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污泥+厨余,协同处置正当时!

返回列表 来源: 发布日期: 2022.11.14

环卫科技网讯,近日,住建部针对两个城建行业标准《污泥协同处理厨余垃圾工程技术标准(征求意见稿)》和《污泥协同处理厨余垃圾干式厌氧消化设备技术条件(征求意见稿)》公开征求意见,立即引起行业内的广泛关注。 

近年来,随着垃圾分类的深入开展,厨余垃圾处置逐渐成为环卫行业的热点和难点。2021年5月,国家发改委、住建部在《“十四五”城镇生活垃圾分类和处理设施发展规划》中指出,当前垃圾分类工作存在“厨余垃圾分类和处理渠道不畅”,“分类效果不佳,处理后的肥料消纳途径存在障碍,处理设施稳定运行难、处理成本高”等问题。 

2022年1月,国务院办公厅转发国家发展改革委等部门《关于加快推进城镇环境基础设施建设指导意见》,意见指出,“发挥环境基础设施协同处置功能,打破跨领域协同处置机制障碍,重点推动市政污泥处置与垃圾焚烧、渗滤液与污水处理……等有效衔接,提升协同处置效果”。 

在政策支持和市场需求的双重推动下,今年前十个月,环卫科技网已统计到30余座生活垃圾焚烧项目拟实施技改,以掺烧包括市政污泥、餐厨垃圾、废纺、废皮革、废木制品、废纸、废橡胶、废塑料、动植物残渣、禽畜粪肥、粮食及食品加工废物等在内的各种废弃物,垃圾焚烧厂初步实现了垃圾与污泥等固废的协同处置,预计未来将会有更多垃圾焚烧项目加入“掺烧大军”。另外,像水泥窑协同处置生活垃圾或飞灰、生活垃圾焚烧发电厂协同处置厨余垃圾或应急处理医疗废弃物等协同处置技术也已得到广泛应用。可以说,在环卫和固废领域,协同处置已蔚然成风! 

我们再回头看看另一个主角——污泥! 

据《中国给水排水》微信公众号近日推送的一篇文章《我国重点流域典型污水厂污泥处理处置方式调研与分析》介绍,文章作者在调研了国内重点流域11座城市的106座典型污水厂后发现,目前我国重点流域污泥处置方式主要包括填埋、焚烧、建材利用和土地利用四种,其中填埋占比53.79%,主要与城市生活垃圾进行混合填埋;焚烧占比18.31%,以电厂协同焚烧为主,单独焚烧所占比例较低;建材利用占比16.08%,主要方式为制水泥和制砖;土地利用占比仅11.01%,利用方式主要为园林绿化和土地改良。另外,还有0.81%的污泥处于长期堆置中。 

其他暂且抛开不谈,我们只看土地利用。显然,国内污泥土地利用率大大低于美、英、德、澳大利亚等国家,他们的污泥土地利用占比超过50%。形成这个现状的原因则是多面的。

作为一种有机固废,污泥在进行在土地利用前必须进行厌氧消化或好氧发酵。若采用厌氧工艺,国内的污泥有机物含量低、含砂量高,与国外污泥有机物含量达60%~70%相比,我们的只有30%~60%。有机物含量低会导致沼气产率偏低,经济效益差。且部分污泥厌氧消化后仍无法满足土地利用标准要求,存在病原菌超标、散发异味、烧苗、易结块等问题;若采用好氧发酵,则必须要添加稻壳、锯末、秸秆等辅料,若看质量,添加的辅料量可达污泥量的20%,有时甚至更高;若看体积,则是辅料远超污泥本体,实不知我们是在用辅料处理污泥?抑或是用污泥处理辅料?!同时,好氧发酵还需要对污泥不断的进行强制通风、除臭等,导致好氧发酵成本大增。但好氧发酵的产物却只能土地利用或堆置,没有沼气这样的高价值产品,反过来进一步限制了污泥处置采用好氧工艺。 

因此,相对而言,采用厌氧工艺处理污泥更具经济性和可持续性,前述文章的调研结果也显示,106座污水厂的污泥厌氧消化处理能力达262.5tDS/d,而好氧发酵处理能力则只有188.87tDS/d,差距明显。 

而且,污泥有机物含量低的问题是可以解决的,添加餐厨垃圾就是个不错的法子。此前,已有镇江和大连的两座污泥处理工程采取了污泥+餐厨垃圾协同处置方案,产沼量明显高于其他污泥处理工程(表1)。 

