当突破后端屏障，有机废弃物资源化的潜力有多大？
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。2022年12月28日，在2022固废战略论坛的现场，北京中持绿色能源环境技术有限公司总经理助理董玉婧以“资源化导向的有机固废生物处理技术”为主题，分享了中持绿色一直以来的探索实践以及2022年取得的新进展、布局的新动向。
将有机废弃物变废为宝，是很多环保企业一直努力去实现的价值。但在探索和实践当中，也有很多问题和难点存在，比如有机废弃物资源化后的产品去向问题。在追求“高质量”发展的产业背景之下，要真正解决痛点，才能真正获得“高质量”发展的路径。
2022年12月28日，在2022固废战略论坛的现场，北京中持绿色能源环境技术有限公司总经理助理董玉婧以“资源化导向的有机固废生物处理技术”为主题，分享了中持绿色一直以来的探索实践以及2022年取得的新进展、布局的新动向。
董玉婧
从2021年的行业数据统计来看，农业源以及城市源产生的有机废弃物产生量共接近47亿。如此大的体量，所带来的环境问题也是不言而喻的。
但要明确的是，有机废弃物还有资源的属性：一方面是来源于营养潜力，比如能提高土壤地力，促进土壤健康土壤有机质提升形成碳汇；另一方面是能源潜力，比如生产天然气、电力等能源产品，改善能源结构。这也是有机废弃物资源化非常重要的方向。
当前农业、城市有机废弃物产沼气潜力
董玉婧指出，如果把这些有机废弃物都转化成沼气，并把这部分沼气再提纯为生物天然气，每年可以提纯天然气1921亿立方。以此计算，如果按照2020年全国天然气消费量为 3280 亿立方米计算，可以接近60%的替代比例；如果沼气全部用于发电，可发电6400亿千瓦时，相当于2020年全国用电量的9%；如果算成碳减排的话，也可以减排 5.54 亿吨二氧化碳当量。
目前主流的有机废弃物资源化的技术路线有三大方面：一是生物处理方向，包括厌氧和好氧；二是热处理；三是生物养殖，如蚯蚓、黑水虻。
从目前行业的现状和有机废弃物资源化的整体方向出发，中持绿色潜心研究形成了自己的典型技术产品以及成功突破了后端有机质利用的屏障，不断实践和总结了丰富的实践经验。
一、厌氧技术产品：DANAS®干式厌氧消化技术+TSBP®分级分相湿式厌氧消化技术
DANAS®干式厌氧消化技术及四大典型项目的实践认证
中持绿色是国内较早研发DANAS®干式厌氧消化技术的企业。2013年中持绿色与清华大学合作开始进行研发，从小试、中试，到示范工程建设，经过5年的研发历程，研制出DANAS干式厌氧消化技术，2018年第一个示范项目成功落地，为DANAS®干式厌氧消化技术的不断实践打好了基础。
DANAS®干式厌氧消化技术是专门针对含固率20-35%物料进行厌氧消化的处理技术。该技术适用于市政、农业、工业等一种或多种有机废弃物的厌氧处理，比如垃圾分类后产生的厨余垃圾的规模化集中处理，市政污泥与其他有机废弃物协同处理，以及畜禽粪便规模化集中处理、区域有机废弃物协同处理等。
DANAS®干式厌氧消化技术的技术特点包括：强适应性，DANAS®干式厌氧消化技术的预处理相对更简单，同时非常适合多物料的协同处理；拥有超大型的反应器，单座反应器日处理规模大于100吨；装备化系列化，DANAS®干式厌氧消化技术产品是标准化的产品，可以在工厂把模块预制完成，到现场可以比较快的完成拼接和制造。实现了装备化模块化，降低加工、安装难度。
董玉婧介绍，DANAS®干式厌氧消化技术的核心设备是卧式反应器，顾名思义，它的结构是卧式的，采用矩形+圆底的构造。可以实现预制组件拼装，内部还配备了加热、保温管，做到储气、反应一体化，可适应中温和高温工艺。可以保证生物反应过程在最佳条件下完成，构造简单、建设周期短、经久耐用，无短流，可以实现自动排沙、物料完全混合。
长轴搅拌器
