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生態(tài)環(huán)保產(chǎn)業(yè)作為支撐生態(tài)文明建設(shè)和高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵力量，正面臨著轉(zhuǎn)型升級(jí)的迫切需求。環(huán)保新質(zhì)生產(chǎn)力，正成為推動(dòng)產(chǎn)業(yè)向前發(fā)展的核心力量。本欄目將聚焦生態(tài)環(huán)保產(chǎn)業(yè)的新技術(shù)、新裝備、新材料、新模式，深入宣傳推廣科技創(chuàng)新成果，及時(shí)發(fā)布環(huán)境技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)項(xiàng)，全面介紹行業(yè)內(nèi)的實(shí)用技術(shù)裝備和示范工程，引導(dǎo)行業(yè)持續(xù)創(chuàng)新，加快數(shù)字、智慧、科技的融合賦能，為經(jīng)濟(jì)社會(huì)全面綠色轉(zhuǎn)型貢獻(xiàn)力量。
生態(tài)環(huán)境保護(hù)實(shí)用技術(shù)
2023-J-33
申報(bào)單位
深圳市盤龍環(huán)境技術(shù)有限公司
推薦單位
廣東省環(huán)境保護(hù)產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)
一、技術(shù)簡介
適用范圍
適用于濕垃圾(家庭廚余垃圾、餐廚垃圾、果蔬垃圾等)處理，以及與之性質(zhì)類似的易腐爛、含有機(jī)質(zhì)的垃圾處理，且要求低碳化、減量化、無害化、資源化、穩(wěn)定化的項(xiàng)目。
技術(shù)原理
濕垃圾“精細(xì)預(yù)處理+定向厭氧制酸(VFAs)”工藝，由精細(xì)預(yù)處理、厭氧水解、厭氧酸化、酸分離技術(shù)以及有機(jī)酸替代碳源使用技術(shù)組成。精細(xì)預(yù)處理由破袋、粗破分選、重力分選、精制漿、除砂除油等處理單元組成；定向厭氧制酸(VFAs)控制在水解、酸化兩個(gè)階段，水解階段由兼性厭氧微生物產(chǎn)生胞外酶，將不溶性有機(jī)物、大分子有機(jī)物水解為小分子可溶性有機(jī)物，提高C/N、B/C、NH3-N/TN、PO43-/TP比值；酸化階段由酸化菌把可溶性有機(jī)物轉(zhuǎn)化為揮發(fā)性脂肪酸(VFAs)；進(jìn)一步提高制酸的穩(wěn)定性。酸分離由“浮渣擠壓+臥式離心+膜濾裝置”等處理單元組成，完成除油、有機(jī)酸提取并分離SS提純?yōu)橛袡C(jī)酸水溶液。有機(jī)酸液替代補(bǔ)充碳源使用按照COD當(dāng)量值、投加點(diǎn)、投加量等參數(shù)控制達(dá)到反硝化脫氮的目的，當(dāng)原水不需要投加碳源時(shí)，投加在污水處理厭氧段改善營養(yǎng)平衡提高污水處理系統(tǒng)出水水質(zhì)的穩(wěn)定性。
此技術(shù)應(yīng)用在華南地區(qū)全程不加熱(其它地區(qū)維持溫度不低于12℃即可)，廚余垃圾處理系統(tǒng)全程不添加化學(xué)藥劑；集約化布局占地小，臭氣量小，電耗僅25~30kw·h/t原生垃圾，有機(jī)酸液(產(chǎn)品固碳)產(chǎn)率88%~90%，作為活性生物碳源供市政污水廠替代補(bǔ)充碳源；雜質(zhì)率8%~15%(比現(xiàn)有技術(shù)降低50%產(chǎn)渣率)，雜質(zhì)含水率62%~68%(比現(xiàn)有技術(shù)含水率降低15%)；油脂提取率1.5%~4.5%；減量與資源化率可達(dá)90%(比現(xiàn)有技術(shù)提高50%)。
工藝路線
餐廚/廚余/果蔬垃圾密閉卸料至接料槽，經(jīng)破袋后定量進(jìn)入粗破碎機(jī)，把包裹的有機(jī)可降解垃圾釋放出來再破碎成粒徑<100 mm的物料，不能破碎的大雜質(zhì)分離后由螺旋輸送外運(yùn)；能破碎的排入重力分選槽，通過風(fēng)選和漿洗分離出重雜質(zhì)、貝殼、玻璃、瓷片、骨渣，避免對(duì)后續(xù)設(shè)備的損壞。
