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餐厨垃圾
中源创能:厨余垃圾处理沙龙,深入探讨技术与模式

5月29日,中国环境卫生协会有机固废专业委员会举办了关于“厨余垃圾处理技术与模式探讨”为主题的一期在线沙龙,行业专家、环保企业代表及媒体人出席了本次沙龙。北京中源创能工程技术有限公司(下称中源创能)创始人阎中博士发表讲话并同与会嘉宾针对厨余垃圾处理技术与模式进行了深入交流与分享。

谈到技术

中源创能创始人阎中博士认为我国餐厨垃圾处理行业获得了巨大发展。通过不断的研发和实践,以厌氧消化为核心的集中处理模式是被证实的适合国情技术路线。

现在需要考虑的是下阶段,当我们的工作逐渐从餐饮服务机构产生的餐厨垃圾过渡为居民家庭产生的厨余垃圾的时候,应该如何面对技术与模式的选择。

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北京中源创能工程技术有限公司创始人阎中博士于在线沙龙现场发言。( Sinoenc)

首先要认清厨余垃圾和餐厨垃圾的差别。厨余垃圾的含水率要比餐厨垃圾低,但是二者固含量相差巨大。同时厨余垃圾的含油量更低,含盐量更低。因此,技术路线需基于厨余垃圾的性质特征。

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图为厨余垃圾与餐厨垃圾成分含量对比。(Picture from Sinoenc)

阎中认为,可能获得成功的技术路线有三条。

第一传统湿式厌氧消化技术路线需要优化提升。由于不需要再进行提油,热水解和三相分离环节在厨余垃圾过程中的重要性会下降,固液分离之后液体浆料直接进入厌氧消化。湿式厌氧需要做的工作是在前端进行强化水解,让尽可能多的有机质通过生物转化之后进入到液相,提高厨余垃圾中有机质的资源化利用和无害化处理。

第二好氧发酵技术的重要性会大幅提升。餐厨垃圾处理过程中,前端产生的固相产物约10-20%,量少且以无机物为主,行业常见的处置方式是填埋或焚烧。相比餐厨垃圾,厨余垃圾前期固相产物提升为50%或更高,且富含大量的有机质,仍采用焚烧或者填埋的传统方式处理有悖于垃圾分类的初衷。

基于这种情况,第二条可能会成功的技术路线,就是液形物通过厌氧消化进行处理,固形物采用好氧堆肥的方式进行处理,从而实现厨余垃圾有机质的全量生物转化。

第三干发酵也是一条可选的工艺路线,相比湿式厌氧,干发酵的工艺路线更短,且沼液产生量大幅降低,干发酵需要优化的方向是传质、传热、容积产气率、产物利用等问题。

概括一下,下一阶段基于餐厨垃圾和厨余垃圾性质的区别,强化水解高干固液分离加实施厌氧消化技术路线的升级,干发酵,以及好氧发酵技术路线将体现重要性。

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厨余垃圾与餐厨垃圾物料性质的差异。(Sinoenc)

以上这三条工艺路线,其实都是有一个核心的逻辑,就是固相有机质与液相有机质的定向精准分配,以此为基础分别匹配高效的固液处理技术是核心的关键问题。

谈到收运

传统的生活垃圾收运体系是从收集车辆从社区收集并运到收集站,然后若干个收集站的垃圾经运输车辆进入到垃圾压缩中转站。减容后从压缩中转站出发,换到一个收运效率更高的转运车辆,转运到最后的终端处理设施。

传统生活垃圾收运体系中,转运环节是整个收运过程中的成本主体,中转和压缩环节大幅度的提高了生活垃圾收运效率。区别于生活垃圾,餐厨/厨余垃圾一般无法进行中转,从收集过程至处理站点由一辆车完成。因此,与生活垃圾相比,转运距离对成本的影响呈几何级数放大。

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生活垃圾与有机垃圾收运转运图。(Sinoenc)

对于不同区域和不同类型的城市,我们都面临着转运距离造成的成本问题。对于一些海岛、湖区、山区,以及农村等面临的这些问题尤其重要。

终端设施的选址决定了转运距离。集中处理对转运距离的优化程度有限,分散处理则完全可以进行科学合理的优化。

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中源创能创始人阎中博士参与在线沙龙与业内人士共同探讨相关话题。(Sinoenc)

谈到分散处理

分散处理不是一个单纯的技术,阎中博士表示,分散处理需要技术、装备、特别是模式的支撑。

技术方面,基于厨余垃圾的物料性质,开发了智能强化的快速高温好氧发酵技术。通过机械的手段,反应器的技术,微生物的技术将传统好氧堆肥的时间从原来的30天缩短到8天左右。在源头实现90%至95%的减量。

