來(lái)源：環(huán)境工程

有機(jī)固廢資源化是我國(guó)減污降碳和無(wú)廢城市建設(shè)的重要任務(wù)，是綠色低碳循環(huán)發(fā)展的重要抓手。綜述了我國(guó)不同來(lái)源有機(jī)固廢的產(chǎn)量與處理現(xiàn)狀，梳理了我國(guó)無(wú)廢城市、減污降碳等有機(jī)固廢相關(guān)政策文件?；谟袡C(jī)固廢易腐敗、高含水的特性，以及污染和資源雙重屬性，提出了以無(wú)害化為目標(biāo)、以資源化為手段的基本理念?？偨Y(jié)分析了有機(jī)固廢作為多介質(zhì)、多組分交互的復(fù)雜體系，在生物轉(zhuǎn)化、熱化學(xué)轉(zhuǎn)化、固液分離、產(chǎn)物資源利用方面的研究進(jìn)展和技術(shù)難點(diǎn)，并提出了有機(jī)固廢未來(lái)重點(diǎn)突破方向，旨在為我國(guó)有機(jī)固廢資源化處理處置的技術(shù)研究提供參考。

近年來(lái)，我國(guó)城鄉(xiāng)有機(jī)固體廢棄物(廚余垃圾、城市污泥、農(nóng)作物秸稈、畜禽糞便等)的產(chǎn)生量迅速增長(zhǎng)。

1. 產(chǎn)生與處理處置現(xiàn)狀

我國(guó)城鎮(zhèn)生活垃圾早期以混合填埋為主，隨著垃圾填埋設(shè)施逐漸趨于相對(duì)飽和，垃圾焚燒設(shè)施建設(shè)進(jìn)入高峰期，垃圾焚燒處理能力逐年增加。目前，城市生活垃圾焚燒處理量占比約62%，衛(wèi)生填埋占比約33%，已形成以焚燒為主的生活垃圾處理格局。縣城生活垃圾衛(wèi)生填埋處理量占比為72%，仍是當(dāng)前生活垃圾最主要的處理方式。隨著國(guó)家垃圾分類(lèi)政策的不斷推進(jìn)，目前46個(gè)重點(diǎn)城市基本建成生活垃圾分類(lèi)系統(tǒng)。以上海市為例，2021年濕垃圾產(chǎn)量平均已經(jīng)超過(guò)1萬(wàn)t/d，占干濕垃圾總量40%左右。根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，國(guó)內(nèi)已建和在建廚余垃圾處理設(shè)備中，厭氧消化工藝約占處理總量的87.5%，其余工藝僅占12.5%。

我國(guó)通溝污泥處理處置起步較晚，早期存在“重水輕泥”現(xiàn)象，投資嚴(yán)重不足，大部分污泥以簡(jiǎn)易填埋為主，沒(méi)有得到妥善處理處置。隨著國(guó)家對(duì)污泥問(wèn)題的重視和配套科技投入的不斷加大，建設(shè)了一批示范工程，污泥穩(wěn)定化處理和焚燒比例有所增加，基本形成4條污泥安全處理處置與資源化利用主流技術(shù)路線。但目前我國(guó)只有不到5%的污水處理廠采用了污泥厭氧消化，遠(yuǎn)低于歐洲、美國(guó)和新加坡等國(guó)家。由于我國(guó)大部分污泥沒(méi)有經(jīng)過(guò)穩(wěn)定化處理，同時(shí)污泥土地利用受跨部門(mén)限制，導(dǎo)致污泥土地利用比例遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國(guó)家70%的水平。

2. 處理處置技術(shù)需求與瓶頸

有機(jī)固廢具有易腐敗、高含水的特性，具有污染和資源的雙重屬性，故穩(wěn)定化、減量化、無(wú)害化和資源化是有機(jī)固廢處理處置的基本原則。城鄉(xiāng)有機(jī)廢棄物量大面廣，其資源化處理處置是我國(guó)減污降碳和無(wú)廢城市建設(shè)的重要任務(wù)。

有機(jī)固廢的處理處置同時(shí)也是不可忽視的碳減排抓手。歐洲統(tǒng)計(jì)局(Eurostat)2016年數(shù)據(jù)顯示，廢棄物領(lǐng)域是第5大碳排放行業(yè)，碳排放量占全社會(huì)總量的3.2%。從溫室氣體類(lèi)型來(lái)看，甲烷是全球第2大的溫室氣體，對(duì)溫室效應(yīng)的影響占比達(dá)到17.3%，其中廢棄物是甲烷的第3大排放源，26%的甲烷排放來(lái)自于廢棄物。雖然廢棄物領(lǐng)域碳排放量占全社會(huì)比例不大，但涉及環(huán)境和民生問(wèn)題，對(duì)于我國(guó)是深入打好污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn)的重要抓手，社會(huì)效益顯著。同時(shí)有機(jī)廢棄物蘊(yùn)含了大量的資源和能源，通過(guò)對(duì)廢棄物資源化潛力的挖掘，是最有望實(shí)現(xiàn)碳中和的領(lǐng)域之一。此外，廢棄物領(lǐng)域甲烷占全社會(huì)排放量比例較大，而實(shí)現(xiàn)CH4等逸散性溫室氣體的減排，是在短期內(nèi)實(shí)現(xiàn)減少全球變暖和控制全球升溫幅度在1.5℃以?xún)?nèi)目標(biāo)的重要途徑。

