以廚余垃圾為主的城鄉(xiāng)有機(jī)廢棄物處理利用示范

中農(nóng)新科（蘇州）有機(jī)循環(huán)研究院有限公司

作者：李 季，潘成杰，郵箱：liji@cau.edu.cn

【基本情況】

環(huán)太湖城鄉(xiāng)有機(jī)廢棄物處理利用示范中心（臨湖）位于江蘇省蘇州市吳中區(qū)臨湖鎮(zhèn)（圖1），由中農(nóng)新科（蘇州）有機(jī)循環(huán)研究院有限公司設(shè)計(jì)、建設(shè)和運(yùn)營(yíng)，中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)有機(jī)循環(huán)研究院（蘇州）提供技術(shù)支持。示范中心總占地面積約6 900 m2，總投資3 700 萬(wàn)元，設(shè)備安裝容量約1 000 kW，日處理各種有機(jī)廢棄物40 t。示范中心于2020 年9 月建成，經(jīng)過(guò)3 個(gè)月的試運(yùn)行，于2021 年進(jìn)入實(shí)際運(yùn)行階段，現(xiàn)已正常運(yùn)轉(zhuǎn)1 a。在公司獨(dú)創(chuàng)的生物干化+好氧發(fā)酵工藝處理過(guò)程中，添加公司自主研發(fā)的“微宏”系列多功能復(fù)合菌劑，可日產(chǎn)固體有機(jī)肥料15 t 左右，同時(shí)將產(chǎn)生的廢水制成液體肥，可在水稻、園林、果樹(shù)、蔬菜等農(nóng)林生產(chǎn)中使用。

圖1 示范中心外景Figure 1 Outdoor scene of the demonstration centre

【技術(shù)/案例原理及技術(shù)路線】

環(huán)太湖城鄉(xiāng)有機(jī)廢棄物處理利用示范中心（臨湖）采用有機(jī)廢棄物生物干化+好氧發(fā)酵資源化利用技術(shù)，該技術(shù)適用原料為村鎮(zhèn)廚余垃圾、園林綠化廢棄物、秸稈、尾菜、畜禽糞便、水草等多種有機(jī)廢棄物，產(chǎn)出物類型為符合NY/T 525—2021 有機(jī)肥料等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的肥料類產(chǎn)品。示范中心內(nèi)部全景如圖2所示。

圖2 示范中心內(nèi)部全景Figure 2 Internal panorama of the demonstration centre

示范中心日處理有機(jī)廢棄物40 t（含20 t 廚余垃圾和20 t 其他有機(jī)廢棄物），年可處理有機(jī)廢棄物14 000 t。針對(duì)不同有機(jī)廢棄物的原料特點(diǎn)，通過(guò)添加自行研發(fā)的“微宏”系列高效復(fù)合微生物菌劑，處理過(guò)程中協(xié)同輔料配比，調(diào)節(jié)碳氮比、孔隙度和水分等技術(shù)參數(shù)，可極大提高生產(chǎn)效率。該菌劑具有促進(jìn)升溫、降低油脂和加快腐熟等功效，可以實(shí)現(xiàn)在脫水率、腐熟度等指標(biāo)不降低的情形下，設(shè)備能量消耗降低30%以上，菌劑的環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，能夠在15～60 ℃、含鹽量1%的情形下應(yīng)用于廚余和農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)廢棄物的處理。同時(shí)采用國(guó)際獨(dú)創(chuàng)的連續(xù)生物干化+好氧發(fā)酵工藝，1～2 d 實(shí)現(xiàn)高濕物料的快速脫水，5～7 d 完成快速制肥，還可根據(jù)不同來(lái)源物料特征自動(dòng)調(diào)整生物干化模塊處理周期，縮短工藝時(shí)長(zhǎng)，降低處理成本；將好氧發(fā)酵生成的中間產(chǎn)物進(jìn)一步加工成多種有機(jī)肥料產(chǎn)品，可實(shí)現(xiàn)7 d 成肥，其工藝路線總體思路如圖3 所示。

圖3 工藝路線總體思路Figure 3 Overall thinking of process route

示范中心采用雙軸生化機(jī)、筒倉(cāng)反應(yīng)器和連續(xù)槽式反應(yīng)器3 組專用密閉智能處理設(shè)備。目前，已經(jīng)研發(fā)的處理反應(yīng)器設(shè)備有：臥式生化一體機(jī)（1～5 t/d）、筒倉(cāng)反應(yīng)器（5～10 t/d）和移動(dòng)槽式一體機(jī)（3～5 t/d）。臥式生化一體機(jī)采用U 型倉(cāng)底加熱并曝氣的方式，能夠快速滿足好氧發(fā)酵所需的條件，大幅提升了處理效率，同時(shí)可根據(jù)反應(yīng)器內(nèi)溫度監(jiān)測(cè)及反饋數(shù)據(jù)，自動(dòng)控制倉(cāng)頂抽風(fēng)時(shí)間，實(shí)現(xiàn)全程智能控制。移動(dòng)槽式一體機(jī)具有智能化、自動(dòng)化、密閉化等特點(diǎn)，能快速完成有機(jī)廢棄物腐熟化過(guò)程。將該鎮(zhèn)產(chǎn)生的不同類型有機(jī)廢棄物進(jìn)行就地轉(zhuǎn)化，可日產(chǎn)有機(jī)肥15 t 左右，產(chǎn)生的相關(guān)廢水經(jīng)過(guò)格柵過(guò)濾、調(diào)酸、加熱、三相分離和厭氧發(fā)酵等處理后制成液體肥料，既做到資源回收、減少環(huán)境污染，又實(shí)現(xiàn)化肥減量，支撐起生態(tài)農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)，改善村鎮(zhèn)人居環(huán)境，真正實(shí)現(xiàn)了有機(jī)循環(huán)和農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展。

