本刊記者 肖獻法 文/圖
Beijing Environmental Sanitation Group as a unit of environmental sanitation and sanitation equipment manufacturing enterprises, has been in the sanitation operation mode innovation and garbage treatment technology innovation, sanitation equipment innovation, enterprise operation mechanism innovation, leading the domestic trend, become the domestic sanitation industry sample unit. The day before, the group held the 2017 annual conference of scientific and technological achievements, showing a series of new results.
北京環(huán)衛(wèi)集團作為環(huán)衛(wèi)作業(yè)單位和環(huán)衛(wèi)裝備制造企業(yè),一直在環(huán)衛(wèi)作業(yè)模式創(chuàng)新、垃圾處理工藝創(chuàng)新、環(huán)衛(wèi)裝備創(chuàng)新、企業(yè)運營機制創(chuàng)新等方面引領(lǐng)著國內(nèi)潮流,成為國內(nèi)環(huán)衛(wèi)行業(yè)的樣板單位。針對近年國內(nèi)廣泛存在的城市垃圾分類、城市背街小巷與農(nóng)村環(huán)境衛(wèi)生治理難題,以及持續(xù)增長的存量垃圾占用大量土地資源等問題,北京環(huán)衛(wèi)集團進行了積極創(chuàng)新與探索,已取得了大量的階段性成果。
2017年12月20日,北京環(huán)衛(wèi)集團)與中國葛洲壩集團在京舉行合作簽約儀式,決定共同打造首都全口徑固廢處置利用平臺。
2017年12月21日,北京環(huán)衛(wèi)集團舉行2017年度科技成果發(fā)布會,集團副總經(jīng)理、新聞發(fā)言人羅偉在主旨發(fā)言中,介紹了集團為提升城鄉(xiāng)環(huán)境治理水平最新推出的3大治理方案,以及為建設(shè)一流環(huán)衛(wèi)設(shè)施、推行一流運行管理而形成的新的7大環(huán)衛(wèi)科技成果(“黑科技”)。之后,集團旗下城礦資源公司總經(jīng)理沈鳳武、京環(huán)科技公司總經(jīng)理張晨光、京環(huán)裝備副總經(jīng)理薛振東,分別具體介紹了可以去除廚余/餐廚垃圾堆肥過程“臭氣”并消除“垃圾湯”的超高溫發(fā)酵工藝,能夠?qū)ι?廚余垃圾進行組織破壞與分離的高壓擠壓分離技術(shù),針對城市背街小巷的一系列新型智能化/小型化清潔設(shè)備(另文介紹)。會議期間,展示了適用于“城市背街小巷”的6款新型智能化/小型化清潔設(shè)備,其中大都是純電動驅(qū)動。新的治理方案和科技成果的推出對環(huán)衛(wèi)設(shè)備提出了新的要求。
北京環(huán)衛(wèi)集團2017年度科技成果發(fā)布會現(xiàn)場
北京環(huán)衛(wèi)集團副總經(jīng)理、新聞發(fā)言人羅偉作主旨發(fā)言
