案例五十五：
张掖兰标生物科技有限公司
作者：田 兰，漆远义，邮箱：3166889342@qq.com
张掖兰标生物科技有限公司零用水“生物引擎”驱动智慧生态厕所拥有全新创制的核心菌种，是基于代谢网络适配模型、通过自组装合成的功能微生物组，是驱动生态厕所顺利运行的核心组件，也称之为“生物引擎”。产品还包括智能控制、温控传感、生物反应、固液分离、动力搅拌、尿液处理等6大系统。粪污经过防沾黏的纳米涂层，固液分离，进入不同的反应单元，固体可在几十分钟内被微生物快速矿化成CO2、H2O等小分子；液体被脱色、脱氮消解；臭气被除臭菌剂分解后通过新风系统排放。该产品解决了2021年中央1号文件提出的“加快研发干旱、寒冷地区卫生厕所适用技术和产品”的短板，创新发明了“高效稳定微生物组处理—粪污源分离原处理”技术，可最大限度解决各类群体需求，填补国内外无水生态厕所市场规模化应用的空白，解决“无水厕所入室”卡脖子问题，并且实现了国产化，被列入农业部寒旱地区农村改厕及粪污资源化利用技术推广项目。该案例成功应用于2022年北京冬奥会（图1），被央视、人民日报及多家媒体报道称为“黑科技”的中国制造。先后荣获第一届全国农村改厕技术产品创新大赛“创新研发项目组”三等奖、第四届“中国创翼”创业创新大赛甘肃省选拔赛创业组一等奖、第四届“中国创翼”创业创新大赛全国总决赛创业组三等奖、第十一届中国创新创业大赛甘肃赛区成长组一等奖、全国农林渔业丰收奖一等奖。2024年该案例入选全国文化和旅游装备技术提升优秀案例。
利用自主研制的高活性生物菌对储粪池里的内容物进行分解、混合、通气和撕碎等,其处理过程如图2所示。
智能生物反应器有自动控温功能，给予微生物最适宜的环境，温度一般控制在45 ℃左右，在粪便混合过程中液体组分被生物填料中的疏松剂分散吸收，固体组分则被均匀地分散到生物菌剂中供其分解转化，结合生物菌剂的各种新陈代谢活动也会产生热量从而将容器内的温度升高并持续较长时间。搅拌不仅可以使粪便充分混合还起到通风供氧的作用，从而使粪便中的厌氧微生物在反应箱内难以生存，进而不产生胺化物、硫化物等带有恶臭气味的物质。当温度过低时底部设置的加热片可供加热，排气扇可有效散发臭气并起到通风供氧的效果。“生物引擎”菌群构建关键技术见图3。
（1）生物引擎：是一种基于多物种协同代谢的网络模型，利用合成生物学技术，通过“自下而上”的微生物组合成策略，将多菌种组装成“工程微生物组”，实现化合物高效转化，发挥引擎作用。
（2）智能化组件：实现零接触式如厕以及公共厕所的智慧管理，提升管理效率，促进资源利用效率。
（3）联动综合管理云平台:对服务单位管辖范围内所有公厕环境、保洁和使用状态进行远程全景数字化 GIS 展示，公厕基础信息全方位精细分析与统计，实现厕所数字化、智能化管理。
（4）家用厕所健康管理模式:研发用于肠道微生物检测的生物芯片、常规健康指标的传感器( 如尿酸、体重、心率等 )，为使用者提供实时连续的健康数据，结合大数据分析指标，提供准确可靠的健康指导建议。
（1）为构建全员创新的科技公司模式，公司制定了《公司技术创新战略制度》《科研活动经费投入预算制度》，对实现新产品备案、工业优秀新产品、科技成果鉴定、科技示范工程、国家标准、行业标准、专利等成果，依据获得的荣誉级别、名次、规模等，按不同标准给予奖励。鼓励员工为科技创新、技术改造出谋划策，提出技术创新提案或合理化建议。
