城市生活垃圾生物預(yù)處理工藝
摘要：城市生活垃圾必須進(jìn)行綜合處理，而生物預(yù)處理是實(shí)現(xiàn)高效徹底的綜合處理的前提。本文總結(jié)了多年的大型生化垃圾處理廠的實(shí)際運(yùn)作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)生物預(yù)處理的技術(shù)進(jìn)行了探討，闡述了生物預(yù)處理的重要性，并根據(jù)實(shí)際問(wèn)題的解決方案，提出了可行的生產(chǎn)工藝。
關(guān)鍵詞：城市生活垃圾,綜合處理,生物,預(yù)處理,生產(chǎn)工藝
1、前言
城市生活垃圾綜合處理的必要性已經(jīng)在實(shí)踐中得到驗(yàn)證并成為眾所周知的觀點(diǎn)。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的研究與發(fā)展，中國(guó)當(dāng)前的城市生活垃圾處理技術(shù)涵蓋了生物好氧堆肥和厭氧消化技術(shù)、焚燒與氣化技術(shù)、衛(wèi)生填埋技術(shù)，以及各種機(jī)械分類與回收技術(shù)等。綜合利用這些技術(shù)才能夠?qū)崿F(xiàn)城市生活垃圾的綜合處理。然而在城市生活垃圾綜合處理中，在大型垃圾處理設(shè)施的運(yùn)行中，如何能達(dá)到垃圾高效徹底的綜合處理，仍然需要合理的規(guī)劃和實(shí)踐的摸索。簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)多種技術(shù)的組合，是無(wú)法達(dá)到綜合處理理念的。
實(shí)現(xiàn)綜合處理應(yīng)該按照“減量化、資源化、無(wú)害化”原則和循環(huán)經(jīng)濟(jì)的理念，遵循生活垃圾管理的優(yōu)先順序，首先充分保證垃圾體積與重量的減少，同時(shí)盡最大可能回收可利用的物質(zhì)，然后進(jìn)行最終處理。
中國(guó)的城市生活垃圾含水率可以高達(dá)50%-70%，有機(jī)質(zhì)比例大約60%。這樣的高水分、高粘度、成分復(fù)雜的垃圾直接進(jìn)行機(jī)械分選會(huì)導(dǎo)致機(jī)械運(yùn)行故障，尤其是增加了旋轉(zhuǎn)零部件的故障率。同時(shí)分選效率也非常低。如直接投入焚燒設(shè)備進(jìn)行焚燒處理，其運(yùn)行成本過(guò)高。在上海，政府對(duì)焚燒法垃圾處理的補(bǔ)貼高達(dá)每噸垃圾240元，是堆肥處理方法的4.8倍，還沒(méi)有達(dá)到完全處理。不僅如此，未經(jīng)過(guò)分選的垃圾經(jīng)常會(huì)導(dǎo)致?tīng)t排等重要部件的故障，導(dǎo)致經(jīng)常性的停產(chǎn)維修。不經(jīng)預(yù)處理的生活垃圾直接填埋占用了大量土地資源，更為嚴(yán)重的是病原菌、有毒有害物質(zhì)對(duì)地下水和土壤構(gòu)成潛在的威脅，并造成大量可回收資源的浪費(fèi)等。
生物預(yù)處理技術(shù)應(yīng)用的目的就在于如何經(jīng)濟(jì)、高效地去除原生垃圾水分，降解原生垃圾中的有機(jī)物，達(dá)到機(jī)械分選的要求。第一，該工藝可以有效去除有機(jī)物質(zhì)和水分，從而徹底改善垃圾特性，為進(jìn)一步的處理提供良好條件；第二，該工藝?yán)蒙锏奶烊换钚裕粌H運(yùn)行成本低，而且避免二次污染；第三、該工藝可以有效達(dá)到減量化的目的，符合生活垃圾管理的優(yōu)先順序。生物預(yù)處理進(jìn)一步與機(jī)械分選處理工藝相結(jié)合，最大程度地實(shí)現(xiàn)原生生活垃圾中水分和有機(jī)物的減量，可用物的回收，廢渣廢料的分離，最終實(shí)現(xiàn)易燃物焚燒能源利用、可用物回收、廢渣廢料填埋、有機(jī)物堆肥的綜合處理模式。
在現(xiàn)代垃圾處理技術(shù)不斷進(jìn)步與完善的時(shí)候，生物處理技術(shù)己脫離原有的意義，在環(huán)保領(lǐng)域重新定位，轉(zhuǎn)而在垃圾預(yù)處理中發(fā)揮其功效。依靠生物技術(shù)為基礎(chǔ)，創(chuàng)造合理的工藝條件，建立一個(gè)高效、經(jīng)濟(jì)、無(wú)害地去除水分、降解有機(jī)物的系統(tǒng)，對(duì)城市生活垃圾綜合處理具有重要意義，良好的生物預(yù)處理技術(shù)不僅僅是城市生活垃圾生物堆肥處理的前奏，而且是實(shí)現(xiàn)綜合處理的前提。
2、工藝方法
2.1工藝原理及流程
