自去年上海率先在全國開啟垃圾強制分類后，有關(guān)垃圾分類的話題被更廣泛的關(guān)注起來。目前我國生活垃圾分類主要為“三分”及“四分”兩種模式，而兩種模式的主要區(qū)別就在于是否將廚余垃圾單獨分出，廚余垃圾對于垃圾分類的重要程度可見一斑。
垃圾分類在全國陸續(xù)落地執(zhí)行后，廚余垃圾處理逐步成為行業(yè)關(guān)注的重點領(lǐng)域。8月10日，在“2020(第八屆)上海固廢熱點論壇”上，北京中持綠色能源環(huán)境技術(shù)有限公司董事長李彩斌以“廚余垃圾干式厭氧處理與資源化利用”為題，分享了中持綠色在廚余垃圾處理方面的經(jīng)驗和技術(shù)探索。
從2006年到2016年十年間，我國城市生活垃圾年清運量已經(jīng)從14800萬噸增長到21500.5萬噸。對比生活垃圾的產(chǎn)生量，在2015年、2016年左右，我國城市生活垃圾的清運率分別達到了71%和76%。
在生活垃圾中，到底有多少是廚余垃圾呢？李彩斌指出，生活垃圾中有59.3%都是餐廚或者廚余垃圾。其余是塑料、紙類、玻璃、木材、金屬等。
從上圖可以看出餐飲垃圾及餐廚垃圾的主要組成成分，其中餐飲垃圾中的有機質(zhì)含量最高，超過了80%。李彩斌強調(diào)，這其中，要重點關(guān)注下蛋白質(zhì)、脂肪等指標(biāo)。從圖中可以看出，僅看蛋白質(zhì)的指標(biāo)，餐飲垃圾的含量更好。
在綜合分析我國城市生活垃圾的成分基礎(chǔ)上，李彩斌介紹了MBT處理技術(shù)，MBT處理技術(shù)包括機械和生物處理兩個部分，它可以獨立地完成垃圾處理，同時也可以與其他的垃圾處理技術(shù)如焚燒技術(shù)、填埋技術(shù)結(jié)合在一起，共同完成垃圾的處理。
李彩斌首先從能量分析的角度提到，在垃圾分類前，通過MBT處理技術(shù)，垃圾焚燒發(fā)電可以達到290Kw.h/t。垃圾實現(xiàn)分類后，加權(quán)平均產(chǎn)能可以達到517Kw.h/t，其中有40%是干垃圾，經(jīng)過焚燒，發(fā)電550Kw.h/t。60%是濕垃圾，可以產(chǎn)氣90m3/t，合熱值可以達到495Kw.h/t。
MBT處理技術(shù)的優(yōu)勢在于，可以很好做到有害物質(zhì)的去除、產(chǎn)生天然氣和有機肥，同時能做到環(huán)境友好，無惡臭，沒有二噁英產(chǎn)生，并且能保證高回收利用率。
全國農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心組織修訂了《有機肥料》(NY525-2012)農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，并形成了標(biāo)準(zhǔn)的征求意見稿，提到，商品有機肥料生產(chǎn)使用的原料按文件中的目錄分類管理，其中評估類原料需經(jīng)過安全性評價后才能用于商品有機肥料生產(chǎn)。其中，餐廚廢棄物作為評估類原料被列入。
李彩斌強調(diào)，這個標(biāo)準(zhǔn)將給廚余垃圾處理行業(yè)帶來利好。此前，農(nóng)業(yè)部有明確規(guī)定，只有動植物的尸體或者是植物秸稈以及加工產(chǎn)生的廢棄物，才可以稱之為商品有機肥。這一次征求意見稿的發(fā)布，打破了以往餐廚垃圾只能打擦邊球的狀態(tài)，也給行業(yè)技術(shù)的探索和發(fā)展帶來了更大的信心和動力。
DANAS干式厭氧發(fā)酵技術(shù)的研發(fā)
