来源：环境工程

有机固废资源化是我国减污降碳和无废城市建设的重要任务，是绿色低碳循环发展的重要抓手。综述了我国不同来源有机固废的产量与处理现状，梳理了我国无废城市、减污降碳等有机固废相关政策文件。基于有机固废易腐败、高含水的特性，以及污染和资源双重属性，提出了以无害化为目标、以资源化为手段的基本理念。总结分析了有机固废作为多介质、多组分交互的复杂体系，在生物转化、热化学转化、固液分离、产物资源利用方面的研究进展和技术难点，并提出了有机固废未来重点突破方向，旨在为我国有机固废资源化处理处置的技(ji)术研(yan)究提供参考。

近(jin)年来，我国城乡有机固体废弃物(wu)(厨(chu)余垃(la)圾(ji)、城市污泥(ni)、农(nong)作物(wu)秸秆(gan)、畜禽粪便等)的产生量迅速增长。

1. 产生与处(chu)理处(chu)置现状

我国城镇生(sheng)活(huo)垃(la)(la)圾(ji)早(zao)期以混合填(tian)(tian)(tian)埋(mai)为(wei)主，随着(zhe)垃(la)(la)圾(ji)填(tian)(tian)(tian)埋(mai)设施(shi)逐(zhu)(zhu)渐趋于相对饱和，垃(la)(la)圾(ji)焚(fen)烧设施(shi)建(jian)设进入高峰期，垃(la)(la)圾(ji)焚(fen)烧处理能力逐(zhu)(zhu)年增加。目(mu)前(qian)(qian)，城市(shi)生(sheng)活(huo)垃(la)(la)圾(ji)焚(fen)烧处理量(liang)(liang)占(zhan)(zhan)比约62%，卫(wei)生(sheng)填(tian)(tian)(tian)埋(mai)占(zhan)(zhan)比约33%，已(yi)形成(cheng)以焚(fen)烧为(wei)主的(de)生(sheng)活(huo)垃(la)(la)圾(ji)处理格局(ju)。县城生(sheng)活(huo)垃(la)(la)圾(ji)卫(wei)生(sheng)填(tian)(tian)(tian)埋(mai)处理量(liang)(liang)占(zhan)(zhan)比为(wei)72%，仍是当前(qian)(qian)生(sheng)活(huo)垃(la)(la)圾(ji)最主要(yao)的(de)处理方式(shi)。随着(zhe)国家垃(la)(la)圾(ji)分类(lei)政(zheng)策的(de)不断推(tui)进，目(mu)前(qian)(qian)46个重点城市(shi)基本建(jian)成(cheng)生(sheng)活(huo)垃(la)(la)圾(ji)分类(lei)系统。以上海市(shi)为(wei)例，2021年湿(shi)(shi)垃(la)(la)圾(ji)产量(liang)(liang)平均已(yi)经超过(guo)1万t/d，占(zhan)(zhan)干湿(shi)(shi)垃(la)(la)圾(ji)总(zong)量(liang)(liang)40%左右。根据统计数据，国内已(yi)建(jian)和在建(jian)中，厌氧消化工(gong)艺约占(zhan)(zhan)处理总(zong)量(liang)(liang)的(de)87.5%，其余工(gong)艺仅占(zhan)(zhan)12.5%。

我国通沟污泥处理处(chu)(chu)置起步较晚，早(zao)期存在“重(zhong)(zhong)水轻泥(ni)”现象，投资(zi)严(yan)重(zhong)(zhong)不足，大(da)部分(fen)污(wu)泥(ni)以简易填埋为主(zhu)，没有得(de)到妥善处(chu)(chu)理处(chu)(chu)置。随着国(guo)家对污(wu)泥(ni)问(wen)题(ti)的重(zhong)(zhong)视和(he)配套科技(ji)投入的不断加大(da)，建设了一批示(shi)范工程，污(wu)泥(ni)稳定化(hua)处(chu)(chu)理和(he)焚烧(shao)比(bi)(bi)例有所增加，基本形成4条(tiao)污(wu)泥(ni)安全处(chu)(chu)理处(chu)(chu)置与资(zi)源(yuan)化(hua)利用(yong)主(zhu)流技(ji)术路(lu)线(xian)。但目前我(wo)国(guo)只有不到5%的污(wu)水处(chu)(chu)理厂采用(yong)了污(wu)泥(ni)厌氧消化(hua)，远低(di)于欧洲、美(mei)国(guo)和(he)新(xin)加坡等(deng)国(guo)家。由于我(wo)国(guo)大(da)部分(fen)污(wu)泥(ni)没有经过稳定化(hua)处(chu)(chu)理，同时污(wu)泥(ni)土地利用(yong)受跨(kua)部门限制，导致(zhi)污(wu)泥(ni)土地利用(yong)比(bi)(bi)例远低(di)于发达国(guo)家70%的水平。