經(jīng)破碎后的物料在重力分選槽上部通過篩網(wǎng)過濾隔渣自流入漿料暫存槽，由螺旋輸送至制漿機(jī)，得到的漿料粒徑≤5 mm；制漿過程中的塑料、木質(zhì)素、纖維素、半纖維素等不易降解的輕物質(zhì)被分離出來。
通過除油除砂系統(tǒng)去除漿液中的砂石等小、重物質(zhì)。通過油水分離和油脂提取系統(tǒng)分離浮油(一次除油)進(jìn)行暫存。
除雜后的漿料在水解、酸化池中停留7-10 d，調(diào)控相應(yīng)的運(yùn)行控制參數(shù)，使水解和酸化相對(duì)獨(dú)立并達(dá)到水解和酸化微生物的最佳生長條件，實(shí)現(xiàn)完整的水解酸化過程；利用酸對(duì)于微生物生物活性的影響，抑制產(chǎn)甲烷微生物生長，使僅有酸化菌維持活性連續(xù)產(chǎn)揮發(fā)性有機(jī)酸(VFAs)，達(dá)到定向制備揮發(fā)性有機(jī)酸的目的。
擠壓去除VFAs中部分粗大浮渣后再采用離心分離油及浮渣，離心出水膜過濾裝置提取VFAs，提取出來的VFAs采用堿液接收再負(fù)壓抽濾濃縮制備VFAs替代碳源。
應(yīng)用效果
該技術(shù)的應(yīng)用項(xiàng)目國內(nèi)案例共3例。項(xiàng)目連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行至今，全年無休，各項(xiàng)指標(biāo)均優(yōu)于主管部門要求。濕垃圾減量化、無害化、資源化率85%以上，有機(jī)物的厭氧降解效率高(COD降解88%—92%)，脫水固渣含水率低(含水率≤60%)。
2021年8月，深圳大鵬新區(qū)廚余垃圾處理項(xiàng)目商業(yè)運(yùn)行，全廠占地面積1606m2，設(shè)計(jì)規(guī)模9t/h，最大處理能力可達(dá)100 t/d；
2021年9月，深圳寶安區(qū)餐廚垃圾處理項(xiàng)目商業(yè)運(yùn)行，全廠占地面積約3163m2，設(shè)計(jì)規(guī)模18t/h，最大處理能力可達(dá)200 t/d；
2022年1月，深圳光明區(qū)廚余垃圾處理項(xiàng)目商業(yè)運(yùn)行，全廠占地面積約1499m2，設(shè)計(jì)規(guī)模18t/h，最大處理能力可達(dá)200 t/d。
典型應(yīng)用案例“大鵬新區(qū)廚余垃圾厭氧制酸低碳利用示范項(xiàng)目”污染排放執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)如下：項(xiàng)目不產(chǎn)生廢水，餐廚廚余果蔬垃圾漿液通過水解酸化制備有機(jī)酸作為碳源供市政污水廠替代補(bǔ)充碳源。廢氣經(jīng)除臭系統(tǒng)處理，除臭系統(tǒng)處理工藝為水洗+二級(jí)生物濾池+化學(xué)吸收(應(yīng)急)；處理后的污染物符合《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 14554-93)表2排氣筒高度15m的標(biāo)準(zhǔn)限值，及《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 14554-93)廠界標(biāo)準(zhǔn)值。產(chǎn)生的固渣主要為分選出來的生活垃圾雜質(zhì)，生活垃圾雜質(zhì)最終運(yùn)至東部電廠進(jìn)行焚燒發(fā)電無害化處理。項(xiàng)目對(duì)污染源依據(jù)環(huán)評(píng)報(bào)告及主管部門的要求，在廢氣排放口設(shè)置自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀，每季度進(jìn)行一次環(huán)境監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)結(jié)果均符合環(huán)評(píng)及主管單位要求執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)。
研發(fā)背景
