當(dāng)突破后端屏障,有機(jī)廢棄物資源化的潛力有多大?
【谷騰環(huán)保網(wǎng)訊】2022年12月28日,在2022固廢戰(zhàn)略論壇的現(xiàn)場(chǎng),北京中持綠色能源環(huán)境技術(shù)有限公司總經(jīng)理助理董玉婧以“資源化導(dǎo)向的有機(jī)固廢生物處理技術(shù)”為主題,分享了中持綠色一直以來(lái)的探索實(shí)踐以及2022年取得的新進(jìn)展、布局的新動(dòng)向。
將有機(jī)廢棄物變廢為寶,是很多環(huán)保企業(yè)一直努力去實(shí)現(xiàn)的價(jià)值。但在探索和實(shí)踐當(dāng)中,也有很多問(wèn)題和難點(diǎn)存在,比如有機(jī)廢棄物資源化后的產(chǎn)品去向問(wèn)題。在追求“高質(zhì)量”發(fā)展的產(chǎn)業(yè)背景之下,要真正解決痛點(diǎn),才能真正獲得“高質(zhì)量”發(fā)展的路徑。
2022年12月28日,在2022固廢戰(zhàn)略論壇的現(xiàn)場(chǎng),北京中持綠色能源環(huán)境技術(shù)有限公司總經(jīng)理助理董玉婧以“資源化導(dǎo)向的有機(jī)固廢生物處理技術(shù)”為主題,分享了中持綠色一直以來(lái)的探索實(shí)踐以及2022年取得的新進(jìn)展、布局的新動(dòng)向。
董玉婧
01一個(gè)小測(cè)算,看有機(jī)固廢資源化的巨大潛力
從2021年的行業(yè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)來(lái)看,農(nóng)業(yè)源以及城市源產(chǎn)生的有機(jī)廢棄物產(chǎn)生量共接近47億。如此大的體量,所帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題也是不言而喻的。
但要明確的是,有機(jī)廢棄物還有資源的屬性:一方面是來(lái)源于營(yíng)養(yǎng)潛力,比如能提高土壤地力,促進(jìn)土壤健康土壤有機(jī)質(zhì)提升形成碳匯;另一方面是能源潛力,比如生產(chǎn)天然氣、電力等能源產(chǎn)品,改善能源結(jié)構(gòu)。這也是有機(jī)廢棄物資源化非常重要的方向。
當(dāng)前農(nóng)業(yè)、城市有機(jī)廢棄物產(chǎn)沼氣潛力
董玉婧指出,如果把這些有機(jī)廢棄物都轉(zhuǎn)化成沼氣,并把這部分沼氣再提純?yōu)樯锾烊粴猓磕昕梢蕴峒兲烊粴?921億立方。以此計(jì)算,如果按照2020年全國(guó)天然氣消費(fèi)量為3280億立方米計(jì)算,可以接近60%的替代比例;如果沼氣全部用于發(fā)電,可發(fā)電6400億千瓦時(shí),相當(dāng)于2020年全國(guó)用電量的9%;如果算成碳減排的話,也可以減排5.54億噸二氧化碳當(dāng)量。
02用兩大技術(shù)方向,不斷挖潛有機(jī)廢棄物潛力
目前主流的有機(jī)廢棄物資源化的技術(shù)路線有三大方面:一是生物處理方向,包括厭氧和好氧;二是熱處理;三是生物養(yǎng)殖,如蚯蚓、黑水虻。
從目前行業(yè)的現(xiàn)狀和有機(jī)廢棄物資源化的整體方向出發(fā),中持綠色潛心研究形成了自己的典型技術(shù)產(chǎn)品以及成功突破了后端有機(jī)質(zhì)利用的屏障,不斷實(shí)踐和總結(jié)了豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。
一、厭氧技術(shù)產(chǎn)品:DANAS®干式厭氧消化技術(shù)+TSBP®分級(jí)分相濕式厭氧消化技術(shù)
DANAS®干式厭氧消化技術(shù)及四大典型項(xiàng)目的實(shí)踐認(rèn)證