（2）通过持续导入卓越绩效管理和精细化管理模式，对员工开展多层次培训，通过多体系融合，综合运用全面质量管理方法和目标责任制等系统管理手段，实施全面、全过程、全方位的质量管理。在导入卓越绩效模式的过程中，运用“定标准、建机制、抓考核”的管理思路，不断优化企业管理体系，明确目标考核评价，推进全员绩效考核，改进和提高卓越绩效管理水平，使之常态化、制度化、规范化。
（1）经济效益：产品安装方便，无需开挖管沟，占地面积小，节水节能，维护频次和费用低。与传统水冲厕所相比，可降低建设成本10万元（单厕位），无水冲生态厕所（家用）每年维护费仅需约150元，无水免冲智慧生态公厕每年基础维护费也只需1.5万元，可减少污水处理厂的污水处理量和相应的处理成本。为2022北京冬奥会和冬残奥会提供了300多套无水生物厕所，保障了13个场馆使用，服务各类参会群体5万余人，节省了大量的人力和物力。
（2）环境效益：“生物引擎”智慧生态厕所采用复合微生物降解技术，能够快速将粪便无害化处理发酵为有机肥，实现体积消减99%，资源全循环、无污染。在节水、不破坏环境及地貌特征的同时更进一步地做到了粪污资源化利用。
（3）社会效益：兰标每年投入1 000万元用于创新研发，不断在生态厕所方面进行技术突破和技术改进，同时引发同行业其他企业在生态技术方面的投入，有效激发了全社会对技术改进的积极性。“生物引擎”智慧生态厕所能够满足各类旅游景区、多种旅游场景下游客的需求，能从根本上解决“高寒、高海拔、缺水、缺电”的旅游景区公厕建、管、护的难题，极大地改善了旅游景区卫生环境，提升了景区服务保障能力和游客满意度，在完善旅游公共服务系统、提高旅游产品质量和旅游服务水平、促进旅游业高质量发展等方面发挥了积极作用。
案例五十六：
中国城市建设研究院有限公司，中城院（北京）环境科技股份有限公司
作者：孙燕华，于 超（通信作者），范晓平，孟 伟，李小飞，刘 岩，邮箱：sunyanhua1984@126.com
中国城市建设研究院有限公司以联合体形式承接的柳州市餐厨垃圾资源化利用和无害化处理工程项目位于柳州市静脉产业园，占地面积约2.13 hm2，总投资为1.33亿元，由柳州广投环保科技有限公司于2021年4月开始建设，2023年1月投入运行。该项目设计规模为220 t/d，包括200 t/d餐厨垃圾、20 t/d废弃油脂，主要建设包括餐厨垃圾预处理系统、厌氧发酵系统、沼气净化系统、污泥处理系统、除臭系统等内容以及排水、绿化等附属设施。该项目服务柳州市城中区、柳北区、柳南区、鱼峰区、柳江区、鹿寨县，对建设卫生城市、改进目前餐厨垃圾收集和处理面貌、改善柳州市环境卫生面貌具有重要作用。餐厨厂实景见图1。
该项目的技术路线如图2所示。
（1）主体工艺系统：采用“预处理+厌氧发酵”为主的工艺路线，与附近生活垃圾焚烧厂协同处理，经厌氧后产生的沼气供给附近焚烧厂焚烧发电；餐厨预处理过程中加热提油所需的蒸汽由焚烧厂提供；餐厨预处理固渣和经脱水后厌氧沼渣进焚烧厂焚烧处理；经油脂分离后提取的粗油脂外售用作生物柴油或化工原料；脱水后的沼液输送至园区内新建的二期渗滤液处理项目统一处理。
（2）各工艺处理系统情况见表1。
（1）项目位于静脉产业园内，充分考虑了与园区内焚烧厂和污水处理厂的协同性。餐厨预处理过程中所需要的蒸汽由焚烧厂提供，厌氧发酵产生的沼气经厂内脱硫净化后输送至焚烧厂焚烧处理，沼液经离心脱水处理后输送至园区污水处理厂统一处理。
