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嘉博文冯幼平:好氧制肥与厌氧发酵协同处置餐厨垃圾的新模式

2017-12-20 13:46:42

12月16日,在“2017(第十一届)固废战略论坛”中,北京嘉博文生物科技有限公司总工程师冯幼平就嘉博文通过好氧制肥与厌氧发酵协同处置餐厨和厨余垃圾的新模式做了阐述。


来源:中国固废网     整理:刘影


近年来,我国餐厨垃圾处理行业快速崛起。在2017年初发改委印发的《战略性新兴产业重点产品和服务指导目录》中,就将“餐厨废弃物资源化无害化利用”的相关装备和技术研发,列入“资源循环利用产业”分项之一。12月16日,在“2017(第十一届)固废战略论坛”中,北京嘉博文生物科技有限公司总工程师冯幼平就嘉博文通过好氧制肥与厌氧发酵协同处置餐厨和厨余垃圾的新模式做了阐述。

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北京嘉博文生物科技有限公司总工程师 冯幼平

嘉博文自从事餐厨垃圾行业起步,到今天餐厨垃圾、厨余垃圾等城镇有机固体废弃物的共同处置,已经走过了整整14个年头,冯幼平就餐厨垃圾和厨余垃圾的处置分享了嘉博文的经验。

一、有机废弃物处置工艺该如何选择?

习总书记在中央财经领导小组第十四次会议上强调了两件人民群众普遍关心的突出问题:一是城镇的垃圾分类,二是农村有机废物的处理和资源化,目的是更好地改善全国13亿多人的生活环境。实现垃圾分类已成为利国利民利长远的大好事;我们应该正确理解这是国家的大势,是从根本上实现城镇固体废弃物减量化、资源化和无害化的必然趋势。没有源头的垃圾分类,分类运输,就无法实现后端的分类处置;有了垃圾分类,我们作为有机废弃物的处置企业,才会有市场和机会,才会有我们施展才华的用武之地,才能为更好地保护我们赖以生存的环境贡献一份力量。垃圾分类后我们如何做?习总书记以两个方向说得很明确:“以沼气和生物天然气为主要处理方向,以就地就近用于农村能源和农用有机肥为主要使用方向”,冯幼平的理解就是:让有机质从土壤中来,分类处置后再回到土壤中去,这应该是最好的归宿。

今天,环保企业的责任和追求的是什么?第一,企业经济效益最大化。如果企业不盈利、行业不盈利,企业就没有存在的价值,也不会有做下去的动力。第二,企业社会影响力最大化,也就是企业的创新能力和环保价值。冯幼平说到,事实证明,从事有机废弃物处置的企业,嘉博文公司历经14年的坎坷和发展,更加认识到有机废弃物企业巨大的生存空间和存在价值。

嘉博文统计了目前发改委确定的全国100座试点城市项目和一些城市自主规划建设的项目。在工艺选择上分别有四大类:厌氧发酵、好氧堆肥、快速好氧制肥和饲料化或其他。厌氧发酵占比达到了72%,为什么这么多企业都扑在厌氧发酵上,而其它工艺占比这么少?也许大家对有机质的收集和处置有些误解,有机质的处置单纯依靠一种工艺是实现不了的,是不完整的。

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“大家注意,我说的是餐厨垃圾的有机质而不是有机物。有机质在哪?有机质不仅在垃圾固相中存在,液相甚至气相中也都存在”。冯幼平强调,我们的目的是在处理过程中要尽可能把有机质提取出来。世界上有70亿人口,85%的热量来自于土壤,75%的蛋白质和植物纤维也来自于土壤,这些来自土壤的食材来到餐桌上成为人类的美味佳肴后,也会产生很多剩饭剩菜,即所谓的“餐厨垃圾”,我们的厨房将这些食材加工成美味佳肴的同时也会产生很多下脚料,即所谓的“厨余垃圾”;这些都是大地给予我们的恩赐,我们应该把它们归还于土壤。嘉博文通过抽丝剥茧,用预处理的多道工序,把餐厨或厨余垃圾中的有机质尽可能地取出来,分选的过程首先是针对原生餐厨或厨余垃圾,进行初级湿分选,随后是湿、干结合的精分选,最终做成富含腐殖酸的土壤调理剂和有机肥料产品。这些成套的分选工艺、技术装备以及运管经验是我们十几年来在几十个大中型处理项目的工程实践中,运用、优化和积累出的结晶;通过嘉博文的不断地努力,今天,用这些工艺把有机质处置成产品,有效降低了产品的处置成本,提高了后端肥料产品的附加值。

