来源 | 环卫科技网
作者 | 环保民工
近年来，垃圾分类受到越来越多重视，全国各地针对垃圾分类及处理的项目逐渐增多，各路资本竞相逐鹿这片环保“蓝海”。
纵观餐厨垃圾处理技术，目前主要有好氧制肥、厌氧制气，此外还有蚯蚓、蝇蛆、黑水虻养殖等生物转化。
在2020年北京农展馆的环卫展览中，据说超过30%的展位均是好氧发酵的设备，发酵时间没有超过24小时，甚至4个小时，这不禁令很多科研和技术人员怀疑自己的一生所学和人生观。
除好氧发酵技术路线外，还有一种新技术叫“生物化水”，号称可以将有机湿垃圾直接转化为水，降解率超95%，也颠覆了传统教科书和学术界的认知。
下面，我们来拆解下，这种所谓的“生物化水技术”，究竟是餐厨垃圾处理行业的“黑科技”，还是一场“骗局”？
关于“化水技术”降解过程及3大疑问
“化水技术”降解过程大致分为三步：
◎ 导入：经过分拣的湿垃圾导入处理机中，与Super-Star菌 （注：笔者自编名称 ）充分混合；
◎ 转换：微生物开始“吃”垃圾，将大分子分解为小分子。根据相关宣传，是采用“一种仿生胃部消化功能生物技术，通过将微生物栖息量最大化的高硬度载体，以及研究筛选的特异复合菌株，实现24小时内生态化减量率大于95%”；
◎ 化水：设备排出的水可回到设备继续使用，可作达标排放或根据作物需求定向配置成有机营养液输出到植物工厂或农田。
据称，该技术的核心在于其“独家研发的微生物菌种”：“能有效于24小时内把餐厨垃圾分解，减量率>95%，分解的副产物以环保水质排出”。
笔者百度搜索了一下“24小时化水”，搜索结果显示还是有一些案例的。
▲ 图1：24小时化水技术截图（检索时间：2020年9月）
笔者从事环保行业数十载，仔细研读相关公司的网站介绍和相关案例后，仍有3点疑问，究竟如何做到24小时“化水”？
疑问1： “化水技术”初始固含（或SS）是多少？需要加水稀释么？需要加多少？
加水稀释是很多技术与工艺路线回避的话题。“化水”技术也不例外，所有介绍都没有提到加水稀释的问题，而这是该技术能否实现的关键之一。
根据参考文献 [1] 调研，餐厨垃圾预处理后得到的挤压液一般固含可达到8-10%甚至更高。参考文献 [2] 一文对某餐厨处理厂1年的跟踪数据，经预处理、三相分离，加水稀释后进入CSTR塔 （全混合厌氧反应器） 的污水，含固率可达8% （参见图2与表1） 。
▲ 图2：典型餐厨垃圾厌氧消化工艺流程（来源：文献2）
目前，典型餐厨垃圾厌氧处理的预处理过程，通过除杂、除砂、蒸煮、提油、制浆之后，进入CSTR厌氧发酵反应器的所谓“浆液”含固率可达7-8%，这还是在经过分离一部分固含之后。
而“化水技术”，从其工艺描述来看，并没有进入“化水”阶段前的预处理过程。
如果有，那么预处理分离出的物料量和含水率是多少呢？如果没有，那么“化水”技术的初始固含 （或SS） 是多少呢，是否需要加水或是会用水稀释？加多少水？
▲ 表1：厌氧工艺运行参数（来源：文献2）
疑问2：“化水技术”降解前后，究竟是将大分子降解成了什么？污染指标分别是多少？（这也是所有疑问的核心，所以花大篇幅说道说道。 ）
所谓“化水”技术，是用一种微生物（或者是什么酶解技术也罢）24小时直接将餐厨废水转化为了“环保水质”。那么，处理吨垃圾“化水”的水量是多少？“化水”得到的“水”的污染物浓度（COD\BOD\NH3-N\TN等）是多少？出水得到的“环保水质”的污染物浓度指标和水量又是多少？
目前我国主流的餐厨废水厌氧技术，经过除杂，除渣，除油等预处理后，进入CSTR反应器的污水，一般COD （化学需氧量） 可达7-13万，同时，还有高于1000的氨氮总氮，参见文献 [1] 以及其他一些文献和参考书。
假设采用厌氧技术处理这种污水，以经典的UASB反应器来说，容积负荷一般可达7-15kgCOD/（m³·d）。假设初始COD为100000，预处理（不管怎么处理）能去除50%，剩50000进入厌氧系统，容积负荷取10，去除率取90%，则所需时间为4.5天，得到COD为5000的污水。 （COD5000的话，不能称之为“环保水质”吧） 。
