戴晓虎：有机固废资源化，我们还能做得更好

近日，在“2019（第七届）上海固废热点论坛“中，同济大学环境科学与工程学院院长戴晓虎从技术层面，介绍了有机固废处理处置的瓶颈及突破方向。

来源：中国固废网    整理：李艳茹

在如火如荼的垃圾分类过后，有机固废的去向问题备受关注。近日，在2019（第七届）上海固废热点论坛中，同济大学环境科学与工程学院院长戴晓虎从技术层面，介绍了有机固废处理处置的瓶颈及突破方向。

本文根据嘉宾发言内容整理。

有机固废资源化背景

对于生态文明建设，国内、国际的关注度日益升高。我国明确了“2035年美丽中国基本实现”的发展目标；国际方面，全球气候变化、资源短缺矛盾加剧。未来，生态文明建设必将成为中国在国际上的一张重要名片。

当前，我国绿色科技创新速度明显加快，强调创新引领、交叉融合。在我国59项重点科技研发计划中，有一项就是固废资源化。可以预见，绿色发展、资源利用将是未来几年的重要主题，资源循环利用的发展水平或将超过预期。

从2015年开始，党中央、国务院开始围绕固废领域编制实施方案，包括《关于加快推进生态文明建设的意见》、《“无废城市”建设试点工作方案》等重要指示。目前，我国国家政策体系已初步建立，为固废资源化提供了较为全面的政策保障。

在固废资源化专项中，经过上百名专家参与的多轮评审、讨论，最后定下来的固废资源化重点研发计划，聚焦工业固废，生活垃圾、城市矿产三种典型固体废弃物，以“减量化、资源化、无害化”为核心，创新固废资源化的技术体系和发展模式，构建固废资源化的系统解决方案。

在这个重点专项中，我们考虑了以下几个方面的问题：从理论上来看，需要资源-环境交互影响下的固废循环利用与污染控制协同理论；从技术方面来看，需要替代性绿色过程、跨行业生态链接等重大原创新技术，基于固废复杂体系物质提取分离与梯级利用基础理论和关键技术，基于智能控制与新功能材料的固废规模化无害化利用技术，全生命周期精准化管控与决策支撑技术等；在实际落地中，需要集成产业技术、工程应用、政策调控的全链条综合性系统解决方案与集成示范。

有机固废处理技术现状

我国生活源、农业源、工业源等有机固废年产量超过60亿吨，占固体废物总产生量的60%以上，但目前来看，科学合理的管理与安全处置技术体系尚未形成。

由于我国的有机固废成分相对复杂，包括农业秸秆、污泥、厨余垃圾、餐厨垃圾等，既有碳氮磷等资源，也有重金属等污染元素，兼具资源属性和污染属性。也就是说，如果能够在技术方面有所突破的话，可以作为很好的资源；但如果做得不好，可能会引起二次污染。

在城市垃圾方面，产生量急剧增加，资源化利用率低，无害化处置成为城镇化进程的核心制约因素，亟需突破技术瓶颈，提高我国生活垃圾整体消纳能力；在农业有机固废方面，农业秸秆每年产生近10亿吨，焚烧污染严重，综合利用水平低，无法实现大规模消纳；畜禽粪便产量巨大，处置率低，是中国农业非点源污染的主要来源；在工业有机固废方面，产地分散，多以原料加工为主，污染严重；危险废物处置问题亟待解决；政策缩紧，技术瓶颈等问题严重制约行业健康发展。综合可见，有机固废资源化科技创新是当前的重要机遇与挑战。

源头控制和收集分类是有机固废处理处置的重要环节。在这些固废产生的过程中，就需要用各种手段尽量减少产生量，同时降低二次污染。这一部分的工作如果做的好，后面处理过程的压力就会小很多。

在处理环节，其实我们有不少技术尝试，但有些技术可能不够成熟，有些可能时机不对，导致目前得到真正推广应用的技术不多。在现在的大背景下，市场对于有机固废处理处置技术需求较大，相关技术的改良创新，正处于难得的好时机下。

