張美蘭 王 巍/ 文

編者按

4月28日，上海市質(zhì)量協(xié)會舉辦了以“服務(wù)‘雙碳’目標 賦能美好生活”為主題的2021年第二期“質(zhì)量大講堂”。城投環(huán)境上海老港廢棄物處置有限公司黨政助理兼科技信息部經(jīng)理張美蘭以“創(chuàng)新驅(qū)動低碳發(fā)展 數(shù)智賦能環(huán)衛(wèi)未來”為題作了交流。本文來自這篇交流文章。

在習總書記生態(tài)文明思想指導下，《上海市生活垃圾管理條例》于2019年1月31日正式出臺，并于當年7月1日正式實施?！稐l例》實施后，上海市的垃圾分類全產(chǎn)業(yè)鏈都面臨著轉(zhuǎn)型升級：生活垃圾產(chǎn)量呈現(xiàn)三增一減局面（可回收物4049噸，增加431.8%；有害垃圾0.6噸，增加504.1%；濕垃圾7453噸，增加88.8%；干垃圾17731噸，減少17.5%）；分類垃圾、分類運輸、分類處置；集裝轉(zhuǎn)運箱型一種變?yōu)樗姆N；末端處置由焚燒、填埋變?yōu)榉贌?、厭氧產(chǎn)沼、分選分級資源化等多種方式協(xié)同。

面對城市垃圾治理難度系數(shù)的成倍擴大，上海城市生活垃圾的管理實施了從源頭產(chǎn)生到末端處置的全生命周期的精細化、數(shù)字化和智能化管理，形成了特大城市垃圾治理全局監(jiān)管、企業(yè)管理精準決策、產(chǎn)業(yè)運營高效部署的轉(zhuǎn)型的管理新格局。

一、垃圾全程分類實現(xiàn)數(shù)智管控

上海城投環(huán)境（集團）有限公司作為上海城投旗下的環(huán)境板塊主力軍，是上海市唯一一家集生活垃圾前端收集、中端運輸、末端處置以及水陸保潔等生活固廢全程分類一體化的現(xiàn)代綜合型城市環(huán)境運營服務(wù)商。作為城市環(huán)境運營托底保障的準公益性企業(yè)，面對垃圾分類轉(zhuǎn)運、分類處置的作業(yè)流程更加多元復(fù)雜、管理難度成倍增長的新局面，建設(shè)運行了“上海市生活垃圾全程分類信息平臺”和“綠色老港生態(tài)數(shù)字平臺”兩大信息化平臺。基于兩個信息平臺，主要管理成效如下。

（一）率先實現(xiàn)生活垃圾全程分類精細管理

源頭管控覆蓋全城，做到了16個行政區(qū)、214個街鎮(zhèn)的生活垃圾分類、清運和處置數(shù)據(jù)可實時收集、生活垃圾全程可追蹤溯源、垃圾品質(zhì)可在線識別，實現(xiàn)了垃圾品質(zhì)可查、數(shù)據(jù)可視、溯源可追的高效精細化管理。

（二）率先實施垃圾分類運輸處置智能調(diào)度

中段物流脈絡(luò)清晰，實現(xiàn)了2400個、4種類型的垃圾集裝箱箱號、箱型、箱源識別，配合末端處置需求智能調(diào)度、精準配送。垃圾運輸處置設(shè)施和設(shè)備做到精益管理、平滑配置。

（三）率先建立特大固廢園區(qū)智慧運營體系

末端處置智慧運營，實現(xiàn)了29.5平方公里老港百年固廢基地內(nèi)7個品類、1.5萬噸/天固廢的安全處置運營可視化、透明化，建立實時數(shù)據(jù)獲取、分析、應(yīng)用閉環(huán)管理，促進了基地內(nèi)生產(chǎn)設(shè)備、設(shè)施協(xié)調(diào)優(yōu)化和資源、能源循環(huán)利用。

二、末端處置強化老港基地托底保障

老港固廢基地基地總規(guī)劃范圍為29.5平方公里，是上海市面積最大、處置能力最強的固體廢物戰(zhàn)略性處置與利用的百年基地，位于上海市浦東新區(qū)老港鎮(zhèn)東側(cè)。它承擔了上海市中心城區(qū)70%～80%生活垃圾的處理處置，已累計處理處置各類生活固廢近1億噸?；噩F(xiàn)在被命名為“老港生態(tài)環(huán)?；亍?，功能定位明確為固廢綜合處置戰(zhàn)略保障基地、資源循環(huán)利用示范基地、環(huán)?？苿?chuàng)科普先導基地、智慧化綠色生態(tài)園區(qū)。