羅偉介紹,2016年12月21日習(xí)近平總書記在中央財經(jīng)領(lǐng)導(dǎo)小組第十四次會議上作出“普遍推行垃圾分類制度”的重要指示后,北京環(huán)衛(wèi)集團認(rèn)真貫徹落實垃圾治理體系“4個分類”的要求,在城市垃圾分類投放、分類收集、分類運輸、分類處理方面,以及城市背街小巷作業(yè)規(guī)范和農(nóng)村環(huán)境衛(wèi)生治理方面加強研究和創(chuàng)新力度,按照精細(xì)化管理要求,出臺了城市垃圾分類體系構(gòu)建方案、農(nóng)村環(huán)境衛(wèi)生治理總體解決方案、城市背街小巷作業(yè)規(guī)范3大方案,為提升城鄉(xiāng)環(huán)境治理水平貢獻“京環(huán)智慧”。
據(jù)介紹,“垃圾分類”是分類投放、分類收集、分類運輸、分類處理這4個環(huán)節(jié)相互銜接、貫穿聯(lián)通的過程;分類投放的難題是社會動員和綜合治理的過程;分類收集的難題是如何布設(shè)科學(xué)醒目、類別合理的收集設(shè)備;分類運輸?shù)碾y題是收運車輛與收運容器的匹配以及在密閉清潔站(垃圾樓)環(huán)節(jié)的對接問題;分類處理的難題是如何構(gòu)建全口徑固廢處理體系的問題。
北京環(huán)衛(wèi)集團根據(jù)垃圾分類工作的實際情況,推出了源頭垃圾智慧分類系統(tǒng)解決方案,在實踐中不斷推進,已經(jīng)覆蓋近1 000個小區(qū)、100余個單位,形成了覆蓋近50萬人口的運營體系,創(chuàng)造性地推動了按戶計費的分類補貼政策,垃圾分類互聯(lián)網(wǎng)平臺“e資源”已成為行業(yè)領(lǐng)先的垃圾分類平臺。
目前業(yè)內(nèi)垃圾分類模式五花八門,存在著系統(tǒng)性不強、無標(biāo)無規(guī)問題。北京環(huán)衛(wèi)集團經(jīng)過多年的實踐經(jīng)驗,推出了《北京環(huán)衛(wèi)集團垃圾分類標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范》,希望以企標(biāo)推動國家標(biāo)準(zhǔn)體系建立。《京標(biāo)》根據(jù)生活垃圾投放責(zé)任主體和產(chǎn)生源劃分為包括居民區(qū)、工程施工現(xiàn)場、城市景區(qū)等在內(nèi)的5大類區(qū)域18類產(chǎn)生源,創(chuàng)新性地提出了“3+4”和“8+X”全口徑城市生活垃圾分類體系標(biāo)準(zhǔn),引導(dǎo)分類投放責(zé)任主體按要求將不同種類固體廢棄物分類投放進入指定容器或存儲區(qū)域。
(1)對居住區(qū)所產(chǎn)生的生活垃圾按照“3+4”原則進行精細(xì)化管理。一方面推廣“可回收物暫存袋+廚余垃圾桶+其他垃圾桶”這種“兩桶一袋”式家庭分類投放方法,另一方面完善“可回收物+廚余垃圾+其他垃圾+大件垃圾暫存站+裝修垃圾暫存站”的“三桶兩站”式社區(qū)分類收集設(shè)施配置,加快推進城市環(huán)衛(wèi)系統(tǒng)與再生資源回收利用體系的有效銜接與融合。
(2)對非居住區(qū)所產(chǎn)生的生活垃圾按照“8+X”原則進行統(tǒng)籌管理。對餐廚垃圾、餐飲廢油、建筑垃圾、園林垃圾、掃街土、市政污泥、城鎮(zhèn)糞便、醫(yī)療廢物等8類垃圾實現(xiàn)分類收運和處理,并根據(jù)區(qū)域特色設(shè)置X類別。通過對垃圾產(chǎn)生區(qū)域、物料特性、產(chǎn)生頻率、收運和處理需求等要素的數(shù)據(jù)分析,有針對性地定制收運方案。分類運輸方式由傳統(tǒng)的通過密閉清潔站(垃圾樓)中轉(zhuǎn),改為新型“桶對車”直運、轉(zhuǎn)運和直運相結(jié)合。《京標(biāo)》既符合國家垃圾分類的要求,又具有廣泛的靈活性,適合在全國各類城市推廣。