表1 不同条件下污泥厌氧消化工程工艺参数 

不同条件下污泥厌氧消化工程工艺参数

表格来源:中国给水排水,《我国重点流域典型污水厂污泥处理处置方式调研与分析》 

从表1可以发现两点:第一,采用热水解或预反应进行预处理的污泥工程沼气产率较高;第二,添加餐厨垃圾的污泥工程沼气产率较高。 

例如,镇江污泥处理工程设计规模为污泥40tDS/d,餐厨垃圾140t/d,整体工艺采用“餐厨垃圾源头预处理+污泥热水解+污泥、餐厨废弃物协同厌氧消化+沼渣深度脱水太阳能干化+沼气净化提纯制天然气”,在热水解和餐厨垃圾的双重加持下,容积沼气产率(m3•m3•d-1)高达1.78;大连夏家河污泥处理工程设计规模为污泥120tDS/d,餐厨垃圾200t/d,城市粪便100t/d,在未对污泥进行预处理的情况下,容积沼气产率也达1.12~1.20。反观其他既未添加餐厨垃圾、又无预处理环节的污泥项目,容积沼气产率普遍在0.5左右。 

污泥+厨余,协同处置正当时!

图1 镇江项目污泥热水解(左)、厌氧消化设施和沼气净化与提纯设施(右图) 

图片来源:中国城镇供水排水协会网站 

可见,在污泥厌氧消化过程中添加餐厨垃圾,是一个提高产气率的绝佳解决方案,在实现“以废治废”的同时,进一步提升了污泥处理工程的环境效益和经济效益。 

让我们把视线重新转移到本文起始,住建部对两个“污泥协同处置厨余垃圾”行业标准(以下简称“标准”)公开征求意见可谓恰逢其时。一方面是全国厨余垃圾产量巨大。一般来说,厨余垃圾量约占生活垃圾产生量的50%~60%。根据2021年版《城乡建设统计年鉴》,全国城市和县城生活垃圾清运量约为3.17亿吨,按此估算,全国厨余垃圾年产量应在1.5亿吨以上。即使考虑到垃圾分类质量及其他影响因素,导致只有30%的厨余垃圾达到集中处置要求,每年需要处置的厨余垃圾量也不低于4500万吨;另一方面,国内厨余垃圾末端处置能力严重不足,单独新建厨余垃圾处理项目落地周期长、选址困难。同时,厨余垃圾处理补贴也居高不下,环卫科技网数据显示,今年4月,地方国企宜昌建投水务中标宜昌市厨余垃圾资源化项目,补贴单价336元/吨;今年7月,光大环保中标马鞍山市厨余垃圾处理项目,单价280元/吨……,比目前主流的垃圾处理方式高出数倍。 

因此,充分利用现有设施发展协同处置,成为缓解眼前矛盾的最佳选择。同时,污泥与厨余垃圾同为有机固废,均适于采用厌氧产沼工艺处理,两者协同处置可以说极为匹配! 

根据标准,厨余垃圾即湿垃圾,是指食材废料、剩菜剩饭、过期食品、瓜皮果核、花卉绿植、中药药渣等易腐的有机质生活废弃物,是餐厨垃圾、家庭厨余垃圾和其他厨余垃圾的总称。餐厨垃圾是指餐馆、饭店、单位食堂等的饮食剩余物和后厨的果蔬、肉食、油脂、面点等的加工过程废弃物;家庭厨余垃圾是指家庭日常生活中垃圾分类出的果蔬、食物下脚料、剩菜剩饭、瓜果皮等易腐有机垃圾;其他厨余垃圾则是农贸市场等产生的除家庭分类厨余垃圾之外的易腐有机垃圾。

标准指出,污泥协同处理厨余垃圾工程宜采用厌氧消化工艺,项目内容包括预处理系统、厌氧消化系统、沼气净化和利用系统、沼液资源利用和处理系统、沼渣资源利用和处理系统。 

选址方面,标准提出,污泥协同处理厨余垃圾厌氧消化工程的厂址应靠近污水处理厂、静脉产业园或垃圾焚烧发电厂。 

污泥协同处理厨余垃圾时,宜采用等比例混合。 

处理过程中产生的沼气宜生产热能供工艺自用,可净化提纯后并入市政天然气管网,也可发电自用或并入市政电网。 

产生的沼液资源化利用方式宜采用水溶肥料制备、热提取脱氨等技术。制备水溶肥料时,其肥料产品质量应符合现行行业标准《含腐植酸水溶肥料》NY1106的有关规定;沼液采用热提取脱氨技术时,其产品宜为碳酸氢铵,碳酸氢铵产品技术指标应符合现行行业标准《农业用碳酸氢氨》GB3559的有关规定。 

沼液经预处理后应优先排入城市污水处理厂,经预处理后与城镇生活污水协同处理,且不应影响污水处理厂的正常运行。 沼渣可在进行热干化、好氧发酵、碳化等稳定处理工艺后进行土地利用,或采用热干化后外运与水泥窑、热电厂、垃圾焚烧炉协同焚烧或独立热干化焚烧。 

由于标准仍在征求意见阶段,待正式稿出台后肯定还会进行若干调整,让我们拭目以待首个污泥协同处置厨余垃圾行业标准正式出台!

(两标准全文可在住建部官网或环卫科技网查看!原文链接:污泥+厨余,协同处置正当时!


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