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生態環保產業作為支撐生態文明建設和高質量發展的關鍵力量，正面臨著轉型升級的迫切需求。環保新質生產力，正成為推動產業向前發展的核心力量。本欄目將聚焦生態環保產業的新技術、新裝備、新材料、新模式，深入宣傳推廣科技創新成果，及時發布環境技術進步獎項，全面介紹行業內的實用技術裝備和示范工程，引導行業持續創新，加快數字、智慧、科技的融合賦能，為經濟社會全面綠色轉型貢獻力量。
生態環境保護實用技術
2023-J-33
申報單位
深圳市盤龍環境技術有限公司
推薦單位
廣東省環境保護產業協會
一、技術簡介
適用范圍
適用于濕垃圾(家庭廚余垃圾、餐廚垃圾、果蔬垃圾等)處理，以及與之性質類似的易腐爛、含有機質的垃圾處理，且要求低碳化、減量化、無害化、資源化、穩定化的項目。
技術原理
濕垃圾“精細預處理+定向厭氧制酸(VFAs)”工藝，由精細預處理、厭氧水解、厭氧酸化、酸分離技術以及有機酸替代碳源使用技術組成。精細預處理由破袋、粗破分選、重力分選、精制漿、除砂除油等處理單元組成；定向厭氧制酸(VFAs)控制在水解、酸化兩個階段，水解階段由兼性厭氧微生物產生胞外酶，將不溶性有機物、大分子有機物水解為小分子可溶性有機物，提高C/N、B/C、NH3-N/TN、PO43-/TP比值；酸化階段由酸化菌把可溶性有機物轉化為揮發性脂肪酸(VFAs)；進一步提高制酸的穩定性。酸分離由“浮渣擠壓+臥式離心+膜濾裝置”等處理單元組成，完成除油、有機酸提取并分離SS提純為有機酸水溶液。有機酸液替代補充碳源使用按照COD當量值、投加點、投加量等參數控制達到反硝化脫氮的目的，當原水不需要投加碳源時，投加在污水處理厭氧段改善營養平衡提高污水處理系統出水水質的穩定性。
此技術應用在華南地區全程不加熱(其它地區維持溫度不低于12℃即可)，廚余垃圾處理系統全程不添加化學藥劑；集約化布局占地小，臭氣量小，電耗僅25~30kw·h/t原生垃圾，有機酸液(產品固碳)產率88%~90%，作為活性生物碳源供市政污水廠替代補充碳源；雜質率8%~15%(比現有技術降低50%產渣率)，雜質含水率62%~68%(比現有技術含水率降低15%)；油脂提取率1.5%~4.5%；減量與資源化率可達90%(比現有技術提高50%)。
工藝路線
餐廚/廚余/果蔬垃圾密閉卸料至接料槽，經破袋后定量進入粗破碎機，把包裹的有機可降解垃圾釋放出來再破碎成粒徑<100 mm的物料，不能破碎的大雜質分離后由螺旋輸送外運；能破碎的排入重力分選槽，通過風選和漿洗分離出重雜質、貝殼、玻璃、瓷片、骨渣，避免對后續設備的損壞。
經破碎后的物料在重力分選槽上部通過篩網過濾隔渣自流入漿料暫存槽，由螺旋輸送至制漿機，得到的漿料粒徑≤5 mm；制漿過程中的塑料、木質素、纖維素、半纖維素等不易降解的輕物質被分離出來。
通過除油除砂系統去除漿液中的砂石等小、重物質。通過油水分離和油脂提取系統分離浮油(一次除油)進行暫存。
除雜后的漿料在水解、酸化池中停留7-10 d，調控相應的運行控制參數，使水解和酸化相對獨立并達到水解和酸化微生物的最佳生長條件，實現完整的水解酸化過程；利用酸對于微生物生物活性的影響，抑制產甲烷微生物生長，使僅有酸化菌維持活性連續產揮發性有機酸(VFAs)，達到定向制備揮發性有機酸的目的。