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在处置过程中除了使价值最大化、处置成本最低外,首先要选择合适的工艺,其次才是选装备。这个工艺怎么选择?这里,最重要的是要认识到微生物在处置有机废弃物中的关键作用。企业从事餐厨有机废弃物处置,就应该知道微生物以及它的生命代谢作用,有机质的氧化、降解、腐殖、酸化、液化以及产甲烷等原理以及不同的处置工艺、不同阶段下进行的有机废弃物处置,都是依赖于微生物的生命代谢作用的。不管是好氧堆肥还是厌氧发酵,最后有机质都是在微生物作用下得到的产品。好氧出来的是堆肥产品,譬如有机肥料、生物有机肥料以及有机无机复混肥等。厌氧出来的是沼气,沼气的成份是甲烷和二氧化碳。沼渣里面还存在约25%左右的没有被消化的有机质,这些有机质仍需要进一步调整碳氮比,熟化和稳定后还原于土壤。

为了完整地破解这个问题,嘉博文提出了一揽子工艺和产品的全产业链解决方案。14年中,嘉博文不断摸索,从生物菌种的驯化和培养(包括发酵菌、功能菌等),餐厨和厨余垃圾的预处理系统装备、垃圾生化处理系统装备、厌氧发酵制沼的生化系统、产出物的深加工系统装备、餐厨垃圾渗滤液(高油脂废水)的处理工艺及系统装备、高温高湿工艺废气(臭气)的工艺控制等系统的设计、研发、制造、安装和调试等,通过全过程全要素的项目建设,发现了餐厨垃圾或厨余垃圾,甚至尾菜等处置过程中采用单一好氧和厌氧发酵技术的缺陷 ,提出了采用餐厨和厨余垃圾好氧制肥与厌氧发酵协同处置模式,通过好氧厌氧技术的融合,把有机质最大化提取出来,才能保证我们企业的经济效益。

二、“好氧+厌氧”技术融合新工艺

冯幼平介绍,嘉博文在好氧厌氧工艺处置有机废弃物的过程中,秉承一个理念:餐厨或厨余垃圾中的有机质完整资源化,一个原则:有机质和能量回收的最大化,一个做法:好氧发酵与厌氧产沼高效有机结合以及四个阶段:取长补短,自我完善,高度融合,自为一体。

采用餐厨垃圾制备腐殖酸技术的工艺原来只是采用一种形式,那就是只生产肥料,但是水中有机质流失了,筛上物中的很多有机质也流失了。单一的处置方式需要一定的能耗,这对生产企业来说是比较大的负担。采用协同处置技术,把固体有机废弃物取出来,再经过三道分选把其中的有机质提取出来,因为机械不认有机或无机的物质,它只在不同阶段对不同种物料属性采用不同的处置方式。通过好氧技术处置生产出符合国家标准的土壤调理剂等生物有机肥料产品。动植物油质被有效回收,高浓度有机废水经厌氧发酵工艺处置生产沼气,然后再转化为热能,供给工艺用热,这些都是很有价值的副产品。

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冯幼平介绍到,嘉博文处理餐厨垃圾已经达到了一定规模。上海、北京、成都的处理规模都是200吨以上,北京海淀规模是餐厨垃圾200吨、厨余垃圾200吨,预计能够收到300吨餐厨垃圾、150吨厨余垃圾,因为厨余分类机制目前仍不完善,今后厨余垃圾分类和处置应该是大项。

