农村生活垃圾就地分离及处理技术设备的研发与示范

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成果单位: 北京中源创能工程技术有限公司
合作方式: 自行实施
所处阶段: 其他
关 键 词 : 农村垃圾垃圾分类易腐垃圾生态综合体智慧化技术机械化处理生物堆肥大数据平台
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该成果得分:0

核心问题

该成果针对农村生活垃圾处理中存在的分类不精准、易腐垃圾处理难度大、资源化利用率低等痛点问题,通过研发智慧化垃圾分类系统、易腐垃圾就地资源化利用设备以及长效运行管理机制,旨在实现农村生活垃圾源头分类、就地处理及资源化利用,提升农村生态环境质量。

解决方案

该成果采用多学科交叉融合的技术原理,研发了智慧化垃圾分类成套装备,实现了农村生活垃圾的精准分类;开发了易腐垃圾就地资源化利用成套设备,通过高效预处理和机械强化快速堆肥技术,将易腐垃圾转化为有机肥料;同时,构建了垃圾分类信息平台,实现了数据的实时监控与分析,为长效运行管理机制提供了技术支持。技术架构清晰,关键技术点包括智慧化分类技术、易腐垃圾资源化利用技术和信息平台建设。

竞争优势

该成果具有显著的效益和竞争优势。首先,实现了农村生活垃圾的源头分类和就地处理,减少了垃圾运输成本和环境污染;其次,易腐垃圾资源化利用技术提高了资源利用率,产生了经济效益;此外,智慧化分类系统和信息平台的建设提升了管理效率,降低了运营成本。该成果具有原始创新性,申报了多项自主知识产权,获得了多项荣誉认证,具有较强的市场推广潜力和市场竞争力。随着北京市垃圾分类政策的深入实施,该成果的市场需求将进一步扩大。

