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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(fā)展和人類生活水平的提高，固體廢棄物的產(chǎn)生量逐年增加，“垃圾包圍城市”已經(jīng)是現(xiàn)實的真實概述，大量固體廢棄物的產(chǎn)生與堆置已經(jīng)對人類生存環(huán)境形成了嚴重的環(huán)境威脅。有機固體廢棄物厭氧發(fā)酵技術(shù)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(zhuǎn)化，獲得沼氣，用于供熱、共電等，同時產(chǎn)生的廢液廢渣可制備有機肥料，應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，即有機固體廢棄物的厭氧發(fā)酵——熱電肥聯(lián)產(chǎn)工藝。本文以徐州市為例，分析徐州市固體廢棄物處理現(xiàn)狀、沼氣工程發(fā)展現(xiàn)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(fā)酵技術(shù)的發(fā)展策略。

2 有機固體廢棄物厭氧發(fā)酵技術(shù)

有機固體廢棄物指包括農(nóng)業(yè)有機固體廢物(主要包括農(nóng)作物秸稈藤蔓、畜禽糞便和水產(chǎn)廢棄物等)、工業(yè)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(tài)有機類物質(zhì)[1-3]。有機固體廢棄物的混合厭氧發(fā)酵技術(shù)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(fā)酵罐中通過調(diào)節(jié)降解周期進行混合厭氧發(fā)酵，以獲得沼氣[2-5]，所得沼氣用于發(fā)電供熱，沼液沼渣用于制備有機肥料，促進“混合厭氧發(fā)酵-熱電肥”聯(lián)用產(chǎn)業(yè)模式(如圖1所示)的形成，對調(diào)整能源結(jié)構(gòu)及其可持續(xù)發(fā)展有著重要的意義，是治理生態(tài)環(huán)境的重要途徑之一。

圖1 有機固體廢棄物(以農(nóng)作物秸稈畜禽糞污為例)熱電肥聯(lián)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(chǎn)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(chǎn)氣率得到提高，還可以擴大厭氧發(fā)酵的使用范圍和自由度，減少設(shè)備投入[1-8]。但通過對目前的研究文獻分析，不難發(fā)現(xiàn)有機固體廢棄物厭氧發(fā)酵技術(shù)大多存在發(fā)酵原料單一、發(fā)酵設(shè)備利用率低、發(fā)酵速度慢、發(fā)酵沼氣含量低等問題；由于發(fā)酵原料組成區(qū)域性較強，技術(shù)移植后需要對工藝參數(shù)及工藝設(shè)備的區(qū)域適用性較弱[5-8]。

3 徐州市有機固體廢棄物處理現(xiàn)狀

3.1 徐州市有機固體廢棄物主要處理方式

徐州市環(huán)境保護局對徐州市歷年固體廢棄物產(chǎn)生量和處置量進行了詳細的統(tǒng)計與公示，如2017年，徐州市全市一般工業(yè)固體廢物產(chǎn)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(qū)、賈汪區(qū)、銅山區(qū))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(wèi)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(jīng)基本完成了固體廢棄物無害化處理，取得顯著的環(huán)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(huán)境管理工作仍以持續(xù)推進“減存量、控風險”為重點工作任務(wù)，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(tǒng)計內(nèi)容十分籠統(tǒng)，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(nóng)業(yè)固體廢棄物產(chǎn)生量并未進行統(tǒng)計公示。可能原因是生活垃圾、農(nóng)林廢棄物來源較為復(fù)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(nóng)業(yè)廢棄物則未進行集中的收集處理，產(chǎn)生量難以統(tǒng)計。

3.2 徐州市有機固體廢棄物厭氧發(fā)酵項目

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

2015年徐州市環(huán)能生態(tài)技術(shù)有限公司推廣申報了“賈汪區(qū)集供式秸稈太陽能沼氣循環(huán)工程項目”，并于2016年4月開工建設(shè)，建成后，可日處理秸稈21t、糞便40t。日產(chǎn)沼氣4600m3，年產(chǎn)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(yù)算決議，廢棄物處置主要采用厭氧消化處理技術(shù)。徐州市大彭垃圾處理廠(餐廚)項目一期、二期工程已完成設(shè)備招標并投入建設(shè)，該工藝已能基本實現(xiàn)“厭氧發(fā)酵-熱電肥聯(lián)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(fā)酵技術(shù)的推廣提供實際經(jīng)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(fā)酵技術(shù)發(fā)展問題