據(jù)介紹,當(dāng)前農(nóng)村垃圾收運處理體系不健全,收集和運輸過程中的問題頻出,垃圾分類體系尚處理于起步階段?!按迨占⑧l(xiāng)鎮(zhèn)運輸和區(qū)縣處理”的模式,導(dǎo)致了農(nóng)村垃圾治理經(jīng)費投入不足,嚴(yán)重制約了農(nóng)村垃圾分類的發(fā)展。
近幾年,北京環(huán)衛(wèi)集團在遼寧盤錦、河北固安、河南清豐等地區(qū)大力推進城鄉(xiāng)環(huán)衛(wèi)一體化服務(wù),在農(nóng)村環(huán)境衛(wèi)生治理方面積累了豐富經(jīng)驗。其中,在遼寧盤錦市推進的城鄉(xiāng)環(huán)衛(wèi)一體化服務(wù)成果,榮獲了中國人居環(huán)境范例獎。
會議期間展示了6款新型智能化小型化清潔設(shè)備,都是純電動驅(qū)動
北京環(huán)衛(wèi)集團提出的農(nóng)村環(huán)境衛(wèi)生治理總體解決方案的核心是構(gòu)建全區(qū)域、全口徑分類收運處理體系,推行以縣域(區(qū)域)為單元的環(huán)衛(wèi)一體化模式,全區(qū)域、全口徑固廢齊收共管;農(nóng)村垃圾分類收運處理體系總體思路為構(gòu)建“三分、四分法相結(jié)合”的分類投放體系,構(gòu)建以“農(nóng)村環(huán)境服務(wù)綜合體”為核心的分類收運體系,構(gòu)建以就地消納為主要特點的分類處理體系。由此,全面解決農(nóng)村環(huán)境痼疾頑癥,適合在全國縣、市推廣。
“三分法”是指居民將生活區(qū)垃圾按可回收物、有害垃圾和其他垃圾3類投放,在“農(nóng)村環(huán)境服務(wù)綜合體”通過機械手段將其他垃圾二次篩分為其他和易腐2類?!八姆址ā笔侵冈谠搭^由居民將生活區(qū)垃圾分為可回收物、有害垃圾、易腐垃圾和其他垃圾4類。
“農(nóng)村環(huán)境服務(wù)綜合體”具備篩分、打包、易腐垃圾堆肥、有害垃圾安全暫存、環(huán)衛(wèi)車輛充電、環(huán)衛(wèi)工人休息等多種功能,是一種多維服務(wù)、資源共享的綜合環(huán)境服務(wù)中心。
生活垃圾中的易腐垃圾直接就地堆肥處理;可回收物進入下游回收企業(yè);有害垃圾集中至城市有害垃圾處理設(shè)施妥善處理;其他垃圾經(jīng)壓縮后運往城市處理處置設(shè)施。除生活垃圾以外,對秸稈、畜禽糞便、農(nóng)用地膜以及特色旅游村產(chǎn)生的餐廚垃圾等其他固廢實現(xiàn)齊收共管。
針對背街小巷“窄、亂、散”的特點,結(jié)合北京四季特點,北京環(huán)衛(wèi)集團經(jīng)過1年多的嘗試和探索,形成了分區(qū)域、分季節(jié)人機組合作業(yè)的工藝模式,全面提升清掃保潔作業(yè)裝備水平,小型純電動環(huán)衛(wèi)作業(yè)車輛占比超過50%。
廚余垃圾高壓擠壓分離設(shè)備
(1)分類型作業(yè)。依據(jù)背街小巷所處區(qū)域的不同特點,將其分為4類,包括居住型背街小巷、景觀型背街小巷、商業(yè)型背街小巷、辦公型背街小巷。改變以掃把為主要作業(yè)工具的純?nèi)斯鹘y(tǒng)作業(yè)方式,升級為“人工+小微機械”的組合作業(yè)方式,使用沖刷、洗掃、灑水等小微機械作業(yè)設(shè)備深入背街小巷以全面提升機械化作業(yè)率,并輔以人工作業(yè)清理衛(wèi)生死角,實現(xiàn)現(xiàn)代環(huán)衛(wèi)作業(yè)全覆蓋。
