“長(zhǎng)期以往，淘汰厭氧的將會(huì)是厭氧企業(yè)自身！”12月20日，在2024（第十八屆）固廢戰(zhàn)略論壇現(xiàn)場(chǎng)，浙江大學(xué)環(huán)境與資源學(xué)院教授/博導(dǎo)、浙江大學(xué)環(huán)境污染防治研究所所長(zhǎng)、浙江大學(xué)環(huán)境與資源學(xué)院固廢研究中心主任吳偉祥針對(duì)有機(jī)垃圾資源化利用的技術(shù)障礙與應(yīng)對(duì)策略進(jìn)行了深入分享。

吳偉祥

吳偉祥強(qiáng)調(diào)，生活垃圾分類不僅深切關(guān)乎民眾切身利益，更是已經(jīng)上升到了國(guó)家戰(zhàn)略的層面。這一工作與垃圾的具體組分之間存在著緊密的關(guān)聯(lián)，在我國(guó)城鎮(zhèn)生活垃圾構(gòu)成中，有機(jī)垃圾占據(jù)了超過(guò)80%的比重，主要涵蓋廚余垃圾（易腐垃圾）、有機(jī)可回收物以及其他垃圾（低值有機(jī)組分）這三大類，但是在有機(jī)垃圾資源化處理技術(shù)上，我們還面臨著諸多挑戰(zhàn)與問(wèn)題。

廚余垃圾

目前，國(guó)內(nèi)廚余垃圾資源化處理主要有三大主流技術(shù)：厭氧產(chǎn)沼能源化技術(shù)（濕式、干式厭氧發(fā)酵技術(shù)）、微生物好氧堆肥技術(shù)和昆蟲(chóng)蛋白轉(zhuǎn)化技術(shù)，其中厭氧產(chǎn)沼占比70%以上。

1、厭氧產(chǎn)沼

吳偉祥及其團(tuán)隊(duì)曾對(duì)某省五十余座厭氧產(chǎn)沼工程進(jìn)行了深入的調(diào)研，但結(jié)果顯示情況并不樂(lè)觀！企業(yè)沒(méi)有對(duì)厭氧產(chǎn)沼技術(shù)進(jìn)行提質(zhì)增效研發(fā)！長(zhǎng)期以往，淘汰厭氧的將會(huì)是厭氧企業(yè)自身！

厭氧產(chǎn)沼技術(shù)存在的問(wèn)題

究其原因主要還是技術(shù)層面。一是純化預(yù)處理技術(shù)簡(jiǎn)單粗暴，固渣產(chǎn)生量巨大。生物質(zhì)回收率低、純度低、固渣產(chǎn)生量大、浪費(fèi)嚴(yán)重，即便是在垃圾分類方面表現(xiàn)突出的上海，仍有接近40%的殘?jiān)枰M(jìn)行焚燒，這充分暴露了現(xiàn)有厭氧產(chǎn)沼技術(shù)存在的問(wèn)題。

二是僅流質(zhì)入罐（病態(tài)系統(tǒng)），轉(zhuǎn)化效能極低。從實(shí)際運(yùn)行技術(shù)參數(shù)來(lái)看，國(guó)內(nèi)許多企業(yè)沼氣產(chǎn)量實(shí)際僅50~60 m3/t垃圾左右，大部分反應(yīng)器容積產(chǎn)氣率在1.5~2.0 m3/d低位徘徊，而所有容積產(chǎn)氣率超過(guò)3.0 m3/d的反應(yīng)器都是高溫反應(yīng)器，但我國(guó)普遍采用的是中溫技術(shù)，高溫技術(shù)由于難以控制而未被廣泛采用。

解決方案：一是提高物料純化預(yù)處理段的生物質(zhì)回收率和入罐率。在純化預(yù)處理方面實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)識(shí)別分選、選擇性破碎除雜、勻質(zhì)循環(huán)分離，把生物質(zhì)損失率控制在10%以內(nèi)，讓大量生物質(zhì)進(jìn)入到罐體內(nèi)進(jìn)行微生物強(qiáng)化產(chǎn)甲烷；