中持綠色是國(guó)內(nèi)較早研發(fā)DANAS®干式厭氧消化技術(shù)的企業(yè)。2013年中持綠色與清華大學(xué)合作開始進(jìn)行研發(fā),從小試、中試,到示范工程建設(shè),經(jīng)過(guò)5年的研發(fā)歷程,研制出DANAS干式厭氧消化技術(shù),2018年第一個(gè)示范項(xiàng)目成功落地,為DANAS®干式厭氧消化技術(shù)的不斷實(shí)踐打好了基礎(chǔ)。
DANAS®干式厭氧消化技術(shù)是專門針對(duì)含固率20-35%物料進(jìn)行厭氧消化的處理技術(shù)。該技術(shù)適用于市政、農(nóng)業(yè)、工業(yè)等一種或多種有機(jī)廢棄物的厭氧處理,比如垃圾分類后產(chǎn)生的廚余垃圾的規(guī);刑幚恚姓勰嗯c其他有機(jī)廢棄物協(xié)同處理,以及畜禽糞便規(guī)模化集中處理、區(qū)域有機(jī)廢棄物協(xié)同處理等。
DANAS®干式厭氧消化技術(shù)的技術(shù)特點(diǎn)包括:強(qiáng)適應(yīng)性,DANAS®干式厭氧消化技術(shù)的預(yù)處理相對(duì)更簡(jiǎn)單,同時(shí)非常適合多物料的協(xié)同處理;擁有超大型的反應(yīng)器,單座反應(yīng)器日處理規(guī)模大于100噸;裝備化系列化,DANAS®干式厭氧消化技術(shù)產(chǎn)品是標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品,可以在工廠把模塊預(yù)制完成,到現(xiàn)場(chǎng)可以比較快的完成拼接和制造。實(shí)現(xiàn)了裝備化模塊化,降低加工、安裝難度。
董玉婧介紹,DANAS®干式厭氧消化技術(shù)的核心設(shè)備是臥式反應(yīng)器,顧名思義,它的結(jié)構(gòu)是臥式的,采用矩形+圓底的構(gòu)造?梢詫(shí)現(xiàn)預(yù)制組件拼裝,內(nèi)部還配備了加熱、保溫管,做到儲(chǔ)氣、反應(yīng)一體化,可適應(yīng)中溫和高溫工藝?梢员WC生物反應(yīng)過(guò)程在最佳條件下完成,構(gòu)造簡(jiǎn)單、建設(shè)周期短、經(jīng)久耐用,無(wú)短流,可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)排沙、物料完全混合。
長(zhǎng)軸攪拌器
設(shè)備內(nèi)部的長(zhǎng)軸攪拌器運(yùn)行轉(zhuǎn)速低、變頻控制、均勻攪拌,能夠使得物料完全混合、傳質(zhì)傳熱效果好,并且無(wú)浮渣和沉淀產(chǎn)生,能耗低兼有推流功能。
現(xiàn)在設(shè)備也實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程智能監(jiān)控,可以通過(guò)手機(jī)APP或者是電腦客戶端,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)在線的運(yùn)行數(shù)據(jù)或者是實(shí)現(xiàn)線上的分析,更加便捷。
目前,DANAS®干式厭氧消化技術(shù)在國(guó)內(nèi)已經(jīng)有肥城(200噸/天)、睢縣(50噸/天)、宜興(100噸/天)、灌云(800噸/天)四大項(xiàng)目建成并投入運(yùn)行,共包括12套干式厭氧反應(yīng)器,總規(guī)模達(dá)到1150噸/天。
1、肥城市畜禽污染物治理與綜合利用項(xiàng)目