2. 处(chu)理处(chu)置技术需求(qiu)与瓶颈

有机固废具有易腐败、高含水的特性，具有污染和资源的双重属性，故稳定化、减量化、无害化和资源化是有机固废处理处置的基(ji)本原则。城(cheng)乡有(you)机(ji)废(fei)弃物量大面广(guang)，其资源化处理处置是我国减污降碳和无废(fei)城(cheng)市建设的重要任务。

有(you)机固(gu)废(fei)(fei)的(de)处理处置同(tong)时也是(shi)(shi)(shi)不可忽视的(de)碳减(jian)排(pai)(pai)抓手(shou)(shou)。欧洲统计局(Eurostat)2016年数(shu)据(ju)显示，废(fei)(fei)弃(qi)(qi)物(wu)(wu)(wu)领域是(shi)(shi)(shi)第5大(da)碳排(pai)(pai)放(fang)(fang)(fang)行业，碳排(pai)(pai)放(fang)(fang)(fang)量占(zhan)(zhan)全(quan)(quan)(quan)社会总量的(de)3.2%。从温室气体(ti)类型来(lai)(lai)看(kan)，甲烷(wan)是(shi)(shi)(shi)全(quan)(quan)(quan)球第2大(da)的(de)温室气体(ti)，对温室效应的(de)影响(xiang)占(zhan)(zhan)比(bi)达到17.3%，其中废(fei)(fei)弃(qi)(qi)物(wu)(wu)(wu)是(shi)(shi)(shi)甲烷(wan)的(de)第3大(da)排(pai)(pai)放(fang)(fang)(fang)源(yuan)，26%的(de)甲烷(wan)排(pai)(pai)放(fang)(fang)(fang)来(lai)(lai)自于废(fei)(fei)弃(qi)(qi)物(wu)(wu)(wu)。虽然(ran)废(fei)(fei)弃(qi)(qi)物(wu)(wu)(wu)领域碳排(pai)(pai)放(fang)(fang)(fang)量占(zhan)(zhan)全(quan)(quan)(quan)社会比(bi)例(li)(li)不大(da)，但涉及环境和(he)民(min)生问(wen)题，对于我国是(shi)(shi)(shi)深入打好污染防治(zhi)攻坚(jian)战的(de)重要(yao)抓手(shou)(shou)，社会效益显著(zhu)。同(tong)时有(you)机废(fei)(fei)弃(qi)(qi)物(wu)(wu)(wu)蕴含(han)了大(da)量的(de)资源(yuan)和(he)能源(yuan)，通过对废(fei)(fei)弃(qi)(qi)物(wu)(wu)(wu)资源(yuan)化潜力的(de)挖掘，是(shi)(shi)(shi)最有(you)望实现(xian)碳中和(he)的(de)领域之一。此外，废(fei)(fei)弃(qi)(qi)物(wu)(wu)(wu)领域甲烷(wan)占(zhan)(zhan)全(quan)(quan)(quan)社会排(pai)(pai)放(fang)(fang)(fang)量比(bi)例(li)(li)较(jiao)大(da)，而(er)实现(xian)CH4等逸散性温室气体(ti)的(de)减(jian)排(pai)(pai)，是(shi)(shi)(shi)在短期内(nei)实现(xian)减(jian)少全(quan)(quan)(quan)球变(bian)暖和(he)控制全(quan)(quan)(quan)球升(sheng)温幅度在1.5℃以内(nei)目标的(de)重要(yao)途径。

