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  行业快报  
  吃”城市垃圾 “吐”沼气能源   
发布时间:2010/1/26   
  

核心提示 

  我国固体垃圾包括城镇和农村居民的生活垃圾、商业服务业垃圾、少量建筑业垃圾等的固体废物,其成分非常复杂,日益增加的垃圾与处理技术匮乏极为不对称,成为城市发展的瓶颈。

  未来城市3至5年内,中国城市面临的问题不是生产,而是消费,城市发展将遇到两个瓶颈,一个是能源问题,另一个便是垃圾处理。

  未来几年,垃圾处理能力的强弱将成为城市文明的标志之一



  ■ 将新闻进行到底

  日前,科技部沼气高效利用示范工程项目在内蒙古鄂尔多斯东胜区启动,并召开城市有机废弃物资源化利用技术论坛,旨在探索西部中小城市垃圾处理之路。记者获悉,以“城市有机废弃物联合厌氧发酵工艺”为基础的我国首条城市垃圾处理生产线在示范的一年中,取得了可贵的经验。

  ——技术背景——

  填埋不堪重负 焚烧不合国情

  众所周知,大多数城市生活垃圾和污泥以填埋为主,辅以焚烧和其他处理手段,粪便采用化粪池后进入城市管网。这几个处理方法,各有利弊。“填埋处理优点是操作简便、投资小,在一定程度上阻止了臭味在空气中散溢,但缺点也十分明显,占地面积大、管理不善等问题;焚烧的方法减量化明显,但运行成本高、二■英污染也很明显;堆肥是生活垃圾资源化利用得一种途径,却难以控制恶臭气体、堆肥产品无销路等问题。”中国科学院生态环境研究中心杜文利博士介绍说。

  事实上,在我国城市化加快进程中,传统的填埋方式早已不堪重负;焚烧,却不适合中国国情,引发了各种各样的社会问题,如何找到更为科学、环保的处理方式,成为城市进一步发展亟待解决的问题。

  ——技术概况——

  联合厌氧发酵注重综合处理

  “城市有机废弃物联合厌氧发酵工艺”主要将鄂尔多斯的城市垃圾进行了综合处理,这些垃圾包括:污泥、粪便、餐厨垃圾、生活垃圾。

  生产线将污泥与污水系统收集,进行厌氧消化,获得源源不断的厌氧微生物,而污水较强的酸碱性缓冲能力有效的平衡了厌氧发酵体系。

  对于厕所和化粪池粪便,该工艺将其固液分离后和有机垃圾、剩余污泥进行联合厌氧发酵产沼发电,剩余的沼渣用于制肥。值得一提的是,这条城市粪便处理的新工艺,主要设备国产化率达到了80%。

  餐厨垃圾作为城市日常生活中产生的最为普遍的废物,其成分主要是淀粉类食物、植物纤维、动物蛋白和脂肪类等有机物,特点很明显,含水率高,油脂、盐分含量高,易腐烂发臭,不利于普通垃圾车运输,通过该工艺发酵后可用来提高产沼气量。

  如今这条生产线日处理能力已达到400吨城市生活垃圾,200吨粪便,60吨餐厨垃圾和30吨污泥。日产颗粒有机肥8吨,液态肥160吨,沼气6000立方米。同时,每天可回收塑料22吨、纸浆3吨、玻璃2吨、金属0.5吨。

  ——工艺原理——

  立足鄂尔多斯地区特点

  据东胜区传祥垃圾处理厂研究所所长赵玉柱介绍,区别于传统的填埋、堆肥、焚烧等生活垃圾处理方式,该工艺立足于鄂尔多斯地区特点和垃圾的组成成分,采用大件物质分捡、筛分、磁选、风选、纸塑分离技术,对垃圾进行综合分选。然后,厌氧发酵料经过水解酸化与污水处理厂污泥和人类粪便混合,再通过固液分离进入厌氧发酵系统制取沼气和有机肥,可回收物如塑料、纸浆、玻璃和金属进行回收利用,而对少量的惰性物进行填埋,实现了城市生活垃圾的无害化、减量化和资源化处理。

  中国农业大学教授林聪补充说,进行联合发酵的有机固体废弃物包括生活垃圾、剩余污泥、粪便、餐厨垃圾、秸秆等。经过不同的预处理工艺,可以获得粒度小于5mm的有机物料,经过切割泵、碳氮比调节、水分调节等获得固含率为2%—10%的均质均浆发酵底物。

  这些发酵底物再在水解酶作用下水解酸化,然后通过35±3℃的中温搅拌条件下进行周期为15至25天的发酵,产出的沼气能源用于系统能量供应或输出,而沼液经陈化脱盐后制成腐殖酸液态肥,沼渣制成腐殖质颗粒肥。

  由于工艺发酵底物碳氮比适宜,可以避免单一物料发酵时底物反馈抑制作用,同时能强化纤维素、木质素、半纤维素等的水解作用,流态易控制,能耗低,不产生污水,获得的是高品质的沼液和腐殖质颗粒肥。

