在清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院閆中博士看來,我國有機(jī)垃圾處理剛開始起步,且多集中在直轄市和省級城市,未來勢必將進(jìn)一步向下進(jìn)入小城市、縣、村。對于這些地方來說,是否存在更適合、更低耗的處理方式?12月14日,閆中在“2018(第十二屆)固廢戰(zhàn)略論壇”中,分享了他對上述問題的思考。
閆中
以下根據(jù)嘉賓發(fā)言內(nèi)容整理。
近年來,餐廚垃圾市場迎來快速發(fā)展,走出了從0到1的一步,涌現(xiàn)出了各種各樣的技術(shù)路線。其中,約有95%以上的項(xiàng)目采用厭氧消化技術(shù)。在這個(gè)情況下,閆中認(rèn)為,餐廚垃圾行業(yè)的特征可總結(jié)為三點(diǎn)。
當(dāng)前餐廚垃圾處理的三個(gè)特征
第一點(diǎn),從農(nóng)田種植開始一直到餐廳飯店整個(gè)過程中,其實(shí)每個(gè)環(huán)節(jié)都在產(chǎn)生不同的有機(jī)垃圾,餐廚垃圾是其中的一部分。在眾多有機(jī)垃圾中,餐廚垃圾特征明顯。它含有2-5%的油脂,沼氣的產(chǎn)率相對比較穩(wěn)定,每噸可產(chǎn)生80-120立方米的沼氣,雜質(zhì)含量比較低。
第二點(diǎn),餐廚垃圾治理工作中,行政區(qū)劃分比較明顯。從省到村,分了若干行政區(qū)劃,人口數(shù)量差異非常大。目前,餐廚治理工作主要集中在直轄市和省級市。目前可以統(tǒng)計(jì)到的174個(gè)餐廚垃圾處理的項(xiàng)目,平均處理規(guī)模是182噸,基本解決了目前我國產(chǎn)生的57%左右的餐廚垃圾。這樣算來,剩下475個(gè)城市的平均處理規(guī)模將銳減到63噸,如果繼續(xù)再往下走,平均處理規(guī)模不會高于50噸,越到鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)村規(guī)模越來越小。雖然當(dāng)前產(chǎn)業(yè)一直貫徹村收集、鎮(zhèn)轉(zhuǎn)運(yùn)、縣處理的技術(shù)路線,但也要考慮到,面對新一輪的垃圾處理革命,這套模式是不是仍然適用。閆中舉例:“我們關(guān)注到一個(gè)項(xiàng)目,一個(gè)有著一百萬農(nóng)村人口的地級市,在有了基礎(chǔ)設(shè)施之后,仍然要投入三個(gè)億的費(fèi)用進(jìn)行改造,以后每年在運(yùn)營過程中還會投入一個(gè)億,這一個(gè)億中有接近四千萬花在轉(zhuǎn)運(yùn)上。實(shí)際處理量是500噸/日,折合下來,轉(zhuǎn)運(yùn)成本218元一噸,這個(gè)數(shù)字是比較驚人的?!?p style="text-indent: 2em;"> 第三點(diǎn),一些地區(qū)的地形特殊,會導(dǎo)致在收運(yùn)過程中有很大的問題。如浙江舟山、淳安等地有很多島嶼,福建省、貴州省、廣西自治區(qū)等地都是八山一水一分田,在這些地方,沿用原有的模式走不通。
工程化還是小型化?
