關于環保產業與循環經濟的模式創新與思考

姜麟　王超　趙艷杰　蘇曉亮　谷昱葶

摘 要：隨著《“十四五”循環經濟發展規劃》的提出，環境保護與生態文明建設地位與作用的日益彰顯。因此，大力發展循環經濟，推進資源節約集約利用，構建資源循環型產業體系，讓污染或廢舊物資循環利用，節約污染物處理成本的同時變廢為寶創造經濟價值，將成為新時期環保產業經濟高質量發展的創新手段。結合環保產業中污水處理、煙氣治理、農村改廁及城市糞污處理、餐廚及廚余垃圾等熱門問題，討論一種環保產業循環經濟運營模式與創新思路，思考如何實現環保產業經濟的高質量發展。

關鍵詞：環保產業；循環經濟；運營模式；資源回收

中圖分類號：F049? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：2096-6903（2023）07-0099-03

0 引言

近年來，國家大力提倡垃圾分類和美麗鄉村建設，餐廚垃圾、廚余垃圾、農村改廁后的糞污處理成為環保行業當下最為熱門的問題，相關處理工藝和處理設備應運而生。但這些設備與工藝往往存在很多的問題，如處理難度大無法處理達標，處理成本高財政補貼負擔重，副產物去向無法解決如發酵沼液，沼渣無法得到進一步處理等。而傳統環保行業，又存在化工類污水處理廠碳氮比失衡需大量補充碳源、供暖和電力行業煙氣脫硝每年需消耗大量的尿素溶液等問題。

因此，將上述環保產業充分關聯并加以延伸，將一個行業的污染物作為另一個行業的生產資源，設想一種環保產業循環經濟運營模式。貫徹落實國家“十四五”循環經濟發展規劃要求、促進區域內環保行業資源循環使用、降低環境污染，實現區域可持續穩定發展。

1 環保產業循環經濟模式的設想

以沈陽市鐵西經開區為例，該區域廚余垃圾日收集量約100～200 t/d，經分揀破碎后，進行加溫調理，調理后在油水分離罐進行油水分離，回收得到的廢油脂可冶煉生物質柴油。

將除油后的廚余垃圾與收集的農村改廁糞污、公廁糞污混合，并加入秸稈調節碳氮比后進行厭氧發酵。發酵產生的沼氣經脫硫脫碳純化后，可用于該區域中燃公司（CCHP）燃氣分布式冷熱電聯產系統，可為寶馬工業園提供冷熱電聯供，并同時解決發酵反應器冬季自身供熱問題。

沼渣經脫水后進入好氧發酵裝置，在高溫和有氧環境下，沼渣快速完成好氧發酵生成有機質肥，可用于該區域中德開土地整理公司的低效農田提升改造、坑塘廢棄地改造、綠化施肥等。好氧發酵蒸發產生的冷凝液可用于該區域化工園工業污水處理廠碳源補充。

由于沼液中氨氮濃度較高，要先對沼液采用吹脫工藝進行處理，并采用反滲透工藝濃縮回收吸收液，實現吸收液循環利用。濃縮后高濃度吸收液將濃度控制在5%～10%，可用于該區域電力或供熱企業煙氣脫硝工藝。脫氮后沼液經預處理后，可排入化工園工業污水處理廠改善碳氮比，為污水廠節省碳源投加。

2 本環保產業循環經濟模式設想的背景

2.1 廚余垃圾的處理方式

餐廚垃圾是指餐館、飯店、單位食堂等的飲食剩余物以及后廚的果蔬、肉食、油脂、面點等的加工過程廢棄物。家庭廚余垃圾是指家庭日常生活中丟棄的果蔬及食物下腳料、剩菜剩飯、瓜果皮等易腐有機垃圾。廚余垃圾是餐廚垃圾和家庭廚余垃圾的總稱，廚余垃圾組成如圖1所示。

廚余垃圾常規處理方式為填埋和喂養生豬。廚余垃圾含水率高，且廚余垃圾中含有大量人畜共患傳染病的病原微生物，采用常規處理方式如填埋，易造成填埋場作業環境變差，喂養生豬易造成生豬患病，進而影響人體健康。

“十三五”期間，全國城鎮生活垃圾無害化處理設施建設總投資約 2518.4億元，其中廚余垃圾專項工程投資為183.5億元。許多新工藝、新技術迎合市場應運而生，主流工藝有厭氧產沼能源化技術、好氧發酵快速成肥技術兩種。

