生活垃圾小型化處理技術(shù)

張中霞　張野　郭強

摘 要：生活垃圾小型化處理技術(shù)是指年處理規(guī)模在10萬t以下，且適用于生活垃圾產(chǎn)生量較小的城鎮(zhèn)、郊區(qū)和農(nóng)村地區(qū)的垃圾處理技術(shù)。本文介紹了國內(nèi)外常用的幾種小型生活垃圾處理技術(shù)。隨著我國生活垃圾分類系統(tǒng)逐漸完善，小型生活垃圾處理技術(shù)市場需求將日益增加，因此本研究具有一定的實踐意義。

關(guān)鍵詞：生活垃圾;生物處理;垃圾氣化

中圖分類號：S224.2文獻標(biāo)識碼：A文章編號：1003-5168（2018）31-0151-02

Miniaturization Treatment Technology of Domestic Refuse

ZHANG Zhongxia ZHANG Ye GUO Qiang

（Institute of Geography， Henan Academy of Sciences，Zhengzhou Henan 450052）

Abstract： Domestic garbage miniaturization technology refers to waste treatment technology in urban， suburban and rural areas with an annual processing scale of less than 100 000 tons and suitable for small amounts of domestic waste. This paper introduced several small domestic waste treatment technologies commonly used at home and abroad. With the gradual improvement of China's domestic waste sorting system， the market demand for small domestic waste treatment technology will increase day by day. Therefore， this study has certain practical significance.

Keywords： domestic garbage;biological treatment;garbage gasification

目前，國外發(fā)達(dá)國家已經(jīng)全面實施生活垃圾分類制度，生活垃圾產(chǎn)生量已越過峰值，進入減量階段，需要處置的生活垃圾量明顯較少，且國外發(fā)達(dá)國家生活垃圾處置多以小型設(shè)備為主。隨著我國城鎮(zhèn)化速度加快以及人民生活水平的提高，生活垃圾產(chǎn)生量正處于快速增長階段，需要處理生活垃圾量十分巨大。而我國生活垃圾處理多以大型設(shè)備為主，小型設(shè)備為輔，待我國進入生活垃圾減量階段后，生活垃圾小型化處理技術(shù)將得到廣泛應(yīng)用。

1 國外生活垃圾小型化處理技術(shù)

1.1 挪威Energos技術(shù)

Energos技術(shù)由挪威開發(fā)，最初是為了給小型社區(qū)提供一種經(jīng)濟有效的、可代常規(guī)排爐系統(tǒng)（也稱為“層燃'焚燒爐）的技術(shù)設(shè)備，該技術(shù)具有低排放和靈活給料特點。在Energos技術(shù)中，垃圾先經(jīng)過高低轉(zhuǎn)矩粉碎機，再通過磁性分選去除金屬物質(zhì)，最后被送入氣化爐膛內(nèi)，在活動爐排上被氧化，最后完全燃燒。氣化后的煙氣流入二燃室，產(chǎn)生的熱量被熱回收系統(tǒng)回收產(chǎn)生蒸汽。

1.2 法國EDDITh熱解處理技術(shù)

EDDITh熱解處理技術(shù)由法國石油協(xié)會（IFP）開發(fā)。目前由法國Thide環(huán)境公司負(fù)責(zé)該技術(shù)的商務(wù)運營活動。該處理技術(shù)主要通過回轉(zhuǎn)窯將垃圾熱解氣化后分離出可回收物質(zhì)。

1.3 芬蘭Foster Wheeler技術(shù)

Foster Wheeler主要通過高容量等級的流化床氣化爐，根據(jù)不同燃料特性，對垃圾進行處理。氣化爐產(chǎn)生的可燃?xì)馀c煤一起燃燒，可產(chǎn)生電力和熱能。

1.4 英國Compact Power公司

英國Compact Power公司成立于1992年，主要提供MSW和危廢熱處理裝備，該準(zhǔn)備處理能力為6 000～30 000t/a。主要處理方式是先將垃圾干燥和熱解氣化，再完全燃燒。

1.5 澳大利亞Entech再生能源系統(tǒng)

生物質(zhì)或垃圾進入熱解氣化爐，在缺氧環(huán)境下，發(fā)生熱解氣化反應(yīng)，物料溫度被加熱至550℃，產(chǎn)生熱解氣。熱解氣進入熱反應(yīng)器（Thermal Rector）后，完全燃燒，產(chǎn)生低排放的高溫氣體，最后通過一系列熱交換器回收熱能，用于電能、蒸汽以及熱水制造。

通過上述對國外小型垃圾處理技術(shù)的統(tǒng)計分析，可以看出歐洲大部分國家由于垃圾管理政策法令，要求所有生活垃圾必須經(jīng)過預(yù)處理才能進入焚燒，使得歐盟國家垃圾分類系統(tǒng)相對完善，垃圾熱值較高，小型化生活垃圾主要采用預(yù)處理+焚燒/熱解氣化的技術(shù)路線，取得了較好收益[1]。

2 國內(nèi)生活垃圾小型化處理技術(shù)

目前，我國對生活垃圾小型化處理設(shè)備進行大力研究，主要處理技術(shù)分為兩種，即“機械預(yù)處理+生物處理”和“機械預(yù)處理+熱處理”。

機械預(yù)處理技術(shù)主要包括破碎、篩分、風(fēng)選、攪拌和磁選，常用于未經(jīng)分類的混合生活垃圾的預(yù)處理，可高效回收混合垃圾中的金屬、玻璃和紙制品等，降低可生物降解有機質(zhì)（如廚余垃圾）含量，從而提高垃圾填埋生物穩(wěn)定性，減少滲濾液和甲烷二次污染排放。