  ——专家圈点——

  国家环保部原副部长王扬祖:

  “城市生物质垃圾联合厌氧发酵”工艺在解决中小城市垃圾处理中具有示范意义。将粪便也纳入工艺中,应考虑经济性。

  北京环境卫生科研所所长吴文伟:

  目前,作为全国第一家应用“城市生物质垃圾联合厌氧发酵”工艺的流水线,一年来运行正常,将中小城市垃圾一起合并处理,提高了处理量。同时完善厌氧安全管理、探索温度与有机物发酵率关系、提高自动化程度是下一步技术攻克的关键。

  国家行政学院教授张孝德:

  鄂尔多斯东胜区在垃圾综合处理工艺的探索,考虑到了西部城市垃圾具体情况,利用现代化设备进行筛选,这种分选思维方式因地制宜,复合模式比单一好。

  ■ 记者视点

  垃圾处理困境:人才缺失 技术匮乏

  “据了解,当前我国未经处理的城市生活垃圾累计存有量已达700多亿吨,侵占土地面积超过5亿平方米,全国665个城市生活垃圾年成运量约1.6亿吨,而且还在不断增长。”内蒙古低碳经济发展促进会会长包俊臣介绍说。

  包俊臣介绍的数据反映了我国日益增加垃圾存有量的压力,这些垃圾往哪里去?是政府、企业、百姓头疼的问题。

  从2007年6月至今,十余起大型的公众抗议,反对兴建垃圾焚烧发电厂。

  北京六里屯、上海江桥、南京天井洼、广州番禺,曾经一连串的垃圾焚烧争议,使垃圾问题转向城市治理公共危机,江苏吴江垃圾焚烧厂更在万人抗议声中下马。

  北京环境卫生科研所所长吴文伟认为:“垃圾问题正转化为民生政治问题,我国垃圾成分复杂,处理难度高,除去废品收购以外,垃圾分类严重不充分,有机含量高、热值低的成分极难处理。”中国农业大学教授林聪也有同样的观点:“我国固体垃圾包括城镇和农村居民的生活垃圾、商业服务业垃圾、少量建筑业垃圾等的固体废物,其成分非常复杂。”

  日益增加的垃圾与处理技术匮乏极为不对称,成为城市发展的瓶颈。

  “未来城市3至5年内,中国城市面临的问题不是生产,而是消费,城市发展将遇到两个瓶颈,一个是能源问题,另一个便是垃圾处理。上世纪80年代是中国很多市长开始以抓厕所问题提升城市形象,未来几年,垃圾的概念将更多成为城市文明的标志。事实上,我国前后投资超过了1500亿元处理垃圾,苦于没有技术支撑,这些投资就变得无效,如今具有中国特色的垃圾技术现在还太少。”国家行政学院教授张孝德在论坛上感叹说。

  “学院派”的缺失是垃圾技术创新迟迟不前的原因,中国科学院生态环境研究中心杜文利博士介绍说:“由于垃圾专业又苦又累,我国高等院所到现在还没有中试实验设备,而垃圾专业的博士在中国一共也就10余人。”

  在这个过程中,企业的探索显出可贵性,同事意味着垃圾产业开始萌动。“在未来5年内,这个市场将被越来越多的企业青睐。”杜文利说。

  应对能源危机 垃圾处理提供资源

  我国对能源的需求已经不言而喻。

  中国农业大学教授林聪介绍:“2007年全国能源消费总量达到26.5亿吨标准煤,比2006年24.6亿吨标准煤增长了7.72%,从能源生产情况来看,2007全国能源生产总量23.7亿吨标准煤,比上年增长70%,其中原煤25.36亿吨,增长6.9%,原油1.87亿吨,增长1.1%已接近供应极限。当年全国进口原油1.19亿吨,对进口原油的依存度接近50%,已成为世界上第二大石油净进口国。”

  同时,林聪认为,我国农村和城市的能源消费结构有很大不同:“2007年,全国农村地区能源消费总量为9亿吨标准煤,相对于2006年8.7亿吨标准煤仅增长了3.45%,不到全国能源消费增长量的一半。农村地区生活用能以农作物秸秆、薪柴为主生物能占48.9%,而沼气的比仅占1.4%,说明农村地区生活用能仍以传统低效的生物能源为主,导致农村室内空气质量恶劣,眼疾和肺疾发生率高。”

  垃圾综合利用是缓解能源另辟蹊径的方法。

  科技部农村司孙永明博士用数据佐证了这一看法:“我国能源历史经历了从高碳、煤炭为主向液态石油再向气态转变的过程。沼气工程以废弃物为原料生产有机肥料,这是双向清洁的过程,消除有机废弃物污染,减少排放的同时,还减少空气污染。我国发展沼气资源非常丰富,有粪便、桔梗、生活垃圾、农业加工废弃物、高浓度污水、污泥等等。在可收集及技术达标的条件下,这些资源可生产1000亿立方米当量的天燃气,而这些天燃气已经超过了2008年我国天燃气消费总量801亿立方米。”
来源: 科技日报

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