为更好推动科技成果转化和产业化应用,落实《关于构建市场导向的绿色技术创新体系的指导意见》,加速绿色低碳技术升级,科技部社发司委托中国环境保护产业协会组织编制了《国家绿色低碳先进技术成果目录》,并于2023年9月11日正式公布。为持续宣传推广《国家绿色低碳先进技术成果目录》成果,引导绿色低碳技术发展,我会将陆续在官微推送目录成果信息,敬请关注。
固废处理处置与资源化领域
01.技术名称
有机固体废物卧式推流干式厌氧发酵技术及装备
02.适用范围
含固率为20%~35%的市政、农业、工业有机固体废物厌氧发酵。
03.技术内容
技术原理
该技术为干式厌氧发酵、卧式一体化、连续式、机械推流搅拌的厌氧发酵技术。在强化机械搅拌、流体仿真结构设计、强化加热装置传热能力等方面实现突破,解决了高含固物料传质传热困难的问题,避免酸积累和氨氮抑制,降低了物料预处理要求。
主要工艺流程:有机固体废物经混料仓暂存、混匀后,送入干式厌氧发酵反应器(DANAS)厌氧发酵20d~30d,大部分可降解有机物被降解或稳定化。发酵沼气净化后,部分引入锅炉燃烧制取热水用于系统加热,大部分进一步精制后外供天然气或发电上网。发酵残渣由柱塞泵送入固液分离系统,分离为沼液及沼渣。其中,沼液经处理后可用于农作物灌溉,沼渣中有机质经进一步稳定后可加工为有机肥,也可经处理后作为营养土基质。
工艺路线如图所示。
主要创新点
(1)处理的原料适应性广,预处理要求低,抗异物能力强,容杂率>10%。
(2)开发了卧式直通式一体化反应器和长轴推流式搅拌器,系统构成简单,可实现标准化、模块化设计和建设。单台反应器处理量>100t/d(按物料含水率80%计),单台反应器容积可达 3100m3,采用35m超长跨距搅拌轴,搅拌功耗比小于8W/m3,物料搅拌充分、混合均匀、流动性提高,仓内无死角,容积利用率大于 95%。
04.污染治理或环境修复效果
以肥城市畜禽污染治理与综合利用项目为例,运行后每日产沼气10000m3(其中生物天然气5000m3),沼液80m3,有机肥20t,无二次污染。生产的天然气符合《天然气》(GB17820-2018)要求,有机肥符合《有机肥料》(NY 525-2021)要求。
05.技术示范情况
该技术已应用于农业和市政等多个行业,处理的物料包括秸秆、畜禽粪便和市政污泥等,累计年处理规模达42万t。目前已成功应用于肥城市畜禽污染治理与综合利用项目、睢县生物有机质处置中心项目、宜兴概念厂生物有机质项目和灌云县畜禽粪污资源化处理与利用PPP项目中。以肥城项目为例,处理规模为150t/d,以畜禽养殖粪便、果蔬垃圾、秸秆等为原料,通过厌氧发酵产生沼气、沼液、有机肥等;每年可处理畜禽粪便等有机固体废物7万t,可削减COD排放1.7万t、总氮排放500t、总磷排放200t、二氧化碳排放6900t,减少煤炭和化肥使用量分别为2500t和 1100t,肥城市粪污综合利用率由93%提高至96%,实现了养殖粪污“减量化、无害化、资源化”。
06.投资估算
按处理规模100t/d(按物料含水率80%计)估算,设备总投资1500万元。
07.投资回收期
按处理规模100t/d(按物料含水率80%计)估算,投资回收期为6.8年。
08. 技术成果转化推广前景
该技术可进一步提升有机固体废物资源化处理效果,处理成本低,对有机固体废物处理产业发展具有良好的示范作用。我国有机固体废物处理正处于快速发展阶段,该技术具有良好的推广应用前景。