生物處理技術(shù)，分為好氧（倉式、露天條垛式、隧道式、箱式、滾筒式、生物干化和淋濾等）和厭氧生物技術(shù)（厭氧消化），兩者既可單獨利用，也可配合使用。

熱處理技術(shù)是通過直接焚燒或熱解氣化工藝，對經(jīng)分選后的垃圾進行余熱回收，將高熱值的固體垃圾制作成高品位的固體廢物衍生燃料，做到能量梯級利用[2]。

2.1 超高壓干濕分類技術(shù)

深圳下坪填埋場二期建有100t/d生活垃圾處理示范項目，于2016年4～8月完成測試并投入使用。生活垃圾收運進場后，首先由液壓抓斗抓破垃圾袋進行預(yù)處理，破碎后的垃圾進入超高壓干濕分離機，且發(fā)布在一個特制的表面布滿孔的管道中，高壓擠壓缸液壓壓力增至100MPa，快速地將混合垃圾分成45%的干垃圾和55%濕垃圾。干垃圾主要包括紙類、竹木和織物等，將進行焚燒或者熱解炭化處理，由于干垃圾含水率低，因此焚燒熱值比原生垃圾更高。分類處理得到的濕垃圾，其固體含量為15%～25%，呈半固體膠質(zhì)體狀，富含糖類、蛋白質(zhì)、脂肪以及通過微生物降解產(chǎn)生的低分子量有機酸、胺類和氨等，經(jīng)過厭氧發(fā)酵，可生產(chǎn)高甲烷含量的沼氣。

2.2 高壓擠壓分離和厭氧干式發(fā)酵

北京市通州區(qū)董村環(huán)衛(wèi)綜合處理廠內(nèi)建成50t/d生活垃圾干式厭氧發(fā)酵工程，此項目關(guān)鍵技術(shù)設(shè)備是高壓擠壓分離設(shè)備和推流式厭氧干式發(fā)酵罐。該項目充分考慮了城市生活垃圾成分復(fù)雜、固體含量高、易降解組分多以及流動性差等特點，首先在卸料平臺去除大件垃圾，再進行簡單破碎，最后進入高壓擠壓分離機，使物料輸送性能得到增強，擠壓獲得的濕組分物料送入干式厭氧發(fā)酵罐，通過厭氧的殘余物料進入脫水裝置，液體部分回流至緩沖罐，而固體殘渣可生產(chǎn)高品質(zhì)肥料。

2.3 機械生物消融技術(shù)

生活垃圾機械生物消融技術(shù)，由德國卡倫貝格垃圾處理專業(yè)協(xié)會和德國維爾利公司共同開發(fā)，主要處理分類后的廚余垃圾，也能處理未分類的混合垃圾。2016年，杭州天子嶺建成50t/d的生活垃圾處理項目，工程投資3000余萬元，占地面積約5 000m2。該工藝主要由機械預(yù)處理系統(tǒng)、生物水解系統(tǒng)、濕法厭氧系統(tǒng)、生物干化系統(tǒng)以及除臭系統(tǒng)組成，150mm以下垃圾物料通過皮帶輸送機送至生物水解反應(yīng)器，經(jīng)過2d水解酸化反應(yīng)后，沼液回流到淋濾反應(yīng)器，底部收集濾液經(jīng)過機械除渣后送UBF厭氧消化反應(yīng)器進行厭氧消化處理，停留時間6～10d。經(jīng)過淋濾處理后的垃圾，經(jīng)過擠壓、脫水，使物料含水量降至40%，隨后進行處理。經(jīng)過厭氧消化后的污水，一部分作為淋濾液回流，其余部分經(jīng)MBR系統(tǒng)處理后排放。

2.4 垃圾氣化技術(shù)

分類破袋是垃圾氣化技術(shù)處理垃圾的首道工序，選用破袋滾筒篩對垃圾袋進行破除，并除去垃圾中的細(xì)沙泥、細(xì)小的且含水量較大的廚余垃圾。將分選出來的干垃圾，如紙張、布料、塑料及橡膠等進行破碎處理，后根據(jù)需要進行烘干，然后被送至氣化爐中，在750～850℃常壓條件下進行氣化處理，垃圾中含碳有機物質(zhì)會發(fā)生分解反應(yīng)，其中一部分轉(zhuǎn)化為小分子可燃?xì)怏w，另一部分生成焦油和焦炭。該技術(shù)主要是通過垃圾催化氣化處理成套裝置和配套設(shè)備，將經(jīng)過處理的垃圾和空氣混合，在復(fù)合型納米催化劑的作用下，實現(xiàn)高效裂解，轉(zhuǎn)化為高熱值可燃?xì)?，再通過后端設(shè)備將可燃?xì)廪D(zhuǎn)化為電能或化學(xué)能，達(dá)到垃圾處理和資源回收利用的效果。

3 結(jié)語

目前，國內(nèi)“機械預(yù)處理+生物/熱處理”的組合技術(shù)具有高效綜合回收、末端利用效率高的優(yōu)勢，在技術(shù)上可以達(dá)到預(yù)期效果，且有多個示范項目證實其可行性。但采用生物處理設(shè)施的項目依舊存在殘渣難以解決、污水排放不達(dá)標(biāo)等問題，而采用熱處理的項目，余熱利用設(shè)施及煙氣處理設(shè)施要求高，投入成本大也是阻礙我國生活垃圾處理技術(shù)提升的一項重要因素，因此相關(guān)人員要繼續(xù)提高研發(fā)力度。

參考文獻：

[1]王寧.“垃圾分類”：未來的居民必修課[J].金融博覽，2017（16）：74-75.

[2]昝春.垃圾熱解氣化技術(shù)在城鎮(zhèn)生活垃圾處理中的應(yīng)用[J].工程技術(shù)（文摘版），2017（6）：53-54.