擠壓去除VFAs中部分粗大浮渣后再采用離心分離油及浮渣，離心出水膜過濾裝置提取VFAs，提取出來的VFAs采用堿液接收再負壓抽濾濃縮制備VFAs替代碳源。
應用效果
該技術的應用項目國內案例共3例。項目連續穩定運行至今，全年無休，各項指標均優于主管部門要求。濕垃圾減量化、無害化、資源化率85%以上，有機物的厭氧降解效率高(COD降解88%—92%)，脫水固渣含水率低(含水率≤60%)。
2021年8月，深圳大鵬新區廚余垃圾處理項目商業運行，全廠占地面積1606m2，設計規模9t/h，最大處理能力可達100 t/d；
2021年9月，深圳寶安區餐廚垃圾處理項目商業運行，全廠占地面積約3163m2，設計規模18t/h，最大處理能力可達200 t/d；
2022年1月，深圳光明區廚余垃圾處理項目商業運行，全廠占地面積約1499m2，設計規模18t/h，最大處理能力可達200 t/d。
典型應用案例“大鵬新區廚余垃圾厭氧制酸低碳利用示范項目”污染排放執行標準如下：項目不產生廢水，餐廚廚余果蔬垃圾漿液通過水解酸化制備有機酸作為碳源供市政污水廠替代補充碳源。廢氣經除臭系統處理，除臭系統處理工藝為水洗+二級生物濾池+化學吸收(應急)；處理后的污染物符合《惡臭污染物排放標準》(GB 14554-93)表2排氣筒高度15m的標準限值，及《惡臭污染物排放標準》(GB 14554-93)廠界標準值。產生的固渣主要為分選出來的生活垃圾雜質，生活垃圾雜質最終運至東部電廠進行焚燒發電無害化處理。項目對污染源依據環評報告及主管部門的要求，在廢氣排放口設置自動監測儀，每季度進行一次環境監測，監測結果均符合環評及主管單位要求執行的標準。
研發背景
目前，國內外濕垃圾(含廚余垃圾、餐廚垃圾、果蔬垃圾等)處理工藝主要有厭氧制沼(濕式)、好氧堆肥、直接烘干作飼料、微生物處理技術、昆蟲源蛋白飼料生物轉化技術和焚燒發電協同資源化處置技術等幾種，都需要配備污水處理設施。我國嘗試的濕垃圾處理技術路線有干式厭氧、厭氧制酸等。基本發展趨勢為生物技術與循環協同方向，根據當地實際情況的不同，這些工程實踐取得了不同的生產運行效果。國內外未見濕垃圾厭氧制酸用作碳源的相關資料與信息。
為解決傳統工藝技術的不足之處，盤龍環境技術有限公司提出“餐廚/廚余/果蔬垃圾精細預處理+定向厭氧制酸(VFAs)”技術，是國內工程化應用的首創，為生活垃圾分類治理提供案例支撐與決策參考。該技術與現有常規處理技術相比具有：不排水、不加藥、有機物損失率低、占地小、投資省、周期短、效率高、出路廣的特點；技術生態、節水節電、過程低碳、產物循環的創新優勢；技術先進前瞻性、資源利用拓展性、持續發展穩定性等亮點。
技術特點
過程低碳：運行成本低(電耗約25-30 kW·h/t，現有主流同類技術的電耗約60-130 kW·h/t)，不加藥、不加熱；
分選協同：餐廚廚余果蔬垃圾三合一采用同一技術處理，對垃圾容錯能力強；
系統穩定：流程縮短、故障點少穩定性提高；產物出路廣；
規劃集約：占地小，15-30 m2/t(厭氧產沼約在50-130 m2/t)；
費效可持續：投資低(25萬-35萬元/t、厭氧產沼約在50萬-70萬元/t)；建設周期短(6個月、厭氧產沼12—18個月)；資源化程度高，產物種類少。