有(you)(you)(you)(you)(you)(you)(you)机(ji)(ji)固(gu)废(fei)含(han)有(you)(you)(you)(you)(you)(you)(you)大(da)量(liang)易(yi)(yi)腐有(you)(you)(you)(you)(you)(you)(you)机(ji)(ji)质(zhi)(zhi)和病原菌，如不(bu)进行稳定化(hua)(hua)处(chu)理，容(rong)易(yi)(yi)腐败发臭，传播(bo)病原菌，并排(pai)放大(da)量(liang)温室(shi)气体。厌(yan)(yan)氧消化(hua)(hua)是实现有(you)(you)(you)(you)(you)(you)(you)机(ji)(ji)固(gu)废(fei)稳定化(hua)(hua)处(chu)理最经济(ji)有(you)(you)(you)(you)(you)(you)(you)效的(de)(de)(de)方式，同时还(hai)可(ke)以回(hui)收沼气能源(yuan)。然而污(wu)泥(ni)等有(you)(you)(you)(you)(you)(you)(you)机(ji)(ji)固(gu)废(fei)具有(you)(you)(you)(you)(you)(you)(you)多(duo)(duo)介质(zhi)(zhi)、多(duo)(duo)组分交互作(zuo)用的(de)(de)(de)复杂特性，特别是我国(guo)污(wu)泥(ni)有(you)(you)(you)(you)(you)(you)(you)机(ji)(ji)质(zhi)(zhi)低(di)(我国(guo)污(wu)泥(ni)有(you)(you)(you)(you)(you)(you)(you)机(ji)(ji)质(zhi)(zhi)含(han)量(liang)为30%～60%，发达国(guo)家污(wu)泥(ni)有(you)(you)(you)(you)(you)(you)(you)机(ji)(ji)质(zhi)(zhi)含(han)量(liang)为60%～80%)、含(han)砂量(liang)高(gao)，采用传统厌(yan)(yan)氧消化(hua)(hua)工(gong)艺存(cun)在(zai)降解(jie)率(lv)低(di)、停留时间(jian)长(zhang)、有(you)(you)(you)(you)(you)(you)(you)机(ji)(ji)负荷低(di)的(de)(de)(de)瓶颈。和废(fei)水厌(yan)(yan)氧处(chu)理相(xiang)比，有(you)(you)(you)(you)(you)(you)(you)机(ji)(ji)固(gu)废(fei)厌(yan)(yan)氧转化(hua)(hua)整体效率(lv)较(jiao)低(di)，停留时间(jian)较(jiao)长(zhang)，通(tong)常需要维(wei)持在(zai)20d以上。实现易(yi)(yi)腐有(you)(you)(you)(you)(you)(you)(you)机(ji)(ji)质(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)高(gao)效稳定化(hua)(hua)和生物质(zhi)(zhi)能的(de)(de)(de)高(gao)效回(hui)收是有(you)(you)(you)(you)(you)(you)(you)机(ji)(ji)固(gu)废(fei)厌(yan)(yan)氧处(chu)理的(de)(de)(de)难点(dian)。

污泥等易腐有机固废具有高含水的特性，大量水分会导致其运输成本高，是制约易腐有机固废处理处置(zhi)效率的(de)(de)主要因素之一。但由于(yu)污泥(ni)是有机(ji)(ji)—无机(ji)(ji)—水(shui)分(fen)高度混杂的(de)(de)非均(jun)相复杂体(ti)系，有机(ji)(ji)组(zu)分(fen)亲水(shui)性较强，导致传统脱(tuo)(tuo)水(shui)方式固(gu)液分(fen)离(li)困难。而传统水(shui)处理领域中的(de)(de)混凝/絮凝理论对于(yu)高固(gu)体(ti)浓度的(de)(de)污泥(ni)体(ti)系并不(bu)适用(yong)，尚缺乏污泥(ni)专用(yong)的(de)(de)调理方法。传统机(ji)(ji)械脱(tuo)(tuo)水(shui)存(cun)在脱(tuo)(tuo)水(shui)难度大、加药量大的(de)(de)瓶颈问题，传统热干化(hua)能耗高，不(bu)可持续(xu)。实现固(gu)液高效分(fen)离(li)是污泥(ni)等高含水(shui)有机(ji)(ji)固(gu)废资(zi)源化(hua)处理处置(zhi)的(de)(de)技术(shu)难点。