有機(jī)固廢含有大量易腐有機(jī)質(zhì)和病原菌，如不進(jìn)行穩(wěn)定化處理，容易腐敗發(fā)臭，傳播病原菌，并排放大量溫室氣體。厭氧消化是實(shí)現(xiàn)有機(jī)固廢穩(wěn)定化處理最經(jīng)濟(jì)有效的方式，同時(shí)還可以回收沼氣能源。然而污泥等有機(jī)固廢具有多介質(zhì)、多組分交互作用的復(fù)雜特性，特別是我國(guó)污泥有機(jī)質(zhì)低(我國(guó)污泥有機(jī)質(zhì)含量為30%～60%，發(fā)達(dá)國(guó)家污泥有機(jī)質(zhì)含量為60%～80%)、含砂量高，采用傳統(tǒng)厭氧消化工藝存在降解率低、停留時(shí)間長(zhǎng)、有機(jī)負(fù)荷低的瓶頸。和廢水厭氧處理相比，有機(jī)固廢厭氧轉(zhuǎn)化整體效率較低，停留時(shí)間較長(zhǎng)，通常需要維持在20d以上。實(shí)現(xiàn)易腐有機(jī)質(zhì)的高效穩(wěn)定化和生物質(zhì)能的高效回收是有機(jī)固廢厭氧處理的難點(diǎn)。

污泥等易腐有機(jī)固廢具有高含水的特性，大量水分會(huì)導(dǎo)致其運(yùn)輸成本高，是制約易腐有機(jī)固廢處理處置效率的主要因素之一。但由于污泥是有機(jī)—無(wú)機(jī)—水分高度混雜的非均相復(fù)雜體系，有機(jī)組分親水性較強(qiáng)，導(dǎo)致傳統(tǒng)脫水方式固液分離困難。而傳統(tǒng)水處理領(lǐng)域中的混凝/絮凝理論對(duì)于高固體濃度的污泥體系并不適用，尚缺乏污泥專(zhuān)用的調(diào)理方法。傳統(tǒng)機(jī)械脫水存在脫水難度大、加藥量大的瓶頸問(wèn)題，傳統(tǒng)熱干化能耗高，不可持續(xù)。實(shí)現(xiàn)固液高效分離是污泥等高含水有機(jī)固廢資源化處理處置的技術(shù)難點(diǎn)。

固體廢物是放錯(cuò)位置的資源，固廢資源化利用是循環(huán)經(jīng)濟(jì)的典型內(nèi)涵。有機(jī)固廢富含碳、氮、磷資源物質(zhì)，其中磷作為重要的戰(zhàn)略性資源，其回收對(duì)于解決全球磷危機(jī)具有重要意義。以污水廠污泥為例，污水中90%以上的磷資源富集在污泥中。德國(guó)于2017年10月3日通過(guò)了對(duì)《污水污泥條例》的修訂，其核心內(nèi)容是要求從污水污泥或其焚燒灰中回收磷，其難點(diǎn)在于污泥中磷的形態(tài)復(fù)雜、釋放效率低、回收難度大。有機(jī)固廢厭氧會(huì)產(chǎn)生大量的高氨氮沼液，傳統(tǒng)脫氮工藝流程長(zhǎng)，藥劑投加量大，處理能耗高。功能性微生物的富集、調(diào)控與規(guī)?；嘤菍?shí)現(xiàn)高效脫氮的難點(diǎn)。

產(chǎn)物出路不暢通是有機(jī)固廢處理的瓶頸問(wèn)題之一。以污泥為例，污泥處置的方式主要有填埋、建材利用和土地利用。目前，脫水填埋依然是我國(guó)污泥的主要處置方式，但污泥填埋會(huì)占用大量土地，并釋放大量溫室氣體，且我國(guó)部分經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)城市面臨無(wú)地可埋的困局。建材利用需要對(duì)污泥進(jìn)行干化焚燒或協(xié)同焚燒處理，以實(shí)現(xiàn)污泥的礦化和無(wú)害化。由于污泥含水率較高，有機(jī)質(zhì)含量低，熱值不高，導(dǎo)致焚燒存在投資運(yùn)行成本高，尾氣排放難以穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，鄰避效應(yīng)突出等問(wèn)題。土地利用是污泥生態(tài)化處置的重要消納路徑，是發(fā)達(dá)國(guó)家最重要的處置方式，但受限于意識(shí)、標(biāo)準(zhǔn)銜接、處理水平等方面，我國(guó)污泥土地利用比例目前還較低。