成果公开日期

2023-01-10

所属产业领域

水利、环境和公共设施管理业

转化现有基础

该成果具有成熟的工艺路线,技术、装备及模式达到国内领先技术水平,成果在全国120多个地市实现推广应用。 (1)有机垃圾分散处理技术具有成熟的工艺路线 有机垃圾首先经过卸料/分拣平台,输送至预处理系统。在预处理系统中,有机垃圾经双轴式破碎装置的连续超细破碎,破碎后物料粒径90%小于8mm,实现有机垃圾物料粒径降低并均匀化;破碎后物料进入双级深度脱水装置,由螺旋变径挤压深度脱水,将含高水分的有机垃圾破碎物料进行固液分离,分离后液体排入现有污水处理系统;分离后固体物料含水率下降到70%以下,物料体积减少40%,被输送至好氧发酵仓。 在好氧发酵仓中,有机垃圾物料在“迷宫式”多仓强化推流作用下连续进出料,在自主开发的具有针对性的高效复合型微生物等菌剂的作用下进行发酵肥料化反应。同时发酵仓智能控制仓内反应温度、湿度、供氧以及有机垃圾盐分、油分浓度,确保新鲜进料与高效成熟菌体充分接触,反应充分利用不同区域内的优势微生物种群,并消除高盐分、油脂对发酵反应的不利影响,使有机垃圾发酵充分形成有机肥料。 有机垃圾好氧发酵仓连接生物除臭装置,去除发酵过程产生的臭气。 (2)有机垃圾分散处理技术、装备及模式达到国内领先技术水平 1)有机垃圾就地处理成套装备和分散处理模式,经中国环境保护产业协会组织的环境保护技术成果鉴定表明,技术成果为有机垃圾无害化、减量化处理提供了一种高效、实用的处理技术装备的和模式,成果整体达到国内领先水平。 2)有机垃圾好氧发酵仓核心推流式固体床生物好氧发酵系统,通过分仓设计,设置迷宫式推流路径,实现有机垃圾连续进出料,形成系列化处理规模;日本在这方面的设备规模为 500kg/d以下,本设备最大规模已超过日本的20倍。 3)预处理阶段破碎采用双轴破碎机,破碎物料90%以上粒径小于8mm;脱水机采用双螺杆变径反向挤压脱水,脱水效率达50%以上;发酵过程分段调控,微生物分相代谢。高效预处理与“分段分相”调控加速发酵过程,发酵周期由30天缩短至8天。 4)自主研发针对餐厨、厨余、果蔬等5种典型有机垃圾,15种高效纤维素+80种蛋白、脂肪降解菌种,90种以上活性菌。菌剂只需一次投加,自主循环迭代;相比日本同类菌种约200元/吨有机垃圾的使用成本,本项目菌种免费提供,使用成本降低至接近于零。 5)自主创新设计,将分拣、自动上料、破碎、脱水、发酵及除臭等多项处理单元集成于一体化设备内,全过程自动化连续进出料,密闭高温好氧发酵,无需人工干预;成套装备能耗小于0.1kWh/kg,显著优于国家标准。 (3)有机垃圾分散处理技术、装备及模式推广广泛 研发技术成果及装备应用于定点单位,县域乡镇,农村、山区、海岛、环湖等偏远地区三大场景领域。在全国120多个地市实现应用,支撑完成推广项目500余项,总处理规模超过1500吨/日。应用有机垃圾分散处理技术、装备和模式,在源头对有机垃圾进行就地或分布无害化、减量化、资源化处理,将垃圾转化为高品质的有机肥,有利于建立物质代谢的闭路循环,符合循环经济的理念与可持续发展的要求。 1)针对乡镇、县域提出分散处理新模式,在湖州德清、无锡江阴、佛山三水、安徽黄山、南京溧水、嘉兴嘉善等12个市县,总计建设了110余座中型有机垃圾处理项目,将收运距离普遍控制在3-5公里,大幅降低二氧化碳排放量,减少运输过程中的二次污染。 江阴市有机垃圾分散式处理项目为我国第一个(也是全世界首个)有机垃圾分散式处理项目,全面覆盖14个乡镇,有机垃圾的收运距离、费用降低93%。 2)针对农村、海岛以及定点的单位等,项目组研发的基于多仓式推流发酵的小型有机垃圾一体化就地处理技术及装备应用于北京、浙江、江苏、山东等7个省市,总计建设了400余座小型有机垃圾处理项目,总处理能力超过600吨/天,形成以好氧发酵技术为核心的有机垃圾就地就近处理模式。 3)“多源有机垃圾资源化处理生态综合体”将居民家庭产生的厨余垃圾,农贸市场果蔬垃圾,机关、学校食堂和餐饮机构产生的餐厨垃圾统一集中收集、集中处理,产生的生物有机肥经过深加工生产高品质有机肥,用于蔬菜种植,并成为为垃圾分类、保护环境的教育实践基地,在全国范围均有重要示范意义。

转化合作需求

根据目前生活垃圾分类、有机垃圾因地制宜处理的需求以及公司市场战略,我方将致力于推广本产品应用于全国范围,结合垃圾分类以及有机肥料利用形成良好的生态环境综合治理体系、资源化利用及土壤改善产业链,形成布局合理、多元利用的生活垃圾综合利用产业化格局。在我国总体大力推广生活垃圾分类和有机垃圾因地制宜处理的同时,需要地方政策的落实和配套资金的大力支持。 有机垃圾分散处理技术、装备及模式的广泛推广,还需要寻求合作伙伴,进一步开拓市场、推广技术、实施项目,主要在资金和场地方面。技术实施离不开资金的投入。在某种程度上,资金是技术实施的约束,一方面,技术实施伴随不断创新,技术创新具有一定风险、高收益和超前性的特征,这决定技术创新与实施对资金的需求;另一方面,项目实施具有阶段性,项目实施前期一次性投入较大,需要较多资金。因此,需要资金投入用于技术升级和项目实施。项目成果为集成化、成套化设备,吨处理有机垃圾占地面积少于100m平方。此外,成果转化可以为合作方培训专业人员,无需成熟技术人员。 通过成果转化,可实现垃圾分类后厨余、厨余垃圾等有机垃圾无害化、资源化处理,建立物质代谢的闭路循环,完善有机垃圾从收集到处理的行业全链条,推动生活垃圾分类资源化处理关键技术集成和装备化发展,打通有机垃圾资源化循环利用途径,为我国经济的可持续发展和公共健康提供有力保障。