隨著這些項目的投產運行，單一工藝處理問題也逐漸暴露。好氧發酵快速成肥技術優點在于發酵速度快、反應效率高，不產生沼氣、沼渣、沼液等副產物，經2～5 d可發酵完全，產物為有機肥。但在項目實際應用過程中發現以下幾個問題：第一，由于廚余垃圾各批次成本變化較大，含水率、反應溫度、濕度、需氧量等反應條件控制困難，經常出現局部發生厭氧反應、反應溫度不夠蟲卵、病原菌、寄生蟲無法被殺死等問題。第二，廚余垃圾中含油量高，油脂包裹好氧微生物使微生物無法呼吸死亡。第三，廚余垃圾中含有大量的淀粉及糖類物質，糖類和脂肪酸代謝能力差產生代謝產物積累，影響效率低。第四，好氧發酵需要電加熱導熱油提供反應器溫度、鼓風機供氧，反應過程能耗大處理成本高。而厭氧產沼能源化技術在實際應用中雖然運行能耗較低，耐受原料成本變化能力強。但冬季發酵罐電伴熱和蒸汽物料升溫產生大量的能源消耗。副產物沼氣的利用，沼渣和沼液后續無法得到有效處理，無法形成閉環，如完善沼渣和沼液處理工藝鏈將增加巨額一次性投資。

2.2 傳統糞污處理方式

傳統糞污處理方式是將居民糞污及生化污水集中收集至化糞池，由化糞池進行初步的厭氧發酵處理。化糞池上層沼液推流進入市政污水管網，由市政污水處理廠完成后續處理。化糞池底泥（沼渣）由吸污車定期清理，沼渣最終經脫水后進行填埋，或堆肥發酵后用作肥料。

而農村改廁糞污、公廁糞污由于建設時大多無配套市政管網和化糞池處理系統，且無生活水引入，導致糞污污染物濃度高。若由吸污車直接將糞污運至市政污水處理廠處理，由于市政污水處理廠通常無調節池及預處理系統，糞污懸浮物會對市政污水廠造成水質負荷，進而影響出水達標。糞污含水率高且有機質含量高，無法直接進行脫水填埋，受含水率影響直接堆肥發酵也非常困難。因此，農村改廁糞污、公廁糞污同樣是近期環保行業中非常頭疼的問題。

傳統環保行業，如市政污水處理廠及工業污水處理廠大多存在碳氮比失衡，運行需補充大量碳源的問題，碳源的投加直接影響污水處理成本及污水處理收費水價。高氨氮廢水或沼液吹脫產生的廢水處理費用高、難度大，而電力及供熱公司每年脫硝SCR、SNCR等工藝卻需要消耗大量的尿素。

3 本環保產業循環經濟模式先進性

新環保產業循環經濟模式可以解決現階段廚余垃圾處理過程中處理難度大、處理成本高、處理不徹底等問題。廚余垃圾污油回收制成生物質柴油可創造經濟效益。采用厭氧發酵和好氧發酵串聯工藝，即可解決厭氧發酵過程中沼渣無法得到終端處理的問題，好氧發酵直接處理沼渣又解決了好氧發酵工藝耐進料沖擊差、運行困難的問題。

處理流程方面采用多處理工藝聯用，并于其他環保產業開展協同處置，最大限度回收利用廚余垃圾、糞污中的資源價值。產生沼氣經處理后形成天然氣，用于燃氣分布式冷熱電聯產系統，可創造能源經濟價值。沼液可改善該區域污水廠的碳氮平衡，節省碳源投加藥劑成本。沼液分離的高氨水可用于熱電、供熱項目的煙氣脫硝，降低尿素使用藥劑成本。沼渣最終經好氧發酵后生成有機質肥，用于綠化施肥和土壤改良，真正實現了變廢為寶。

將環保產業中垃圾處理、糞污治理、污水處理、煙氣治理、土地整理等各領域進行資源整合，真正實現了環境產業對污染治理的閉環。在《“十四五”循環經濟發展規劃》的大環境下，要深入探索出切實可行的環保產業循環經濟運作模式，從污染治理入手，把污染治理與加快發展結合起來，變單純的賠錢為既要花錢又要賺錢。要從加快建設資源節約型社會入手，突出資源化原則，實現水、氣、渣的全領域資源回收和再利用。從環境污染治理入手，變單純的治理環境、處理污染物為經營生態環境，實現環境效益與經濟效益、社會效益的共贏與提升。

4 環保產業循環經濟模式的3R原則

環保產業循環經濟模式的運行原則：減量化、再使用、資源化，以上3點被稱作3R原則。

4.1 減量化原則

減量化原則針對的是輸入端，目的在于降低步入生產與消費過程中物質與能源流量，重視對廢棄物的產生，借助預防的模式，而不是末端治理的措施來加以規避。規范管理優化工藝，用較少的原料與能源投放來實現指定的生產目的或是消費目的，在經濟項目的源頭就重視節省資源與降低污染。對生產過程來說，環保企業借助技術改造、使用先進化的生產技術或是打開新的物料循環思路在開源節流變廢為寶節約成本的同時，提高產品或服務的市場競爭力。除此之外，也規范產品的簡化及性能的增大化，以實現降低廢棄物排放量的目的[1]。

4.2 再使用原則

再使用原則作為過程性措施，目的是延長產品與服務的時間強度，盡可能多次或是多項地應用物品。規范產品可以根據初始的方式被多次或重復應用，避免一次性消費，應用結束后就丟棄。在環保產業生產過程中，提倡吸收液、中水、活性炭等物料的再生與重復利用，通過重復利用減少物料消耗降低運行成本。

