徐州市有機固廢物厭氧發酵技術的發展策略

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(徐州工程學院 化學化工學院，江蘇 徐州 221018)

1 引言

隨著社會發展和人類生活水平的提高，固體廢棄物的產生量逐年增加，“垃圾包圍城市”已經是現實的真實概述，大量固體廢棄物的產生與堆置已經對人類生存環境形成了嚴重的環境威脅。有機固體廢棄物厭氧發酵技術是固廢物資源化利用的重要途徑之一，能夠有效將固體廢棄物中的有機成分進行高效轉化，獲得沼氣，用于供熱、共電等，同時產生的廢液廢渣可制備有機肥料，應用于農業生產，即有機固體廢棄物的厭氧發酵——熱電肥聯產工藝。本文以徐州市為例，分析徐州市固體廢棄物處理現狀、沼氣工程發展現狀，指出在有機固體廢棄物資源化利用中存在的問題，并通過SWOT分析，提出有機固體廢棄物的厭氧發酵技術的發展策略。

2 有機固體廢棄物厭氧發酵技術

有機固體廢棄物指包括農業有機固體廢物(主要包括農作物秸稈藤蔓、畜禽糞便和水產廢棄物等)、工業有機固體廢物(主要包括高濃度有機廢渣等)、市政有機垃圾(主要包括園林綠化廢棄物、市政污泥、餐廚垃圾等)等喪失原有利用價值或雖未喪失利用價值但被拋棄或放棄的固態有機類物質[1-3]。有機固體廢棄物的混合厭氧發酵技術指將固體垃圾中的有機物與其他有機廢棄物(餐廚垃圾、污泥、糞便等)在厭氧發酵罐中通過調節降解周期進行混合厭氧發酵，以獲得沼氣[2-5]，所得沼氣用于發電供熱，沼液沼渣用于制備有機肥料，促進“混合厭氧發酵-熱電肥”聯用產業模式(如圖1所示)的形成，對調整能源結構及其可持續發展有著重要的意義，是治理生態環境的重要途徑之一。

圖1 有機固體廢棄物(以農作物秸稈畜禽糞污為例)熱電肥聯用過程

該工藝可將多種有機固體廢棄物共同利用，其啟動速度快、產氣率高、底物降解速度和降解率較高，不僅可以提高資源化利用率，產氣率得到提高，還可以擴大厭氧發酵的使用范圍和自由度，減少設備投入[1-8]。但通過對目前的研究文獻分析，不難發現有機固體廢棄物厭氧發酵技術大多存在發酵原料單一、發酵設備利用率低、發酵速度慢、發酵沼氣含量低等問題；由于發酵原料組成區域性較強，技術移植后需要對工藝參數及工藝設備的區域適用性較弱[5-8]。

3 徐州市有機固體廢棄物處理現狀

3.1 徐州市有機固體廢棄物主要處理方式

徐州市環境保護局對徐州市歷年固體廢棄物產生量和處置量進行了詳細的統計與公示，如2017年，徐州市全市一般工業固體廢物產生量為1612.2078萬噸，自行綜合利用量為1607.6678 萬噸，處置量為13.9617萬噸，貯存量為4.7847萬噸。城市(含市區、賈汪區、銅山區)生活垃圾收集總量207.6萬噸，處置總量207.6萬噸，處置率為100%，主要處置方式為焚燒和衛生填埋。

通過對歷年公示信息的分析，可看出徐州市通過焚燒、填埋等方式，已經基本完成了固體廢棄物無害化處理，取得顯著的環境凈化效果。但仍然以“無害化”處理為主，資源化利用程度極低。在固體廢棄物處理方式上2018年徐州市固體廢物環境管理工作仍以持續推進“減存量、控風險”為重點工作任務，未將固體廢棄物的資源化利用作為工作重點進行推進。徐州市在固體廢棄物資源化利用方面仍處于起步階段。同時，由公示信息也可看到對于生活垃圾的統計內容十分籠統，僅提供了歷年生活垃圾的收集總量和處置總量，并未對餐余垃圾進行分類說明，此外農業固體廢棄物產生量并未進行統計公示。可能原因是生活垃圾、農林廢棄物來源較為復雜，分布廣泛，生活垃圾并未進行分類回收，大多采用垃圾混收的方式加以收集并處理，而農業廢棄物則未進行集中的收集處理，產生量難以統計。

3.2 徐州市有機固體廢棄物厭氧發酵項目

為加快徐州市“十三五”規劃的實施要求，徐州市采取有力措施發展和引進有機固體廢棄物厭氧發酵技術，大力投入有機固體廢棄物厭氧發酵利用工程的建設。

2015年徐州市環能生態技術有限公司推廣申報了“賈汪區集供式秸稈太陽能沼氣循環工程項目”，并于2016年4月開工建設，建成后，可日處理秸稈21t、糞便40t。日產沼氣4600m3，年產沼氣約166.6萬m3。