肥城市畜禽污染物治理與綜合利用項(xiàng)目是DANAS®干式厭氧消化技術(shù)應(yīng)用的第一個(gè)示范項(xiàng)目,項(xiàng)目在2018年建成,處理的物料主要是畜禽糞便、餐廚垃圾、果蔬垃圾、秸稈等,項(xiàng)目總投資8540萬(wàn)元,項(xiàng)目規(guī)模為畜禽糞便、餐廚垃圾等7.3萬(wàn)噸/年,每年可產(chǎn)生生物天然氣182.5萬(wàn)方、有機(jī)肥7300噸,碳減排量達(dá)到3萬(wàn)噸/年。
2、灌云縣畜禽污染物治理與綜合利用項(xiàng)目
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灌云縣畜禽污染物治理與綜合利用項(xiàng)目由中持與長(zhǎng)江生態(tài)環(huán)保聯(lián)合投資建設(shè),項(xiàng)目投資為2.9億元,年處理畜禽糞污30萬(wàn)噸、餐廚垃圾1.8萬(wàn)噸,年產(chǎn)生物天然氣876萬(wàn)方、有機(jī)肥及沼肥4萬(wàn)噸,碳減排量為12萬(wàn)噸/年。項(xiàng)目采用可行性缺口補(bǔ)助+使用者付費(fèi),是農(nóng)業(yè)部畜禽糞污資源化利用重點(diǎn)縣試點(diǎn)項(xiàng)目。
3、宜興城市污水資源概念廠
污水資源概念廠以“水質(zhì)永續(xù)、能量自給、資源循環(huán)、環(huán)境友好”四個(gè)追求為目標(biāo),不僅可以讓城市污水處理廠中污染物進(jìn)一步消減,也可以提供能源和肥料,成為城市的能源工廠、肥料工廠。宜興城市污水資源概念廠項(xiàng)目2021年建成,項(xiàng)目污水處理規(guī)模為2萬(wàn)m³/d、污泥及藍(lán)藻等規(guī)模為100t/d。
4、睢縣城市污水資源概念廠
睢縣城市污水資源概念廠是首座按照概念廠“四個(gè)追求”建設(shè)的污水處理廠,實(shí)現(xiàn)“污水廠是資源工廠”的理念,建設(shè)環(huán)境友好的環(huán)境基礎(chǔ)設(shè)施。項(xiàng)目已經(jīng)運(yùn)行了近4年,協(xié)同處理污泥和畜禽糞便等有機(jī)廢棄物,能源自給率可以達(dá)到60%以上。
TSBP®分級(jí)分相濕式厭氧消化技術(shù)及項(xiàng)目實(shí)踐
TSBP®分級(jí)分相濕式厭氧消化技術(shù)也是重點(diǎn)針對(duì)比較難降解的有機(jī)廢棄物的處理技術(shù),第一級(jí)高溫強(qiáng)化水解反應(yīng)器,反應(yīng)器溫度在40~50℃之間,適合水解酸化細(xì)菌生長(zhǎng),抑制產(chǎn)甲烷細(xì)菌生長(zhǎng),強(qiáng)化內(nèi)容物、多糖類物質(zhì)的水解和酸化,提高可生物降解性。第二級(jí)中溫產(chǎn)甲烷反應(yīng)器,反應(yīng)器溫度在35~38℃之間,適合產(chǎn)甲烷菌生長(zhǎng)。溫度分級(jí)自然形成生物分相,不同微生物在各自最佳的環(huán)境下生長(zhǎng)。
1、寧?h城北污泥處理處置工程
該項(xiàng)目是首個(gè)分級(jí)分相厭氧消化示范項(xiàng)目、國(guó)家級(jí)863示范工程、2014年國(guó)家重點(diǎn)環(huán)境保護(hù)實(shí)用技術(shù)示范工程。項(xiàng)目工藝采用“分級(jí)分相厭氧消化+沼氣發(fā)電+土地利用”,處理規(guī)模為“75噸/天(80%含水率)+30噸/天糞便”。
2、江蘇興化餐廚垃圾處理項(xiàng)目100t/d
該項(xiàng)目規(guī)模為餐廚垃圾100噸/天,核心工藝采用“濕式厭氧消化技術(shù)”。項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)了餐廚垃圾的處理和資源化利用,同時(shí)在區(qū)域空間中形成物質(zhì)、資源和能量聯(lián)動(dòng),構(gòu)建了提質(zhì)增效、綠色低碳的高質(zhì)量循環(huán)經(jīng)濟(jì)園。