（2）实现餐厨垃圾的无害化处理。餐厨垃圾处理过程中产生的固渣送至焚烧厂进一步焚烧处理，臭气经处理后达标排放，污水送至园区污水处理厂统一处理后达标排放。
（3）实现餐厨垃圾的资源化处理。餐厨垃圾预处理过程中所提取的粗油脂外售至有资质的单位作为化工原料进一步资源化利用，从源头上消除“地沟油”返回餐桌带来的食品安全隐患。
（4）餐厨厌氧发酵过程产生的沼气经净化后送至焚烧厂焚烧炉发电，减少了温室气体排放，符合国家绿色低碳的要求。
项目采用PPP运营模式，合作期限为21 a。由柳州广投环保科技有限公司负责项目建设、餐厨垃圾的收运以及后端运营，项目建设期为1 a，运营期20 a，餐厨垃圾处理补贴费为275元/t。
（1）经济效益：项目年处理量为8.03×104 t/a，产生沼气量为6.02×106 m³/d，沼气用于焚烧厂发电，相当于节约4 298 t/a标准煤。在促进柳州市的循环经济发展、节能减排，改善投资环境，稳定经济可持续发展等方面发挥重要作用。
（2）环境效益：项目产生约 5 110 t/a 的粗油脂用作化工原料，既避免了废弃油脂重返餐桌危害人体健康，又为化工产品提供了原料。餐厨垃圾的集中收集、统一处理，可有效避免收集和运输过程中沿途撒落污染城市道路、杜绝餐厨垃圾进入下水道及周边水体，防止餐厨垃圾填埋处理对地下水的污染。
（3）社会效益：餐厨垃圾处理工程的实施，为居民创造了优美、舒适、清洁的城市环境，有益于市民身心健康、降低致病率、提高劳动生产率；作为城市环境保护的基础设施，是实施环卫规划的重要环节，是城市可持续发展的重要保证。
案例五十七：
上海市闵行区马桥再生资源化利用项目
国投维尔利马桥(上海)再生资源有限公司，国投维尔利环境投资有限公司
作者：孙晋麟，周 斐，金德民，邮箱：dmjin@hotmail.com
上海市闵行区马桥再生资源化利用项目(图1)，占地面积5.35 hm2，由国投生态环境投资发展有限公司、维尔利环保科技集团股份有限公司、上海建工七建集团有限公司共同出资5.8亿元于2020年6月启动建设，2023年6月正式投产运行。项目设计规模为处理建筑垃圾7.0×105 t/a，其中拆除垃圾和装修垃圾各3.5×105 t/a；同时回收废钢材、有色金属、木材、硬塑料等其他可再利用资源，配套建设3 000万块/a再生砌块资源化产品生产线及环保、公用辅助系统等设施。项目引进、借鉴、整合欧洲建筑垃圾处理和资源化利用领域先进经验、技术和运营模式，采用瑞泰环保装备有限公司建筑垃圾高效处置与高值资源化利用成套设备，确保处置过程环保100%达标，建筑垃圾资源化率85%以上。其建筑垃圾处理技术入选生态环境部2023年《“无废城市”建设先进适用技术（第三批）》。该项目解决了上海市闵行区和部分中心城区建筑垃圾消纳需求，先后荣获上海市闵行区建设工程“绿色施工达标工地”和“优质结构工程”，以及2023年度上海市优秀工程勘察设计项目等荣誉，并入选了中国环境保护产业协会《2023年生态环境保护实用技术装备和示范工程名录》。在提升城市整体生态环境形象、助力国家循环经济发展、实现“双碳”目标等方面作出了重要贡献。
（a)鸟瞰图
（b)内部设备
该项目技术路线如图2、图3所示。
