歐陽創(chuàng)：碩士，高級工程師，現(xiàn)任上海環(huán)境院研究中心副總工程師。
夏 旻：博士，高級工程師，現(xiàn)任上海環(huán)境院研究中心總工程師。
周永泉：碩士，助理工程師，現(xiàn)任上海環(huán)境院研究中心研發(fā)工程師。
徐麗麗：碩士，高級工程師，現(xiàn)任上海環(huán)境院副總工程師、工程所副所長。
“十四五”期間，隨著垃圾分類政策的推動(dòng)，濕垃圾處置市場持續(xù)快速釋放。預(yù)計(jì)到2025年，全國濕垃圾處置產(chǎn)能將達(dá)到35萬噸/日，設(shè)備投資額超887億。目前，濕垃圾處理主要采用機(jī)械預(yù)處理+厭氧產(chǎn)沼工藝，該工藝雖然已經(jīng)較成熟，但也存在部分問題有待進(jìn)一步解決，主要是預(yù)處理殘?jiān)蛥捬跽右旱刃枰罄m(xù)處理，濕垃圾中有機(jī)質(zhì)未得到充分利用。黑水虻處理工藝，在有機(jī)固渣減量化、資源化利用方面顯示出較好的潛力，在環(huán)衛(wèi)行業(yè)內(nèi)逐漸應(yīng)用，被視為是支撐厭氧工藝整體資源化率提升的有效抓手之一。
圖1 黑水虻生物轉(zhuǎn)化濕垃圾的主要產(chǎn)品
圖2 黑水虻生物轉(zhuǎn)化濕垃圾的基本工藝流程圖
黑水虻處理濕垃圾工藝主要包括濕垃圾預(yù)處理系統(tǒng)、蟲卵培育孵化系統(tǒng)、養(yǎng)殖分離系統(tǒng)、污染控制系統(tǒng)等，基本情況如下：
濕垃圾預(yù)處理系統(tǒng)，主要利用分選、制漿等預(yù)處理設(shè)備將濕垃圾進(jìn)行固液分離和油水分離。分離得到的固相物含水率約70-75%，經(jīng)過粉碎后得到粒徑小于2cm的粉碎物，作為黑水虻飼料進(jìn)入到養(yǎng)殖分離系統(tǒng)。油水分離得到的滲濾液，需經(jīng)過污水處理達(dá)到污水排放標(biāo)準(zhǔn)，該過程也可以減少固渣中的鹽分，分離得到的油脂則交給指定的專業(yè)處理公司。
蟲卵培育孵化系統(tǒng)，主要為養(yǎng)殖分離系統(tǒng)處理提供足夠的幼蟲。幼蟲是處理代謝預(yù)處理后濕垃圾的主要生物群體。該系統(tǒng)包括種成蟲養(yǎng)殖和種幼蟲孵化，需人工維持系統(tǒng)溫度、濕度、光照等，給予黑水虻種群繁衍最優(yōu)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)持續(xù)、大量增殖，保證黑水虻處理工藝穩(wěn)定。在黑水虻蟲卵培育孵化生產(chǎn)中，一般只需要保留約1%的黑水虻幼蟲維持種群繁殖循環(huán)，其余99%的黑水虻幼蟲都作為后續(xù)濕垃圾處理用蟲。
養(yǎng)殖分離系統(tǒng)，是利用幼蟲強(qiáng)大的取食和消化能力，將濕垃圾轉(zhuǎn)化為高質(zhì)量的動(dòng)物蛋白。規(guī)模化的黑水虻處理需要建設(shè)專業(yè)的養(yǎng)殖車間，保持穩(wěn)定的溫度、濕度等外界條件，幼蟲經(jīng)過6-8天的成長后，及時(shí)采用蟲料篩分設(shè)備進(jìn)行蟲糞分離，最終得到鮮（干）蟲和蟲糞有機(jī)肥原料。
污染控制系統(tǒng)，是對培育孵化和養(yǎng)殖過程中產(chǎn)生的以氨氣為主的大量惡臭氣體以及養(yǎng)殖系統(tǒng)冷凝水和除臭廢水等進(jìn)行達(dá)標(biāo)處置。三、黑水虻養(yǎng)殖工程案例分析