3、秦皇島北戴河新區(qū)污泥處理廠工程
該項(xiàng)目工藝路線為“分級(jí)分相厭氧消化+沼氣提純+生物堆置+土地利用”,項(xiàng)目污泥來(lái)源于秦皇島市七座污水處理廠,設(shè)計(jì)規(guī)模為脫水污泥300噸/日(按80%含水率計(jì))。
二、兩大好氧技術(shù)產(chǎn)品
中持綠色擁有兩大典型好氧技術(shù)產(chǎn)品:SG-DACT®滾筒動(dòng)態(tài)好氧發(fā)酵技術(shù)以及ContiFerm®超深槽式動(dòng)態(tài)好氧發(fā)酵技術(shù)。
SG-DACT®滾筒動(dòng)態(tài)好氧發(fā)酵技術(shù)
高溫高效-環(huán)境友好的好氧發(fā)酵設(shè)備,設(shè)備采用臥式滾筒作為好氧反應(yīng)器,通過(guò)滾筒的轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)物料、氧氣、微生物的充分混合反應(yīng),提高傳質(zhì)效率,縮短停留時(shí)間,實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定化和腐殖化。
董玉婧介紹,該設(shè)備主要針對(duì)的是傳統(tǒng)堆肥,比如針對(duì)臭氣難以控制、占地面積大等問(wèn)題,如果在全密閉的設(shè)備中,這些問(wèn)題都可以解決。高溫發(fā)酵期是7天,發(fā)酵溫度在55度以上,出料的含水率等指標(biāo)都可以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí),系統(tǒng)100%全封閉,廢氣100%全收集處理,臭味可有效控制。
SG-DACT®滾筒動(dòng)態(tài)好氧發(fā)酵技術(shù)的技術(shù)特點(diǎn)包括,運(yùn)行高效:動(dòng)態(tài)運(yùn)行,傳質(zhì)效率高,反應(yīng)速率快,縮短發(fā)酵周期;分區(qū)智能通風(fēng):以最小的風(fēng)量實(shí)現(xiàn)最佳的充氧,廢氣產(chǎn)生量;全密閉結(jié)構(gòu):保溫效果好;人料分離,環(huán)境友好,操作安全;系統(tǒng)設(shè)備化:自動(dòng)化程度高,操作方便;布置靈活,占地面積小。
目前,SG-DACT®滾筒動(dòng)態(tài)好氧發(fā)酵技術(shù)已經(jīng)積累了很多成功的案例,并能成功應(yīng)用于多種場(chǎng)景之下。比如在環(huán)境敏感區(qū)域、場(chǎng)地受限以及低溫地區(qū),SG-DACT®滾筒動(dòng)態(tài)好氧發(fā)酵技術(shù)都有很好的應(yīng)用。典型項(xiàng)目如山西朔州市污泥集中處置工程特許經(jīng)營(yíng)項(xiàng)目、任丘市城東污水處理廠污泥滾筒高溫好氧發(fā)酵處理工程、鄂爾多斯市達(dá)拉特旗樹林召鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理工程等。
ContiFerm®超深槽式動(dòng)態(tài)好氧發(fā)酵技術(shù)
不僅有小規(guī)模的堆肥技術(shù),中持綠色也有大吞吐量的ContiFerm®超深槽式好氧發(fā)酵技術(shù),該技術(shù)是針對(duì)較大規(guī)模有機(jī)廢棄物的高溫好氧發(fā)酵處理技術(shù),自動(dòng)布料、自動(dòng)出料,全密閉運(yùn)行,環(huán)境友好。適用于各類市政、工業(yè)、農(nóng)業(yè)廢棄物的單一原料處理或多種原料協(xié)同好氧處理。