（1）预处理工艺系统：拆除垃圾采用我国主流的“两级破碎、两级分选”工艺，装修垃圾采用“两级破碎、四级分选”工艺，预处理后产生各种粒径再生骨料，部分用于本厂制砖生产线的原料，生产非烧结砖；剩余的出售给周边的混凝土搅拌站，用作再生混凝土和砂浆等的生产原料；塑料、木材及金属等由专门的回收公司利用，不具有使用价值的残渣和轻杂物送填埋场或垃圾焚烧厂处置。
（2）各处理工艺系统的具体情况见表1。
（1）采用半地下、全屋顶花园式、去工业化设计方案，美化环境，降低成本。
（2）提高建筑垃圾资源化利用率。项目引进德国先进的建筑垃圾处理工艺和设备，采用“箱式风选+红外光选+折板风选+涡流分选”精选工艺，使骨料提纯度达到99%以上；根据建筑垃圾来料组分的不同，资源化利用率平均达85%以上，最大限度实现资源的综合利用。
（1）运行模式：项目为上海市首个建筑垃圾处理及资源化利用领域的PPP项目，合作期为30 a，特许经营期内资金来源于政府财政资金，经营期满后将移交上海市闵行区政府。
（2）运行机制：项目通过区级政府统一规划的前端收运体系，将辖区内建筑垃圾运至末端处置系统。建筑垃圾收运配置专用运输车辆，由各街镇选用的清运单位负责将建筑垃圾运至厂内卸料区进行处置，每季度办理垃圾处理使用者付费和可行性缺口补助的结算。
（1）经济效益：项目集中处置设施的建设可有效解决建筑垃圾的出路，通过深度资源化利用，大幅降低运行成本和资源消耗；同时，通过资源化产品的生产和销售获取一定的直接经济收益、安置部分人员就业，间接带动地方经济发展。
（2）环境效益：建筑垃圾处理后产生精品骨料替代传统天然砂石材料，可节约原生资源开采量近5.0×106 t/a，节省垃圾填埋场用地约8.0×104 m2，减少二氧化碳等温室气体排放近1 098 t；项目采用全密闭式生产工艺和先进的环保技术措施，不仅安全环保地集中处置建筑垃圾，而且可避免对周边环境造成二次污染。
（3）社会效益：项目是上海市重点规划的12个建筑垃圾资源化利用设施之一，建成后具有较好的示范性。该项目也兼作上海市固体废物处理的大型环保教育和宣传基地，面向全市公开宣传垃圾分类、建设资源节约型社会，进一步提升公民环保意识。
案例五十八：
上海环境卫生工程设计院有限公司
作者：刘庄泉，邮箱：lzqscilence@163.com
青浦区污泥干化焚烧项目（图1）是上海市“十三五”期间环保重点工程和青浦区重大环境基础项目，位于上海市青浦区张江园区，占地面积34 835.3 m2，建筑面积19 449.55 m2, 主要处理青浦区10座污水处理厂80%含水率的脱水污泥，总设计处理规模600 t/d，分二期建设。上海漾沁环境科技有限公司负责项目的投资、建设和运行，上海环境卫生工程设计院有限公司承担项目的设计施工总承包（EPC）工作。项目一期设计规模为300 t/d（含水率80%脱水污泥），建设2条污泥干化焚烧线及其配套设施，于2020年3月正式开工建设、2021年底正式投产。项目采用“薄层干化+鼓泡式流化床”独立干化焚烧技术，设置余热锅炉回收热量，配套烟气处理系统、臭气处理系统、污水处理系统及飞灰稳定化系统等。项目的建成运营实现了青浦区市政污泥减量化、稳定化和无害化的处置目标，树立了长三角一体化示范区环境基础项目的标杆，并成功入选《2023年生态环境保护实用技术装备和示范工程名录》。
该项目技术路线如图2所示。
（1）接收储存：设置2个全地下钢制污泥接收仓和4个钢制污泥储仓，各个储仓互为备用，以增强污泥的配伍及干化系统的匹配。仓底部设置了破拱滑架装置，防止污泥架桥。
