主题：【分享】【“仪”起享奥运】多元有机固废处置新技术研发及应用

我国有机固废来源非常广泛，包括生活源、农业源和工业源三方面。据统计，我国每年有机固废产量约60-100亿吨，存量200亿吨。其中，城镇湿垃圾每年产量超过1亿吨；80％含水率的市政污泥每年产量约6500万吨，秸秆每年产生近10亿吨、畜禽粪便年产量约30-60亿吨。这些有机固废通常是由多介质、多组分构成的复杂体系，但同时也具备较高的资源化潜力，是一种名副其实被放错位置的资源。如何有效地处置和利用有机固废，是当前环保领域的重要课题之一。

一、背景情况

上海环境集团作为一家专业从事环境服务的企业，一直致力于开发和推广多元有机固废处置新技术，以提高资源化效率，降低运营成本，保障环境安全。本文将以市政污泥和湿垃圾为例，介绍我们在这两方面的主要工作内容。

二、主要做法

市政污泥是城市生活污水处理过程中产生的一种高含水、易腐败的有机固废。目前，市政污泥的主流处置方式是协同焚烧，即将污泥与其他可燃物混合，在高温下进行燃烧处理，主要包括火电厂协同焚烧以及垃圾焚烧厂协同焚烧。协同焚烧可以有效减少污泥的体积和重量，同时也可以回收部分能量。但是，协同焚烧也存在一些问题和挑战，主要表现在以下两个方面：

一是掺烧比例受限。由于污泥在高温下容易解体成粉尘颗粒，并沉积在炉膛内部，极易造成结焦现象，进而影响炉膛主体的稳定运行。因此，目前污泥协同焚烧的掺烧比例必须控制在5%-10%以内。

二是排放指标控制难。由于污泥高含氮、高含硫的特性，在焚烧过程中会产生大量的氮氧化物和硫氧化物等污染物。这些污染物不仅会对环境造成污染，还会增加后处理设施的运行负荷和成本。因此，如何保证协同焚烧的烟气达标排放，是另一个亟待解决的问题。

针对上述问题，我们通过多年的研发和实践，形成了两项核心技术，分别是“大比例掺烧结焦控制”技术和“低污染排放控制”技术。

“大比例掺烧结焦控制”技术主要包括三个工艺：干化、造粒、定点投料。干化是指将污泥的含水量降低到一定程度，以提高其热值即可燃性。造粒是指将干化后的污泥制成一定大小和形状的颗粒，以提高其机械强度。定点投料是指将造粒后的污泥按照特定的位置和方式投入到炉膛中，以避免其在高温下解体和沉积。当前，通过这三个工艺，我们可将掺烧比由10%大幅提升至40%以上，同时还可确保原焚烧系统每年8000小时以上的稳定运行。

“低污染排放控制”技术则主要包括“烟气再循环+燃烧配风”两个工艺，通过调节空气量、温度、时间、循环量等条件，可在源头有效减少氮氧化物和硫氧化物的生成，有效地保障协同焚烧烟气的稳定达标排放。

当前，上述组合工艺包已在东石塘、金山、松江天马三个焚烧项目实现了应用落地，每年产生的直接经济效益约6007.1万元，同时还可减少由于污泥掺烧引起的非计划停炉检修，避免经济损失140万元/次。

而在湿垃圾处置方面，针对传统厌氧工艺存在的提油率低、厌氧效率低、产沼率低、沼气品质不稳定等问题，我们引入了湿垃圾水热预处理工艺。

水热预处理技术是指在高温高压条件下，利用水作为反应介质，对有机物进行水解、裂解等转化反应的技术。水热预处理技术可以有效地破坏湿垃圾中的细胞壁结构，释放出油脂和有机质，同时也可以降解部分难降解物质，提高其可生化性。通过水热预处理技术，可以实现以下两点目标：

一是提高提油率。通过水热预处理，湿垃圾中的油脂类可从细胞壁内高效释放出来，显著提高湿垃圾提油效率。

二是提高厌氧效率。通过水热预处理，湿垃圾中的纤维素、半纤维素等难降解物质被部分降解为单糖、小分子酸类等易降解物质，液相可生化性显著提升，进而缩短厌氧时间，提高产沼率及甲烷含量和热值，并减少残渣量。

除了上述优势外，经水热预处理后的液相具有高C/N比、高稳定特性，可作为MBR系统碳源自用或销售。

三、成效对比

上述技术均已基本实现应用落地。下一步我们将以降本增效、固废资源化为核心导向，继续深耕污泥、湿垃圾、农业废弃物资源化领域。

其中污泥方向，目前正在研发风烟污泥干化设备，以期利用余热烟气替代蒸汽作为污泥干化热源，达到降本增效目标。当前已经实现500kg/h中试设备落地，下一步将根据具体需要，继续进行技术改造及规模化应用。

而在湿垃圾水热预处理技术中，除了提高传统运行指标外，我们将继续深挖其他拓展价值。其中，液相当前已开发出碳源补充功能；同时还发现湿垃圾经水热预处理后的固相可以与畜禽粪便进行配伍，经发酵生产高品质有机肥，进而实现湿垃圾液相、固相全组分资源化目标。

依托上述的这些技术，我们也积极申请了多项奖项与专利，较具代表性的有上海市优秀发明银奖，中国城市环境卫生协会科技进步三等奖，同时多项专利也是由上海环境集团独家拥有。

四、经验总结

正如习近平总书记在给虹口志愿者的回信中写道的那样，“垃圾分类和资源化利用是个系统工程，需要各方协同发力、精准施策、久久为功”，在今后我们也必将谨记习近平总书记教诲，在有机固废资源化领域继续深耕细作，为垃圾分类新升级及资源化积极贡献力量。