閆中介紹,針對這三個(gè)特征,清華大學(xué)自2008年以來,承擔(dān)了一些相關(guān)科研項(xiàng)目中,并在實(shí)踐中摸索了一些解決方案。
對于第一個(gè)問題,閆中提出疑問,是不是仍然要用厭氧消化的技術(shù)路線?考慮到厭氧消化技術(shù)在操作控制中的復(fù)雜性,相關(guān)實(shí)踐中,研究人員選擇了停留時(shí)間更短的好氧技術(shù),并以減量化、無害化、資源化的順序?yàn)閷?dǎo)向。
針對第二個(gè)問題,閆中認(rèn)為,當(dāng)項(xiàng)目規(guī)模從一百噸轉(zhuǎn)化到二十噸、甚至進(jìn)一步縮減到兩噸的時(shí)候,必然經(jīng)歷從工程化到設(shè)備化、甚至小型化的過程。對于前兩者,市場上有很多研究,如工程化堆肥、設(shè)備化堆肥,但對于小型化堆肥,可能供參考資料就很少。
小型化堆肥是什么?按照國外的文獻(xiàn)和報(bào)道,可以看出,是一種機(jī)械強(qiáng)化的快速堆肥。在投入垃圾過程中,必須將輔料同時(shí)添加,在反應(yīng)器不斷攪拌,實(shí)現(xiàn)正常發(fā)酵。而在堆肥過程里,很大一部分成本是輔料,對此,清華研究團(tuán)隊(duì)致力于實(shí)現(xiàn)減少在輔料的投加、甚至完全不加輔料,確保過程正常進(jìn)行。閆中介紹,該過程歷經(jīng)很長時(shí)間,逐個(gè)攻克了一系列技術(shù)難題,解決了破碎、脫水、脫鹽等問題,最后將各個(gè)環(huán)節(jié)集中到一套裝置里,實(shí)現(xiàn)各種垃圾的處理。
清華研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)的多艙室結(jié)構(gòu)發(fā)酵設(shè)備,從社區(qū)友好、操作便捷的角度出發(fā),做了一系列的工業(yè)化設(shè)計(jì)。注重使用維護(hù)方便性以及操作人員的使用習(xí)慣,優(yōu)化設(shè)備結(jié)構(gòu)與外觀,在功能性的基礎(chǔ)上大幅提升了設(shè)備的使用感受。設(shè)備還獲得德國的紅點(diǎn)獎。在2012年、2013年,北京市分兩批在高校和黨政機(jī)關(guān)推廣這種機(jī)垃圾分類模式及餐廚垃圾就地處理。
“當(dāng)我們把小型設(shè)備化這項(xiàng)工作做完之后,自然而然會想到,它還能解決什么問題?很明顯,在解決單位、學(xué)校、部隊(duì)的問題后,這個(gè)規(guī)模正好也是適合農(nóng)村有機(jī)垃圾的?!遍Z中介紹,在確立這個(gè)思路后,問題隨即而來:農(nóng)村有機(jī)垃圾和餐廚垃圾不同,它基本不含油,適用的處理方式也大相徑庭。為此,研究團(tuán)隊(duì)在微生物改良方面做了大量的工作,并通過各種各樣的努力,將使用成本降低為零。據(jù)此,能夠解決了農(nóng)村有機(jī)垃圾分散、量小等問題。
研究團(tuán)隊(duì)在江陰區(qū)域做了試點(diǎn)。針對3個(gè)主城區(qū)、14個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn),研究團(tuán)隊(duì)沒有選擇建設(shè)一個(gè)集中的餐廚垃圾處理設(shè)施,而是將共150噸的處理能力分散到14個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn),分別規(guī)劃它的處理規(guī)模。項(xiàng)目從2016年10月份開始運(yùn)行,至今已有兩年多,共處理了12300噸的有機(jī)垃圾,產(chǎn)物有675.9噸。
閆中計(jì)算,通過這種處理方式,和原有集中規(guī)劃相比,垃圾收運(yùn)距離降低了93%,原來須運(yùn)輸40多公里的情況,現(xiàn)在只需要2-3公里即可解決問題。相對于集中設(shè)施,分散處理的能耗更低。但是整個(gè)生命周期來評價(jià),分散式是集中式的三分之一左右。
在該技術(shù)試點(diǎn)之外,閆中認(rèn)為,有機(jī)垃圾處理還有更多的可討論問題:“在這個(gè)基礎(chǔ)上,是不是還有技術(shù)可以適應(yīng)更小的處理需求?如果把設(shè)備進(jìn)一步縮小,裝到飯店后廚里面是否可行?”這些都是未來需要解答的問題。閆中判斷,分散式處理不會取代集中處理模式,但會配合集中處理,一點(diǎn)點(diǎn)解決掉我國的有機(jī)垃圾問題。
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