设备内部的长轴搅拌器运行转速低、变频控制、均匀搅拌，能够使得物料完全混合、传质传热效果好，并且无浮渣和沉淀产生，能耗低兼有推流功能 。
现在设备也实现了远程智能监控，可以通过手机APP或者是电脑客户端，实时监测在线的运行数据或者是实现线上的分析，更加便捷。
目前，DANAS®干式厌氧消化技术在国内已经有肥城（200吨/天）、睢县（50吨/天）、宜兴（100吨/天）、灌云（800吨/天）四大项目建成并投入运行，共包括12套干式厌氧反应器，总规模达到1150吨/天。
1、肥城市畜禽污染物治理与综合利用项目
肥城市畜禽污染物治理与综合利用项目是DANAS®干式厌氧消化技术应用的第一个示范项目，项目在2018年建成，处理的物料主要是畜禽粪便、餐厨垃圾、果蔬垃圾、秸秆等，项目总投资8540万元，项目规模为畜禽粪便、餐厨垃圾等7.3万吨/年，每年可产生生物天然气182.5万方、有机肥7300吨，碳减排量达到3万吨/年。
2、灌云县畜禽污染物治理与综合利用项目
灌云县畜禽污染物治理与综合利用项目由中持与长江生态环保联合投资建设，项目投资为2.9亿元，年处理畜禽粪污30万吨、餐厨垃圾1.8万吨，年产生物天然气876万方、有机肥及沼肥4万吨，碳减排量为12万吨/年。项目采用可行性缺口补助+使用者付费，是农业部畜禽粪污资源化利用重点县试点项目。
3、宜兴城市污水资源概念厂
污水资源概念厂以“水质永续、能量自给、资源循环、环境友好”四个追求为目标，不仅可以让城市污水处理厂中污染物进一步消减，也可以提供能源和肥料，成为城市的能源工厂、肥料工厂。宜兴城市污水资源概念厂项目2021年建成，项目污水处理规模为2万m³/d、污泥及蓝藻等规模为100t/d。
4、睢县城市污水资源概念厂
睢县城市污水资源概念厂是首座按照概念厂“四个追求”建设的污水处理厂，实现“污水厂是资源工厂”的理念，建设环境友好的环境基础设施。项目已经运行了近4年，协同处理污泥和畜禽粪便等有机废弃物，能源自给率可以达到60%以上。
TSBP®分级分相湿式厌氧消化技术及项目实践
TSBP®分级分相湿式厌氧消化技术也是重点针对比较难降解的有机废弃物的处理技术，第一级高温强化水解反应器，反应器温度在40~50℃之间，适合水解酸化细菌生长，抑制产甲烷细菌生长，强化内容物、多糖类物质的水解和酸化，提高可生物降解性。第二级中温产甲烷反应器，反应器温度在35~38℃之间，适合产甲烷菌生长。温度分级自然形成生物分相，不同微生物在各自最佳的环境下生长。
1、宁海县城北污泥处理处置工程
该项目是首个分级分相厌氧消化示范项目、国家级863示范工程、2014年国家重点环境保护实用技术示范工程。项目工艺采用“分级分相厌氧消化+沼气发电+土地利用”，处理规模为“75吨/天（80%含水率）+30吨/天粪便”。
2、江苏兴化餐厨垃圾处理项目100t/d
该项目规模为餐厨垃圾100吨/天，核心工艺采用“湿式厌氧消化技术”。项目实现了餐厨垃圾的处理和资源化利用，同时在区域空间中形成物质、资源和能量联动，构建了提质增效、绿色低碳的高质量循环经济园。
3、秦皇岛北戴河新区污泥处理厂工程
该项目工艺路线为“分级分相厌氧消化+ 沼气提纯+ 生物堆置+ 土地利用”，项目污泥来源于秦皇岛市七座污水处理厂，设计规模为脱水污泥300 吨/日（按80%含水率计）。
二、两大好氧技术产品
中持绿色拥有两大典型好氧技术产品：SG-DACT®滚筒动态好氧发酵技术以及ContiFerm ®超深槽式动态好氧发酵技术。
SG-DACT®滚筒动态好氧发酵技术
高温高效-环境友好的好氧发酵设备，设备采用卧式滚筒作为好氧反应器，通过滚筒的转动实现物料、氧气、微生物的充分混合反应，提高传质效率，缩短停留时间, 实现稳定化和腐殖化。
董玉婧介绍，该设备主要针对的是传统堆肥，比如针对臭气难以控制、占地面积大等问题，如果在全密闭的设备中，这些问题都可以解决。高温发酵期是7天，发酵温度在55度以上，出料的含水率等指标都可以达到标准。同时，系统100%全封闭，废气100%全收集处理，臭味可有效控制。