【技術(shù)/案例特點(diǎn)】

（1）通過(guò)快速生物干化，使廚余等易腐爛、易發(fā)臭的有機(jī)廢棄物迅速穩(wěn)定，控制了惡臭等敏感問(wèn)題。

（2）干化后的尾料與其他有機(jī)廢棄物（園林綠化廢棄物、秸稈等）合理配比進(jìn)行好氧發(fā)酵，該過(guò)程在密閉的反應(yīng)器中進(jìn)行，產(chǎn)生的臭氣隨抽氣系統(tǒng)進(jìn)入廢氣處理設(shè)備，避免了發(fā)酵氣味擴(kuò)散。

（3）該系統(tǒng)產(chǎn)出的堆肥，經(jīng)過(guò)進(jìn)一步加工可制成有機(jī)肥、栽培基質(zhì)、土壤調(diào)理劑等多種產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)多樣化資源利用。

【長(zhǎng)效運(yùn)行模式與機(jī)制】

示范中心工程前期為一次性投入（主要為基建和設(shè)備投入），后期主要有運(yùn)營(yíng)及維護(hù)費(fèi)用。該項(xiàng)目以當(dāng)?shù)劓?zhèn)政府購(gòu)買服務(wù)的形式，對(duì)有機(jī)廢棄物的處理給予325 元/t 的補(bǔ)貼。依托中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)有機(jī)循環(huán)研究院（蘇州）的科研團(tuán)隊(duì)對(duì)技術(shù)、設(shè)備、工藝、標(biāo)準(zhǔn)等方面進(jìn)行聯(lián)動(dòng)調(diào)試和運(yùn)營(yíng)。有機(jī)廢棄物處理后產(chǎn)生的資源化產(chǎn)品（固體有機(jī)肥、液體肥、基質(zhì)等）通過(guò)多種方式進(jìn)入農(nóng)林業(yè)形成閉環(huán)利用，可產(chǎn)生持續(xù)性收入，以支持處理中心的運(yùn)營(yíng)并提供利潤(rùn)。該項(xiàng)目按照區(qū)域化、分步式布點(diǎn)，同時(shí)根據(jù)區(qū)域特點(diǎn)量身定制，具有完整的投資與運(yùn)維模式，可保障該項(xiàng)目推進(jìn)與建設(shè)、運(yùn)行的可持續(xù)性和可復(fù)制性。

【經(jīng)濟(jì)、環(huán)境及社會(huì)效益】

（1）經(jīng)濟(jì)效益：示范中心總投資3 700 萬(wàn)元，占地總面積約為6 900 m2，設(shè)備總安裝容量約1 000 kW，可年產(chǎn)有機(jī)肥5 000 t。根據(jù)當(dāng)?shù)卣峁┑姆龀终咭约罢?gòu)買服務(wù)和多種肥料的銷售收入，項(xiàng)目靜態(tài)投資回報(bào)期為4.5 a，處理成本按255 元/t 計(jì)算，每年可產(chǎn)生755 萬(wàn)元收入。

（2）環(huán)境及社會(huì)效益：示范中心可覆蓋約333.33 hm2耕地綠色生產(chǎn)，填補(bǔ)示范區(qū)70%耕地的有機(jī)肥料需求；預(yù)計(jì)每年返還土壤有機(jī)質(zhì)2 000 t，每年可節(jié)省化肥500 t，大幅減少面源污染，降低所在示范鎮(zhèn)的總氮、總磷徑流排放以及溫室氣體排放。既實(shí)現(xiàn)了鎮(zhèn)域有機(jī)廢棄物的“零”廢棄，不出鎮(zhèn)、不入河，資源回收，減少了環(huán)境污染，又實(shí)現(xiàn)了化肥減量，支持了當(dāng)?shù)氐乃旧鷳B(tài)農(nóng)場(chǎng)。該項(xiàng)目在當(dāng)?shù)爻蔀槌青l(xiāng)有機(jī)循環(huán)、綠色發(fā)展的典范，產(chǎn)生了良好的引領(lǐng)效應(yīng)，為“綠水青山就是金山銀山”作出積極貢獻(xiàn)，還帶動(dòng)一批有能力提供有機(jī)廢棄物處理利用相關(guān)技術(shù)服務(wù)、設(shè)備制造、產(chǎn)品銷售等的骨干企業(yè)進(jìn)行產(chǎn)業(yè)升級(jí)，開(kāi)拓了有機(jī)循環(huán)產(chǎn)業(yè)新興市場(chǎng)。