目前基地處置對象涵蓋干垃圾、濕垃圾（餐飲垃圾、廚余垃圾）、污泥、飛灰、建筑垃圾、一般工業(yè)固廢、醫(yī)療廢棄物等，總處理能力約15000噸/天。核心處置設(shè)施運行情況如下。

（一）干垃圾處置能力保障

干垃圾的處置設(shè)施包括：焚燒廠和衛(wèi)生填埋場。隨著原生垃圾零填埋的推進，目前填埋場主要為應(yīng)急處置。其中，在運行的焚燒廠有兩座，一期規(guī)模3000噸/天，二期規(guī)模6000噸/天。焚燒廠的運行較為穩(wěn)定，就一期的歷年運行情況分析來看，每年的垃圾處理量約110萬噸，發(fā)電量約4.4億度，每噸垃圾發(fā)電量約400度；在運行中的填埋場為綜合填埋場二期，處置對象包括生活垃圾（應(yīng)急）、污泥、穩(wěn)定化飛灰，設(shè)計庫容為1797萬立方米。

（二）濕垃圾處置能力保障

濕垃圾處置設(shè)施為生物能源利用中心，采用的是厭氧發(fā)酵主體工藝，規(guī)模為1000噸/天。為滿足生活垃圾全程分類后不斷激增的濕垃圾處理需求，項目于2018年11月開始建設(shè)，2019年10月開始分系統(tǒng)逐步投入調(diào)試和試運營。目前，每天沼氣產(chǎn)生量約5～6萬標準立方、發(fā)電7.2萬度。該項目二期工程正在建設(shè)中，規(guī)模1500噸/天。二期投產(chǎn)后，老港基地的濕垃圾處理能力將達到2500噸/天，可基本補足上海市濕垃圾處理的短板。

（三）建筑垃圾處置能力保障

建筑垃圾處置設(shè)施為再生建材利用中心，規(guī)模3000噸/天，主要服務(wù)于上海市中心城區(qū)的拆房垃圾和裝修垃圾的處理處置。主體工藝為“二次破碎+四次篩選”，年處理100萬噸，預(yù)計日生產(chǎn)各類骨料2177噸、標準實心磚56500塊。該工程目前處在調(diào)試階段。

（四）垃圾滲瀝液處理能力保障

基地內(nèi)設(shè)有垃圾滲瀝液專有處理設(shè)施，處理總能力可達1萬噸/天。主體工藝采用MBR+膜處理，處置出水排放標準按照《生活垃圾填埋場污染控制標準》執(zhí)行。

三、末端處置碳減排探索新途徑

（一）老港基地碳的演變分析

綜合基地內(nèi)生活垃圾中的碳素以固相進入基地，經(jīng)過一系列處理和轉(zhuǎn)化，大部分以CO2的形式轉(zhuǎn)成氣相。其中，干垃圾主要進入焚燒廠處理，有機碳和塑料等物質(zhì)中的碳，大部分在焚燒爐中轉(zhuǎn)化為CO2、CO等氣相物質(zhì)；垃圾滲濾液中含有腐殖酸和糖類等，這部分碳進入滲瀝液處理廠，為污水處理提供碳源。其中，一部分以CO2、VOC的形式進入氣相，一部分轉(zhuǎn)化為有機碳等進入污泥以固相排出，然后回到焚燒爐進行焚燒處理。濕垃圾進入濕垃圾處理廠處理，其中的碳以有機碳、不可生物降解碳的形式存在，大部分有機碳進入液相，經(jīng)厭氧反應(yīng)過程，以CH4、CO2的氣相形式釋放。其中，CH4在發(fā)電和熱利用過程中進一步轉(zhuǎn)變?yōu)镃O2；剩余液相含有腐殖酸和糖類等，進入滲濾液處理廠處理；不可降解的碳和部分有機碳以沼渣形式進入焚燒廠處理。