中持綠色是中持環(huán)保旗下專業(yè)從事城鄉(xiāng)有機廢棄物處理、處置與利用的高新技術(shù)企業(yè)。通過先進的技術(shù)，將有機廢棄物轉(zhuǎn)化加工為高品質(zhì)功能肥料，并回收生物質(zhì)能，建立良性城鄉(xiāng)物質(zhì)循環(huán)，重構(gòu)城鄉(xiāng)區(qū)域環(huán)境、農(nóng)業(yè)和能源要素。
技術(shù)的創(chuàng)新和研發(fā)，一直是中持綠色堅持的事情。李彩斌也有著豐富的技術(shù)研發(fā)經(jīng)驗，他介紹，濕式厭氧技術(shù)，具有流動性好，傳質(zhì)傳熱快；流動性好，接種效率高;容易輸送等優(yōu)點，但其預(yù)處理要求高，不能有雜質(zhì)；反應(yīng)器體積大，占地面積大；沼液產(chǎn)生量大，沼渣含水率高；系統(tǒng)加熱自用氣能耗高，自得氣率低；泵類傳輸設(shè)備磨損嚴重，易損壞。
相較而言，干式厭氧技術(shù)反應(yīng)器體積小，節(jié)省占地面積；系統(tǒng)加熱自用氣耗能低，自得氣率高；容積產(chǎn)氣率高；有機負荷高；用水量小，產(chǎn)生的沼液少；預(yù)處理簡單，能接納粒徑10cm以內(nèi)雜質(zhì)；布置靈活。缺點是，反應(yīng)基質(zhì)濃度高，傳質(zhì)傳熱難；輸送相對較困難。
論壇現(xiàn)場，李彩斌重點介紹了中持綠色的DANAS干式厭氧發(fā)酵技術(shù)。他介紹，干式厭氧反應(yīng)器有很多不同類型，不僅分為臥式和立式。臥式還分為，折流式、直通式(多軸攪拌)、單軸直通式等。立式又分為流體攪拌型和沼氣攪拌型。
中持綠色開發(fā)了臥式的單軸直通式，特點是混凝土或鋼制，單軸臥式，采用柱塞泵進出料和回流接種。
2013年，中持綠色簽訂了水專項課題合同，從那時候起開始進行研發(fā)，從小試、中試，到示范工程建設(shè)，經(jīng)過5年的研發(fā)歷程，研制出DANAS干式厭氧發(fā)酵技術(shù)，主要針對含固率為15-35%市政、農(nóng)業(yè)和工業(yè)等一種或多種有機固體廢棄物。過程中，探索了不同及協(xié)同物料干式厭氧發(fā)酵機理，突破了異質(zhì)性高含固基質(zhì)傳質(zhì)傳熱問題，探明了氨氮和VFA的積累對發(fā)酵過程的影響，同時實現(xiàn)了大型反應(yīng)器和長軸攪拌器設(shè)計加工。
在研發(fā)該技術(shù)的時候，中持綠色就針對物料、規(guī)模和裝備等設(shè)下了DANAS干式厭氧反應(yīng)器的研發(fā)目標(biāo)：
第一、針對多原料的物料，要起到大胃王的作用，什么東西都可以吃，殘渣率比較高，也不怕。
第二、單座反應(yīng)器日處理規(guī)模要大于100噸，做超大型反應(yīng)器。
第三、實現(xiàn)裝備化，降低加工、安裝難度，實現(xiàn)裝備華、系列化。
李彩斌介紹，在該設(shè)備的總體設(shè)計中，做了反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)優(yōu)化，通過各種模擬軟件可以進行受力分析，和實際工程進行驗證，從而把反應(yīng)器的用鋼量降得很低。
同時，做了超長軸攪拌器流場模擬，什么樣的攪拌速度、角度是最佳的，中持綠色會模擬有可能在正常運行情況下垃圾的不同黏度來進行測試。
最后，形成了兩個核心設(shè)備：
一是反應(yīng)器。結(jié)構(gòu)采用臥式，矩形+圓底結(jié)構(gòu)，預(yù)制組件拼裝，內(nèi)部配備加熱、保溫管。同時，儲氣、反應(yīng)一體化，可適應(yīng)中溫和高溫工藝。
二是長軸攪拌器。結(jié)構(gòu)采用長軸、大槳葉，低轉(zhuǎn)速，變頻控制，均勻攪拌。采用推流+攪拌的漿葉設(shè)計，運用獨特的槳葉螺旋布置方式。最后能夠?qū)崿F(xiàn)垃圾完全混合、傳質(zhì)傳熱效果好；無浮渣和沉淀產(chǎn)生生；能耗低的同時，兼有推流功能。
