來源 | 環(huán)衛(wèi)科技網

作者 | 環(huán)保民工

近年來，垃圾分類受到越來越多重視，全國各地針對垃圾分類及處理的項目逐漸增多，各路資本競相逐鹿這片環(huán)保“藍海”。

縱觀餐廚垃圾處理技術，目前主要有好氧制肥、厭氧制氣，此外還有蚯蚓、蠅蛆、黑水虻養(yǎng)殖等生物轉化。

在2020年北京農展館的環(huán)衛(wèi)展覽中，據說超過30%的展位均是好氧發(fā)酵的設備，發(fā)酵時間沒有超過24小時，甚至4個小時，這不禁令很多科研和技術人員懷疑自己的一生所學和人生觀。

除好氧發(fā)酵技術路線外，還有一種新技術叫“生物化水”，號稱可以將有機濕垃圾直接轉化為水，降解率超95%，也顛覆了傳統(tǒng)教科書和學術界的認知。

下面，我們來拆解下，這種所謂的“生物化水技術”，究竟是餐廚垃圾處理行業(yè)的“黑科技”，還是一場“騙局”？

關于“化水技術”降解過程及3大疑問

“化水技術”降解過程大致分為三步：

◎ 導入：經過分揀的濕垃圾導入處理機中，與Super-Star菌 （注：筆者自編名稱 ）充分混合；

◎ 轉換：微生物開始“吃”垃圾，將大分子分解為小分子。根據相關宣傳，是采用“一種仿生胃部消化功能生物技術，通過將微生物棲息量最大化的高硬度載體，以及研究篩選的特異復合菌株，實現24小時內生態(tài)化減量率大于95%”；

◎ 化水：設備排出的水可回到設備繼續(xù)使用，可作達標排放或根據作物需求定向配置成有機營養(yǎng)液輸出到植物工廠或農田。

據稱，該技術的核心在于其“獨家研發(fā)的微生物菌種”：“能有效于24小時內把餐廚垃圾分解，減量率>95%，分解的副產物以環(huán)保水質排出”。

筆者百度搜索了一下“24小時化水”，搜索結果顯示還是有一些案例的。

▲ 圖1：24小時化水技術截圖（檢索時間：2020年9月）

筆者從事環(huán)保行業(yè)數十載，仔細研讀相關公司的網站介紹和相關案例后，仍有3點疑問，究竟如何做到24小時“化水”？

疑問1： “化水技術”初始固含（或SS）是多少？需要加水稀釋么？需要加多少？

加水稀釋是很多技術與工藝路線回避的話題。“化水”技術也不例外，所有介紹都沒有提到加水稀釋的問題，而這是該技術能否實現的關鍵之一。

根據參考文獻 [1] 調研，餐廚垃圾預處理后得到的擠壓液一般固含可達到8-10%甚至更高。參考文獻 [2] 一文對某餐廚處理廠1年的跟蹤數據，經預處理、三相分離，加水稀釋后進入CSTR塔 （全混合厭氧反應器） 的污水，含固率可達8% （參見圖2與表1） 。

▲ 圖2：典型餐廚垃圾厭氧消化工藝流程（來源：文獻2）

目前，典型餐廚垃圾厭氧處理的預處理過程，通過除雜、除砂、蒸煮、提油、制漿之后，進入CSTR厭氧發(fā)酵反應器的所謂“漿液”含固率可達7-8%，這還是在經過分離一部分固含之后。

而“化水技術”，從其工藝描述來看，并沒有進入“化水”階段前的預處理過程。

如果有，那么預處理分離出的物料量和含水率是多少呢？如果沒有，那么“化水”技術的初始固含 （或SS） 是多少呢，是否需要加水或是會用水稀釋？加多少水？

▲ 表1：厭氧工藝運行參數（來源：文獻2）

疑問2：“化水技術”降解前后，究竟是將大分子降解成了什么？污染指標分別是多少？（這也是所有疑問的核心，所以花大篇幅說道說道。 ）

所謂“化水”技術，是用一種微生物（或者是什么酶解技術也罷）24小時直接將餐廚廢水轉化為了“環(huán)保水質”。那么，處理噸垃圾“化水”的水量是多少？“化水”得到的“水”的污染物濃度（COD\BOD\NH3-N\TN等）是多少？出水得到的“環(huán)保水質”的污染物濃度指標和水量又是多少？

目前我國主流的餐廚廢水厭氧技術，經過除雜，除渣，除油等預處理后，進入CSTR反應器的污水，一般COD （化學需氧量） 可達7-13萬，同時，還有高于1000的氨氮總氮，參見文獻 [1] 以及其他一些文獻和參考書。

假設采用厭氧技術處理這種污水，以經典的UASB反應器來說，容積負荷一般可達7-15kgCOD/（m³·d）。假設初始COD為100000，預處理（不管怎么處理）能去除50%，剩50000進入厭氧系統(tǒng)，容積負荷取10，去除率取90%，則所需時間為4.5天，得到COD為5000的污水。 （COD5000的話，不能稱之為“環(huán)保水質”吧） 。