二是強(qiáng)化罐內(nèi)生物質(zhì)物料甲烷轉(zhuǎn)化率。如強(qiáng)化纖維素、半纖維素物質(zhì)微生物降解，可以通過(guò)強(qiáng)化罐內(nèi)的種間電子轉(zhuǎn)移和采用“中高溫”厭氧產(chǎn)沼技術(shù)等途徑來(lái)實(shí)現(xiàn)。通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，采用“中高溫”厭氧產(chǎn)沼技術(shù)可以提高有機(jī)負(fù)荷33%，提高厭氧產(chǎn)氣率20%以上，同時(shí)降低投資成本23%，這是一條既符合當(dāng)前需求又具有潛力的技術(shù)路徑。

2、好氧處理

好氧處理主要面臨肥料、飼料等產(chǎn)品利用出路受阻，技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益差、亟需政府補(bǔ)貼等問(wèn)題。

好氧處理技術(shù)存在的問(wèn)題

好氧堆肥主要技術(shù)問(wèn)題：一是發(fā)酵周期長(zhǎng)，占地面積大。絕大多數(shù)好氧堆肥周期為30-60 d，少數(shù)設(shè)計(jì)為 20-30 d；以 500 t/d 的好氧堆肥工程為例，占地面積高達(dá) 50000-120000 ㎡，是相同處理規(guī)模厭氧產(chǎn)沼工程的 2-4 倍；

二是堆肥產(chǎn)品品質(zhì)差、腐熟程度低。90% 以上的成肥設(shè)施產(chǎn)物不達(dá)標(biāo)，45%的設(shè)施產(chǎn)物植物種子發(fā)芽指數(shù)小于10%（尤其是12-24 h 烘干“成肥”）；存在垃圾污染轉(zhuǎn)移風(fēng)險(xiǎn)，機(jī)器成肥能耗普遍大于150 kw·h/t/d。

解決方案：采用生物干化促腐熟技術(shù)（BEC），實(shí)現(xiàn)快速高質(zhì)量腐熟。利用前端生物干化系統(tǒng)，快速啟動(dòng)微生物生長(zhǎng)繁殖、快速脫水升溫，快速?gòu)?qiáng)化后端的高溫腐熟，把整個(gè)堆肥發(fā)酵時(shí)間縮短到十天以內(nèi)，同時(shí)總能耗降低53%、總運(yùn)營(yíng)成本降低28%、產(chǎn)物植物種子發(fā)芽指數(shù)提升至70%以上、占地面積減少至30%。目前全國(guó)首座100 t/d易腐垃圾生物干化腐熟技術(shù)工程已經(jīng)在浙江紹興實(shí)現(xiàn)落地應(yīng)用。

3、昆蟲(chóng)蛋白

昆蟲(chóng)蛋白方面主要面臨的問(wèn)題：一是氮素物質(zhì)生物轉(zhuǎn)化效率低，不是所有的易腐垃圾都適合養(yǎng)蟲(chóng)，低C/N餐廚垃圾較為適合；二是規(guī)?；瘷C(jī)械化自動(dòng)化水平低，超過(guò)五十噸以上規(guī)模的很少，都是一些小作坊方式；三是產(chǎn)品品質(zhì)相對(duì)較差、蟲(chóng)渣腐熟度低。

解決方案：一是菌酶協(xié)同預(yù)發(fā)酵技術(shù)---提高物料適口性（好吃），也就是要讓蟲(chóng)子喜歡吃，吃得好，而且吃得快，長(zhǎng)得快。

二是智能-集約-清潔-高效的機(jī)械化養(yǎng)殖技術(shù)，設(shè)計(jì)自動(dòng)上下料立體養(yǎng)殖系統(tǒng)和蟲(chóng)糞自動(dòng)分離系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)全封閉機(jī)械化自動(dòng)化養(yǎng)殖，從而使物料的總氮轉(zhuǎn)化率從原有的35%以下提高到45%以上，蟲(chóng)體分離率大于96%以上，人工成本下降60%以上。

此外，吳偉祥表示，未來(lái)廚余（易腐）垃圾資源化技術(shù)將會(huì)在傳統(tǒng)技術(shù)之上進(jìn)行一次重要升級(jí)，并向熱化學(xué)催化、化學(xué)催化耦合生物轉(zhuǎn)化、生物煉制三個(gè)方向發(fā)展。如，中長(zhǎng)鏈脂肪酸制備技術(shù)，催化水解耦合重整加氫制備γ-戊內(nèi)酯技術(shù)等。

編輯：陳偉浩