城鄉(xiāng)生活垃圾自動分選技術(shù)探討

摘 要 所謂自動化分選技術(shù)其實(shí)就通過對現(xiàn)有的垃圾分選工藝及其設(shè)備進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)和優(yōu)化改造，在提升垃圾分選質(zhì)量和效率的同時(shí)降低人在其中的參與程度，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)垃圾分選工作的少人化甚至無人化。本文對自動化分選技術(shù)中涉及的一些工藝方法進(jìn)行了概述分析，并就自動化分選技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用進(jìn)行了一些有意義的探討，希望對推動該領(lǐng)域技術(shù)的研究和應(yīng)用工作能夠有所借鑒。

關(guān)鍵詞 城鄉(xiāng)生活垃圾;自動分選技術(shù);分選工藝;城鄉(xiāng)礦山

引言

隨著經(jīng)濟(jì)社會的快速發(fā)展，物質(zhì)資源極大豐富，無論是種類還是數(shù)量都較過去有了明顯增長，這一方面佐證了我國的發(fā)展成就，但也造成了巨大的資源消耗和浪費(fèi)，同時(shí)還產(chǎn)生并積存了大量的生產(chǎn)和生活過程排出的廢物，導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境問題日趨嚴(yán)重。這些廢物處置不當(dāng)，將是巨大的污染源，污染土壤、水、空氣，若處置得當(dāng)將是巨大的資源庫與能源庫，是一座永不枯竭的“城鄉(xiāng)礦山”。

事實(shí)上，垃圾中存在不少可回收利用的資源，如果對其進(jìn)行科學(xué)的分選和處理，則不僅可以降低其對環(huán)境的壓力，“城鄉(xiāng)礦山”也可以變廢為寶，成為一座“寶山”。而要實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，首先要做的對其進(jìn)行高效歸類，傳統(tǒng)的垃圾生活垃圾處理方法無法很好地解決這一問題，必須采用更加先進(jìn)的垃圾分選技術(shù)，而自動化分選技術(shù)正是一種前景優(yōu)越的技術(shù)手段，應(yīng)該引起我們高度重視。

1自動分選技術(shù)中涉及的工藝概述

城鄉(xiāng)生活垃圾的自動化分選技術(shù)可能涉及的工藝技術(shù)主要包括以下幾個(gè)方面：

1.1 風(fēng)力和重力分選

風(fēng)力和重力分選的基本原理一致，都是借助固體廢棄物間的密度差異對其進(jìn)行分選。以風(fēng)力分選為例，其主要是引入外界氣流，使廢棄物依照密度從大到小的關(guān)系按照由近到遠(yuǎn)進(jìn)行飄落，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)分離目的。這種工藝對設(shè)備產(chǎn)生的風(fēng)速要求較高，但分選精度卻不高，在自動化分選系統(tǒng)中可以作為前期粗選環(huán)節(jié)加以利用[1]。

1.2 磁選和電磁法

對于不同的固體廢棄物，可以利用其表面的磁性差異進(jìn)行簡單分離。傳統(tǒng)的磁選只能將磁性和非磁性物質(zhì)進(jìn)行簡單分離;而更高級的磁選方法主要有磁流體法，這種方法可以對處于磁場中的物體進(jìn)行初步分離，然后再依靠重力作用對廢棄物按照密度差異進(jìn)行更細(xì)致的區(qū)分。目前磁流體法在處理經(jīng)焚燒后的垃圾時(shí)表現(xiàn)出了不錯(cuò)的效果。

電磁法主要被用于廢棄電池的處理。廢棄電池作為一種特殊的固體垃圾，如果對其處理不當(dāng)，將對環(huán)境造成極其嚴(yán)重的影響。傳統(tǒng)方法主要是依靠人工篩選，工作量較大且分選效率較低。現(xiàn)代化的方法就是采用電磁法，利用電池內(nèi)部不同結(jié)構(gòu)在電磁場中會表現(xiàn)出不同的性質(zhì)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對電池進(jìn)行分離的目的。因?yàn)檫@種方法用傳感器檢測代替了人工篩選，所以自動化水平較高。

1.3 光電分離

現(xiàn)實(shí)中，不同固體廢棄物的表面往往具有不同的反射特性，如果采用特殊的光照進(jìn)行處理，則物質(zhì)的反射率會表現(xiàn)出不同的形式，利用這種特性就可以實(shí)現(xiàn)對物質(zhì)的分選處理，即光電分離法。采用這種方法有幾個(gè)特點(diǎn)需要注意：第一，為了保證分選的準(zhǔn)確性，一般在光檢之前需對固體廢物進(jìn)行簡單的預(yù)處理;第二，光檢雖然能夠?qū)崿F(xiàn)對不同反射率物質(zhì)的區(qū)分，但要實(shí)現(xiàn)自動分選，往往還需要配合采用高壓氣動閥，使不同的物質(zhì)進(jìn)入不同的處理軌道，進(jìn)而最終實(shí)現(xiàn)垃圾的歸類處理。

