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近日,福建省政府公布《福建省人民政府关于2020年度福建省科学技术奖励的决定》(闽政文〔2020〕109号),对2020年度在科学技术进步活动中作出重要贡献的科学技术人员和组织给予奖励,全省有195项成果获省科学技术奖,其中自然科学奖17项,技术发明奖5项,科学技术进步奖173项。
金凯地及合作团队的科技成果《有机固体废物超高温堆肥技术及应用》获福建省科学技术进步奖二等奖。
成果名称 | 有机固体废物超高温堆肥技术及应用 |
奖励类别 | 科学技术进步奖 |
奖励等级 | 二等 |
完成单位 | 福建农林大学、广东省科学院生态环境与土壤研究所、大地绿源环保科技(北京)有限公司、佛山市金凯地过滤设备有限公司、福建省致青生态环保有限公司 |
完成人 | 周顺桂、余 震、王跃强、唐家桓、廖汉鹏、陈 志、刘永跃 |
我国年产有机固体废物超过20亿吨干重(其中畜禽粪污9亿吨、城镇生活污泥6000万吨),但资源化利用率不足30%。传统高温堆肥是实现有机固废资源化利用的有效手段,然而发酵温度低、周期长、无害化不彻底与产品附加值低等缺陷,已严重限制堆肥工艺的大规模应用。
针对上述难题,本项目历时15年的基础研究和技术攻关,取得如下重要突破:
1.在国际上率先提出“超高温堆肥”新理念。针对传统堆肥不能超过70℃固有认识,发明了UTM系列超高温菌剂,能够在24小时内将堆温提升至80-100℃(微生物产热,无需外源加热),率先定义了堆肥“超高温期”(即发酵温度≥80℃),并成功维持堆肥“超高温期”7-11天。发现并命名嗜热菌新属2个、新种15个,保藏嗜热菌种1000余株,建成国内首个堆肥嗜热菌种资源库。揭示了超嗜热菌驱动堆肥有机物快速转化、抗生素耐药基因高效消减、重金属原位钝化的分子机制,解决了传统堆肥减量化和无害化程度低等难题。
2.发明了超高压深度脱水与超高温堆肥耦合新工艺。研制出了国内首台超高压卧式弹簧滤板压榨机,创建了具有自主知识产权的有机固体废物超高温堆肥成套工艺,形成了污泥生物沥浸调理—超高压深度脱水—超高温堆肥的完整工艺链,建成并运行了国内首个污泥超高温堆肥产业化示范工程(处理规模达600吨/日)。与传统污泥脱水+堆肥技术相比,脱水效率提高35%,发酵周期缩短1/2,辅料添加量减少75%,运行成本降低45%。
3.创建了堆肥腐熟度快速检测的生物电化学新方法。研制出便携式快速检测设备,使堆肥腐熟度测定时间由常规2-3天缩短至30分钟。建立了“超高温堆肥+二次固态发酵”两段式工艺,发明了超高温堆肥固氮减排技术,开发出生物有机肥、有机铁肥、土壤调理剂等系列高值化堆肥新产品,得到大面积推广应用,解决了传统堆肥产品附加值低、出路窄的难题。
鉴定委员会认为:该成果具有原创性并实现了产业化应用,整体达到国际先进水平,其中“污泥超高压深度脱水与超高温堆肥耦合工艺”达到国际领先水平,一致同意通过鉴定。
超高温堆肥技术推广应用到全国12个省市,处理污泥、畜禽粪便等有机固体废物超过4000吨/日,累计处理320万吨,实现有机肥替代化肥69万吨,减排CO2 56万吨。创建了国内首个省级污泥产业协会。近三年完成单位新增销售收入2.1亿元,新增利润2400万元。项目累计创造间接经济效益约15亿元,显著提升了我国有机固体废物循环利用产业的自主创新能力。