(2)分季節(jié)作業(yè)。依據(jù)春季飄絮、夏季多雨、秋季落葉、冬季冰雪的季節(jié)特點,在不同季節(jié),背街小巷環(huán)衛(wèi)作業(yè)除日常標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)模式外,適時進行季節(jié)性調(diào)整,啟動特殊季節(jié)的專項作業(yè)模式。借助春季柳絮吸掃專用設(shè)備、夏季排水清污專用設(shè)備、秋季落葉掃收專用設(shè)備、冬季除雪鏟冰專用設(shè)備,制定分季專項作業(yè)方案,確保背街小巷文明整潔。
據(jù)介紹,北京環(huán)衛(wèi)集團按照打造國際一流環(huán)境綜合服務(wù)商的目標(biāo),積極貫徹落實創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略,構(gòu)建行業(yè)一流的人才隊伍,建設(shè)一流的環(huán)衛(wèi)設(shè)施,推行一流的運行管理,形成了一系列最新環(huán)衛(wèi)科技成果。
(1)廚余垃圾高壓擠壓分離設(shè)備。我國生活垃圾中,廚余垃圾含量高;居民分類投放生活垃圾時,很難將廚余垃圾與其他垃圾分離,因此造成廚余垃圾含有大量雜質(zhì),這是困擾廚余垃圾處理的最大難題。
超高溫發(fā)酵工藝
北京環(huán)衛(wèi)集團通過5年的持續(xù)研發(fā),創(chuàng)造性地提出高壓擠壓分離、濕組分干式厭氧發(fā)酵、干組分熱處理的技術(shù)路線,并研發(fā)出了適應(yīng)能力強、分離效率高、生物質(zhì)組分損失小的高壓擠壓分離機,能夠?qū)ι罾N余垃圾進行組織破壞與分離。
通過高壓擠壓方式,垃圾分為濕組分和干組分2部分。濕組份以生物質(zhì)為主,含雜率小于5%,且直接被漿化,可高效轉(zhuǎn)化為沼氣和有機肥;干組分主要為廚余垃圾中的塑料、木竹、織物等雜質(zhì),含水率小于40%,可用于焚燒發(fā)電。該設(shè)備適用于品質(zhì)較差的餐廚/廚余垃圾的預(yù)處理。
(2)餐廚垃圾除雜機。一直以來,困擾我國餐廚垃圾處理發(fā)展的原因是其中的雜質(zhì)及油脂含量高,而且我國餐廚垃圾生物質(zhì)組分與其他組分分離難度大,分離出的生物質(zhì)組分不易除雜、不易漿化。
北京環(huán)衛(wèi)集團通過2年的持續(xù)研發(fā),創(chuàng)造性地提出破碎分選、除砂去雜、油脂提純、厭氧消化及生物蛋白化的工藝路線;研發(fā)出了適應(yīng)能力強、分選效率高、生物質(zhì)組分損失小、運行能耗低的餐廚垃圾除雜機,能夠?qū)⒉蛷N垃圾中的碎玻璃、碎瓷片、小貝殼、瓶蓋、不銹鋼等雜質(zhì)有效分離,并將餐廚垃圾中的生物質(zhì)組分破碎為漿狀物(≤2 mm)。該機可使餐廚垃圾除雜率超過96%,經(jīng)預(yù)處理后的漿料,可發(fā)酵變成沼氣和有機肥。除雜機最大處理能力200 t/d。該設(shè)備適用于分類收集的餐廚垃圾的預(yù)處理。
目前,廚余垃圾和餐廚垃圾絕大部分都是進行生化堆肥處理,堆肥過程中容易產(chǎn)生臭氣,同時會產(chǎn)生滲瀝液,俗稱“垃圾湯”,處理難度較大。
