(jié)構(gòu)采用臥式，矩形+圓底結(jié)構(gòu)，預(yù)制組件拼裝，內(nèi)部配備加熱、保溫管。同時，儲氣、反應(yīng)一體化，可適應(yīng)中溫和高溫工藝。
二是長軸攪拌器。結(jié)構(gòu)采用長軸、大槳葉，低轉(zhuǎn)速，變頻控制，均勻攪拌。采用推流+攪拌的漿葉設(shè)計，運用獨特的槳葉螺旋布置方式。最后能夠?qū)崿F(xiàn)垃圾完全混合、傳質(zhì)傳熱效果好；無浮渣和沉淀產(chǎn)生生；能耗低的同時，兼有推流功能。
目前DANAS干式厭氧技術(shù)已經(jīng)形成了兩個系列，DA-3100和DA-1600。
干式厭氧反應(yīng)器在正常運行的條件下，超過95%的數(shù)據(jù)顯示揮發(fā)酸與堿度比值處于0.1~0.4；通常會選擇這個區(qū)間的揮發(fā)酸與堿度比值作為評估干式厭氧消化反應(yīng)器狀態(tài)是否正常的依據(jù)。
基于以上研究，李彩斌用“科技應(yīng)該方便生活”來形容廚余垃圾干式厭氧技術(shù)應(yīng)該達(dá)到的效果。他強(qiáng)調(diào)，廚余垃圾干式厭氧技術(shù)不需要過高的預(yù)處理，可接納一定比例的雜物，扔垃圾再也不需要捂著鼻子破袋了。
技術(shù)路線的項目實踐：肥城畜禽污染治理與綜合利用項目
基于建立城鄉(xiāng)有機(jī)廢棄物全過程、全生命周期的統(tǒng)籌管理理念，中持綠色提出了城鄉(xiāng)有機(jī)廢棄物區(qū)域解決方案。通過建立“收儲運、轉(zhuǎn)化和利用” 三級網(wǎng)絡(luò)體系，對區(qū)域內(nèi)有機(jī)廢棄物進(jìn)行綜合處理與資源化的利用。在山東省肥城市，中持綠色基于該方案核心架構(gòu)所建設(shè)的“畜禽污染物治理與綜合利用項目”就是一個典型的案例。
山東肥城畜禽污染治理與綜合利用項目以肥城畜禽養(yǎng)殖糞便、果蔬垃圾、秸稈等有機(jī)廢棄物為原料，采用“干式厭氧消化”“滾筒動態(tài)好氧發(fā)酵”“沼氣提純”等核心技術(shù)，生產(chǎn)生物天然氣、有機(jī)肥及液肥，并通過土地流轉(zhuǎn)，建設(shè)循環(huán)農(nóng)業(yè)園。
該項目也入選“砥礪奮進(jìn)的五年”大型成就展。該項目中，采用DANAS干式厭氧發(fā)酵技術(shù)，進(jìn)料含固率20%—35%，預(yù)處理進(jìn)行簡單破碎除雜，抗異物能力強(qiáng)，可處理餐廚垃圾、秸稈、畜禽糞便等多種固態(tài)物料。系統(tǒng)自身耗氣5%-10%，沼液產(chǎn)量少，營養(yǎng)成分高，便于施用，系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化，占地面積小，自動化智能控制，可靠性高。
SG-DACT滾筒動態(tài)好氧高溫發(fā)酵處理技術(shù)，動態(tài)連續(xù)運行，發(fā)酵周期僅5-7天，傳質(zhì)效率高，升溫快、溫度高。全密閉系統(tǒng)、無臭氣釋放、熱損失小。物料與操作人員完全分離，現(xiàn)場干凈衛(wèi)生、安全，占地面積小，布置靈活。
李彩斌介紹，肥城項目中，重點研究和示范內(nèi)容包括，開展生物有機(jī)肥(固態(tài)、液態(tài)等)針對耕作障礙、土傳病害的研究；開展生物有機(jī)肥(固態(tài)、液態(tài)等)針對特定作物不同生長時期養(yǎng)分需求的施用研究；開展主要針對果樹、蔬菜施肥農(nóng)機(jī)的研發(fā)；開展農(nóng)業(yè)種植全過程綜合管理的研發(fā)。
該項目通過模式創(chuàng)新、核心技術(shù)轉(zhuǎn)化、生態(tài)種植的實踐模式，“收儲運、轉(zhuǎn)化和利用”的生態(tài)循環(huán)模式能夠幫助城鄉(xiāng)實現(xiàn)物質(zhì)更加多元化的良性循環(huán)。未來，無疑也將為肥城區(qū)域帶來更加顯著的環(huán)境和社會效益。
有了多個成功項目的實踐樣板，中持綠色也會在創(chuàng)新研發(fā)的基礎(chǔ)上，不斷將好的模式和技術(shù)應(yīng)用到更多的項目和地區(qū)。
原標(biāo)題：李彩斌：廚余垃圾市場大有可為，中持綠色處理有道