餐廚垃圾處理問題一直是困擾企業(yè)和政府的關(guān)鍵問題。餐廚垃圾如何減量化、資源化、無害化處理,也成為打好“三大攻堅戰(zhàn)”的重要一環(huán)。面對我國10萬噸的餐廚垃圾量,盡管政府和企業(yè)都投入巨大,卻并沒有換來項目的很好運行,原因到底是什么?如何來解決?作為當(dāng)初國家餐廚垃圾處理的推動者之一,十年之后,王凱軍教授再次就餐廚垃圾處理存在問題“好診把脈、開具良方”。
清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院 王凱軍教授
2018年10月29日,在清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院報告廳舉行的清華大學(xué)工程博士高峰論壇——清華-中源創(chuàng)能聚焦有機垃圾處理研討會上,王凱軍教授系統(tǒng)分析了中國餐廚垃圾處理問題,并結(jié)合餐廚垃圾處理過程中的關(guān)鍵工藝環(huán)節(jié),提出餐廚垃圾處理要以效益為導(dǎo)向進行技術(shù)選擇,突破自我、跨界融合和互聯(lián)網(wǎng)思維是提質(zhì)增效破解餐廚垃圾處理難題的三劑良藥。
路在何方?——中國餐廚垃圾處理問題分析
王凱軍教授首先對中國餐廚垃圾處理問題進行了分析。從技術(shù)路線上來說,中國餐廚垃圾處理80%的技術(shù)路線是厭氧處理,其次是堆肥和飼料化。全國有十萬噸的餐廚垃圾,“十二五”規(guī)劃期間計劃解決三萬噸餐廚垃圾問題,國家發(fā)改委五批共支持了100個試點城市開展餐廚垃圾處理處置項目。而全國污水處理廠有5000余座,但是污泥處理消化項目也就五、六十個,與污泥處理相比,國家對餐廚垃圾處理的支持力度不可謂不大。
我國垃圾分類是從大宗餐廚垃圾開始,目前國家已建和在建項目170個項目。然而,其中立項多、建成的少,最后運行的更少。為什么實施率低?王凱軍教授指出,餐廚垃圾集中處理存在收運困難、運營成本高、沼液沼渣處理難、投資周期長、風(fēng)險大等問題,亟待開發(fā)經(jīng)濟合理、針對性強的技術(shù),尋求適合國情的綜合解決方案。
提質(zhì)增效?——以效益為導(dǎo)向的技術(shù)集成創(chuàng)新
王凱軍教授在現(xiàn)場分別以厭氧工藝和好氧工藝為主題對餐廚垃圾資源化產(chǎn)品價格進行了估算。他說收集可以收費,轉(zhuǎn)運要付費,先把餐廚垃圾到處理廠,分揀打漿后可以提油,進入?yún)捬醢l(fā)酵環(huán)節(jié)產(chǎn)生沼氣,都會有一部分收入,加上沼氣凈化提純、設(shè)備折舊、人工運營成本等,都是餐廚垃圾處理要考慮的提質(zhì)增效的環(huán)節(jié)。
王凱軍教授說,一個200噸的餐廚項目投入在八千萬到一億元左右,利潤基本在一千萬,回報率是10%,堆肥的投資回報率也在這個范圍。但是,一個項目每天處理200噸,實際僅僅收到餐廚垃圾幾十噸的情況有之、各種設(shè)備運行經(jīng)常發(fā)生故障的有之、沼渣沼液處理費用高不達標(biāo)的有之......導(dǎo)致了行業(yè)整體表現(xiàn)不佳。
因此,王凱軍教授提出,以效益為導(dǎo)向的技術(shù)集成創(chuàng)新是餐廚垃圾處理項目提質(zhì)增效的必由之路。
從技術(shù)角度講,在除油技術(shù)方面,借鑒食品加工工藝設(shè)備,改進了提油的關(guān)鍵設(shè)備,降低了能耗和投資;在預(yù)處理設(shè)備方面,通過引進、消化、吸收,采用進口錘式破碎機和制漿機,解決了預(yù)處理的關(guān)鍵環(huán)節(jié);在除油技術(shù)方面,采用國產(chǎn)成熟的三相分離機進行油的回收,提油率達到90%以上,油脂純度達到99%.