固(gu)体废(fei)物是(shi)放(fang)错位置的(de)(de)(de)(de)(de)资(zi)(zi)源(yuan)(yuan)，固(gu)废(fei)资(zi)(zi)源(yuan)(yuan)化利(li)用是(shi)循环经济的(de)(de)(de)(de)(de)典型内涵。有(you)机(ji)(ji)固(gu)废(fei)富含碳(tan)、氮、磷(lin)(lin)资(zi)(zi)源(yuan)(yuan)物质(zhi)，其(qi)中磷(lin)(lin)作为重要(yao)的(de)(de)(de)(de)(de)战(zhan)略性资(zi)(zi)源(yuan)(yuan)，其(qi)回(hui)收对(dui)于解决(jue)全(quan)球磷(lin)(lin)危机(ji)(ji)具(ju)有(you)重要(yao)意义(yi)。以(yi)污(wu)水(shui)厂污(wu)泥为例，污(wu)水(shui)中90%以(yi)上的(de)(de)(de)(de)(de)磷(lin)(lin)资(zi)(zi)源(yuan)(yuan)富集在污(wu)泥中。德国于2017年(nian)10月3日通过了(le)对(dui)《污(wu)水(shui)污(wu)泥条例》的(de)(de)(de)(de)(de)修(xiu)订，其(qi)核心(xin)内容是(shi)要(yao)求从(cong)污(wu)水(shui)污(wu)泥或(huo)其(qi)焚烧灰中回(hui)收磷(lin)(lin)，其(qi)难点在于污(wu)泥中磷(lin)(lin)的(de)(de)(de)(de)(de)形态复杂、释放(fang)效(xiao)率(lv)低(di)、回(hui)收难度大(da)。有(you)机(ji)(ji)固(gu)废(fei)厌氧会产(chan)生大(da)量的(de)(de)(de)(de)(de)高氨氮沼液，传统脱氮工(gong)艺(yi)流(liu)程长，药(yao)剂投(tou)加量大(da)，处理能耗高。功(gong)能性微生物的(de)(de)(de)(de)(de)富集、调控与规模化培育是(shi)实现高效(xiao)脱氮的(de)(de)(de)(de)(de)难点。

产物出路不畅通是有机固废处理的(de)(de)(de)(de)瓶颈问题之一。以污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)为例，污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)处(chu)置(zhi)的(de)(de)(de)(de)方式(shi)主要有填(tian)埋(mai)(mai)、建材(cai)利(li)(li)(li)用(yong)和(he)土(tu)(tu)地(di)(di)利(li)(li)(li)用(yong)。目(mu)前，脱(tuo)水(shui)填(tian)埋(mai)(mai)依然是(shi)我国(guo)(guo)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)的(de)(de)(de)(de)主要处(chu)置(zhi)方式(shi)，但污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)填(tian)埋(mai)(mai)会占用(yong)大量(liang)土(tu)(tu)地(di)(di)，并(bing)释(shi)放(fang)大量(liang)温室(shi)气(qi)体(ti)，且我国(guo)(guo)部分经(jing)济发(fa)达城市面临无(wu)地(di)(di)可(ke)埋(mai)(mai)的(de)(de)(de)(de)困局。建材(cai)利(li)(li)(li)用(yong)需(xu)要对污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)进行干化(hua)焚(fen)(fen)烧(shao)(shao)或协同(tong)焚(fen)(fen)烧(shao)(shao)处(chu)理(li)(li)，以实(shi)现(xian)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)的(de)(de)(de)(de)矿化(hua)和(he)无(wu)害化(hua)。由于污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)含水(shui)率较(jiao)高(gao)，有机质含量(liang)低，热值不高(gao)，导致焚(fen)(fen)烧(shao)(shao)存(cun)在(zai)投资运行成本高(gao)，尾气(qi)排放(fang)难以稳定(ding)达标，邻避效应(ying)突(tu)出(chu)等问题。土(tu)(tu)地(di)(di)利(li)(li)(li)用(yong)是(shi)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)生态化(hua)处(chu)置(zhi)的(de)(de)(de)(de)重要消(xiao)纳路径，是(shi)发(fa)达国(guo)(guo)家最重要的(de)(de)(de)(de)处(chu)置(zhi)方式(shi)，但受(shou)限于意识(shi)、标准衔接、处(chu)理(li)(li)水(shui)平等方面，我国(guo)(guo)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)土(tu)(tu)地(di)(di)利(li)(li)(li)用(yong)比例目(mu)前还(hai)较(jiao)低。