转化意向范围

可国(境)内外转让

转化预期效益

项目采用综合治理的概念,运用多种技术手段相结合的方法,以一种具有环境可持续性、经济可承受性和社会可接受的方式,对垃圾流中的不同物质进行不同的管理和处理,即从垃圾源头做起,实施垃圾分类收集,对具有回收价值的垃圾回收利用,对不可回收的物质进行相应技术处理;同时通过项目的实施制定相应的管理法规,尽量减少废弃物的产生。 项目成果的转化不仅可从源头减少30%以上的生活垃圾的清运和处置量,而且还可以产生高品质有机生物肥料,对于致力于农业观光、有机农业种植和高品质农产品生产,同时还能节约能源、减少碳排放,将取得可观的环境和经济效益。此外,项目市场前景广阔,经济效益良好,可以成为新的税收增长点,为财政税收增长做贡献。成果通过采用有效的污染防治及生态保持措施,确保各项污染物达标排放,取得良好的社会效益。有机废弃物综合处理具有无害化、资源化等优点,有助于推动促进循环经济发展和节能减排。项目建设可解决增加周边群众就业机会,增加当地居民收入。对有机垃圾进行规范化收集运输和合理处置,极大地改善市容环境卫生,提升地区形象,解决居民关心的食品卫生安全问题和生活环境卫生问题,可以有效提高公众满意度。

项目名称

农村生活垃圾就地分离及处理技术设备的研发与示范

项目课题来源

北京市科学技术委员会;中关村科技园区管理委员会

摘要

课题来源于北京市重点研发计划,以解决实际问题为导向,以垃圾源头分类与易腐垃圾就地处理技术为切入点,结合生态、环境、机械、生物、信息多学科交叉融合,开展相关基础性研究;通过探索适用于北京市的智慧化农村生活垃圾源头分类系统装备与运营服务模式,研发易腐垃圾就地资源化成套设备;开发北京市农村生活垃圾源头分类、处理大数据信息平台,建立长效运行管理机制;开展农村生活垃圾源头分类、就地处理生态综合体应用示范,形成垃圾源头分类、就地处理、就地资源化利用全产业链体系。本课题开发了智慧化垃圾分类成套装备1套,形成了农村生活垃圾源头分类、就地处理处置技术模式,并形成了企业标准1套;开发了集成高效预处理、有机垃圾机械强化快速堆肥设备的农村易腐垃圾就地资源化利用成套设备1套;开发了垃圾分类信息平台1套,构建北京市农村生活垃圾长效运行管理机制1套;建成北京市密云区高岭镇农村环境生态综合体示范基地。申报具有自主知识产权的专利技术19项、软件著作权2项,出版专著1本,发表论文8篇,完成标准化设计图集3套,培养技术骨干8人。研发成果获中关村新技术新产品-首台(套)重大技术装备示范项目、农业机械科学技术三等奖、北京市新技术新产品(服务)认证(2项)、中国环境保护产品认证、入选国家先进污染防治技术目录等多项荣誉认证。近年来北京市依次出台了《北京市进一步推进生活垃圾分类工作的实施意见》、《北京市生活垃圾管理条例》等垃圾分类与处理方面相关政策,明确了垃圾分类的行动目标、重点任务和保障措施,随着政策的实施推进,在今后3-5年内产品市场需求十分迫切,因此具有较强的市场推广潜力。

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