2017年1月16日，徐州市餐廚廢棄物資源化利用和無害化處理PPP項目餐廚通過預算決議，廢棄物處置主要采用厭氧消化處理技術。徐州市大彭垃圾處理廠(餐廚)項目一期、二期工程已完成設備招標并投入建設，該工藝已能基本實現“厭氧發酵-熱電肥聯用”模式，其建成及投入運行將為徐州市有機固體廢棄物的厭氧發酵技術的推廣提供實際經驗指導，使徐州市有機固體廢棄物的資源化利用取得較大突破。

3.3 徐州市有機固體廢棄物混合厭氧發酵技術發展問題

通過實地走訪、問卷調查發現，徐州市有機固體廢棄物混合厭氧發酵技術的發展與推廣應用，仍然受到較多限制：廢棄物處理仍然以污染控制、無害化處理為主，資源化利用導向與規劃不明確；有機固體廢棄物資源化利用相關政策、法律及監管措施不完備；城鎮生活垃圾分類工作亟待完善，垃圾分類不明確，收運處三者協調機制不完善，垃圾分類配套設施嚴重落后，垃圾分類宣傳教育缺失，社會民眾對垃圾種類認識不明確；鄉村農業生產集中程度和集約化程度較低，沼氣工程發展技術培訓與指導嚴重不足或嚴重缺失；技術研發投入較低，新技術、新工藝開發不足。

4 徐州市有機固體廢棄物混合厭氧發酵技術發展建議

根據徐州市有機固體廢棄物厭氧發酵技術發展和推廣的內外因素，利用SWOT模型對徐州市發展有機固體廢棄物混合厭氧發酵的機遇、風險、優勢和劣勢進行分析，如表1所示。依據表1分別從政府行為、設施建設、技術開發、產品市場、法律法規等方面提出了徐州市發展和推廣有機固體廢棄物混合厭氧發酵技術的建議。

表1 徐州市有機固體廢棄物混合厭氧發酵技術SWOT分析

4.1 提高全市固體廢棄物資源化意識，明確資源化發展路線

在保證目前固體廢棄物無害化處理成果的前提下，逐步將相關部門工作重點轉移到固體廢棄物的資源化利用上，逐步提高固體廢棄物資源化利用比重；利用多媒體網絡、電視、報紙等開展多層次、多形式、多途徑的宣傳活動，營造良好的社會輿論氛圍。制定有機固體廢棄物資源化發展路線，明確各部門間的分工與協作，使相關工作清晰化、明朗化，工作開展有據可循，便于工作的順利開展；對規劃實施情況進行動態監測，及時發現規劃實施存在的問題，開展規劃實施中期評估和末期評估。

4.2 集約化農林畜業生產，合理加快城鎮化步伐

加快高標準農田項目及農業綜合開發項目進程，制定規模化農場廢棄物集中處理方案；建立規模化養殖場廢棄物強制性資源化處理制度，完善促進市場主體開展多種形式畜禽養殖廢棄物處理和資源化的激勵機制。合理加快城鎮化步伐，配套生活垃圾分類配套設施，人性化設置有機固體廢棄物如餐余垃圾等的收集設備，促進居民自愿參與有機固體廢棄物資源化利用進程中。

4.3 完善農村沼氣優惠政策，積極拓展下游產品市場

完善沼氣沼肥等終端產品補貼政策，對生產沼氣和提純生物天然氣用于城鄉居民生活的可參照沼氣發電上網補貼方式予以支持；在實施綠色生態導向的農業政策中，支持農村居民、新型農村經營主體等使用農業廢棄物資源化生產的有機肥。穩定沼氣電力供應狀態，與現有電力網絡有機結合，增加對下游產品安全性檢查，提高社會對下游產品的接受度。

4.4 加大技術研發投入力度，加強國際合作與交流

加大對技術的資金和人力投入，完善并突破現在的技術瓶頸，提高甲烷產氣量，增強下游產品利用的多元化和高效益化；發揮產學研互動作用，加大技術研發力度，針對產業模式形成自主知識產權；在互惠互利的基礎上，加強同發達國家企業的合作，學習和借鑒他們的先進技術和管理經驗，有目的有選擇地引進消化吸收國外先進技術、工藝及關鍵設備，因地制宜，加快產業技術開發步伐，提升產業技術水平。

4.5 增加基本信息收集，因地制宜

加快徐州市有機固體廢棄物基礎數據采集，如產生量、種類、基本組成特點等，為本地實用且適用的混合厭氧發酵技術的開發提供基礎；因地制宜，為成功經驗與成功技術的引進提供參考。

4.6 建立健全法律法規，強化行業項目監管

針對“有機固體廢棄物厭氧發酵-熱電肥技術”應用上下游系統建立相應的法律、法規及若干指導意見，以加強對產業模式退關建設到運營全過程的監管力度，加強沼氣工程質量安全檢查，規范市場行為；建立健全項目環境監管體系，嚴格執行污染物排放監測監督等。