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智能强化快速高温好氧发酵技术。(Sinoenc)

在装备开发的过程中实现小型化,小型设备的占地面积缩短到十个平米以内。可针对不同的区域去灵活的匹配和应用这样的项目。例如地下车库、厂房,甚至一个停车位。随产随收随处理不对环境造成任何其他影响。

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有机垃圾生物发酵反应器。(Sinoenc)

通过对其中的一个项目进行连续十三个月的跟踪检测,减量化维持在90%到95%之间。所有的产物的各项指标呢也都完全的符合有机肥料NY525-2012的这个标准和有机肥料NY884-2012的相关标准。种子发芽率大于75%,实现资源化的利用。

农村开展的垃圾分类主要是干湿分离。在一公里的范围之内,通过建设这样的设施,实现源头的处理,就近处理所有的垃圾。没有必要再运到城里,源头处理之后产生的有机肥料,在农村直接进行利用。

我们的一些应用案例中,在四五年时间,建造了超过400个这样的厨余垃圾处理项目。涵盖大学、企业、政府、食堂、海岛、山区、湖区和农村。

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2015-2018年度中源创能垃圾处理覆盖能力。(Sinoenc)

以上两个案例,我们都把它叫做传统的就地处理模式和分散处理模式。它在极大程度上缩短了收运距离,压缩了成本。

谈到分散模式

阎中表示,大部分人容易混淆就地处理与分散处理。就地处理依托于小型处理设备,解决的是小规模的单元垃圾处理问题。分散处理依托于整体规划与大型处理设备,解决的是县、市的整体问题。

针对我国下一阶段垃圾分类的需求,分散处理模式才是真正的核心关键。其核心应该是厨余垃圾终端处理设施的技术、规模和选址的合理规划。

首先要对不同的技术则选择开展环境和经济的评价,综合判断什么样的技术模式在当地是最为经济合适的。

其次是要根据当地规划和人口发展的情况,分别预测餐厨、厨余、果蔬等不同类型有机垃圾的产生规模。并合理规划未来远期终端的处理规模。

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未来有机垃圾产生规模预测。(Sinoenc)

以江阴市为例,通过大量调研,规划了1座80吨的集中式餐厨垃圾处理设施,20吨的果蔬垃圾处理设施。同时在各个乡镇规划14座6吨到16吨不等的厨余垃圾终端处理设施,总的处理规模达到250吨。

基于合理规划高效的分配了集中+分散的终端处理格局,单体处理规模大幅降低,占地面积缩小,所有项目全部建在现有的中转站或垃圾处理设施内,没有新增征地。降低了项目的实施难度。

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中源创能有机垃圾处理车间。(Picture from Sinoenc)

最后一个非常关键,以城市的网格化模型来规划终端处理设施的选址和有机垃圾处理设施。基于GIS和规划,以及层次分析法,摸清当地有机垃圾时空产排规律,搞清楚有机垃圾到底在哪儿产生,什么地方产生多少规模。以此合理的规划终端处理设施的这种选址,了解了当地产排规律,以提高收益效率为最终目标,进行垃圾处理设施的合理规划。

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有机垃圾产生规律网格化模型。(Sinoenc)

谈到展望

我们以城市的总体规划为基础,通过合理的布局终端充分的协同集中和分散处理两种模式,从而来解决这个区域范围之内厨余垃圾的处理难题。

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有机垃圾处理示范基地。(Sinoenc)

以此陆陆续续在全国范围之内,已经开展了近500个项目,也获得了一些荣誉。分散处理这种技术和模式,在2018年获得了北京市科技进步奖。

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中源创能所获荣誉。(Sinoenc)

回顾60年前,也就是1957年《北京日报》当时发表了一篇文章,就是垃圾要分类收集。现在看来的话是一个非常理想化和非常前瞻性的一个提法。我们必须得认识到,当时提出整个这个思路概念是非常前卫的。

但是我们同时要看到,直至2017年我国城市生活垃圾无害化处理率方达到较高的一个水平,无害化处理率超过了94%。历经60年,我国的城市生活垃圾从无序处理转变为规范处理,从原来以填埋为主的处理模式,逐渐转化为以焚烧处理为主的技术模式。在这样的背景下,垃圾分类再次成为热点。

我们认为从2017年开始,我国生活垃圾处理的体系将会产生第二次巨大变革。更让我们倍感信心的是,现在行业有大量专业、务实的专家和企业,在相关领域开展了长期、大量的探索和实践。也希望中源创能近10年所做的这些探索和实践,能够为下一阶段我国垃圾分类工作的开展贡献一份力量。

 
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