（2）干化系统：采用“薄层干化机+载气冷凝”干化处理工艺，配置4台薄层干化机，采用余热锅炉的饱和蒸汽作为热媒。薄层干化机具有安全、灵活、能耗低、操作简单的优势。
（3）焚烧系统：采用2台鼓泡流化床，焚烧区焚烧温度大于850 ℃，烟气停留时间大于2 s， 热灼减率≤5%，有效抑制二噁英的产生，对焚烧污泥的适应性与针对性强。
（4）烟气处理：采用“炉内脱硫+SNCR脱硝+静电除尘+小苏打干法脱酸+活性炭喷射+布袋除尘+湿式脱酸+烟气再热”组合处理工艺，达到欧盟2010烟气排放限值后通过60 m烟囱排放。
（5）臭气处理：按源头有效封闭、分区分类收集、分质处理的原则进行设计。接收仓和储仓臭气作为焚烧系统一次风送入焚烧炉焚烧。其他区域的臭气经收集后送入末端“化学酸碱洗涤+生物除臭+活性炭吸附（应急）”装置进行处理。
（6）污水处理：系统产生的混合污水采用“预处理+两级AO-MBR+高级氧化”处理工艺；脱酸废水处理采用 “预处理+多级吸附过滤”的组合工艺。
（1）通过对干化焚烧设备的合理选型及布置优化，强化干法、湿法组合脱酸，使得分区明确、流程简洁，克服了独立建设运行污泥处置项目的难题。
（2）采用的“薄层干化+鼓泡式流化床”干化焚烧技术对不同来源的脱水污泥有较强的适应性，采用的“炉内脱硫+炉内SNCR脱硝+静电除尘+小苏打干法脱酸+活性炭喷射+布袋除尘+湿式脱酸+烟气再热”组合处理工艺能满足严格的烟气排放标准。
（3）遵循顺流设计原则，创造性地采用高低错位的干化机布置形式，极大地缩短了半干污泥输送距离，科学地解决了半干污泥的输送难题，提高了车间空间使用率的同时缩小了车间面积，对臭气控制、节约投资和运行成本具有积极意义。
（4）利用蒸汽的汽化潜热给污泥进行间接加热干化，换热后的冷凝水返回锅炉给水系统，同时利用蒸汽对一次风进行换热，提高了入炉工况的稳定性，实现了热能的充分利用和节能。
（5）打破传统大风量换气做法，按照对臭源有效封闭、分区收集、分类处置原则进行设计，并对应急状态下的工况风量进行复核，在保证除臭效果的前提下有效降低了除臭系统总风量和运行能耗。
（6）采用静电和布袋两级除尘，确保除尘效果的同时减少了布袋除尘的飞灰量，降低了飞灰处置成本。
（1）采用BOT特许经营模式，由建设方负责项目的投资、建设和运营，由政府补贴污泥处理费用。
（2）通过优化运行参数和精细化管理，提升运营管理水平以降本增效。
（3）探索运用污泥干化冷凝废水的厌氧氨氧化工艺，降低污水处理反硝化碳源消耗量。
（1）经济效益：项目集中处置青浦区10座污水厂产生的脱水污泥，拥有较完善的专业技术设备，管理水平和自动化水平较高，有利于处理设备连续、稳定运行，有效降低污泥处置成本。同时项目的建成有利于青浦区新城建设和经济发展，间接促进了相关企业的发展，产生了良好的经济效益。
（2）环境效益：项目建成后运行稳定、环保达标，有效解决了青浦区污泥出路，实现了青浦区污泥的“无害化、减量化、稳定化”集中处置目标，切实避免了污泥的二次污染，充分降低了污泥对环境的影响。
（3）社会效益：项目的投产进一步完善了青浦区基础设施，为青浦区新城建设和可持续发展创造了有利的外部条件，同时改善了生产、生活环境，提高了人民生活质量，具有良好的社会效益。
注：案例五十五由中国城市环境卫生协会厕所专委会推荐。
编发：王雅楠；校对：刘冬梅；审核：张艺