目前，國內(nèi)外濕垃圾(含廚余垃圾、餐廚垃圾、果蔬垃圾等)處理工藝主要有厭氧制沼(濕式)、好氧堆肥、直接烘干作飼料、微生物處理技術(shù)、昆蟲源蛋白飼料生物轉(zhuǎn)化技術(shù)和焚燒發(fā)電協(xié)同資源化處置技術(shù)等幾種，都需要配備污水處理設(shè)施。我國嘗試的濕垃圾處理技術(shù)路線有干式厭氧、厭氧制酸等?；景l(fā)展趨勢(shì)為生物技術(shù)與循環(huán)協(xié)同方向，根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際情況的不同，這些工程實(shí)踐取得了不同的生產(chǎn)運(yùn)行效果。國內(nèi)外未見濕垃圾厭氧制酸用作碳源的相關(guān)資料與信息。
為解決傳統(tǒng)工藝技術(shù)的不足之處，盤龍環(huán)境技術(shù)有限公司提出“餐廚/廚余/果蔬垃圾精細(xì)預(yù)處理+定向厭氧制酸(VFAs)”技術(shù)，是國內(nèi)工程化應(yīng)用的首創(chuàng)，為生活垃圾分類治理提供案例支撐與決策參考。該技術(shù)與現(xiàn)有常規(guī)處理技術(shù)相比具有：不排水、不加藥、有機(jī)物損失率低、占地小、投資省、周期短、效率高、出路廣的特點(diǎn)；技術(shù)生態(tài)、節(jié)水節(jié)電、過程低碳、產(chǎn)物循環(huán)的創(chuàng)新優(yōu)勢(shì)；技術(shù)先進(jìn)前瞻性、資源利用拓展性、持續(xù)發(fā)展穩(wěn)定性等亮點(diǎn)。
技術(shù)特點(diǎn)
過程低碳：運(yùn)行成本低(電耗約25-30 kW·h/t，現(xiàn)有主流同類技術(shù)的電耗約60-130 kW·h/t)，不加藥、不加熱；
分選協(xié)同：餐廚廚余果蔬垃圾三合一采用同一技術(shù)處理，對(duì)垃圾容錯(cuò)能力強(qiáng)；
系統(tǒng)穩(wěn)定：流程縮短、故障點(diǎn)少穩(wěn)定性提高；產(chǎn)物出路廣；
規(guī)劃集約：占地小，15-30 m2/t(厭氧產(chǎn)沼約在50-130 m2/t)；
費(fèi)效可持續(xù)：投資低(25萬-35萬元/t、厭氧產(chǎn)沼約在50萬-70萬元/t)；建設(shè)周期短(6個(gè)月、厭氧產(chǎn)沼12—18個(gè)月)；資源化程度高，產(chǎn)物種類少。
簡化了分類，優(yōu)化了收集，減少了投資與運(yùn)營成本，提高了管理效率，解決了垃圾分類漸進(jìn)階段質(zhì)量差難處理的問題，短時(shí)間內(nèi)快速解決了各分類垃圾的出路問題；解決了垃圾分類→收集→運(yùn)輸→處置全鏈條穩(wěn)定銜接問題；制酸與提取揮發(fā)性有機(jī)酸(VFAs)制成產(chǎn)品，提供了垃圾資源化的一種可靠途徑，濕垃圾過程治理“不加藥、不加熱”運(yùn)營成本顯著降低，提高了治理的經(jīng)濟(jì)性與低碳性。
從環(huán)保治理的角度出發(fā)，把臭氣、廢水、廢渣三類環(huán)保問題通過技術(shù)與模式的創(chuàng)新，以低碳、生態(tài)為基礎(chǔ)，與現(xiàn)有環(huán)衛(wèi)基礎(chǔ)設(shè)施(污水廠+焚燒廠)跨專業(yè)有機(jī)協(xié)同為手段，實(shí)現(xiàn)“大環(huán)保”的生態(tài)循環(huán)；具有可持續(xù)發(fā)展以及拓展接納新技術(shù)延伸的開放平臺(tái)，是未來經(jīng)濟(jì)健康可持續(xù)發(fā)展的綠色保障。
二、典型應(yīng)用案例
案例名稱
大鵬新區(qū)50噸/日廚余垃圾厭氧制酸低碳利用示范項(xiàng)目
案例簡介
大鵬新區(qū)城管局以“城市管家”名義將此項(xiàng)目委托區(qū)屬國企大鵬新區(qū)壩光開發(fā)建設(shè)運(yùn)營管理有限公司，壩光公司通過公開招標(biāo)確定深圳市盤龍環(huán)境技術(shù)有限公司為建設(shè)、運(yùn)營單位；盤龍公司依據(jù)招標(biāo)要求利用自有資金、技術(shù)設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)營。項(xiàng)目運(yùn)營期5年，采取BOO模式開展收、運(yùn)、處服務(wù)，服務(wù)區(qū)域?yàn)榇簌i全域。
