污泥+廚余,協(xié)同處置正當(dāng)時(shí)! 來源: 環(huán)衛(wèi)新觀察
環(huán)衛(wèi)科技網(wǎng)訊,近日,住建部針對兩個(gè)城建行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《污泥協(xié)同處理廚余垃圾工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(征求意見稿)》和《污泥協(xié)同處理廚余垃圾干式厭氧消化設(shè)備技術(shù)條件(征求意見稿)》公開征求意見,立即引起行業(yè)內(nèi)的廣泛關(guān)注。
近年來,隨著垃圾分類的深入開展,廚余垃圾處置逐漸成為環(huán)衛(wèi)行業(yè)的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。2021年5月,國家發(fā)改委、住建部在《“十四五”城鎮(zhèn)生活垃圾分類和處理設(shè)施發(fā)展規(guī)劃》中指出,當(dāng)前垃圾分類工作存在“廚余垃圾分類和處理渠道不暢”,“分類效果不佳,處理后的肥料消納途徑存在障礙,處理設(shè)施穩(wěn)定運(yùn)行難、處理成本高”等問題。
2022年1月,國務(wù)院辦公廳轉(zhuǎn)發(fā)國家發(fā)展改革委等部門《關(guān)于加快推進(jìn)城鎮(zhèn)環(huán)境基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)指導(dǎo)意見》,意見指出,“發(fā)揮環(huán)境基礎(chǔ)設(shè)施協(xié)同處置功能,打破跨領(lǐng)域協(xié)同處置機(jī)制障礙,重點(diǎn)推動市政污泥處置與垃圾焚燒、滲濾液與污水處理……等有效銜接,提升協(xié)同處置效果”。
在政策支持和市場需求的雙重推動下,今年前十個(gè)月,環(huán)衛(wèi)科技網(wǎng)已統(tǒng)計(jì)到30余座生活垃圾焚燒項(xiàng)目擬實(shí)施技改,以摻燒包括市政污泥、餐廚垃圾、廢紡、廢皮革、廢木制品、廢紙、廢橡膠、廢塑料、動植物殘?jiān)、禽畜糞肥、糧食及食品加工廢物等在內(nèi)的各種廢棄物,垃圾焚燒廠初步實(shí)現(xiàn)了垃圾與污泥等固廢的協(xié)同處置,預(yù)計(jì)未來將會有更多垃圾焚燒項(xiàng)目加入“摻燒大軍”。另外,像水泥窯協(xié)同處置生活垃圾或飛灰、生活垃圾焚燒發(fā)電廠協(xié)同處置廚余垃圾或應(yīng)急處理醫(yī)療廢棄物等協(xié)同處置技術(shù)也已得到廣泛應(yīng)用?梢哉f,在環(huán)衛(wèi)和固廢領(lǐng)域,協(xié)同處置已蔚然成風(fēng)!
我們再回頭看看另一個(gè)主角——污泥!
據(jù)《中國給水排水》微信公眾號近日推送的一篇文章《我國重點(diǎn)流域典型污水廠污泥處理處置方式調(diào)研與分析》介紹,文章作者在調(diào)研了國內(nèi)重點(diǎn)流域11座城市的106座典型污水廠后發(fā)現(xiàn),目前我國重點(diǎn)流域污泥處置方式主要包括填埋、焚燒、建材利用和土地利用四種,其中填埋占比53.79%,主要與城市生活垃圾進(jìn)行混合填埋;焚燒占比18.31%,以電廠協(xié)同焚燒為主,單獨(dú)焚燒所占比例較低;建材利用占比16.08%,主要方式為制水泥和制磚;土地利用占比僅11.01%,利用方式主要為園林綠化和土地改良。另外,還有0.81%的污泥處于長期堆置中。
其他暫且拋開不談,我們只看土地利用。顯然,國內(nèi)污泥土地利用率大大低于美、英、德、澳大利亞等國家,他們的污泥土地利用占比超過50%。形成這個(gè)現(xiàn)狀的原因則是多面的。
作為一種有機(jī)固廢,污泥在進(jìn)行在土地利用前必須進(jìn)行厭氧消化或好氧發(fā)酵。若采用厭氧工藝,國內(nèi)的污泥有機(jī)物含量低、含砂量高,與國外污泥有機(jī)物含量達(dá)60%~70%相比,我們的只有30%~60%。有機(jī)物含量低會導(dǎo)致沼氣產(chǎn)率偏低,經(jīng)濟(jì)效益差。且部分污泥厭氧消化后仍無法滿足土地利用標(biāo)準(zhǔn)要求,存在病原菌超標(biāo)、散發(fā)異味、燒苗、易結(jié)塊等問題;若采用好氧發(fā)酵,則必須要添加稻殼、鋸末、秸稈等輔料,若看質(zhì)量,添加的輔料量可達(dá)污泥量的20%,有時(shí)甚至更高;若看體積,則是輔料遠(yuǎn)超污泥本體,實(shí)不知我們是在用輔料處理污泥?抑或是用污泥處理輔料?!同時(shí),好氧發(fā)酵還需要對污泥不斷的進(jìn)行強(qiáng)制通風(fēng)、除臭等,導(dǎo)致好氧發(fā)酵成本大增。但好氧發(fā)酵的產(chǎn)物卻只能土地利用或堆置,沒有沼氣這樣的高價(jià)值產(chǎn)品,反過來進(jìn)一步限制了污泥處置采用好氧工藝。
