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精细预处理+定向厌氧制酸(VFAs)全量替代碳源技术

成果类型:: 发明专利,实用新型专利,新技术

发布时间: 2023-10-26 11:24:06

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:“科创中国”生态环境产业科技服务团| 张中华 | 2023-11-15 14:07:25
一、应用领域和技术原理 1.应用领域 “精细预处理+定向厌氧制酸(VFAs)替代碳源”技术适用于厨余垃圾(家庭厨余垃圾、餐厨垃圾、其他厨余垃圾)处理,以及与之性质类似的易腐垃圾处理,且要求低碳化、减量化、无害化、资源化、稳定化的项目。 2.技术原理 厨余垃圾“精细预处理+定向厌氧制酸(VFAs)替代碳源”技术由精细预处理、厌氧水解、厌氧酸化、酸分离技术以及有机酸替代碳源使用技术组成。 此技术的核心在于将厨余垃圾生物转化为可全量替代污水处理补充碳源的有机酸液,具有“以废治污、协同增效、低碳循环”的创新性,是厨余垃圾处理首创,填补了国内工程化应用空白,具有显著的环境效益、社会效益与经济效益! 厨余垃圾采用此技术处理与采用常规处理技术相比:杂质率8~15%(比现有技术降低50%产渣率),杂质含水率62~68%(比现有技术含水率降低15%);油脂提取率1.5~4.5%;减量与资源化率可达90%(比现有技术提高50%)。 不排放污水:(生活污水经化粪池后和生产用水回浆料池利用)。 资源化率高:资源化率达90%以上。
厨余垃圾“精细预处理+定向厌氧制酸(VFAs)替代碳源”技术,填补了厨余垃圾厌氧制酸产业化应用空白,为生活垃圾分类治理提供案例支撑与决策参考。 把厨余垃圾占比最大的液相资源化并规模化应用,提高了厨余垃圾治理的经济水平;厨余垃圾的有机碳通过技术转化为具有资源属性的产物(有机酸液),产品固碳提高了厨余垃圾治理的低碳水平,切合国家的低碳政策与产业发展方向,促进了厨余垃圾治理的高质量发展。厨余垃圾稳定协同分选制浆技术是模式的难点与痛点;制备有机酸液替代碳源是模式的重点与核心。通过技术与工艺创新解决厨余垃圾处理经济性、稳定性与产物出路通畅性问题。

经济优势:该技术流程短、投资低、占地小、运营成本低。依托该技术典型案例在深圳地区已有3个,且均已稳定连续运营超过1年(运营规模270t/d,设计规模500t/d),成功稳定的案例支撑,投资与回报性价比高;

市场优势:已有厨余垃圾处理技术80%左右为厌氧产沼技术,投资与回报性价比低,流程长,需二次处理产物种类多,污水处理成本高且排放标准低。在此基础上优化改造预处理减少有机物损失率,降低杂质率,提高浆料品质;增加厌氧制酸技术,把单相厌氧升级为两相厌氧,酸化液可作为沼液处理的替代碳源节约成本提高经济性。厌氧产沼存量市场大,实施流程短,见效快,经济性改善明显,有迫切的市场需求。其它厨余垃圾处理技术如堆肥、养虫等,都存在污水处理。在现有预处理基础上,可把浆液三相离心的产物油、水、渣合理分配,部分离心渣和水采用厌氧制酸技术,制备成有机酸用于自身或外供污水处理替代碳源。已有的小型厨余、餐厨、果蔬垃圾处理项目,吨垃圾投资大,运行成本高,预处理粗放有机物损失率高、容错能力弱,可以整合成能处理多种垃圾的复合生产线,成片收运降低成本提高管理效率与水平。

政策优势:该技术是从环保治理的角度出发,把气、水、固三类环保问题通过技术与模式的创新,以低碳、生态为基础,与现有环卫基础设施(污水厂+焚烧厂)跨专业有机协同为手段,实现“大环保”的生态循环;具有可持续发展以及拓展接纳新技术延伸的开放平台,是未来经济健康高质量发展的绿色保障。

本技术研发与建设管理团队由施习明、孙立兵、孙立勇、谢锦、冯都灿、邓元宝、李可等成员,联合同济大学、哈工大深圳研究生院、北大研究生院、深圳市市政污水处理厂组成,具有负责建设运营餐厨与市政污泥(500t/d)联合两相厌氧制沼项目的成功经验,多项市政和工业污水处理项目设计与运营经验。具有专业的科研基础与技术实力,拥有丰富的运营管理经验以及设备装置集成能力。 孙立兵,深圳市盘龙环境技术有限公司董事长,高级工程师。专注深耕环保行业近20年,在环保设备研发、生活垃圾资源化处理等领域积累了丰富的经验及较为深入的研究,坚持改革创新,不断进步,拥有43项垃圾分类相关业务实用新型专利和8项相关软件著作权,是国内垃圾资源化利用先行者中的一员。 施习明,深圳市盘龙环境技术有限公司技术总工,96年毕业于西建大环境工程专业,从事水处理工作25年,2012年开始涉足固废餐厨垃圾领域,2017年12月在深圳完成500t/d餐厨与污泥联合两相厌氧制沼项目的设计、建设、调试、运营,为了重点解决厌氧制沼工艺的经济性与出路稳定性问题,于2019年创新提出餐厨、厨余、果蔬垃圾“精细预处理+厌氧制酸全量替代补充碳源”工艺路线