（二）老港基地能量平衡分析

結(jié)合基地內(nèi)干、濕垃圾主要處理設(shè)施的運行現(xiàn)狀，我們按照干垃圾熱值6640kJ/kg、濕垃圾熱值4450kJ/kg，對基地內(nèi)干、濕垃圾處置過程中能量轉(zhuǎn)化進行了估算分析，結(jié)果是：在濕垃圾處理設(shè)施中，約22%的能量轉(zhuǎn)化為沼氣；填埋場中持續(xù)產(chǎn)生填埋氣，其中也蘊藏了大量的能量，但僅31%得到收集和利用；進入焚燒廠的能量，約23%轉(zhuǎn)化為電能，48%為蒸汽余熱。由此可見，在固廢處置末端的能量轉(zhuǎn)化和循環(huán)利用中，我們還有很大的提升空間。

生活垃圾焚燒發(fā)電、厭氧產(chǎn)沼發(fā)電等資源化處置方式對于碳減排的貢獻也不可忽視。以沼氣發(fā)電為例進行估算，1000噸/天規(guī)模的濕垃圾廠每天可產(chǎn)生5～6萬方沼氣，全量用于發(fā)電的話可減少75～90噸燃煤發(fā)電CO2的排放。衛(wèi)生填埋場沼氣最大化收集和利用是固廢處置末端污染控制的有效措施，也是碳減排的重要途徑。

（三）生活垃圾處置減碳技術(shù)工藝初探

（1）源頭分類減量及循環(huán)利用

生活垃圾全生命周期管理中的碳減排，最直接、最有效的環(huán)節(jié)是源頭管理，也就是源頭減量和可回收物的最大化循環(huán)利用。上海市實施的生活垃圾四分類中，將廢紙、廢塑料制品、廢金屬、廢包裝物、廢舊紡織物、廢棄電器電子產(chǎn)品、廢玻璃、廢紙鋁塑復(fù)合包裝等定義為可回收物?？苫厥瘴锝?jīng)收集后進行分類，進入不同的循環(huán)利用生產(chǎn)線，成為再生原料。特別是廢紙、廢塑料、廢紡織品等碳含量高的廢棄物，約占生活垃圾總量的10%以上，其源頭回收利用對于緩解末端處置壓力、促進資源循環(huán)利用、推進碳減排具有重要意義。

（2）干垃圾碳回收與轉(zhuǎn)化技術(shù)研究

干垃圾中成分較為復(fù)雜，通過對其資源屬性的深度分析發(fā)現(xiàn)：上海市中心城區(qū)干垃圾中可回收利用的橡塑類成分約占10%～20%，可以制備再生塑料或煉油。如果能夠?qū)⑦@些成分從干垃圾中再次剝離出來、實現(xiàn)循環(huán)利用，直接實現(xiàn)的碳減排量可達到干垃圾總量的6%～15%（IPCC 推薦的橡塑含碳量67%～75%）。

（3）濕垃圾生物轉(zhuǎn)化技術(shù)研究

餐廚垃圾處置工藝的預(yù)處理環(huán)節(jié)是對其進行破碎分選，去除雜質(zhì)后進行三相分離，即液、固、油的分離。其中的固渣含水率70%～75%，干基有機質(zhì)含量達90%以上。我們對此類有機固渣和厭氧發(fā)酵沼渣采取資源化利用方式，開展了固渣養(yǎng)殖黑水虻進行生物轉(zhuǎn)化的示范研究，通過生物轉(zhuǎn)化直接將有機質(zhì)轉(zhuǎn)化為生物蛋白，減量率達60%、蛋白轉(zhuǎn)化率約20%，直接實現(xiàn)有機碳的轉(zhuǎn)化。此外，沼渣通過好氧微生物處理，也可作為有機肥或者土壤調(diào)理介質(zhì)的制備原料。

四、結(jié)語

生活垃圾全程分類數(shù)智管控平臺，貫穿垃圾分類全流程、著力最末端，主要實現(xiàn)了垃圾信息的全覆蓋、大數(shù)據(jù)的統(tǒng)籌分析和生產(chǎn)的智能化管控，有效助力上海市“數(shù)字城市”建設(shè)，也為城市環(huán)境治理、精細管理和科學決策提供了“說明書”。在生活垃圾末端處置上，探索多種途徑的資源、能源的循環(huán)利用和資源輸出，不斷推進垃圾資源化利用技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用轉(zhuǎn)化，對于“雙碳”目標的實現(xiàn)也具有重要推進作用，未來可期。

城投環(huán)境將全力做好對標管理，鑄長板、補短板、突優(yōu)勢，爭取全面提升企業(yè)管理能級，更好地發(fā)揮城市運營托底保障，用數(shù)字轉(zhuǎn)型、雙碳探索踐行“人民城市人民建，人民城市為人民”的重要理念。