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基于碳中和的厨余垃圾资源化处理技术分析

        垃圾分类在习近平总书记主持召开中央财经领导小组第十四次会议时指出,国家发改委、住建部联合发文,明确重点城市生活垃圾得到有效分类,目前垃圾分类已经在所有城市都在实施,还需要形成可操作路径:加强科学管理、形成长效机制、促进源头习惯养成。2021年3月15日中央财经委第5次会议,研究基本路径和重要举措,提出来遵行十四五规划的精神,实现碳达峰、碳中和,将是未来几十年垃圾处理行业的主旋律之一。行业同仁、企业要紧跟趋势,做出应有探索和贡献。

        厨余垃圾是在垃圾分类后有机固废的最主要成分,而且也是生活垃圾有机碳最主要的载体,厨余垃圾有机碳处理是碳达峰、碳中和中最重要的研究对象,厨余垃圾在中国每天大约25万吨清运量,每年约9000万吨,比餐厨垃圾要大一倍,并且随着国家城镇化、农业现代化、生态旅游、菜市场生鲜垃圾增加等呈现逐年呈上升趋势,成本也在不断变化。

        厨余垃圾成分与餐厨垃圾类似,主要组成:剩饭菜、果皮、蔬菜残余、骨头、包装物等;主要组分:水、淀粉、蛋白、脂肪(1%)、纤维素等;主要组成元素:c、h、o、n、s、cl、ca、na等。厨余垃圾具有鲜明的资源和废物的二重性,处理不好非常容易散发异味、污染环境、产生高浓度有机废水的污染,其中碳以有机碳的形式存在,因含水率高,直接焚烧热值受到影响,有机碳将转换为简单的无机碳,对碳中和和碳达峰是个值得探索的过程。

        厨余垃圾资源化处理就是应有的方向。资源化要从源头分类做起,提高居民分类的参与率、准确率,投放环节的破袋问题、固定垃圾容器周转、中转站就地处理减量问题、撤桶并站等都值得更多关注。

        碳达峰、碳中和研究实施路径中,厨余垃圾资源化主要有以下技术供探索:

        01 好氧堆肥技术

        老技术新问题,针对厨余垃圾含水率高、有机质含量高达到处理要求存在一些问题:是否腐熟,简单烘干变成固体物还是堆置一次发酵二次发酵变成腐熟产品,中间产物和最终产物问题;恶臭气体产生、散发、集中收集除臭等;场地占地大问题;产品销路问题,也是大处置场的最主要问题。

        对碳中和贡献探讨:有机碳固定在土壤中;微生物降解产生部分二氧化碳;不耗能节能。

        02 厌氧发酵技术

        厌氧发酵技术是第二个主流的资源化技术,主要有干式厌氧发酵技术、湿式厌氧发酵技术,以干式厌氧发酵技术为主,餐厨垃圾协同湿式厌氧,与污泥、粪便、生鲜垃圾、园林废物等协同。碳中和贡献探讨:沼气净化提纯利用;氨氮的去除。

        03 压榨脱水焚烧技术

        碳中和贡献:替代化石燃料;有机浆液资源化处理。

        04 饲喂小动物技术

        饲喂小动物:黑水虻;蝇蛆;美州大蠊;金粉虫;蚯蚓,无序养殖,需要行业同仁共同探索研究饲养喂小动物厨余垃圾导则,可探索更有价值的高科技、高标准应用。碳中和贡献:全部有机碳固定转化、氮元素充分利用

        05 就地处理(分布式处理)技术

        物理破碎:市政管道堵塞、浪费水、污水处理负荷等问题。生物处理:能耗、辅料、剩余物的处置等问题。热解气化:气体污染控制、剩余焦油废渣处置优势和问题:土地、环评、可研等手续简化;简单可靠、清洁卫生;单位处理成本高;日常维护难

        全国日清运量约25万t/d。截至2020年3月份,全国已建、在建厨余垃圾处理工程104座处理能力共1.91万t/d。缺口比较大,经过一年的建设又有很多的新建项目。厨余垃圾处理设施吨投资30-60万,按45万计,处理设备市场约1125亿;投放、收集、运输设备市场约500亿;监管平台约200亿;运行费约270亿/年。厨余垃圾资源化有很多提升空间。

        总体来说,厨余垃圾资源化对碳达峰碳中和都有很多贡献,后续加强技术探索,为餐厨垃圾减排减碳做好应有努力。对碳量计算,湿重1吨餐厨垃圾含0.095吨初始碳,厨余垃圾资源化利用全国23750吨/日有机碳固定下来,每年减排866.875万吨碳。

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