系统的改变,好氧和厌氧协同处置,使得后端产品更丰富、产品成本更低,处置过程中可以发电自用,产生的蒸气去烧锅炉,湿热处理和生化处理用的热都可以用厌氧保温。

好氧和厌氧融合的新工艺有哪些盈利点?冯幼平指出,第一,好氧发酵生产腐植酸肥料--环农之道 。嘉博文现在在做“环农一体化”,环境端是有机废弃物的处置的一个前端,处置完的产品要走到哪里去?冯幼平强调,一定要走到农业去,从农业进入到土壤。整个过程是完整的产业链,没有产业链的支撑,企业只做了一部分东西,是不完整的,作为环保企业,是没有尽到你的环保责任的。

第二,厌氧产沼气--能源之道。通过产业打造,嘉博文公司目前的产业很完整,前端有生物菌种,生物技术的研究、研发和生产,中间有各种装备的研发、制造,后端有很长的一个农业产业链消化。这样使得产业价值极大突显出来,实现了农业种养一体化、电肥一体化,这种价值一方面让有机质还于土壤,土壤中的有机质提高了。嘉博文制得的肥料是土壤调理剂,按照生物有机肥的标准来生产,改善了土壤的微平衡、团粒结构,土壤的有机质提高了,对于提高植物根系保护、抗病能力、拮抗能力。另一方面,通过发酵菌和功能菌的应用,使得氮固定到土壤中,而不是排放到大气中。早期厌氧发酵的沼气焚烧的是甲烷,排放的是二氧化碳,最后还是温室气体。协同处置以后,有效减少温室气体排放,把碳源固定到土壤中去。有机质还有一个重要的是有机氮和碳氧化物,没有它的平衡,基础地力永远提高不了。

第三,中高温蒸煮提油脂。通过协同处置,粗油脂可以在生物柴油生产技术、润滑油生产技术、通过皂化反应生产许多民用化工产品。

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三、协同处置餐厨垃圾的典型案例

四川省成都处理项目(200吨/天)和浙江衢州市餐厨资源化处理厂项目(120吨/天),是嘉博文在餐厨和厨余垃圾好氧制肥与厌氧发酵协同处置模式的典型案例;整个项目包括餐厨垃圾预处理、生化处理、厌氧发酵及脱硫、污水处理、臭气处理、沼气燃烧供热等。“在设计中创新,在运管中优化,在产业中调整”是嘉博文的发展路径,冯幼平介绍到。公司后端产品是“环农一体化”的模式以及今后推广的“电肥一体”模式,目前在北京、上海、成都、广州等全国各个厂站运行,生产出来的产品能够进入了有机果蔬种植和大田作物的种植。

接着,冯幼平介绍了嘉博文与成都市、蒲江县合作,在国家级有机农业示范县蒲江开展的城乡有机废弃物循环利用项目,它是餐厨垃圾后端产品在农业应用最具代表性的案例。把处置后的土壤调理剂用到蒲江三大产业--丑柑、猕猴桃、茶叶,嘉博文请了一些外国农业专家。冯幼平幽默地说到,做有机废弃物处置的人都是全能专家,前面懂微生物,中间懂机电,后面还要懂农业,要研究土壤、水源、植物、水果 ,考虑如何给农民增收等等。项目荣获第四届保尔森可持续发展城市奖(年度唯一),受到国际国内的广泛关注。另外,对保尔森基金会和包括E20环境平台首席合伙人傅涛、执行合伙人薛涛在内的一些国内有识之士对嘉博文提供的帮助和支持,冯幼平代表嘉博文表示衷心感谢。

7个餐厨垃圾试点城市项目、13座餐厨垃圾资源化处理厂分布于中国各地,总建设规模已超过2500吨/日,冯幼平总结,嘉博文经过近14年的探索,打造成功从微生物菌种的培养、各种工业非标技术装备的设计、制造、安装、调试到沼气和肥料的应用的全产业链一条龙模式,为城镇和农村有机废弃物的资源化和循环利用闯出了一条标准化、可复制、规模化的有效途径。

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