項(xiàng)目運(yùn)營管理實(shí)行廠長負(fù)責(zé)制，收運(yùn)部分由車隊(duì)隊(duì)長負(fù)責(zé)；生產(chǎn)部分由車間主管負(fù)責(zé)；收運(yùn)與生產(chǎn)協(xié)調(diào)由調(diào)度負(fù)責(zé)；技術(shù)與實(shí)驗(yàn)分析由工程師負(fù)責(zé)；財(cái)務(wù)與后勤由公司統(tǒng)一安排；出料、應(yīng)急處置由廠長負(fù)責(zé)；收運(yùn)處理生產(chǎn)及其配套措施由廠長統(tǒng)籌。
大鵬新區(qū)廚余垃圾小型化協(xié)同處理應(yīng)用示范項(xiàng)目，位于廣東省深圳市大鵬新區(qū)葵涌辦事處壩光澳子嚇，建設(shè)用地面積1606m2，總建筑面積742m2，建筑占地面積687.11m2，容積率0.6252，停車位6個(gè)。設(shè)計(jì)處理能力9 t/h，運(yùn)營規(guī)模50 t/d。
采用“餐廚廚余果蔬垃圾精細(xì)預(yù)處理+定向厭氧制酸(VFAs)”工藝創(chuàng)新技術(shù)、有機(jī)酸作為生物活性碳源替代污水廠現(xiàn)有化工碳源的集約化協(xié)同模式，該項(xiàng)目主要處理設(shè)備包括精細(xì)預(yù)系統(tǒng)、水解酸化系統(tǒng)和除臭系統(tǒng)等。
項(xiàng)目主要建設(shè)進(jìn)程：
2021年4月：正式開工。
2021年6月：完成竣工驗(yàn)收。
2021年7月：完成環(huán)境保護(hù)驗(yàn)收，正式試運(yùn)行。
2021年8月：正式投入。
達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)或性能要求
精細(xì)預(yù)處理技術(shù)主要技術(shù)性能指標(biāo)：
有機(jī)物損失率≤3%；
整體出渣率≤15%；
雜質(zhì)含水率≤65%。
廚余垃圾制備有機(jī)酸液替代碳源的主要技術(shù)性能指標(biāo)：
pH值：4.5~6.0；
SS≤100 mg/L；
B/C≥0.7；
C/N≥30；
NH3-N/TN≥0.75；
PO43-/TP≥0.90。
污染物排放指標(biāo)：
污水：不排放污水(生活污水經(jīng)化糞池后和生產(chǎn)用水回漿料池利用)；
固渣：因預(yù)處理分選與制酸過程不添加藥劑與不加熱，不產(chǎn)生新固渣，僅僅是預(yù)處理分選出來的生活垃圾雜質(zhì)以及不可降解有機(jī)物；
臭氣：車間臭氣經(jīng)除臭系統(tǒng)(水洗+二級(jí)生物濾池+酸堿化學(xué)洗滌(僅應(yīng)急)+排氣筒)凈化后排放，優(yōu)于《惡臭排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 14554-93)二級(jí)新建的要求(其中臭氣濃度<1000，體感無臭味)。
業(yè)主單位
大鵬新區(qū)城市管理和綜合執(zhí)法局
投運(yùn)時(shí)間
2021年8月正式投入，至今穩(wěn)定運(yùn)行中
工藝流程
餐廚/廚余/果蔬垃圾密閉卸料至接料槽，經(jīng)破袋后定量進(jìn)入粗破碎機(jī)，把包裹的有機(jī)可降解垃圾釋放出來再破碎成粒徑<100 mm的物料，不能破碎的大雜質(zhì)分離后由螺旋輸送外運(yùn)；能破碎的排入重力分選槽，通過風(fēng)選和漿洗分離出重雜質(zhì)、貝殼、玻璃、瓷片、骨渣，避免對(duì)后續(xù)設(shè)備的損壞。
經(jīng)破碎后的物料在重力分選槽上部通過篩網(wǎng)過濾隔渣自流入漿料暫存槽，由螺旋輸送至制漿機(jī)，得到的漿料粒徑≤5mm；制漿過程中的塑料、木質(zhì)素、纖維素、半纖維素等不易降解的輕物質(zhì)被分離出來。
通過除油除砂系統(tǒng)去除漿液中的砂石等小、重物質(zhì)。通過油水分離和油脂提取系統(tǒng)分離浮油(一次除油)進(jìn)行暫存。
除雜后的漿料在水解、酸化池中停留7—10天，調(diào)控相應(yīng)的運(yùn)行控制參數(shù)，使水解和酸化相對(duì)獨(dú)立并達(dá)到水解和酸化微生物的最佳生長條件，實(shí)現(xiàn)完整的水解酸化過程；利用酸對(duì)于微生物生物活性的影響，抑制產(chǎn)甲烷微生物生長，使僅有酸化菌維持活性連續(xù)產(chǎn)揮發(fā)性有機(jī)酸(VFAs)，達(dá)到定向制備揮發(fā)性有機(jī)酸的目的。
擠壓去除VFAs中部分粗大浮渣后再采用離心分離油及浮渣，離心出水膜過濾裝置提取VFAs，提取出來的VFAs采用堿液接收再負(fù)壓抽濾濃縮制備VFAs替代碳源。
