城市生活垃圾堆肥處理工程技術(shù)發(fā)展探討
摘要:文章分析了我國(guó)城市生活垃圾堆肥陷入滯銷困境多年的原因，指出擺脫這一困境的技術(shù)途徑是要大幅度提高堆肥品質(zhì)。而要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，首先必須引進(jìn)先進(jìn)的堆肥翻堆技術(shù)，縮短腐熟時(shí)間，提高腐熟度；其次是應(yīng)用氣流密度分選系統(tǒng)對(duì)粗堆肥進(jìn)行精分選。
關(guān)鍵詞:城市生活垃圾;堆肥處理;密度分選;精制
1 我國(guó)堆肥工程存在的問(wèn)題
隨著我國(guó)市政環(huán)境壓力的不斷增大，循環(huán)經(jīng)濟(jì)政策已深入到市政決策理念中，城市生活垃圾綜合處理BOT工程數(shù)量猛增，其中有相當(dāng)數(shù)量的生物堆肥工程。但是，這些大量的城市生活垃圾堆肥工程多是幾年前各地政府利用國(guó)債建設(shè)的，這些工程大多數(shù)只有2～5年的壽命，能夠持續(xù)運(yùn)行的堆肥工程屈指可數(shù)，且堆肥的出路已成為嚴(yán)重的問(wèn)題。
這些項(xiàng)目歸結(jié)起來(lái)有以下特點(diǎn)及問(wèn)題：
（1）工藝技術(shù)大多為科研院所自主開發(fā)；
（2）設(shè)備多是自主應(yīng)時(shí)開發(fā)，技術(shù)含量較低，系統(tǒng)集成較差；
（3）對(duì)設(shè)備運(yùn)行工況理解不充分，致使設(shè)備腐蝕極其嚴(yán)重，使用壽命很短；
（4）堆肥品質(zhì)很差。腐熟度低，有機(jī)質(zhì)含量多低于20%，遠(yuǎn)低于有機(jī)質(zhì)含量>45%的有機(jī)肥標(biāo)準(zhǔn)。且堆肥中富含沙子、玻璃、塑料片等雜質(zhì)，重金屬也超標(biāo)；
（5）一些項(xiàng)目的工程配套資金不能到位，導(dǎo)致工程建設(shè)不完整。
農(nóng)民在田間大量接受這些堆肥產(chǎn)品后，不僅肥效很低，而且其中含有的玻璃、塑料、沙子等雜質(zhì)對(duì)耕作、土壤產(chǎn)生的負(fù)面影響日益明顯；同時(shí)由于綠色農(nóng)業(yè)概念已深入人心，因而農(nóng)民拒絕堆肥進(jìn)入農(nóng)田，致使堆肥銷路長(zhǎng)期嚴(yán)重受阻，堆肥工程大批下馬。
由于現(xiàn)在的堆肥已不適宜用于農(nóng)田，其出路只有用于綠化、植被恢復(fù)、土地復(fù)墾、沙漠化土地治理。
堆肥的另外一個(gè)問(wèn)題是運(yùn)輸距離限制。因?yàn)楫?dāng)距離超過(guò)一定限度時(shí)，運(yùn)輸成本就會(huì)提高，加上運(yùn)輸成本后的堆肥價(jià)格也就超出了堆肥的價(jià)值，用戶難以接受。
也就是說(shuō)，如果花費(fèi)很大力氣做的堆肥工程的終端產(chǎn)品只是粗堆肥，而且部分僅僅是營(yíng)養(yǎng)土，肥效不高，就失去了長(zhǎng)距離運(yùn)輸?shù)膬r(jià)值。只有肥效大幅度提高，才能顯著提高堆肥產(chǎn)品的運(yùn)輸價(jià)值。因此，解決堆肥附加運(yùn)輸成本的問(wèn)題，必須大幅度提高堆肥的品質(zhì)，促進(jìn)粗堆肥向精制化發(fā)展。
2 提高堆肥質(zhì)量的技術(shù)
（1）翻堆技術(shù)
提高堆肥腐熟度的關(guān)鍵技術(shù)之一是機(jī)械翻堆技術(shù)。先進(jìn)的堆肥生產(chǎn)機(jī)械，足以充分保障堆肥腐熟的均勻度。但國(guó)內(nèi)目前尚沒有高級(jí)的翻堆機(jī)械。最近幾年，有幾種德國(guó)先進(jìn)的翻堆機(jī)械技術(shù)與工藝被引入國(guó)內(nèi)堆肥工程。比如斗輪翻堆機(jī)，翻堆高度達(dá)3.5m；側(cè)翻堆車，翻堆高度達(dá)3m；滾筒翻堆機(jī)，翻堆高度達(dá)2.7m。
（2）通風(fēng)技術(shù)
提高堆肥腐熟度的另一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)為堆肥通風(fēng)供氧技術(shù)。進(jìn)行強(qiáng)制通風(fēng)和加強(qiáng)對(duì)堆肥不同腐熟階段的供氧量的調(diào)配，可提高堆肥的腐熟度。
（3）精制堆肥核心技術(shù)
解決熟化堆肥的品質(zhì)就需要最大量地增加腐殖質(zhì)含量。也就是要對(duì)粗堆肥加強(qiáng)分選，從粗堆肥中去掉沙石、塑料等影響堆肥質(zhì)量的雜質(zhì)。
3 堆肥氣流密度分選技術(shù)
3.1 原理
