來源：環(huán)境工程

有機固廢資源化是我國減污降碳和無廢城市建設的重要任務，是綠色低碳循環(huán)發(fā)展的重要抓手。綜述了我國不同來源有機固廢的產(chǎn)量與處理現(xiàn)狀，梳理了我國無廢城市、減污降碳等有機固廢相關政策文件。基于有機固廢易腐敗、高含水的特性，以及污染和資源雙重屬性，提出了以無害化為目標、以資源化為手段的基本理念?？偨Y分析了有機固廢作為多介質(zhì)、多組分交互的復雜體系，在生物轉化、熱化學轉化、固液分離、產(chǎn)物資源利用方面的研究進展和技術難點，并提出了有機固廢未來重點突破方向，旨在為我國有機固廢資源化處理處置的技術研究提供參考。

近年來，我國城鄉(xiāng)有機固體廢棄物(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。

1. 產(chǎn)生與處理處置現(xiàn)狀

我國城鎮(zhèn)生活垃圾早期以混合填埋為主，隨著垃圾填埋設施逐漸趨于相對飽和，垃圾焚燒設施建設進入高峰期，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?？h城生活垃圾衛(wèi)生填埋處理量占比為72%，仍是當前生活垃圾最主要的處理方式。隨著國家垃圾分類政策的不斷推進，目前46個重點城市基本建成生活垃圾分類系統(tǒng)。以上海市為例，2021年濕垃圾產(chǎn)量平均已經(jīng)超過1萬t/d，占干濕垃圾總量40%左右。根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，國內(nèi)已建和在建廚余垃圾處理設備中，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，投資嚴重不足，大部分污泥以簡易填埋為主，沒有得到妥善處理處置。隨著國家對污泥問題的重視和配套科技投入的不斷加大，建設了一批示范工程，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路線。但目前我國只有不到5%的污水處理廠采用了污泥厭氧消化，遠低于歐洲、美國和新加坡等國家。由于我國大部分污泥沒有經(jīng)過穩(wěn)定化處理，同時污泥土地利用受跨部門限制，導致污泥土地利用比例遠低于發(fā)達國家70%的水平。

2. 處理處置技術需求與瓶頸

有機固廢具有易腐敗、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、無害化和資源化是有機固廢處理處置的基本原則。城鄉(xiāng)有機廢棄物量大面廣，其資源化處理處置是我國減污降碳和無廢城市建設的重要任務。

有機固廢的處理處置同時也是不可忽視的碳減排抓手。歐洲統(tǒng)計局(Eurostat)2016年數(shù)據(jù)顯示，廢棄物領域是第5大碳排放行業(yè)，碳排放量占全社會總量的3.2%。從溫室氣體類型來看，甲烷是全球第2大的溫室氣體，對溫室效應的影響占比達到17.3%，其中廢棄物是甲烷的第3大排放源，26%的甲烷排放來自于廢棄物。雖然廢棄物領域碳排放量占全社會比例不大，但涉及環(huán)境和民生問題，對于我國是深入打好污染防治攻堅戰(zhàn)的重要抓手，社會效益顯著。同時有機廢棄物蘊含了大量的資源和能源，通過對廢棄物資源化潛力的挖掘，是最有望實現(xiàn)碳中和的領域之一。此外，廢棄物領域甲烷占全社會排放量比例較大，而實現(xiàn)CH4等逸散性溫室氣體的減排，是在短期內(nèi)實現(xiàn)減少全球變暖和控制全球升溫幅度在1.5℃以內(nèi)目標的重要途徑。

有機固廢含有大量易腐有機質(zhì)和病原菌，如不進行穩(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。厭氧消化是實現(xiàn)有機固廢穩(wěn)定化處理最經(jīng)濟有效的方式，同時還可以回收沼氣能源。然而污泥等有機固廢具有多介質(zhì)、多組分交互作用的復雜特性，特別是我國污泥有機質(zhì)低(我國污泥有機質(zhì)含量為30%～60%，發(fā)達國家污泥有機質(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、停留時間長、有機負荷低的瓶頸。和廢水厭氧處理相比，有機固廢厭氧轉化整體效率較低，停留時間較長，通常需要維持在20d以上。實現(xiàn)易腐有機質(zhì)的高效穩(wěn)定化和生物質(zhì)能的高效回收是有機固廢厭氧處理的難點。

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

固體廢物是放錯位置的資源，固廢資源化利用是循環(huán)經(jīng)濟的典型內(nèi)涵。有機固廢富含碳、氮、磷資源物質(zhì)，其中磷作為重要的戰(zhàn)略性資源，其回收對于解決全球磷危機具有重要意義。以污水廠污泥為例，污水中90%以上的磷資源富集在污泥中。德國于2017年10月3日通過了對《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，其難點在于污泥中磷的形態(tài)復雜、釋放效率低、回收難度大。有機固廢厭氧會產(chǎn)生大量的高氨氮沼液，傳統(tǒng)脫氮工藝流程長，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菍崿F(xiàn)高效脫氮的難點。

產(chǎn)物出路不暢通是有機固廢處理的瓶頸問題之一。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污泥的主要處置方式，但污泥填埋會占用大量土地，并釋放大量溫室氣體，且我國部分經(jīng)濟發(fā)達城市面臨無地可埋的困局。建材利用需要對污泥進行干化焚燒或協(xié)同焚燒處理，以實現(xiàn)污泥的礦化和無害化。由于污泥含水率較高，有機質(zhì)含量低，熱值不高，導致焚燒存在投資運行成本高，尾氣排放難以穩(wěn)定達標，鄰避效應突出等問題。土地利用是污泥生態(tài)化處置的重要消納路徑，是發(fā)達國家最重要的處置方式，但受限于意識、標準銜接、處理水平等方面，我國污泥土地利用比例目前還較低。