那么笔者要问，“化水技术”24小时内将COD从多少降到了多少，才得到“环保水质”？
再来看看总氮，按初始总氮浓度1000mg/L计，即使采用厌氧氨氧化技术，假设不考虑高浓度下的抑制作用，姑且认为污泥容积负荷达到1.5 （参见表2） ，按去除率90%计，则需要反应时间为24小时。而假设采用传统的硝化-反硝化技术，按容积负荷0.05计，则总氮去除需要的反应时间为20天。
“化水技术”采用了什么技术、菌种，可以24小时将总氮降低？降低到什么水平得到“环保水质”？
▲表2：ANAMMOX工艺与传统硝化和反硝化工艺的比较（来源：文献3）
根据文献 [1] 提供的数据，经CSTR塔内28天的水力停留时间，餐厨废水COD从130000降低至20000 （见表1） 。
文献 [4] 中的案例，采用“厌氧氨氧化+两级A/O-MBR”工艺，设计进水水质为COD10000-15000，出水为COD500，其MBR段设计的总水力停留时间为115.8小时 （4.8天） 。文献 [5] 提供的小试结果，进水均值为COD126000，水力停留时间为6.6天。
可见，目前的主流技术均做不到24小时将餐厨废水中污染物降解，甚至经过20余天COD依然高达数千甚至上万，同时还有总氮并未有效去除。
那么“化水技术”处理吨垃圾对应的水量是多少？污染物浓度COD等指标、容积负荷是多少呢？经过24小时的降解后得到水质的污染物浓度值、降解效率各为多少呢？
疑问3：不产生污泥么？
根据微生物代谢原理，分为微生物的同化作用和异化作用。通俗来说，就是微生物吃了污染物，转化成自身细胞，同时释放能量、水和二氧化碳之类。
选取文献 [1] 中典型的厌氧处理技术路线为例 （图3） ，100吨餐饮垃圾会产生3.2吨沼渣与3.4吨污泥，折合吨水产生固渣66kg。
根据文献 [4] 设计数据，650吨项目每天产生绝干污泥5.47吨，则折合吨水产生污泥42kg （含水率80%） 。
▲图3：典型餐厨垃圾厌氧处理物料平衡（来源：文献1）
那么，“化水”技术既然是Super微生物，其吃掉了这么多污染物，代谢产生的“剩余污泥”哪去了？难道真的是劳模，吃掉污染物后自己也“化水而去”？
结语
以笔者粗浅的认识，所谓“化水技术”， 就是在加水稀释的条件下，将餐厨垃圾粉碎或研磨，然后再通过“Super-Star”降解24小时后排放。
如果后续没有污水处理设施，那么水质一定是达不到目前我国现行规定的各类排放标准，如果有污水处理设施，那么负荷也会相当高。
不同国家有不同的污水排放标准要求，根据我国目前现行规定，GBT 31962-2015《 污水排入城镇下水道水质标准》要求COD达到500，BOD350，总氮70，按照GB8978-1996《污水综合排放标准》，至少要求COD500、BOD300（生化需氧量）。那么，“化水技术”所谓的“环保水质”，是按照哪条环保要求执行的呢？
如果说设备24小时直接出水达到纳入城镇下水管排放标准，应该是无法实现的，除非大量加水稀释。假设真能达到，国内所有的基于厌氧技术的餐厨垃圾处理项目都可以基于该技术进行改造，沼液问题也得到完美解决。
另外，全球的生活污水处理项目都可以据此改造，这应该也是个诺贝尔奖级技术。
还看到一个网友有种说法，笔者觉得也很有道理，如果可以24小时化水，这应该是一种危险系数极高的“生化武器”，堪比“化尸水”，各种有机质、24小时、化水，想想还有点恐怖。
环保行业鱼龙混杂，各路人马和资金都杀进来要分一杯羹，但是，还是希望都能踏踏实实把技术做好，真正为环保问题寻找解决之道。
参考文献：
[1] 吕凡, 章骅,邵立明,等.基于物质流分析餐厨垃圾厌氧消化工艺的问题与对策，环境卫生工程，2017.
[2] 马懿,倪骏,郑仁栋.餐厨垃圾厌氧消化技术研究，有色冶金设计与研究，2019.
[3] 李军,杨秀山,彭永臻编著.微生物与水处理工程，化学工业出版社，2002.
[4] 耿震，王罕.餐厨废弃物厌氧消化沼液处理工艺设计，中国给水排水，2019.
[5] 刘军,张迪,孙少龙,等.餐厨垃圾废水的预处理及UASB厌氧消化小试研究，环境卫生工程，2019.