以糧食機(jī)械為基礎(chǔ)開發(fā)出來(lái)的粗堆肥氣流密度分選技術(shù)或稱比重風(fēng)選技術(shù)，就是精制肥的核心技術(shù)。其原理是：由于沙石、塑料、有機(jī)肥三種物料具有顯著的比重差，混合物料均勻分布在一特制篩網(wǎng)上后，通過(guò)鼓風(fēng)，借助傾斜瓦楞篩面的振動(dòng)，使料層發(fā)生流化。沙石、玻璃比重大，傾向于下沉、爬坡；有機(jī)質(zhì)居中上層，朝篩面下游方向移動(dòng)，完成分離；塑料以及箔片上浮，隨風(fēng)飄起，抽排出分選室后另外收集。
3.2 密度分選系統(tǒng)
影響密度分選效率的因素有：物料含水量、物料顆粒大小、腐熟度及布料、布風(fēng)的均勻度與風(fēng)速。
粗堆肥的含水量在30%～50%，物料顆粒大小在0～80mm之間。輸送過(guò)程中由于振動(dòng)作用，含水量較高的物料容易結(jié)塊。
堆肥腐熟度高，塑料上的粘連物就少。
物料如在篩選網(wǎng)上分散的厚度不均勻，就不利于風(fēng)吹流化；物料顆粒大小不均，差別過(guò)大，也不利于風(fēng)吹流化。因此，必須配套篩分機(jī)、輸送機(jī)、布料機(jī)、收料機(jī)等與密度分選機(jī)組成一個(gè)系統(tǒng)，才能完成堆肥的精分選。
3.3 氣流密度分選技術(shù)的先進(jìn)性
堆肥進(jìn)行精分選，可以借助弛張篩或圓盤篩對(duì)硬物進(jìn)行淘汰，也可以用振動(dòng)篩加風(fēng)吹等方法。國(guó)外的氣流密度分選技術(shù)是一個(gè)小型系統(tǒng)，由雙螺旋喂料機(jī)、鏈板輸送機(jī)、滾筒篩、布料機(jī)、密度分選機(jī)、風(fēng)選機(jī)、旋風(fēng)分離器、皮帶機(jī)、布袋除塵器等單元設(shè)備組成。其先進(jìn)性集中在以下幾個(gè)方面：
（1）能夠處理濕度大的堆肥。目前國(guó)內(nèi)堆肥工程引進(jìn)的德國(guó)氣流密度分選技術(shù)已經(jīng)達(dá)到能夠處理含水量為40%的粗堆肥的水平。曾有人為了能像糧食機(jī)械那樣分選堆肥，采用過(guò)粗堆肥干燥后風(fēng)選的方法，但這種方法在能耗上十分不劃算；
（2）分級(jí)處理，用滾筒篩篩分分流；
（3）通過(guò)一定的雙螺旋喂料、特殊的鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)實(shí)現(xiàn)等量輸送；
（4）采用特殊鏈板輸送機(jī)可防止物料板結(jié)成團(tuán)；
（5）通過(guò)布料機(jī)實(shí)現(xiàn)均勻布料；
（6） 風(fēng)載物收料效率高，并可避免造成新的污染。
4 氣流密度分選技術(shù)的應(yīng)用與效果
目前國(guó)內(nèi)僅在北京阿蘇衛(wèi)生活垃圾堆肥工程、上海青浦堆肥工程上引進(jìn)了兩條氣流密度分選線（尚在安裝之中）。該技術(shù)在歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家應(yīng)用較多，而且都有可依據(jù)的精制肥標(biāo)準(zhǔn)。應(yīng)用氣流密度分選系統(tǒng)精制的堆肥品質(zhì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出國(guó)內(nèi)傳統(tǒng)的粗堆肥（見下表）。氣流密度分選系統(tǒng)可將堆肥中的玻璃、沙石分選出來(lái)，并可將不易分選的藥片包裝一類的硬塑料箔片也分選出來(lái)，進(jìn)入回收環(huán)節(jié)。
氣流密度分選精制堆肥與傳統(tǒng)粗堆肥的品質(zhì)比較表 |
5 結(jié)語(yǔ)
（1）我國(guó)的城市生活垃圾堆肥工程已經(jīng)歷了一個(gè)摸索階段，堆肥現(xiàn)在陷入了滯銷困境，原因在于堆肥品質(zhì)低下。要擺脫這一困境必須大幅度提高堆肥品質(zhì)，而要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，首先必須引進(jìn)先進(jìn)的堆肥翻堆技術(shù)，提高堆肥的腐熟度；其次是應(yīng)用氣流密度分選系統(tǒng)對(duì)粗堆肥進(jìn)行精分選。目前引進(jìn)的精制堆肥密度分選技術(shù)是先進(jìn)、成熟的，國(guó)外應(yīng)用實(shí)踐證明，其可大幅度提高堆肥品質(zhì)。
（2）精制堆肥能顯著提高新植樹木的成活率、年成長(zhǎng)率。因此堆肥可大大提高城市植被修復(fù)建設(shè)的速度。堆肥在北方還可用于荒漠化、退化草地的改良及土地復(fù)墾。
（3）即使憑借現(xiàn)代技術(shù)，使BOT堆肥工程真正生產(chǎn)出了高品質(zhì)的精制堆肥，仍然需要政府、社會(huì)的關(guān)注，只有科學(xué)規(guī)劃堆肥的合理、長(zhǎng)遠(yuǎn)的出路，才能有助于城市生活垃圾綜合處理廠實(shí)現(xiàn)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
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