而在沼氣提純技術(shù)方面,經(jīng)歷了三個階段,第一階段是與國內(nèi)相關(guān)行業(yè)設(shè)備的自主創(chuàng)新,攻克了PSA技術(shù)和設(shè)備技術(shù)關(guān)鍵,基本能夠滿足應(yīng)用的需求;第二階段是對空分和化工行業(yè)技術(shù)移植,形成了各種液相脫碳工藝;第三階段進口關(guān)鍵膜元件設(shè)備集成。清華大學(xué)團隊與十方環(huán)保等一批優(yōu)秀企業(yè)合作,從最早開發(fā)PSA提純裝置,到所有液體的吸附,去除二氧化碳,再到現(xiàn)在用膜做厭氧化的裝置,都非常成功。沼渣沼液的處理一直是行業(yè)的行業(yè)痛點問題,達標(biāo)排放投資高,運行成本高達100元/t。
王凱軍教授說沼渣、沼液已經(jīng)被證實在改良土壤、增肥地力、抗病防蟲、生物農(nóng)藥等方面有一系列的作用。通過餐廚垃圾的實驗發(fā)現(xiàn),使用了沼渣沼液之后,水果可以提高甜度、口感0.5個百分點,葉狀植物要粗壯的多。
第一次技術(shù)融合:不同工藝的如何以提質(zhì)增效
厭氧工藝和好氧工藝分別有什么問題?王凱軍教授指出,在好氧堆肥工藝中,以肥料為主要產(chǎn)品,對污水只回收液體中的油,油的收入也相對比較少,有一部分分離出的物料比較大需要處理、污水直接一般采用好氧處理,好氧工藝的調(diào)整成本也比較高,這些都增加了成本。而厭氧處理的問題是同樣有一部分分離出的物料比較大需要處理,以及沼渣、沼液的處理問題。
王凱軍教授通過提供物料平衡圖核算對于每天200噸的餐廚垃圾,堆肥僅僅利用餐廚垃圾中絕干有機物18.2噸,最終可產(chǎn)生40噸的肥料。同樣,厭氧工藝中三相分離后,油被提出,水被分離,固體分離以后有16噸干物資被分離出來,在厭氧反應(yīng)之前又被與水混合起來。王凱軍首先提出,這些干物資不用厭氧發(fā)酵可不可以?通過一些簡單的測試就發(fā)現(xiàn)減少有機物影響到產(chǎn)氣量20-30%。但是,它加到厭氧反應(yīng)器中,厭氧的負荷要提高一倍,反應(yīng)器的體積要大一倍。所以,這樣來說有利有弊。其次,在分離階段廢棄的有機物能不能回收?通過一系列實驗證明,能夠增加回收10%的量。在這樣的基礎(chǔ)上以技術(shù)為主導(dǎo)的第一次融合的概念提出來了。
第一是技術(shù)的融合。王凱軍教授認(rèn)為,無論是堆肥工藝還是厭氧工藝都可以取長補短很好的結(jié)合。堆肥工藝可以通過技術(shù)改造結(jié)合厭氧工藝,形成堆肥和厭氧相結(jié)合的工藝;同樣,厭氧工藝可以通過簡單的技術(shù)改造結(jié)合堆肥工藝,形成堆肥和好氧相結(jié)合的工藝。通過這樣的結(jié)合一個項目可以變成兩個項目,沼氣和肥料的生產(chǎn)部降低。難點是技術(shù)持有方的偏好能否打破,無論是研究人員還是公司技術(shù)擁有者,都來臨所謂“破山中賊易,破心中賊難”的尷尬局面,他還引用了王陽明全集中的一句話,“詮釋外賊易擒,心賊難防”,“若從細處論,人心中有一絲的執(zhí)著妄想,皆屬心賊”。
打破邊界——跨界融合
王凱軍教授以山東依水荷香生態(tài)園為例,介紹了沼肥的利用和儲存模式和土地流轉(zhuǎn)制度,并指出餐廚垃圾處理需要打破邊界,尋求跨界融合。