該技術(shù)特點(diǎn)為,大容量:堆高可達(dá)3~3.5m,單位面積處理容量大;效率高:分區(qū)供氧,自動(dòng)翻拋;環(huán)境友好:全密閉車間,無(wú)臭氣外溢,人料分離;處理規(guī)模大:?jiǎn)螚l生產(chǎn)線:50t/d、100t/d、150t/d;智能控制:自動(dòng)出料,減少勞動(dòng)強(qiáng)度。
該技術(shù)在宜興概念廠生物質(zhì)中心、安丘雞糞好氧發(fā)酵產(chǎn)有機(jī)肥項(xiàng)目等都有很多的應(yīng)用效果。如在安丘雞糞好氧發(fā)酵產(chǎn)有機(jī)肥項(xiàng)目中,項(xiàng)目技術(shù)路線選擇“槽式好氧堆肥+有機(jī)肥生產(chǎn)”,處理規(guī)模為“雞糞16萬(wàn)m³/年”,最后產(chǎn)出粉狀肥、顆粒肥、復(fù)混肥共6萬(wàn)噸/年。
03當(dāng)環(huán)保鏈接農(nóng)業(yè)......還田利用實(shí)踐
有機(jī)質(zhì)還田是物質(zhì)循環(huán)的最后一步,也是非常重要的環(huán)節(jié)。要真正做好有機(jī)質(zhì)還田,首先要解決相關(guān)項(xiàng)目產(chǎn)品的出路問(wèn)題,如沼液、沼渣,必須讓這部分價(jià)值發(fā)揮到最高,才能保證項(xiàng)目的可持續(xù)性。
中持綠色在山東肥城打造了300畝農(nóng)業(yè)示范園,以沼渣、沼液肥料化利用的“循環(huán)農(nóng)業(yè)”為主題,進(jìn)行綠色農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)研發(fā)、示范。在沼渣利用的探索中,中持綠色在項(xiàng)目中,根據(jù)不同作物、不同土壤狀況研發(fā)了多款產(chǎn)品:
相對(duì)而言,沼液的推廣也是比較困難的,因?yàn)楹芏噢r(nóng)戶并不能很好的接受沼液。一方面不知道怎么使用,另一方面也不知道用了后會(huì)怎樣。
由此,中持綠色針對(duì)沼液在怎樣的情況下可以安全利用,利用之后,對(duì)土壤能力有哪些提高等問(wèn)題,進(jìn)行了深入研究。通過(guò)多項(xiàng)數(shù)據(jù)驗(yàn)證沼液的功能,證明沼液肥料化的可應(yīng)用性,并且指導(dǎo)農(nóng)戶正確利用沼液。
通過(guò)實(shí)驗(yàn),與施用前對(duì)比,施用沼液后的土壤全氮提高14.51%,堿解氮提高33.34%,有效磷提高14.78%,速效鉀提高140.01%,施用沼液后的土壤有機(jī)質(zhì)提高2.77%。
在北方地區(qū),玉米或旱稻的種植中,沼液能替代部分化肥使用。如在玉米種植中,采用沼液替代50%化肥施用技術(shù),播種后,施用10%濃度的沼液,玉米可正常出苗,幼苗長(zhǎng)勢(shì)與施用化肥處理相同,無(wú)燒苗或抑制生長(zhǎng)等問(wèn)題,安全性有保證。
需要因地制宜,因作物制宜,因季節(jié)制宜,采用多種沼液利用模式,作為液態(tài)有機(jī)肥進(jìn)行消納,實(shí)現(xiàn)沼液精準(zhǔn)還田,提升土壤地力。中持綠色也探索了多種管道式精細(xì)利用、分布式?jīng)_施,果園利用、作物換茬期土壤改良等適用于旱田和水田的沼液利用方式。
“構(gòu)建城鄉(xiāng)物質(zhì)良性循環(huán)”一直是中持綠色的目標(biāo)和宗旨,同時(shí),多年來(lái),中持綠色也再不斷探索有機(jī)固廢生物處理技術(shù)的應(yīng)用與研發(fā)。通過(guò)多年的成功實(shí)踐,中持綠色印證了當(dāng)打通后端屏障、當(dāng)環(huán)保鏈接農(nóng)業(yè)......技術(shù)將發(fā)揮更大的能量,創(chuàng)造更大的價(jià)值。
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