总体来说，有机固废处理主要有生物处理和热处理两种方法。对于生物处理来说，目前主要的技术瓶颈是有机质转化效率还不够高，停留时间较长，回收资源的产生量有待提升；微生物定向调控与新技术原理缺乏；微量及有毒有害物质的去除，还存在一定的环境风险。

在热处理方面，技术瓶颈包括技术装备要求高，智能化控制及能源效率有待提升；过程二次污染防控难、存在邻避效应，公众接受度低，环评要求高；新型工艺的装备稳定性、效率、产物出路需进一步提升；颠覆性技术缺乏等。

有机固废研究热点

总体来看，有机固废处理处置的完整体系包括：有机固废属性的识别、有机固废中“污染物”资源化、有机固废中难降解污染物去除与稳定、有机固废产物的环境行为及交互属性的考虑等。联系当前实际，可推出未来的研究热点：

识别阶段，需要梳理有机固废理化性质、形态及特性，研究有机固废预处理方法及原理；

资源化阶段，需要探讨有机固废中“污染物”赋存形态、生物反应过程中物质迁移转化及调控机制、物理化学反应过程中物质转化原理、有机固废复杂体系资源回收的方法等；

污染物去除与稳定阶段，需要研究重金属、微塑料、惰性有机物、持久性有机  污染物、有毒有害物质的赋存形态及迁移机制；

有机固废产物的环境行为及交互属性研究，则需要考量有机固废产物间及其与环境间的交互影响，以及有机固废产物处理处置风险评估。

举个简单的例子，污泥是有机固废中的典型。对于污泥这一类高含水的有机物，如果属性识别及预处理，会极大影响后续的热处理成本。因而需要想办法通过生物处理，先大幅度的降低它的含水率。在这方面，新技术的开发非常重要。

污泥的厌氧处理，也是目前的突破重点。在厌氧过程中，有氧化作用、有还原作用，氧化变化二氧化碳，还原变成甲烷，需要想办法把氧化作用降低，把还原作用提升，使得有机物能更好地产生能源。那么，在这个方向上，通过研究微生物的生物代谢途径，就有机会实现处理过程的技术突破。

未来发展方向

在垃圾分类热潮下，当前的关注重点是源头减量和资源化利用。真正的处置是在末端，也就是通过生物或者是其他方式实现最大化的资源化。

在这个过程中，科研院所以及企业，都应当更注重全链条的技术。不管研究哪个环节，都需要在整个应用链条中有一个具体地位。虽然没有一个技术能够包打天下，但也一定要有全链条的思考方式。

如厌氧消化生物处理技术是实现污泥资源化回收的主流技术。过去，该技术是甲烷提取出来，蛋白质降解以后，氨氮就留在了水里。氨怎么办？沼液怎么办？沼渣怎么办？如果只关注于甲烷的话，肯定是不够的。对于这项环节技术，需要站在技术平衡的链条上去充分考虑，而不是只关注一个点。

再如水热处理技术，大家关注的更多是在高温高压下把碳回收出来，但如果剩下的液体像酱油一样，是难降解废水，就为下一步的污染治理带来了难题。在热解气化中，同样也要关注热解后的各种产物，包括气体的排放等。技术人员思考问题一定要从全链条出发。

个人认为，未来学科之间的交叉跨界是重要方向。随着其他领域的科技发展，有机固废领域也会得到更多助力，包括信息技术、材料技术、生物技术等，可以预见，将来通过更先进的传感器技术、大数据算法等，会使该领域的技术研发走到新的阶段。

我国有机固废种类多，成分复杂，在这样的情况下，作为科技工作者，作为企业，有责任通过技术创新，让它的资源属性发挥到最大、污染属性降到最低。衷心希望在座同仁朝这个方向去努力，在有机固废资源化方面走出中国创新特色的技术路线。

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编辑 | 刘影、李艳茹

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