4.3 資源化原則

資源化原則作為輸出端措施，規范產品在實現其應用性能后，盡可能重新變成能夠重復使用的資源，而不是廢用的垃圾，從而降低最終處理量，即廢品的回收使用與廢物的整體應用。資源化可以降低廢棄物與垃圾的出現，減少相應的處理成本，同時作為資源成為新生產工藝鏈的原料提供價值。資源化包含兩個種類型，一方面是原級資源化，即將不要的廢棄物資源化后構成之前一樣的新產品。另一方面是次級資源化，就是將廢棄物變成原來不同種類的新產品或不同產品的生產資源。在環保行業主要依靠次級資源化手段，并利用協同處置方式推動整體循環經濟的完成。

5 發展環保產業循環經濟存在的主要問題

5.1 對環保產業發展循環經濟的優勢了解不足

長時間以來，環保行業工作及項目開展均是“政府領導型”工作方式，企業在環保行業對政府存在較強的依賴性，將環境保護歸屬于政府職責。這就導致環保行業循環經濟模式的巨大利潤無法被發掘，并且對環保行業循環經濟模式認識相對狹窄，覺得循環經濟單單是“減量化、再利用以及再循環”3個方面的簡單銜接，并沒有將環保行業全行業、各領域整體規劃進行考慮。意識不到環保行業循環經濟模式的巨大經濟價值，就找不到經濟社會與環境互利互惠、嶄新的發展模式。

5.2 缺少支持環保產業循環經濟模式發展的重要技術

集中供熱、污水治理、糞污治理、固廢綜合利用等各個專業涉及范圍寬、學科廣，單一專業人才無法實施環保產業循環經濟模式的整體規劃。在多環保行業協同處置、聯合生產方向技能研究與開發投放不足，研發質量低。而新技能研發和普及成本比較高，專利技術科技成果市場保護性差，直接影響新技術的研發投入力度[2]。

5.3 環保產業循環經濟鏈條不完善

環保產業循環經濟鏈條不系統，不成熟，各個產業關聯度非常低，項目缺乏長遠整體規劃。技能支持系統不完善，環保各產業之間互相關聯、互相配套的關系相對松散。缺乏行業覆蓋面廣的平臺公司進行環保循環經濟模式的資源共享存。導致雖然部分項目模式可以建立，但協調配合度不夠，最終資源無法實現有效循環利用。

5.4 激勵系統不健全

發展環保產業循環經濟是一次全新的探索，行業缺少加大投入的內在動力與外部壓力，缺少激勵減量化的稅收優惠政策。

6 以政策推動環保產業循環經濟模式發展

6.1 經濟政策方面

應在經濟過程的兩端增強政策扶持力度，即在輸入端給予資源稅費優惠與輸出端給予污染物減排稅費補貼，使環保產業循環經濟過程的整體可以循環起來。建立完善的環境資源價格制度，使環境價值獲得更為健全的展現。使用市場體系，明確污染物跨行業的資源價值，讓其價值正確體現。

6.2 激勵政策方面

要創建激勵環保行業循環經濟發展的價格、財政稅收、融資以及分配等層面的優惠政策，對使用清潔生產工藝與資源循環使用的企業提供減免稅收、財政補貼以及信貸優惠政策，激勵其在環保產業循環經濟領域更大的投入。確保其產業鏈的市場競爭力，并且對其在征地、審批以及投資環境中提供政策傾斜。此外，對在技術創新、科技成果轉化中作出彰顯貢獻的科技人員提供獎勵激勵。

6.3 產業政策方面

要支持激勵發展環保產業循環經濟，支持區域對全環保項目產業鏈進行梳理并進行整體規劃，盡最大可能實現污染物的閉環處理和資源的最大化利用，最大限度地創造經濟價值。要支持企業使用環保循環經濟模式調整生產結構，逐漸彌補環境虧欠。

6.4 財稅政策方面

使用多方面模式加大對環保產業循環經濟模式發展的投入力度。借助政府投資、財政貼息以及優惠貸款等渠道，引入民間資金、創建環保產業循環經濟發展基金、發行建設債券等措施，籌集資金用于環保產業循環經濟建設。

7 結束語

環保產業循環經濟經營模式，以“循環”為理念，統籌區域內廚余垃圾處理、生活垃圾處理、污水處理、熱電聯產、土地整理等環保處理項目，打造資源節約、循環利用、環境和諧的循環體系。從而實現循環鏈、價值鏈、服務鏈、創新鏈、生物鏈五鏈融合發展，實現環保產業循環經濟更高、更廣、更深層次地創新發展。

參考文獻

[1] 陸瑞建.關于垃圾處置循環經濟產業園運營監管模式創新的探索[J].綠色科技，2021，23（2）：146-147+149.

[2] 陳達祎，林成淼，盧榮劍.樂清經濟開發區循環經濟發展模式和做法[J].中國工程咨詢，2020（10）：24-26.