運(yùn)行情況
項(xiàng)目自2021年7月17日試運(yùn)行以來，保質(zhì)保量地穩(wěn)定運(yùn)行。廚余垃圾資源化率近90%，截至2022年底，實(shí)際處理量1050噸/月，未發(fā)生過任何事故。項(xiàng)目嚴(yán)格執(zhí)行城市管理和綜合執(zhí)法局、生態(tài)環(huán)境局等相關(guān)主管部門的規(guī)定，生產(chǎn)數(shù)據(jù)及視頻在線實(shí)時(shí)直輸政府監(jiān)管平臺(tái)。不定期接受監(jiān)督和檢查。項(xiàng)目對(duì)污染源依據(jù)環(huán)評(píng)報(bào)告及主管部門的要求，在廢氣排放口設(shè)置自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀，每季度進(jìn)行一次環(huán)境監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)結(jié)果均符合環(huán)評(píng)中要求執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)。
根據(jù)2023年第二季度的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，有組織廢氣(排氣筒)主要污染物NH3排放速率為0.014 kg/h，排放濃度為0.95 mg/m3、H2S排放速率未檢出、排放濃度為<0.01 mg/m3、臭氣濃度排放濃度為479，廠界無組織廢氣監(jiān)測(cè)結(jié)果：上風(fēng)向NH3排放濃度為0.07 mg/m3、H2S排放濃度<0.001 mg/m3、臭氣濃度排放濃度<10，下風(fēng)向NH3排放濃度為0.12 mg/m3、H2S排放濃度為0.001 mg/m3、臭氣濃度排放濃度為<10。均符合《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 14554-93)排放標(biāo)準(zhǔn)限值。
根據(jù)2023年第四季度的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，有組織廢氣(排氣筒)主要污染物NH3排放速率為0.065 kg/h，排放濃度為4.65 mg/m3、H2S排放速率為1.4×10?? kg/h，排放濃度<0.01 mg/m3、臭氣濃度排放濃度為549，廠界無組織廢氣監(jiān)測(cè)結(jié)果：上風(fēng)向NH3排放濃度為0.030 mg/m3、H2S排放濃度<0.001 mg/m3、臭氣濃度排放濃度<10，下風(fēng)向NH3排放濃度為0.075 mg/m3、H2S排放濃度為<0.001 mg/m3、臭氣濃度排放濃度<10。均符合《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 14554-93)排放標(biāo)準(zhǔn)限值。
技術(shù)應(yīng)用產(chǎn)生的碳減排效果
本項(xiàng)目全處置過程無加熱設(shè)施(傳統(tǒng)工藝為加熱除油，本工藝?yán)梦⑸锝档驼扯扔退謱訜o需加熱)，不消耗任何化石能源與新能源；利用高差減少物料提升輸送，電耗僅為 25-30 kW·h/t原生垃圾，主生產(chǎn)全鏈條不消耗化學(xué)藥劑(應(yīng)急化學(xué)除臭需備用)；有機(jī)酸產(chǎn)品(產(chǎn)品固碳)占原生垃圾量的88%，作為活性生物碳源供市政污水廠替代補(bǔ)充碳源；分選出來的生活垃圾雜質(zhì)占原生垃圾量的10%，降低含水率提高熱值給垃圾發(fā)電廠發(fā)電；油脂占原生垃圾量的2%，全量提取回收可以資源化利用；減量與資源回收率達(dá)到90%。本技術(shù)不產(chǎn)生沼氣，有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化率高，不存在沼液和沼渣的處理問題，處理流程短，耗電、耗水量低，具有明顯的節(jié)能減碳效益。
原標(biāo)題：環(huán)保新質(zhì)生產(chǎn)力 | 餐廚/廚余/果蔬垃圾精細(xì)預(yù)處理+定向厭氧制酸技術(shù)