SG-DACT®滚筒动态好氧发酵技术的技术特点包括，运行高效：动态运行，传质效率高，反应速率快，缩短发酵周期；分区智能通风：以最小的风量实现最佳的充氧，废气产生量小；全密闭结构：保温效果好；人料分离，环境友好，操作安全；系统设备化：自动化程度高，操作方便；布置灵活，占地面积小。
目前，SG-DACT®滚筒动态好氧发酵技术已经积累了很多成功的案例，并能成功应用于多种场景之下。比如在环境敏感区域、场地受限以及低温地区，SG-DACT®滚筒动态好氧发酵技术都有很好的应用。典型项目如山西朔州市污泥集中处置工程特许经营项目、任丘市城东污水处理厂污泥滚筒高温好氧发酵处理工程、鄂尔多斯市达拉特旗树林召镇污水处理厂污泥处理工程等。
ContiFerm ®超深槽式动态好氧发酵技术
不仅有小规模的堆肥技术，中持绿色也有大吞吐量的ContiFerm ®超深槽式好氧发酵技术，该技术是针对较大规模有机废弃物的高温好氧发酵处理技术，自动布料、自动出料，全密闭运行，环境友好。适用于各类市政、工业、农业废弃物的单一原料处理或多种原料协同好氧处理。
该技术特点为，大容量：堆高可达3~3.5m，单位面积处理容量大；效率高：分区供氧，自动翻抛；环境友好：全密闭车间，无臭气外溢，人料分离；处理规模大：单条生产线：50t/d、100t/d、150t/d；智能控制：自动出料，减少劳动强度。
该技术在宜兴概念厂生物质中心、安丘鸡粪好氧发酵产有机肥项目等都有很多的应用效果。如在安丘鸡粪好氧发酵产有机肥项目中，项目技术路线选择“槽式好氧堆肥+有机肥生产”，处理规模为“鸡粪16万m³/年”，最后产出粉状肥、颗粒肥、复混肥共6万吨/年。
有机质还田是物质循环的最后一步，也是非常重要的环节。要真正做好有机质还田，首先要解决相关项目产品的出路问题，如沼液、沼渣，必须让这部分价值发挥到最高，才能保证项目的可持续性。
中持绿色在山东肥城打造了300亩农业示范园，以沼渣、沼液肥料化利用的“循环农业”为主题，进行绿色农业生产技术研发、示范。在沼渣利用的探索中，中持绿色在项目中，根据不同作物、不同土壤状况研发了多款产品：
相对而言，沼液的推广也是比较困难的，因为很多农户并不能很好的接受沼液。一方面不知道怎么使用，另一方面也不知道用了后会怎样。
由此，中持绿色针对沼液在怎样的情况下可以安全利用，利用之后，对土壤能力有哪些提高等问题，进行了深入研究。通过多项数据验证沼液的功能，证明沼液肥料化的可应用性，并且指导农户正确利用沼液。
通过实验，与施用前对比，施用沼液后的土壤全氮提高14.51%，碱解氮提高33.34%，有效磷提高14.78%，速效钾提高140.01%，施用沼液后的土壤有机质提高2.77%。
在北方地区，玉米或旱稻的种植中，沼液能替代部分化肥使用。如在玉米种植中，采用沼液替代50%化肥施用技术，播种后，施用10%浓度的沼液，玉米可正常出苗，幼苗长势与施用化肥处理相同，无烧苗或抑制生长等问题，安全性有保证。
需要因地制宜，因作物制宜，因季节制宜，采用多种沼液利用模式，作为液态有机肥进行消纳，实现沼液精准还田，提升土壤地力。中持绿色也探索了多种管道式精细利用、分布式冲施，果园利用、作物换茬期土壤改良等适用于旱田和水田的沼液利用方式。
“构建城乡物质良性循环”一直是中持绿色的目标和宗旨，同时，多年来，中持绿色也再不断探索有机固废生物处理技术的应用与研发。通过多年的成功实践，中持绿色印证了当打通后端屏障、当环保链接农业......技术将发挥更大的能量，创造更大的价值。
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编辑 | 刘彤、刘蓁
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