1.4 一些其他的自動化分選工藝

由于當(dāng)前的城鄉(xiāng)生活垃圾正表現(xiàn)出種類日益繁多、數(shù)量不斷增大的特性，所以新的自動化分選技術(shù)和工藝也在不斷被提出。比如采樣紅外分選技術(shù)，利用有機(jī)固體廢物的官能團(tuán)不同的特性實(shí)現(xiàn)分離;又比如采樣溫度傳感器，利用固體垃圾表面的溫度差異進(jìn)行分離等等?？傊?，新的分選工藝方法往往都采用了傳感器進(jìn)行自動化檢測，然后再借助一些自動化設(shè)備對不同的生活垃圾進(jìn)行歸類處理，這些方法的顯著特點(diǎn)都是降低了外界人為因素的參與，使得分選效率得到了空前提升;缺點(diǎn)則體現(xiàn)在技術(shù)的成熟度方面還有所不足，很多技術(shù)手段目前還主要停留在研究開發(fā)階段，離真正進(jìn)行實(shí)踐應(yīng)用還有不小的差距[2]。

2自動分選技術(shù)的應(yīng)用探究

針對當(dāng)前城鄉(xiāng)生活垃圾處理表現(xiàn)出來的新特點(diǎn)，自動化分選技術(shù)無疑成為有效解決現(xiàn)實(shí)難題且具有優(yōu)越前景的一種技術(shù)理念和手段。自動化分選技術(shù)在具體應(yīng)用中需要重點(diǎn)關(guān)注以下幾點(diǎn)：

2.1 分選工藝流程的自動化運(yùn)行和監(jiān)測

自動化分選技術(shù)的核心理念是通過采用現(xiàn)代化的技術(shù)手段，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)分選工藝流程中的少人化參與甚至是無人化，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)自動化。而要做到這一點(diǎn)，就需要綜合采用現(xiàn)代化的傳感器、自動化分選裝置以及計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。傳感器主要實(shí)現(xiàn)對不同種類垃圾的區(qū)分識別。自動化分選裝置主要實(shí)現(xiàn)將不同類型的垃圾進(jìn)行相互分離和歸類處理。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)則主要負(fù)責(zé)對整個(gè)自動化分選工藝流程進(jìn)行監(jiān)測和管控。比如對傳感器采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，并發(fā)送指令給相應(yīng)的分選機(jī)構(gòu)實(shí)行垃圾歸類;又比如當(dāng)自動化分選系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，可以進(jìn)行報(bào)警提示并對故障進(jìn)行自動化分析和處理等等。

2.2 自動化分選工藝的組合式集成

不同的垃圾分選工藝往往具有不同特點(diǎn)，表現(xiàn)出各自的擅長領(lǐng)域和應(yīng)用優(yōu)勢。而要實(shí)現(xiàn)對當(dāng)前城鄉(xiāng)生活垃圾的有效處理，除了需要提升分選裝置的自動化水平之外，還要注重對不同分選工藝方法的集成式應(yīng)用。只有綜合應(yīng)用多種自動化分選工藝，并對不同工藝方法間的垃圾傳輸機(jī)構(gòu)、路徑進(jìn)行自動化設(shè)計(jì)，才能真正建成一體化的自動分選系統(tǒng)[3]。

3結(jié)束語

現(xiàn)實(shí)中，通過技術(shù)、政策、模式的革新，實(shí)現(xiàn)變廢為寶，有效推進(jìn)生態(tài)環(huán)保產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。要提升城鄉(xiāng)生活垃圾的分選效率，除了需要重視自動化分選技術(shù)的應(yīng)用之外，更需要在源頭就重視解決好問題。通過創(chuàng)新工程科技可以真正實(shí)現(xiàn)變廢為寶，實(shí)現(xiàn)垃圾的資源化，助力鄉(xiāng)村振興。

參考文獻(xiàn)

[1] 張?jiān)缕?，苗家?生活垃圾前分選系統(tǒng)的自動控制[J].自動化與儀表，2017，（4）：72-76.

[2] 任越，楊俊杰，曹洪軍，等.農(nóng)村生活垃圾全自動全組分分類處理技術(shù)與應(yīng)用[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2019，35（4）：248-254.

[3] 高根樹，宋開宇，翁沁文.城鄉(xiāng)生活垃圾分選技術(shù)新進(jìn)展與瓶頸[J].環(huán)境衛(wèi)生工程，2016，（6）：11-13.

作者簡介

李家杰（1987-），男，廣東廣州;畢業(yè)院校：中南大學(xué)，專業(yè)：機(jī)械制造與自動化，學(xué)歷：本科;現(xiàn)就職單位：中國科學(xué)院廣州能源研究所，研究方向：機(jī)械自動化。