因此,相對而言,采用厭氧工藝處理污泥更具經(jīng)濟(jì)性和可持續(xù)性,前述文章的調(diào)研結(jié)果也顯示,106座污水廠的污泥厭氧消化處理能力達(dá)262.5tDS/d,而好氧發(fā)酵處理能力則只有188.87tDS/d,差距明顯。
而且,污泥有機(jī)物含量低的問題是可以解決的,添加餐廚垃圾就是個(gè)不錯(cuò)的法子。此前,已有鎮(zhèn)江和大連的兩座污泥處理工程采取了污泥+餐廚垃圾協(xié)同處置方案,產(chǎn)沼量明顯高于其他污泥處理工程(表1)。
表1 不同條件下污泥厭氧消化工程工藝參數(shù)
表格來源:中國給水排水,《我國重點(diǎn)流域典型污水廠污泥處理處置方式調(diào)研與分析》
從表1可以發(fā)現(xiàn)兩點(diǎn):第一,采用熱水解或預(yù)反應(yīng)進(jìn)行預(yù)處理的污泥工程沼氣產(chǎn)率較高;第二,添加餐廚垃圾的污泥工程沼氣產(chǎn)率較高。
例如,鎮(zhèn)江污泥處理工程設(shè)計(jì)規(guī)模為污泥40tDS/d,餐廚垃圾140t/d,整體工藝采用“餐廚垃圾源頭預(yù)處理+污泥熱水解+污泥、餐廚廢棄物協(xié)同厭氧消化+沼渣深度脫水太陽能干化+沼氣凈化提純制天然氣”,在熱水解和餐廚垃圾的雙重加持下,容積沼氣產(chǎn)率(m3·m3·d-1)高達(dá)1.78;大連夏家河污泥處理工程設(shè)計(jì)規(guī)模為污泥120tDS/d,餐廚垃圾200t/d,城市糞便100t/d,在未對污泥進(jìn)行預(yù)處理的情況下,容積沼氣產(chǎn)率也達(dá)1.12~1.20。反觀其他既未添加餐廚垃圾、又無預(yù)處理環(huán)節(jié)的污泥項(xiàng)目,容積沼氣產(chǎn)率普遍在0.5左右。
圖1 鎮(zhèn)江項(xiàng)目污泥熱水解(左)、厭氧消化設(shè)施和沼氣凈化與提純設(shè)施(右圖)
圖片來源:中國城鎮(zhèn)供水排水協(xié)會網(wǎng)站
可見,在污泥厭氧消化過程中添加餐廚垃圾,是一個(gè)提高產(chǎn)氣率的絕佳解決方案,在實(shí)現(xiàn)“以廢治廢”的同時(shí),進(jìn)一步提升了污泥處理工程的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。
讓我們把視線重新轉(zhuǎn)移到本文起始,住建部對兩個(gè)“污泥協(xié)同處置廚余垃圾”行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(以下簡稱“標(biāo)準(zhǔn)”)公開征求意見可謂恰逢其時(shí)。一方面是全國廚余垃圾產(chǎn)量巨大。一般來說,廚余垃圾量約占生活垃圾產(chǎn)生量的50%~60%。根據(jù)2021年版《城鄉(xiāng)建設(shè)統(tǒng)計(jì)年鑒》,全國城市和縣城生活垃圾清運(yùn)量約為3.17億噸,按此估算,全國廚余垃圾年產(chǎn)量應(yīng)在1.5億噸以上。即使考慮到垃圾分類質(zhì)量及其他影響因素,導(dǎo)致只有30%的廚余垃圾達(dá)到集中處置要求,每年需要處置的廚余垃圾量也不低于4500萬噸;另一方面,國內(nèi)廚余垃圾末端處置能力嚴(yán)重不足,單獨(dú)新建廚余垃圾處理項(xiàng)目落地周期長、選址困難。同時(shí),廚余垃圾處理補(bǔ)貼也居高不下,環(huán)衛(wèi)科技網(wǎng)數(shù)據(jù)顯示,今年4月,地方國企宜昌建投水務(wù)中標(biāo)宜昌市廚余垃圾資源化項(xiàng)目,補(bǔ)貼單價(jià)336元/噸;今年7月,光大環(huán)保中標(biāo)馬鞍山市廚余垃圾處理項(xiàng)目,單價(jià)280元/噸……,比目前主流的垃圾處理方式高出數(shù)倍。
因此,充分利用現(xiàn)有設(shè)施發(fā)展協(xié)同處置,成為緩解眼前矛盾的最佳選擇。同時(shí),污泥與廚余垃圾同為有機(jī)固廢,均適于采用厭氧產(chǎn)沼工藝處理,兩者協(xié)同處置可以說極為匹配!