北京環(huán)衛(wèi)集團已研發(fā)超高溫好氧發(fā)酵工藝,可以去除臭氣并消除“垃圾湯”。該發(fā)酵工藝是一項利用“功能性微生物”對有機固體廢棄物進行超高溫好氧發(fā)酵的技術(shù)?!霸摴δ苄晕⑸铩笔且环N新的超嗜熱性微生物,發(fā)酵溫度最高可達(dá)120 ℃,可以快速蒸發(fā)水分并消除異味。該工藝不但可以處理餐廚、廚余垃圾,還可以處理污泥、畜禽類糞便等有機廢棄物。經(jīng)過超高溫環(huán)境下的充分腐熟、降解,發(fā)酵成品既可作為有機肥,也可作為原菌重復(fù)利用。
超高溫發(fā)酵工藝具有減量化明顯、資源化充分、全程無臭味、無滲瀝液產(chǎn)生等特點。
多年來,我國垃圾終端處理方式以填埋為主。近年來,很多城市的垃圾產(chǎn)量不斷增長,多數(shù)填埋場庫容告急;傳統(tǒng)的生活垃圾衛(wèi)生填埋占用大量土地資源,還存在降解過程緩慢、穩(wěn)定化時間長、氣體收集利用效率低等缺點。在傳統(tǒng)的填埋工藝條件下,垃圾要達(dá)到穩(wěn)定化狀態(tài)需要30~50年,土地利用率極低。
北京環(huán)衛(wèi)集團基于可持續(xù)發(fā)展理念,創(chuàng)造性地研發(fā)了可持續(xù)填埋工藝,首先依靠生物反應(yīng)器加速穩(wěn)定化這一核心技術(shù),加速垃圾堆體的穩(wěn)定化進程,使其穩(wěn)定周期縮短至2年內(nèi)。之后對穩(wěn)定化后的垃圾進行篩分,再將分選后的組分制成營養(yǎng)土、路基材料等產(chǎn)品。
篩分后騰出的填埋區(qū),可重新填入新垃圾,最大限度地延長填埋場的使用年限。該工藝具有降解快、穩(wěn)定快、產(chǎn)沼氣快、收集利用率高等特點,通過填埋技術(shù)實現(xiàn)對生活垃圾的綜 合利用,充分利用了填埋處理特有的低投資、低成本、易管理的優(yōu)勢。
通過該工藝,可使填埋場庫容恢復(fù)最高可達(dá)2/3左右,節(jié)約了大量土地資源,適合于垃圾填埋場庫容緊張的城市與地區(qū)。這一工藝曾獲得教育部科學(xué)技術(shù)進步獎二等獎。
沼氣提純技術(shù)的主要目的是使沼氣中的甲烷與CO2進行分離,使沼氣成為甲烷含量高、品質(zhì)符合國家天然氣標(biāo)準(zhǔn)的高品質(zhì)燃?xì)?。傳統(tǒng)的沼氣提純工藝分為胺洗工藝、水洗工藝和變壓吸附工藝,這3種工藝雖然都可以實現(xiàn)甲烷與CO2分離,但工藝設(shè)備規(guī)模較大、難以實現(xiàn)可移動化,而且均存在各自的技術(shù)“瓶頸”。
為解決傳統(tǒng)沼氣提純工藝中的難題,北京環(huán)衛(wèi)集團經(jīng)過持續(xù)2年的研發(fā),開發(fā)出可移動沼氣膜分離提純設(shè)備,采用6級過濾,可有效去除沼氣中有害微量成分,實現(xiàn)了沼氣的高效資源化利用。該設(shè)備占地面積小,實現(xiàn)了可移動化,滿足了不同情況下的使用需求,同時具有“三高三低”的6大優(yōu)點:高性能、高集成、高智能、低成本、低排放-、低能耗。該工藝適合用沼氣和填埋氣生產(chǎn)各種燃?xì)狻?/p>
常規(guī)填埋氣的利用方式包括發(fā)電以及凈化后制作CNG;但由于填埋場產(chǎn)氣量較小,建設(shè)發(fā)電上網(wǎng)系統(tǒng),經(jīng)濟上難以平衡。而制作CNG需要超高壓制備條件與設(shè)備,制作LNG需要超低溫制備條件與設(shè)備,這2種方式均存在一定安全風(fēng)險。