實(shí)證項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)通過實(shí)地調(diào)研了多個(gè)國內(nèi)案例和對接訪談部分國外案例，對國內(nèi)外相關(guān)工程進(jìn)展情況進(jìn)行一定了解，包括養(yǎng)殖技術(shù)、二次污染控制、自動(dòng)化運(yùn)行水平、上下游供應(yīng)等方面。目前國內(nèi)黑水虻處理工程基本采用“原料預(yù)處理+多層立體養(yǎng)殖+蟲沙分離+鮮蟲冷凍/烘干外售”工藝路線，項(xiàng)目基本可實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)行，但整體上存在機(jī)械化、信息化程度低、產(chǎn)品穩(wěn)定性不足、環(huán)保措施不到位等問題。國外案例具有布料系統(tǒng)精密程度、自動(dòng)控制水平高、產(chǎn)品深加工技術(shù)先進(jìn)等特點(diǎn)，但整體投資高，且對國內(nèi)濕垃圾物料的適用性仍需明確。四、問題清單與建議
針對黑水虻生物養(yǎng)殖轉(zhuǎn)化技術(shù)在濕垃圾處理領(lǐng)域的應(yīng)用，上海環(huán)境院初步梳理了目前黑水虻養(yǎng)殖技術(shù)存在的主要問題，同時(shí)提出相關(guān)工程建設(shè)實(shí)施建議。（一）問題清單
1、現(xiàn)有項(xiàng)目成套系統(tǒng)自動(dòng)化程度較低，多個(gè)環(huán)節(jié)需要人工干預(yù)，提高自控化水平、連續(xù)穩(wěn)定能力、降低人員投入等問題需進(jìn)一步攻克。2、濕垃圾碳氮比不均衡、來料穩(wěn)定性將顯著影響黑水虻處理效率，實(shí)現(xiàn)黑水虻規(guī)模化養(yǎng)殖并保證穩(wěn)定運(yùn)行措施缺乏。3、溫濕度控制及二次污染控制措施與工程經(jīng)濟(jì)性間的平衡，需探索低能耗、高效的環(huán)境控制、防逃逸及蟲害措施。4、規(guī)模化養(yǎng)殖的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)性還不明晰。（二）工程建議
1、應(yīng)重點(diǎn)提升機(jī)械化、信息化水平，設(shè)計(jì)構(gòu)建自動(dòng)化生產(chǎn)養(yǎng)殖系統(tǒng)，采用機(jī)械輸送、智能機(jī)械手等自動(dòng)化設(shè)備，結(jié)合自動(dòng)化控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)環(huán)節(jié)全自動(dòng)化生產(chǎn)。2、關(guān)注黑水虻蛋白轉(zhuǎn)化效率，建議構(gòu)建智能化養(yǎng)殖系統(tǒng)，從原料配比、蟲卵培育、養(yǎng)殖環(huán)境等全流程智能控制，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)孵化及喂養(yǎng)，增強(qiáng)系統(tǒng)穩(wěn)定性，提高垃圾降解率、產(chǎn)蟲率及產(chǎn)品品質(zhì)。3、通過優(yōu)勢益菌群的營造、物料溫濕度等控制以及嚴(yán)格控制黑水虻養(yǎng)殖周期、養(yǎng)殖區(qū)域全密封等措施控制黑水虻病蟲害及生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。4、重視養(yǎng)殖車間物理防護(hù)和隔離，避免種群逃逸，設(shè)置專門應(yīng)急預(yù)案，防止偶發(fā)性、大規(guī)模逃逸。來源 | 上海環(huán)境衛(wèi)生工程設(shè)計(jì)院作者 | 歐陽創(chuàng)、夏旻、周永泉、徐麗麗
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