关于作者

李皓,环境科普志愿者,“中科院老科学家科普演讲团”成员。 1982年毕业于四川大学生物系生物化学专业。1983年至1986年先后在西南农业大学土壤化学系、中国科学院成都生物研究所生化室工作。1986年至1994年在德国弗朗霍夫(Fraunhofer)研究院汉诺威毒理研究所从事免疫生物学研究,1994年获得德国汉诺威大学自然科学博士学位。1995年回国到北京医科大学免疫系做博士后,研究中草药成分的免疫调节作用。出于对当时中国环境状况的极度忧虑,1996年辞职走向社会成为环境科普志愿者。1997年至2007年主要从事引进和翻译国际环境教育影视片的工作。2000年至2004年为国家环保总局环境使者。2008年成为“中科院老科学家科普演讲团”成员。

把市政污泥和易腐垃圾变成清洁能源

李皓
2010年12月09日

关键词:城市地下井事故;各类地下井的井盖标识;易腐垃圾;沼气利用;市政污泥;清洁能源;城市环境管理

正文

2010年7月30日,《北京晚报》“热线新闻”刊登一篇报道,题为“工人下井作业一死一伤”,内容是:北京丰台区某农贸批发市场附近有一通信井,井盖上刻有“北信基础”的字样。7月29日下午,几位勘探工人来到井前作业,他们打开井盖,在井外安放好测量用的三脚架和仪器,但当两名工人下井后,都昏倒在了井中。在消防人员的救援下,这两名工人最终被拉出了井,却已是一死一伤。记者在现场看到,出事的通信井深约2米,井底浮着20厘米左右的淤泥,散发着腥臭味。消防人员表示,事故可能与井下沼气浓度过高有关。

“北信基础”是“北京信息基础设施建设”的缩写,这是一个将道路架空线入地的城市信息管道设施,在长安街、京通高速、京昌高速、阜石路、京顺路等重点道路上、在东城区、西城区、宣武区、朝阳区等城区都有广泛分布。这些信息管道最重要的功能是为城市的指挥系统提供安全、畅通的传输通道,比如,为北京市交管局的交通控制管理提供贯通的网络,也为政务信息化、社会信息化、文化信息化和军事信息化提供着保障。所以,“北信基础”这样的通信井中绝不该出现沼气积累问题,否则,如若引发爆炸,后果难以设想。
沼气产自厌氧状态下“易腐垃圾”的分解发酵,这类垃圾容易腐烂发臭,例如:餐厨泔水、果蔬垃圾、过期食物、屠宰及肉类加工废物、粪便脏水等。在农贸市场附近的通信井中出现大量沼气,定是有人误把通信井当成了污水井,将含有大量易腐垃圾的脏水倒入了井中所致。这起发生在北京丰台区的事故看似少见,其实,它却反映着一个目前普遍存在于北京各城区的严重问题,那就是,由于管理部门的忽视和处理方法的缺失,大量产自餐馆、菜市场等地的易腐污水和废物被商贩们随意倒入了路边的各类地下井中,其危害会有四大方面:1、导致井内缺氧,使工人下井作业时窒息;2、沼气积累,易引发爆炸;3、产生恶臭,滋生病原体,危害公共卫生;4、污染雨水管口,破坏河湖水质,污染地下水。

图1:北京街头一地下井中被排入易腐污物的状况(李皓摄)

图2:此为电力井,严禁排污。(李皓摄)

图3:此为通信井,严禁排污。(李皓摄)

图4:此为消防井,严禁排污。(李皓摄)

图5:此为暖气管道井,严禁排污。(李皓摄)

图6:此为路灯管理井,严禁排污。(李皓摄)

图7:此为公安交管局井,严禁排污。(李皓摄)

图8:此为自来水管网井,严禁排污。(李皓摄)

图9:此为雨水井,排污会污染河流。(李皓摄)

图10:污水井注明有“污”字,可接纳污水,但不能将固体易腐物投入其中(李皓摄)

然而,沼气本是一种当今低碳时代倡导开发利用的可再生清洁能源。沼气含60%的甲烷、40%的二氧化碳、少量水汽、氮气和硫化氢。沼气的能量约为天然气(含80-99%甲烷)的一半。
在上海世博园的城市最佳实践区,瑞典的可持续发展城市马尔默展示:易腐垃圾被当地用来生产沼气,从2万5千吨食物垃圾中,可获得的沼气能源相当于200万公升汽油。一个四口之家每周的食物垃圾所产生的沼气,若作为汽车燃料,能够驾驶7.2公里。

图11:2010年北京科博会上展示的我国出产的新型沼气发酵罐产品(李皓摄)

在中国大连,将大量的市政污泥和易腐垃圾转化为清洁能源沼气已成为现实。2009年4月,大连建成了国内首座以厌氧消化方式来从污泥和易腐垃圾中获取能源的企业——大连东泰夏家河污泥处理厂。该厂以处理市政污泥为主,同时可接纳餐厨垃圾、菜市场产生的可降解有机垃圾、粪污和杂草等。据《大连晚报》报道,从2009年4月29日投料试运行开始,到2010年4月30日截止,该厂已处理污泥和其他易腐垃圾共6万5千吨,产沼气394万立方米。该厂将沼气提纯后,获得了甲烷含量高的天然气产品,外售天然气量已达110万立方米。按其设计能力,该厂每日可消化600吨污泥和易腐垃圾,可日供天然气1.1万立方米,能满足3万至5万户居民使用。

图12:大连东泰夏家河污泥处理厂(图片来自东北新闻网)

今年8月31日,中国水网公布了“2010年度污泥处理处置十大推荐案例”,在此推荐名单中,大连东泰夏家河污泥处理厂名列榜首。案例评选的基本原则有6项:运行时间超过1年;符合国家三部委出台的污泥处理处置技术政策和最佳可行技术指南;低碳(节能减排);经济性指标;维护管理方便;良好的业界口碑和影响。此次比选的点评专家有:北京市政总院原院副总工杭世珺、清华大学教授王凯军、上海市政总院总工张辰、北京市政总院院副总工黄鸥。
大连有人口560万,约为北京的四分之一,如果北京也学大连案例,可建至少四座同等规模的厌氧消化处理厂,它们每天能帮助北京消化掉2千4百吨市政污泥和易腐垃圾,生产出4万4千立方米天然气,可供12万至20万户居民家庭使用。当城市拥有了这种化腐朽为神奇的新技术,再配上对餐馆泔水和菜市场易腐垃圾集中收集和清运的规范管理,就有希望根除那些将易腐废物与脏水倒入地下井口的危险做法。

图13:从市政污泥和易腐物制造沼气示意图(利浦环境能源工程技术公司)

(发表于《科技潮》杂志2010年第十一期)