清華大學(xué)與山東依水禾香公司合作,進行了一千畝的土地流轉(zhuǎn)用來種植黃河大米,并利用沼液和生物炭打造了一個大米的品牌獲得初步的成果。初步計算,如果一萬畝的種植規(guī)模,可對應(yīng)200噸的餐廚垃圾處理,可以從單純處理餐廚垃圾投資一個億,利潤1000萬元,變成增加五千萬元利潤。大米每畝利潤是5300塊錢,一萬畝大米就是五千萬的利潤,投入沒有增加太多,利潤卻增加了兩倍到三倍。這是跨界從餐廚垃圾競爭的紅海初步走向生態(tài)農(nóng)業(yè)的藍海。
我消滅你,與你無關(guān)——互聯(lián)網(wǎng)時代的理念融合
王凱軍教授認(rèn)為,互聯(lián)網(wǎng)思維是第三次融合。《互聯(lián)網(wǎng)思維“獨孤九劍”》提出了九種思維模式,包括用戶思維、簡約思維、極致思維、迭代思維、流量思維、跨界思維、平臺思維、大數(shù)據(jù)思維和社會化思維等。
王凱軍教授說,在互聯(lián)網(wǎng)時代更重要的是互聯(lián)網(wǎng)對于人們思維方式的改變。中石油在對銷售戰(zhàn)略進行重大調(diào)整期間,曾經(jīng)討論要利用其覆蓋度極廣的站點布局未來,將零售占比大幅提高到70%以上。這將是對零售之王家樂福的巨大挑戰(zhàn),家樂福是歐洲第一大零售商,世界第二大國際化零售連鎖集團?,F(xiàn)擁有11,000多家營運零售單位。但是,中石油在中國石油加油站高達13160座。它的戰(zhàn)略是利用了渠道優(yōu)勢。在互聯(lián)網(wǎng)時代,干掉小偷的不是警察,是微信和支付寶。
通過這樣的思維,我們認(rèn)真分析餐廚垃圾處理廠的真正用戶不是支付處理費的政府,而是成千上萬個餐館。王凱軍教授指出,如果餐廚垃圾現(xiàn)在是紅海,走向生態(tài)農(nóng)業(yè)是初步的藍海。他還在現(xiàn)場給大家算了一筆賬,以濟南為例,餐廚垃圾用戶有上萬個餐館。如果餐廚垃圾處理企業(yè)能夠成為零售綠色產(chǎn)品的提供企業(yè),每天僅僅3000個餐館提供100kg的食品,一天的產(chǎn)值為>300萬元( 10億/年)。
王凱軍教授最后總結(jié),技術(shù)發(fā)展過程中技術(shù)創(chuàng)新、集成是基礎(chǔ),它依賴的是技術(shù)開發(fā)、技術(shù)集成與創(chuàng)新能力,依賴于個人能力和單個公司的創(chuàng)新能力;但是,技術(shù)第一次融合是技術(shù)之間、公司之間的融合,它依賴的是企業(yè)家的胸懷,是解決“破心中賊難”的過程;第二次技術(shù)融合是跨界融合,它體現(xiàn)在行業(yè)之間、公司之間,依賴的是資源;最后第三次融合是互聯(lián)網(wǎng)思維,要突破個人、超越行業(yè)。它依賴于理念創(chuàng)新。王凱軍教授還在現(xiàn)場打了一個生動的比喻。他說,如果餐廚垃圾處理企業(yè)不去做這個事,而有一天零售企業(yè)如沃爾馬去想去處理餐廚垃圾,行業(yè)野蠻人來了,傳統(tǒng)企業(yè)就沒有生存的活路了。
我消滅你,與你無關(guān),這就是所謂的降維打擊。最后,王凱軍教授引用了《三體》里面的話結(jié)束了他的報告。
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