通過實地走訪、問卷調(diào)查發(fā)現(xiàn)，徐州市有機固體廢棄物混合厭氧發(fā)酵技術(shù)的發(fā)展與推廣應(yīng)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(guī)劃不明確；有機固體廢棄物資源化利用相關(guān)政策、法律及監(jiān)管措施不完備；城鎮(zhèn)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(xié)調(diào)機制不完善，垃圾分類配套設(shè)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(xiāng)村農(nóng)業(yè)生產(chǎn)集中程度和集約化程度較低，沼氣工程發(fā)展技術(shù)培訓與指導嚴重不足或嚴重缺失；技術(shù)研發(fā)投入較低，新技術(shù)、新工藝開發(fā)不足。

4 徐州市有機固體廢棄物混合厭氧發(fā)酵技術(shù)發(fā)展建議

根據(jù)徐州市有機固體廢棄物厭氧發(fā)酵技術(shù)發(fā)展和推廣的內(nèi)外因素，利用SWOT模型對徐州市發(fā)展有機固體廢棄物混合厭氧發(fā)酵的機遇、風險、優(yōu)勢和劣勢進行分析，如表1所示。依據(jù)表1分別從政府行為、設(shè)施建設(shè)、技術(shù)開發(fā)、產(chǎn)品市場、法律法規(guī)等方面提出了徐州市發(fā)展和推廣有機固體廢棄物混合厭氧發(fā)酵技術(shù)的建議。

表1 徐州市有機固體廢棄物混合厭氧發(fā)酵技術(shù)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(fā)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(guān)部門工作重點轉(zhuǎn)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(wǎng)絡(luò)、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(fā)展路線，明確各部門間的分工與協(xié)作，使相關(guān)工作清晰化、明朗化，工作開展有據(jù)可循，便于工作的順利開展；對規(guī)劃實施情況進行動態(tài)監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)規(guī)劃實施存在的問題，開展規(guī)劃實施中期評估和末期評估。

4.2 集約化農(nóng)林畜業(yè)生產(chǎn)，合理加快城鎮(zhèn)化步伐

加快高標準農(nóng)田項目及農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)項目進程，制定規(guī)?；r(nóng)場廢棄物集中處理方案；建立規(guī)模化養(yǎng)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(yǎng)殖廢棄物處理和資源化的激勵機制。合理加快城鎮(zhèn)化步伐，配套生活垃圾分類配套設(shè)施，人性化設(shè)置有機固體廢棄物如餐余垃圾等的收集設(shè)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(nóng)村沼氣優(yōu)惠政策，積極拓展下游產(chǎn)品市場

完善沼氣沼肥等終端產(chǎn)品補貼政策，對生產(chǎn)沼氣和提純生物天然氣用于城鄉(xiāng)居民生活的可參照沼氣發(fā)電上網(wǎng)補貼方式予以支持；在實施綠色生態(tài)導向的農(nóng)業(yè)政策中，支持農(nóng)村居民、新型農(nóng)村經(jīng)營主體等使用農(nóng)業(yè)廢棄物資源化生產(chǎn)的有機肥。穩(wěn)定沼氣電力供應(yīng)狀態(tài)，與現(xiàn)有電力網(wǎng)絡(luò)有機結(jié)合，增加對下游產(chǎn)品安全性檢查，提高社會對下游產(chǎn)品的接受度。

4.4 加大技術(shù)研發(fā)投入力度，加強國際合作與交流

加大對技術(shù)的資金和人力投入，完善并突破現(xiàn)在的技術(shù)瓶頸，提高甲烷產(chǎn)氣量，增強下游產(chǎn)品利用的多元化和高效益化；發(fā)揮產(chǎn)學研互動作用，加大技術(shù)研發(fā)力度，針對產(chǎn)業(yè)模式形成自主知識產(chǎn)權(quán)；在互惠互利的基礎(chǔ)上，加強同發(fā)達國家企業(yè)的合作，學習和借鑒他們的先進技術(shù)和管理經(jīng)驗，有目的有選擇地引進消化吸收國外先進技術(shù)、工藝及關(guān)鍵設(shè)備，因地制宜，加快產(chǎn)業(yè)技術(shù)開發(fā)步伐，提升產(chǎn)業(yè)技術(shù)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(chǔ)數(shù)據(jù)采集，如產(chǎn)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(fā)酵技術(shù)的開發(fā)提供基礎(chǔ)；因地制宜，為成功經(jīng)驗與成功技術(shù)的引進提供參考。

4.6 建立健全法律法規(guī)，強化行業(yè)項目監(jiān)管

針對“有機固體廢棄物厭氧發(fā)酵-熱電肥技術(shù)”應(yīng)用上下游系統(tǒng)建立相應(yīng)的法律、法規(guī)及若干指導意見，以加強對產(chǎn)業(yè)模式退關(guān)建設(shè)到運營全過程的監(jiān)管力度，加強沼氣工程質(zhì)量安全檢查，規(guī)范市場行為；建立健全項目環(huán)境監(jiān)管體系，嚴格執(zhí)行污染物排放監(jiān)測監(jiān)督等。