簡化了分類，優化了收集，減少了投資與運營成本，提高了管理效率，解決了垃圾分類漸進階段質量差難處理的問題，短時間內快速解決了各分類垃圾的出路問題；解決了垃圾分類→收集→運輸→處置全鏈條穩定銜接問題；制酸與提取揮發性有機酸(VFAs)制成產品，提供了垃圾資源化的一種可靠途徑，濕垃圾過程治理“不加藥、不加熱”運營成本顯著降低，提高了治理的經濟性與低碳性。
從環保治理的角度出發，把臭氣、廢水、廢渣三類環保問題通過技術與模式的創新，以低碳、生態為基礎，與現有環衛基礎設施(污水廠+焚燒廠)跨專業有機協同為手段，實現“大環保”的生態循環；具有可持續發展以及拓展接納新技術延伸的開放平臺，是未來經濟健康可持續發展的綠色保障。
二、典型應用案例
案例名稱
大鵬新區50噸/日廚余垃圾厭氧制酸低碳利用示范項目
案例簡介
大鵬新區城管局以“城市管家”名義將此項目委托區屬國企大鵬新區壩光開發建設運營管理有限公司，壩光公司通過公開招標確定深圳市盤龍環境技術有限公司為建設、運營單位；盤龍公司依據招標要求利用自有資金、技術設計、建設、運營。項目運營期5年，采取BOO模式開展收、運、處服務，服務區域為大鵬全域。
項目運營管理實行廠長負責制，收運部分由車隊隊長負責；生產部分由車間主管負責；收運與生產協調由調度負責；技術與實驗分析由工程師負責；財務與后勤由公司統一安排；出料、應急處置由廠長負責；收運處理生產及其配套措施由廠長統籌。
大鵬新區廚余垃圾小型化協同處理應用示范項目，位于廣東省深圳市大鵬新區葵涌辦事處壩光澳子嚇，建設用地面積1606m2，總建筑面積742m2，建筑占地面積687.11m2，容積率0.6252，停車位6個。設計處理能力9 t/h，運營規模50 t/d。
采用“餐廚廚余果蔬垃圾精細預處理+定向厭氧制酸(VFAs)”工藝創新技術、有機酸作為生物活性碳源替代污水廠現有化工碳源的集約化協同模式，該項目主要處理設備包括精細預系統、水解酸化系統和除臭系統等。
項目主要建設進程：
2021年4月：正式開工。
2021年6月：完成竣工驗收。
2021年7月：完成環境保護驗收，正式試運行。
2021年8月：正式投入。
達到的標準或性能要求
精細預處理技術主要技術性能指標：
有機物損失率≤3%；
整體出渣率≤15%；
雜質含水率≤65%。
廚余垃圾制備有機酸液替代碳源的主要技術性能指標：
pH值：4.5~6.0；
SS≤100 mg/L；
B/C≥0.7；
C/N≥30；
NH3-N/TN≥0.75；
PO43-/TP≥0.90。
污染物排放指標：
污水：不排放污水(生活污水經化糞池后和生產用水回漿料池利用)；
固渣：因預處理分選與制酸過程不添加藥劑與不加熱，不產生新固渣，僅僅是預處理分選出來的生活垃圾雜質以及不可降解有機物；
臭氣：車間臭氣經除臭系統(水洗+二級生物濾池+酸堿化學洗滌(僅應急)+排氣筒)凈化后排放，優于《惡臭排放標準》(GB 14554-93)二級新建的要求(其中臭氣濃度<1000，體感無臭味)。
業主單位
大鵬新區城市管理和綜合執法局
投運時間
2021年8月正式投入，至今穩定運行中
工藝流程
餐廚/廚余/果蔬垃圾密閉卸料至接料槽，經破袋后定量進入粗破碎機，把包裹的有機可降解垃圾釋放出來再破碎成粒徑<100 mm的物料，不能破碎的大雜質分離后由螺旋輸送外運；能破碎的排入重力分選槽，通過風選和漿洗分離出重雜質、貝殼、玻璃、瓷片、骨渣，避免對后續設備的損壞。