那么筆者要問，“化水技術”24小時內將COD從多少降到了多少，才得到“環(huán)保水質”？

再來看看總氮，按初始總氮濃度1000mg/L計，即使采用厭氧氨氧化技術，假設不考慮高濃度下的抑制作用，姑且認為污泥容積負荷達到1.5 （參見表2） ，按去除率90%計，則需要反應時間為24小時。而假設采用傳統(tǒng)的硝化-反硝化技術，按容積負荷0.05計，則總氮去除需要的反應時間為20天。

“化水技術”采用了什么技術、菌種，可以24小時將總氮降低？降低到什么水平得到“環(huán)保水質”？

▲表2：ANAMMOX工藝與傳統(tǒng)硝化和反硝化工藝的比較（來源：文獻3）

根據文獻 [1] 提供的數據，經CSTR塔內28天的水力停留時間，餐廚廢水COD從130000降低至20000 （見表1） 。

文獻 [4] 中的案例，采用“厭氧氨氧化+兩級A/O-MBR”工藝，設計進水水質為COD10000-15000，出水為COD500，其MBR段設計的總水力停留時間為115.8小時 （4.8天） 。文獻 [5] 提供的小試結果，進水均值為COD126000，水力停留時間為6.6天。

可見，目前的主流技術均做不到24小時將餐廚廢水中污染物降解，甚至經過20余天COD依然高達數千甚至上萬，同時還有總氮并未有效去除。

那么“化水技術”處理噸垃圾對應的水量是多少？污染物濃度COD等指標、容積負荷是多少呢？經過24小時的降解后得到水質的污染物濃度值、降解效率各為多少呢？

疑問3：不產生污泥么？

根據微生物代謝原理，分為微生物的同化作用和異化作用。通俗來說，就是微生物吃了污染物，轉化成自身細胞，同時釋放能量、水和二氧化碳之類。

選取文獻 [1] 中典型的厭氧處理技術路線為例 （圖3） ，100噸餐飲垃圾會產生3.2噸沼渣與3.4噸污泥，折合噸水產生固渣66kg。

根據文獻 [4] 設計數據，650噸項目每天產生絕干污泥5.47噸，則折合噸水產生污泥42kg （含水率80%） 。

▲圖3：典型餐廚垃圾厭氧處理物料平衡（來源：文獻1）

那么，“化水”技術既然是Super微生物，其吃掉了這么多污染物，代謝產生的“剩余污泥”哪去了？難道真的是勞模，吃掉污染物后自己也“化水而去”？

結語

以筆者粗淺的認識，所謂“化水技術”， 就是在加水稀釋的條件下，將餐廚垃圾粉碎或研磨，然后再通過“Super-Star”降解24小時后排放。

如果后續(xù)沒有污水處理設施，那么水質一定是達不到目前我國現行規(guī)定的各類排放標準，如果有污水處理設施，那么負荷也會相當高。

不同國家有不同的污水排放標準要求，根據我國目前現行規(guī)定，GBT 31962-2015《 污水排入城鎮(zhèn)下水道水質標準》要求COD達到500，BOD350，總氮70，按照GB8978-1996《污水綜合排放標準》，至少要求COD500、BOD300（生化需氧量）。那么，“化水技術”所謂的“環(huán)保水質”，是按照哪條環(huán)保要求執(zhí)行的呢？

如果說設備24小時直接出水達到納入城鎮(zhèn)下水管排放標準，應該是無法實現的，除非大量加水稀釋。假設真能達到，國內所有的基于厭氧技術的餐廚垃圾處理項目都可以基于該技術進行改造，沼液問題也得到完美解決。

另外，全球的生活污水處理項目都可以據此改造，這應該也是個諾貝爾獎級技術。

還看到一個網友有種說法，筆者覺得也很有道理，如果可以24小時化水，這應該是一種危險系數極高的“生化武器”，堪比“化尸水”，各種有機質、24小時、化水，想想還有點恐怖。

環(huán)保行業(yè)魚龍混雜，各路人馬和資金都殺進來要分一杯羹，但是，還是希望都能踏踏實實把技術做好，真正為環(huán)保問題尋找解決之道。

參考文獻：

[1] 呂凡, 章驊,邵立明,等.基于物質流分析餐廚垃圾厭氧消化工藝的問題與對策，環(huán)境衛(wèi)生工程，2017.

[2] 馬懿,倪駿,鄭仁棟.餐廚垃圾厭氧消化技術研究，有色冶金設計與研究，2019.

[3] 李軍,楊秀山,彭永臻編著.微生物與水處理工程，化學工業(yè)出版社，2002.

[4] 耿震，王罕.餐廚廢棄物厭氧消化沼液處理工藝設計，中國給水排水，2019.

[5] 劉軍,張迪,孫少龍,等.餐廚垃圾廢水的預處理及UASB厭氧消化小試研究，環(huán)境衛(wèi)生工程，2019.