李秀金:基于区域一体化的城乡有机废物处理与生态循环利用模式与应用案例

有机废物来源于城市、轻工食品发酵行业、农业种养殖业和村镇生活垃圾,年产生量约80多亿吨,是我国面临的重要环境问题之一。我国大城市、大型工业企业和规模化种养殖业有机废物处理和利用比较好,但中小城市、县城、小型养殖场和村镇生活垃圾等处理利用存在许多问题,其特点是废物产生量不大、种类多、单一处理困难,因此,迫切需要从技术和模式选择上开展研究。针对此问题,2019年6月24日,在“2019有机固废资源化论坛”上,北京化工大学环境科学与工程系主任、中国环境科学学会固废分会副主任委员李秀金教授提出了“基于区域一体化的城乡有机废物处理与生态循环利用模式”,并分别就中小城市、县城和村镇有机废物处理分享了3个工程应用案例。

1561617262276587.png

李秀金

中小城市、县城、小型养殖场和村镇等产生的有机废物是目前我国环境问题关注的重点

按照我国城市分类,我国拥有超大城市7个,特大城市10个,大城市21个,中等城市103个,小城市380个,城市之下划分县城,县城之下再划分村镇,村镇居民达6.5亿人。

我国每年产生的有机废物多达80亿吨(不含43亿吨高浓度有机废水),其中超过70亿吨有机废物来自农业农村源,包括作物秸秆10亿吨,畜禽粪便62亿吨,村镇生活垃圾1.2亿吨。而我国每年产生城市生活垃圾2亿吨左右。每年工业源产生有机废渣3.5 亿吨与 43亿吨高浓度有机废水。

李秀金表示,从以上数据可以看出,超大、特大和大城市、大型工业企业、大型养殖场的垃圾体量并不是我国有机废物总量的主体。城市管理者非常重视城市垃圾处理,在城市固废处理领域,有许多成熟的工艺路线和解决方案,城市垃圾并不是不可解决的难题。真正的问题存在于中小城市、小型工业企业、小型养殖场产生的有机废物和村镇生活垃圾。而且由于小型养殖场废物、县城和村镇垃圾长期缺乏治理,有机固废物容易腐烂造成污染,环境影响面大,环境问题日益突出。

目前,我国环保市场涌现了许多治理技术与解决方案,但这些技术与解决方案是否能应对中小城市、村镇垃圾、小型农业和工业产生的有机废物处理?

区域城乡一体化集中处理和生态循环利用是最适合国情的途径

中小城市、小型工业企业、小型养殖场有机废物有种类多、数量少、难以单独处理的特点,因此,李秀金认为打破城乡、工业和农业的界限,实现区域城乡一体化废物集中处理和就地生态循环利用是最适合国情的途径。

有了思路,技术是必不可少的,有机废物处理技术很多,每种技术各有其优点。但是李秀金表示,他比较看重厌氧消化技术,这一技术具有很多特点:1,一个设施处理多种废物、避免重复建设,符合小城市特点;2,多功能,除了废物处理功能外,还可产生沼气等,助力有机农业发展;3,适应性强,含水率高和低的废物、高浓度有机废水都可用不同方式来处理;4,技术相对成熟、应用经验丰富:5,可复制推广。

以山西晋城(中等城市)、甘肃高台县(县城)、山东德州黄河涯镇(村镇)三个项目为例,介绍了基于区域城乡一体化的沼气/生物天然气和有机肥料生态循环利用模式。这三个模式利用李秀金教授团队研发的厌氧发酵技术,成功地解决了中小城市、县城和村镇有机废物处理和生态循环利用问题,可以实现城乡有机废物的完全的循环利用,真正实现“无废”排放。

李秀金教授分析道,这种模式有四大优势:1,以城市垃圾、工业有机废物、农业种养殖废物为原料,生产沼气/“生物天然气”he 有机肥料;2,实现城乡多种有机废弃物的集中处理、就地转化、生态循环利用;3,解决整个区域范围内的各种有机废物环境污染问题,提供清洁能源,发展生态农业;4适应性强、可复制。

“一旦做好了这种模式,可以将其复制推广至其他地区。”李秀金谈道。

1561623330421137.png

中小城市、县城、村镇三种模式案例

李秀金表示,所谓打造“无废城市”并不是真的完全100%不产生废物,而是尽量将废弃物循环利用,降低对环境的影响。他从问题较突出的中小城市、县城、村镇三个角度出发,以三个案例向与会嘉宾分享了区域一体化的城乡有机废物处理利用模式实践经验。

山西晋城(中小城市模式)。作为一个中等城市,晋城市区人口约为50万人,产生的主要垃圾有、居民粪便、市政,郊区的垃圾主要有玉米秸和猪粪等废弃物。由于晋城废弃物含水量较高,李秀金团队采用了湿度厌氧消化技术。处理过后产生的沼气供自用、发电、村镇供气, 剩下的沼渣沼液经过处理,用于当地的万亩苹果园,打造有机农业生态园。

李秀金透露,目前,晋城使用4个发酵罐,总发酵容积达2万立方米,未来还将建造8个发酵罐扩大处理规模。

1561623364931096.png

甘肃高台县(县城模式)。高台县人口约为8万人,、填埋等处理方式并不适宜高台县。李秀金团队同样使用湿式厌氧消化技术,对县城人口产生的餐厨垃圾、居民粪便、市政污泥,工业企业产生的药渣、西红柿渣,以及郊区产生的玉米秸和牛羊猪粪等废弃物进行处理。处理项目中采用了4个发酵罐,总发酵容积3万立方米。

李秀金团队将多种城乡废弃物收集后进行集中厌氧发酵,提纯出的甲烷可以替代天然气。分离过后,沼气可供居民使用,或供给加气站,如果提取量足够,未来或许会考虑将生物天然气并入附近的“西气东输”天然气,输送至上海、广州等地。沼渣用来做有机肥,沼液用来做液态肥。

1561624065359534.png

山东德州黄河涯镇(村镇模式)。利用村镇产生的生活垃圾、农业生产产生的麦秸和牛粪等,建成一个1000立方米的厌氧发酵工程,产生的沼气供给村民用气,沼渣则用作肥料就地还田。

1561624241949073.png

有机废物市场广阔,可开发的空间较大,李秀金希望未来可以将区域一体化的城乡有机废物处理利用模式进行推广,在治理废弃物的同时,还能产生清洁能源与肥料,为我国居民带来实际效益。

相关推荐
热门推荐
返回列表