根據(jù)標(biāo)準(zhǔn),廚余垃圾即濕垃圾,是指食材廢料、剩菜剩飯、過期食品、瓜皮果核、花卉綠植、中藥藥渣等易腐的有機(jī)質(zhì)生活廢棄物,是餐廚垃圾、家庭廚余垃圾和其他廚余垃圾的總稱。餐廚垃圾是指餐館、飯店、單位食堂等的飲食剩余物和后廚的果蔬、肉食、油脂、面點(diǎn)等的加工過程廢棄物;家庭廚余垃圾是指家庭日常生活中垃圾分類出的果蔬、食物下腳料、剩菜剩飯、瓜果皮等易腐有機(jī)垃圾;其他廚余垃圾則是農(nóng)貿(mào)市場等產(chǎn)生的除家庭分類廚余垃圾之外的易腐有機(jī)垃圾。
標(biāo)準(zhǔn)指出,污泥協(xié)同處理廚余垃圾工程宜采用厭氧消化工藝,項(xiàng)目內(nèi)容包括預(yù)處理系統(tǒng)、厭氧消化系統(tǒng)、沼氣凈化和利用系統(tǒng)、沼液資源利用和處理系統(tǒng)、沼渣資源利用和處理系統(tǒng)。
選址方面,標(biāo)準(zhǔn)提出,污泥協(xié)同處理廚余垃圾厭氧消化工程的廠址應(yīng)靠近污水處理廠、靜脈產(chǎn)業(yè)園或垃圾焚燒發(fā)電廠。
污泥協(xié)同處理廚余垃圾時(shí),宜采用等比例混合。
處理過程中產(chǎn)生的沼氣宜生產(chǎn)熱能供工藝自用,可凈化提純后并入市政天然氣管網(wǎng),也可發(fā)電自用或并入市政電網(wǎng)。
產(chǎn)生的沼液資源化利用方式宜采用水溶肥料制備、熱提取脫氨等技術(shù)。制備水溶肥料時(shí),其肥料產(chǎn)品質(zhì)量應(yīng)符合現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《含腐植酸水溶肥料》NY1106的有關(guān)規(guī)定;沼液采用熱提取脫氨技術(shù)時(shí),其產(chǎn)品宜為碳酸氫銨,碳酸氫銨產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)應(yīng)符合現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《農(nóng)業(yè)用碳酸氫氨》GB3559的有關(guān)規(guī)定。
沼液經(jīng)預(yù)處理后應(yīng)優(yōu)先排入城市污水處理廠,經(jīng)預(yù)處理后與城鎮(zhèn)生活污水協(xié)同處理,且不應(yīng)影響污水處理廠的正常運(yùn)行。
沼渣可在進(jìn)行熱干化、好氧發(fā)酵、碳化等穩(wěn)定處理工藝后進(jìn)行土地利用,或采用熱干化后外運(yùn)與水泥窯、熱電廠、垃圾焚燒爐協(xié)同焚燒或獨(dú)立熱干化焚燒。
由于標(biāo)準(zhǔn)仍在征求意見階段,待正式稿出臺后肯定還會進(jìn)行若干調(diào)整,讓我們拭目以待首個(gè)污泥協(xié)同處置廚余垃圾行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)正式出臺!
兩標(biāo)準(zhǔn)全文可在住建部官網(wǎng)或環(huán)衛(wèi)科技網(wǎng)查看!