1.经济效益:1)回报率8%~10%(折旧按照运营期5年);投资节省40%以上,收入为收运处置补贴和资源化产品(毛油+有机酸碳源产品),支出为投资与运营成本(收运+处置);2)分选协同:餐厨/厨余/果蔬垃圾采用同一生产线预处理与制酸,解决“缠、卡、磨、堵”等分选问题,容错能力强,投资成本可降低50%以上,维护成本可降低30%;3)过程低碳:运行成本低(电耗25~35kw.h/t,现有主流同类技术的电耗60~130kw.h/t),不加药、不加热,无废水排放,大幅降低运营成本40%以上;4)系统稳定:流程缩短、故障点少生产稳定性提高;产物出路广项目连续稳定性强,年平均处理量可稳定达到设计规模;处理量可增加20%以上;(5)规划集约:规划控臭空间与布局利用重力垂直输送,占地小,15~30m2/t(厌氧产沼50~130m2/t)。

2.社会效益:1)建设厨余垃圾收运及处理设施,实现深圳市厨余垃圾协同收集和利用。推动各区乃至深圳市厨余垃圾的无害化、减量化处理和资源化利用,变废为宝,化害为利,促进循环经济发展,加快建设深圳市资源节约型和环境友好型社会;2)加快垃圾分类和“无废城市”的推进,提高城市的市政基础设施的技术水平。促成深圳建成垃圾分类、收运、处置的制度规范化、技术标准化与管理智能化;3)以废治污协同增效:厨余垃圾经定向水解、酸化、纯化后可作为碳源(产品固碳)替代城市污水原有化石碳源,“以废治污”。有利于提升厨余垃圾资源化利用水平,有利于降低城市污水处理费用,有利于“无废城市”建设与“碳达峰、碳中和” 协同增效

3.环境效益:1)采用厌氧制酸技术建设厨余垃圾处理设施,把厨余垃圾中最大占比水资源化,现场不排放污水,包括清洗废水、生活污水、除臭废水(经化粪池后返回生产系统)等。减少了厨余垃圾治理的过程污染与二次污染。具有显著的环境效益;2)厨余垃圾在处理的过程中散发的臭气会严重影响环境与身心健康,通过对整个厨余垃圾处理系统的统筹规划和顶层设计,优化结构布局与空间;减少臭气量,减小臭气浓度差,提高臭气处理的稳定性;3)厨余垃圾处理过程减少电、热、水、药的消耗,处理产物需要二次处理的量越少越好,资源化率越高越好,提高了厨余垃圾处理的整体低碳性(过程低碳与产物低碳)。采用厌氧制酸技术处理厨余垃圾,以100t/d项目规模为例,可以节省投资15~25万元/吨。

客户在厨余垃圾(家庭厨余垃圾、餐厨垃圾、其他厨余垃圾)处理行业具有丰富资源,我司在厨余垃圾制备碳源领域具有专有专利技术、装备以及丰富的运营管理经验,合作推广厨余垃圾制备有机酸液替代碳源技术,互利共赢。

根据《中华人民共和国民法典》、《中华人民共和国公司法》及相关法律、法规,在平等、自愿、诚信、友好的基础上,就合作推广厨余垃圾制备有机酸液替代碳源技术经协商一致,达成如下战略合作:

一、合作内容

1.客户自有项目(技术型EPC+O模式)

1.1、客户利用我司技术改造或新建项目,我司为客户指定项目:

①、授权专有、专利技术与专利产品,客户为我司支付专利费(项目授权);

②、建设提供技术咨询与服务,客户为我司支付服务费(从客户书面要求我司为项目服务之日起按月支付,直至项目进入调试阶段止为按月支付,不足一月按一月支付);

③、调试与运行提供技术与管理服务,客户为我司支付服务费(从客户书面要求我司为项目服务之日起按月支付,直至项目进入正式运营阶段止为按月支付,不足一月按一月支付)。

1.2、客户项目正式运行阶段(以通过业主验收之日为准)按照项目规模支付我司技术服务费。

1.3、需要现场服务的客户为我司提供差旅以及食宿费用。

1.4、具体技术服务范围与标准,双方另行签订技术协议。

2.客户成功引荐签约项目(业务承揽模式)

2.1、客户通过自身资源协助我司取得的项目,我司支付客户居间费。

2.2、居间费为:按照比例收取(我司与业主签订的技术服务合同价格-上述1.2技术服务费)。

2.3、居间费支付方式:我司收到业主预付款之日起7个工作日内按主合同比例凭发票支付。

二、合作方式

1.双方应本着互惠互利的原则,加强沟通合作,共同推动项目的实施。

2.合作期间,双方应保持良好的沟通合作关系,共同制定和执行项目计划,确保项目顺利开展。

3.我司按照技术协议要求协助客户生产出标准产品,并严格履行售后服务和技术支持。

4.双方应按照协议要求,支付对方相应款项。

三、合作期限

本合作协议自双方签字盖章之日起生效,有效期按照项目情况具体约定。