經破碎后的物料在重力分選槽上部通過篩網過濾隔渣自流入漿料暫存槽，由螺旋輸送至制漿機，得到的漿料粒徑≤5mm；制漿過程中的塑料、木質素、纖維素、半纖維素等不易降解的輕物質被分離出來。
通過除油除砂系統去除漿液中的砂石等小、重物質。通過油水分離和油脂提取系統分離浮油(一次除油)進行暫存。
除雜后的漿料在水解、酸化池中停留7—10天，調控相應的運行控制參數，使水解和酸化相對獨立并達到水解和酸化微生物的最佳生長條件，實現完整的水解酸化過程；利用酸對于微生物生物活性的影響，抑制產甲烷微生物生長，使僅有酸化菌維持活性連續產揮發性有機酸(VFAs)，達到定向制備揮發性有機酸的目的。
擠壓去除VFAs中部分粗大浮渣后再采用離心分離油及浮渣，離心出水膜過濾裝置提取VFAs，提取出來的VFAs采用堿液接收再負壓抽濾濃縮制備VFAs替代碳源。
運行情況
項目自2021年7月17日試運行以來，保質保量地穩定運行。廚余垃圾資源化率近90%，截至2022年底，實際處理量1050噸/月，未發生過任何事故。項目嚴格執行城市管理和綜合執法局、生態環境局等相關主管部門的規定，生產數據及視頻在線實時直輸政府監管平臺。不定期接受監督和檢查。項目對污染源依據環評報告及主管部門的要求，在廢氣排放口設置自動監測儀，每季度進行一次環境監測，監測結果均符合環評中要求執行的標準。
根據2023年第二季度的監測數據顯示，有組織廢氣(排氣筒)主要污染物NH3排放速率為0.014 kg/h，排放濃度為0.95 mg/m3、H2S排放速率未檢出、排放濃度為<0.01 mg/m3、臭氣濃度排放濃度為479，廠界無組織廢氣監測結果：上風向NH3排放濃度為0.07 mg/m3、H2S排放濃度<0.001 mg/m3、臭氣濃度排放濃度<10，下風向NH3排放濃度為0.12 mg/m3、H2S排放濃度為0.001 mg/m3、臭氣濃度排放濃度為<10。均符合《惡臭污染物排放標準》(GB 14554-93)排放標準限值。
根據2023年第四季度的監測數據顯示，有組織廢氣(排氣筒)主要污染物NH3排放速率為0.065 kg/h，排放濃度為4.65 mg/m3、H2S排放速率為1.4×10?? kg/h，排放濃度<0.01 mg/m3、臭氣濃度排放濃度為549，廠界無組織廢氣監測結果：上風向NH3排放濃度為0.030 mg/m3、H2S排放濃度<0.001 mg/m3、臭氣濃度排放濃度<10，下風向NH3排放濃度為0.075 mg/m3、H2S排放濃度為<0.001 mg/m3、臭氣濃度排放濃度<10。均符合《惡臭污染物排放標準》(GB 14554-93)排放標準限值。
技術應用產生的碳減排效果
本項目全處置過程無加熱設施(傳統工藝為加熱除油，本工藝利用微生物降低粘度油水分層無需加熱)，不消耗任何化石能源與新能源；利用高差減少物料提升輸送，電耗僅為 25-30 kW·h/t原生垃圾，主生產全鏈條不消耗化學藥劑(應急化學除臭需備用)；有機酸產品(產品固碳)占原生垃圾量的88%，作為活性生物碳源供市政污水廠替代補充碳源；分選出來的生活垃圾雜質占原生垃圾量的10%，降低含水率提高熱值給垃圾發電廠發電；油脂占原生垃圾量的2%，全量提取回收可以資源化利用；減量與資源回收率達到90%。本技術不產生沼氣，有機質轉化率高，不存在沼液和沼渣的處理問題，處理流程短，耗電、耗水量低，具有明顯的節能減碳效益。
原標題：環保新質生產力 | 餐廚/廚余/果蔬垃圾精細預處理+定向厭氧制酸技術
