“長期以往，淘汰厭氧的將會是厭氧企業(yè)自身！”12月20日，在2024（第十八屆）固廢戰(zhàn)略論壇現(xiàn)場，浙江大學環(huán)境與資源學院教授/博導、浙江大學環(huán)境污染防治研究所所長、浙江大學環(huán)境與資源學院固廢研究中心主任吳偉祥針對有機垃圾資源化利用的技術障礙與應對策略進行了深入分享。

吳偉祥

吳偉祥強調(diào)，生活垃圾分類不僅深切關乎民眾切身利益，更是已經(jīng)上升到了國家戰(zhàn)略的層面。這一工作與垃圾的具體組分之間存在著緊密的關聯(lián)，在我國城鎮(zhèn)生活垃圾構成中，有機垃圾占據(jù)了超過80%的比重，主要涵蓋廚余垃圾（易腐垃圾）、有機可回收物以及其他垃圾（低值有機組分）這三大類，但是在有機垃圾資源化處理技術上，我們還面臨著諸多挑戰(zhàn)與問題。

廚余垃圾

目前，國內(nèi)廚余垃圾資源化處理主要有三大主流技術：厭氧產(chǎn)沼能源化技術（濕式、干式厭氧發(fā)酵技術）、微生物好氧堆肥技術和昆蟲蛋白轉化技術，其中厭氧產(chǎn)沼占比70%以上。

1、厭氧產(chǎn)沼

吳偉祥及其團隊曾對某省五十余座厭氧產(chǎn)沼工程進行了深入的調(diào)研，但結果顯示情況并不樂觀！企業(yè)沒有對厭氧產(chǎn)沼技術進行提質(zhì)增效研發(fā)！長期以往，淘汰厭氧的將會是厭氧企業(yè)自身！

厭氧產(chǎn)沼技術存在的問題

究其原因主要還是技術層面。一是純化預處理技術簡單粗暴，固渣產(chǎn)生量巨大。生物質(zhì)回收率低、純度低、固渣產(chǎn)生量大、浪費嚴重，即便是在垃圾分類方面表現(xiàn)突出的上海，仍有接近40%的殘渣需要進行焚燒，這充分暴露了現(xiàn)有厭氧產(chǎn)沼技術存在的問題。

二是僅流質(zhì)入罐（病態(tài)系統(tǒng)），轉化效能極低。從實際運行技術參數(shù)來看，國內(nèi)許多企業(yè)沼氣產(chǎn)量實際僅50~60 m3/t垃圾左右，大部分反應器容積產(chǎn)氣率在1.5~2.0 m3/d低位徘徊，而所有容積產(chǎn)氣率超過3.0 m3/d的反應器都是高溫反應器，但我國普遍采用的是中溫技術，高溫技術由于難以控制而未被廣泛采用。

解決方案：一是提高物料純化預處理段的生物質(zhì)回收率和入罐率。在純化預處理方面實現(xiàn)精準識別分選、選擇性破碎除雜、勻質(zhì)循環(huán)分離，把生物質(zhì)損失率控制在10%以內(nèi)，讓大量生物質(zhì)進入到罐體內(nèi)進行微生物強化產(chǎn)甲烷；

二是強化罐內(nèi)生物質(zhì)物料甲烷轉化率。如強化纖維素、半纖維素物質(zhì)微生物降解，可以通過強化罐內(nèi)的種間電子轉移和采用“中高溫”厭氧產(chǎn)沼技術等途徑來實現(xiàn)。通過研究發(fā)現(xiàn)，采用“中高溫”厭氧產(chǎn)沼技術可以提高有機負荷33%，提高厭氧產(chǎn)氣率20%以上，同時降低投資成本23%，這是一條既符合當前需求又具有潛力的技術路徑。

2、好氧處理

好氧處理主要面臨肥料、飼料等產(chǎn)品利用出路受阻，技術經(jīng)濟效益差、亟需政府補貼等問題。

好氧處理技術存在的問題

好氧堆肥主要技術問題：一是發(fā)酵周期長，占地面積大。絕大多數(shù)好氧堆肥周期為30-60 d，少數(shù)設計為 20-30 d；以 500 t/d 的好氧堆肥工程為例，占地面積高達 50000-120000 ㎡，是相同處理規(guī)模厭氧產(chǎn)沼工程的 2-4 倍；

二是堆肥產(chǎn)品品質(zhì)差、腐熟程度低。90% 以上的成肥設施產(chǎn)物不達標，45%的設施產(chǎn)物植物種子發(fā)芽指數(shù)小于10%（尤其是12-24 h 烘干“成肥”）；存在垃圾污染轉移風險，機器成肥能耗普遍大于150 kw·h/t/d。

解決方案：采用生物干化促腐熟技術（BEC），實現(xiàn)快速高質(zhì)量腐熟。利用前端生物干化系統(tǒng)，快速啟動微生物生長繁殖、快速脫水升溫，快速強化后端的高溫腐熟，把整個堆肥發(fā)酵時間縮短到十天以內(nèi)，同時總能耗降低53%、總運營成本降低28%、產(chǎn)物植物種子發(fā)芽指數(shù)提升至70%以上、占地面積減少至30%。目前全國首座100 t/d易腐垃圾生物干化腐熟技術工程已經(jīng)在浙江紹興實現(xiàn)落地應用。

3、昆蟲蛋白

昆蟲蛋白方面主要面臨的問題：一是氮素物質(zhì)生物轉化效率低，不是所有的易腐垃圾都適合養(yǎng)蟲，低C/N餐廚垃圾較為適合；二是規(guī)?；瘷C械化自動化水平低，超過五十噸以上規(guī)模的很少，都是一些小作坊方式；三是產(chǎn)品品質(zhì)相對較差、蟲渣腐熟度低。

解決方案：一是菌酶協(xié)同預發(fā)酵技術---提高物料適口性（好吃），也就是要讓蟲子喜歡吃，吃得好，而且吃得快，長得快。

二是智能-集約-清潔-高效的機械化養(yǎng)殖技術，設計自動上下料立體養(yǎng)殖系統(tǒng)和蟲糞自動分離系統(tǒng)，實現(xiàn)全封閉機械化自動化養(yǎng)殖，從而使物料的總氮轉化率從原有的35%以下提高到45%以上，蟲體分離率大于96%以上，人工成本下降60%以上。

此外，吳偉祥表示，未來廚余（易腐）垃圾資源化技術將會在傳統(tǒng)技術之上進行一次重要升級，并向熱化學催化、化學催化耦合生物轉化、生物煉制三個方向發(fā)展。如，中長鏈脂肪酸制備技術，催化水解耦合重整加氫制備γ-戊內(nèi)酯技術等。

編輯：陳偉浩