北京環(huán)衛(wèi)集團以促進多相反應(yīng)體系的熱質(zhì)傳遞為核心,進行科學(xué)創(chuàng)新,獨創(chuàng)性地提出可燃冰制備工藝:在反應(yīng)結(jié)晶器中創(chuàng)造利于可燃冰生成的冷阱條件和內(nèi)生力場,填埋氣(甲烷)與水可形成一定氣含量和不同結(jié)構(gòu)的可燃冰。填埋氣制可燃冰,有效解決了填埋氣的貯存和運輸難題,提高填埋氣的利用率,可適用于各類填埋氣及厭氧產(chǎn)沼氣設(shè)施。
垃圾滲瀝液是垃圾在轉(zhuǎn)運、堆放、填埋和處理等過程中滲瀝產(chǎn)生的高濃度、難降解的有機廢水,含有多種有毒有害成分。
北京環(huán)衛(wèi)集團擁有行業(yè)領(lǐng)先的垃圾滲瀝液處理技術(shù),采用預(yù)處理+生化+膜工藝+蒸發(fā)及腐殖酸提取等多技術(shù)耦合處理工藝,通過生物、化學(xué)、物理、光合作用等方法,層層篩除、凈化,將垃圾堆體產(chǎn)生的高濃度、難降解、黑臭的“垃圾湯”,最終處理為無色無味可利用的中水,可用于降塵及綠化等。
可移動滲瀝液處理裝置(半掛車結(jié)構(gòu))
與此同時,垃圾填埋場滲瀝液產(chǎn)生量與不同地區(qū)、季節(jié)的氣候密切相關(guān),雨季產(chǎn)生量明顯大于旱季。而滲瀝液固定處理設(shè)施投資高、建設(shè)周期長,為此,北京環(huán)衛(wèi)集團自主研發(fā)出了可移動滲瀝液處理裝備,處理能力100/200/300 t/d。該設(shè)備將所有的處理工藝集成于車載式集裝箱內(nèi),移動方便成為其最大亮點,無需人員值守、運行成本低,可用作小型垃圾填埋場滲瀝液處理、雨季增量滲瀝液應(yīng)急處理設(shè)備,也可用來處理工業(yè)廢水等。
等離子氣化技術(shù)是北京環(huán)衛(wèi)集團研發(fā)的新一代焚燒替代技術(shù)。利用等離子氣化技術(shù)可將生活垃圾轉(zhuǎn)化成可燃?xì)怏w,再利用后轉(zhuǎn)化為清潔的電能、熱能,不會產(chǎn)生二噁英等任何污染氣體。
北京環(huán)衛(wèi)集團開發(fā)研發(fā)的生活垃圾等離子氣化工藝,首先將符合要求的固體廢棄物送入特定的爐排式氣化爐產(chǎn)生可燃合成氣;隨后,等離子體將可燃合成氣中的焦油、二噁英等有害成分徹底裂解成為CO、H2、CH4等無害的宜燃?xì)怏w分子;最后,可燃合成氣經(jīng)過除塵、脫酸等深度凈化處理,進入內(nèi)燃機轉(zhuǎn)化為電能。同時,合成氣通過余熱利用系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為一定品質(zhì)的熱水或蒸汽;氣化爐產(chǎn)生的爐渣及飛灰通過等離子熔融爐的無害化處理轉(zhuǎn)變?yōu)椴Aw。
這一工藝是目前國內(nèi)外最具發(fā)展?jié)摿Φ男乱淮行∫?guī)模垃圾處理技術(shù),也是最具潛力的焚燒替代技術(shù)之一。
據(jù)介紹,2016年全國城市生活垃圾年處理量約2億t,近年全國城市生活垃圾以每年10%以上的速度增長。這種形勢下,新的問題越發(fā)凸顯。
目前全國超過90%的生活垃圾通過填埋進行處理,城市生活垃圾堆存量已超過80億t,以填埋為主的處理設(shè)施約為2 000座,其中未來5~10年將有大量填埋場陸續(xù)進入封場階段;持續(xù)增長的存量垃圾占用了大量土地資源,不僅使現(xiàn)有的填埋場不堪重負(fù),而且容易造成嚴(yán)重的環(huán)境污染,治理迫在眉睫。
專家指出,如何改變傳統(tǒng)的垃圾填埋工藝、實現(xiàn)填埋場土地的可持續(xù)利用,如何最大程度地讓可用的垃圾變?yōu)橘Y源,同時讓無用的垃圾回歸土地,成為考驗環(huán)衛(wèi)行業(yè)垃圾處理效果的一個重要指標(biāo)。