目前DANAS干式厭氧技術(shù)已經(jīng)形成了兩個系列，DA-3100和DA-1600。
干式厭氧反應(yīng)器在正常運行的條件下，超過95%的數(shù)據(jù)顯示揮發(fā)酸與堿度比值處于0.1~0.4；通常會選擇這個區(qū)間的揮發(fā)酸與堿度比值作為評估干式厭氧消化反應(yīng)器狀態(tài)是否正常的依據(jù)。
基于以上研究，李彩斌用“科技應(yīng)該方便生活”來形容廚余垃圾干式厭氧技術(shù)應(yīng)該達到的效果。他強調(diào)，廚余垃圾干式厭氧技術(shù)不需要過高的預(yù)處理，可接納一定比例的雜物，扔垃圾再也不需要捂著鼻子破袋了。
技術(shù)路線的項目實踐：肥城畜禽污染治理與綜合利用項目
基于建立城鄉(xiāng)有機廢棄物全過程、全生命周期的統(tǒng)籌管理理念，中持綠色提出了城鄉(xiāng)有機廢棄物區(qū)域解決方案。通過建立“收儲運、轉(zhuǎn)化和利用” 三級網(wǎng)絡(luò)體系，對區(qū)域內(nèi)有機廢棄物進行綜合處理與資源化的利用。在山東省肥城市，中持綠色基于該方案核心架構(gòu)所建設(shè)的“畜禽污染物治理與綜合利用項目”就是一個典型的案例。
山東肥城畜禽污染治理與綜合利用項目以肥城畜禽養(yǎng)殖糞便、果蔬垃圾、秸稈等有機廢棄物為原料，采用“干式厭氧消化”“滾筒動態(tài)好氧發(fā)酵”“沼氣提純”等核心技術(shù)，生產(chǎn)生物天然氣、有機肥及液肥，并通過土地流轉(zhuǎn)，建設(shè)循環(huán)農(nóng)業(yè)園。
該項目也入選“砥礪奮進的五年”大型成就展。該項目中，采用DANAS干式厭氧發(fā)酵技術(shù)，進料含固率20%—35%，預(yù)處理進行簡單破碎除雜，抗異物能力強，可處理餐廚垃圾、秸稈、畜禽糞便等多種固態(tài)物料。系統(tǒng)自身耗氣5%-10%，沼液產(chǎn)量少，營養(yǎng)成分高，便于施用，系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化，占地面積小，自動化智能控制，可靠性高。
SG-DACT滾筒動態(tài)好氧高溫發(fā)酵處理技術(shù)，動態(tài)連續(xù)運行，發(fā)酵周期僅5-7天，傳質(zhì)效率高，升溫快、溫度高。全密閉系統(tǒng)、無臭氣釋放、熱損失小。物料與操作人員完全分離，現(xiàn)場干凈衛(wèi)生、安全，占地面積小，布置靈活。
李彩斌介紹，肥城項目中，重點研究和示范內(nèi)容包括，開展生物有機肥(固態(tài)、液態(tài)等)針對耕作障礙、土傳病害的研究；開展生物有機肥(固態(tài)、液態(tài)等)針對特定作物不同生長時期養(yǎng)分需求的施用研究；開展主要針對果樹、蔬菜施肥農(nóng)機的研發(fā)；開展農(nóng)業(yè)種植全過程綜合管理的研發(fā)。
該項目通過模式創(chuàng)新、核心技術(shù)轉(zhuǎn)化、生態(tài)種植的實踐模式，“收儲運、轉(zhuǎn)化和利用”的生態(tài)循環(huán)模式能夠幫助城鄉(xiāng)實現(xiàn)物質(zhì)更加多元化的良性循環(huán)。未來，無疑也將為肥城區(qū)域帶來更加顯著的環(huán)境和社會效益。
有了多個成功項目的實踐樣板，中持綠色也會在創(chuàng)新研發(fā)的基礎(chǔ)上，不斷將好的模式和技術(shù)應(yīng)用到更多的項目和地區(qū)。
原標(biāo)題：李彩斌：廚余垃圾市場大有可為，中持綠色處理有道