生活垃圾生物預(yù)處理主要是采用耗氧發(fā)酵工藝，在原生垃圾中添加經(jīng)過(guò)外界特殊培養(yǎng)的高效菌種，與原生垃圾中的固有菌群相互協(xié)同作用，經(jīng)通風(fēng)打氧，菌群快速生長(zhǎng)的過(guò)程中消化分解生活垃圾中的大量可降解有機(jī)物質(zhì)，生物降解釋放的能量使堆溫升高，大量的水分蒸發(fā)、滲瀝，降低了垃圾粘稠度，同時(shí)殺滅了絕大部分的有害細(xì)菌與病毒。
經(jīng)過(guò)多年生產(chǎn)實(shí)踐摸索，上海浦東美商生物高科技環(huán)保有限公司確定了大型堆肥處理廠生物預(yù)處理工藝。其主工藝為倉(cāng)式準(zhǔn)靜態(tài)好氧堆肥工藝。該工藝采用大型堆肥倉(cāng)，通過(guò)地下送風(fēng)管道向物料持續(xù)通入過(guò)量空氣；采用翻堆機(jī)對(duì)物料進(jìn)行間歇翻動(dòng)調(diào)整物料的停留時(shí)間為20－25天；物料內(nèi)部溫度維持在55－60攝氏度。
采用絕對(duì)靜態(tài)堆肥難以避免局部厭氧區(qū)域的產(chǎn)生，從而無(wú)法控制大量臭氣的產(chǎn)生。而動(dòng)態(tài)堆肥因持續(xù)的翻動(dòng)又不能避免印刷染料、油漆以及其它附著在物體上的富含重金屬的物質(zhì)融入到物料中的水分中，并可能導(dǎo)致電池破裂，有害物質(zhì)大量滲出。因此，倉(cāng)式準(zhǔn)靜態(tài)好氧堆肥工藝成為較為滿意的生物預(yù)處理工藝，可以有效降低毒害物質(zhì)滲出，避免重金屬對(duì)堆肥產(chǎn)品的污染。
具體工藝流程如下：
(1)破袋機(jī)破碎物料中的塑料袋；
(2)物料經(jīng)由皮帶傳送至生物預(yù)處理倉(cāng)；
(3)落料口混合EM催肥菌劑I;
(4）鏟車堆放，同時(shí)噴灑除臭菌劑；
(5)持續(xù)通入35攝氏度過(guò)量空氣；
(6)堆肥48小時(shí)，適當(dāng)減少物料上部空間排氣量；
(7)翻堆；
(8)通入空氣量適當(dāng)減少，溫度適當(dāng)降低，同時(shí)增加上部空間排氣量；
(9)持續(xù)堆肥5－6天，間歇翻堆，翻堆時(shí)混入EM催肥菌劑II;
(10)持續(xù)堆肥18－25天，間歇翻堆；
(11)出料。
實(shí)施高效的生物預(yù)處理工藝后，垃圾減重近40%，減容近35%，水分由60%－80%減少到約35％，揮發(fā)性有機(jī)物降解50%左右，機(jī)械化分選的效率能夠從30－50%提高到80－90%.堆肥的總養(yǎng)分提高接近4%。物料熱值提高了1.5倍以上。
2．2關(guān)鍵技術(shù)
以下技術(shù)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)良好生物預(yù)處理的關(guān)鍵，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，必須加以特別關(guān)注：
(1)EM復(fù)合菌劑的擴(kuò)大培養(yǎng)，(2)EM復(fù)合菌劑的均勻分布；(3)EM 復(fù)合菌劑的加量與水分的平衡；(4)除臭菌群的均勻分布；(5)通氣量大小與空氣的合理分布—強(qiáng)制通風(fēng)，機(jī)械翻堆；(6)垃圾堆放上部空間大小的合理調(diào)整以及排風(fēng)量與進(jìn)風(fēng)量的平衡；(7)塑料袋的有效破除等。
2.3工藝控制及工藝參數(shù)
實(shí)現(xiàn)生物耗氧發(fā)酵預(yù)處理工藝，通氣量是主要的控制因素。微生物活動(dòng)需要一定的條件，合理適量的通氣量對(duì)保證這一條件很重要。通氣量過(guò)大會(huì)致使局部物料中水分降低過(guò)快，發(fā)酵進(jìn)程中滿足不了微生物生存對(duì)水分的要求，有機(jī)物不能充分降解，堆溫上升緩慢，供氧量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于生物耗氧量，又造成很大浪費(fèi)，提高處理成本；在發(fā)酵后期大的通氣量有利于水分的蒸發(fā)降除。通氣量過(guò)小不能滿足微生物耗氧需求，也使堆溫上升緩慢，有機(jī)物不能快速降解，特別是發(fā)酵后期不利于水分進(jìn)一步蒸發(fā)去除，會(huì)使預(yù)處理時(shí)間延長(zhǎng)，最嚴(yán)重的是造成局部厭氧發(fā)酵產(chǎn)生大量惡臭氣體。因此在生物處理過(guò)程中，要配合工藝參數(shù)的監(jiān)測(cè)，適時(shí)調(diào)整通氣量滿足不同時(shí)期有機(jī)物降解和水分蒸發(fā)需要，避免動(dòng)力浪費(fèi)，增加成本，達(dá)到預(yù)處理的目的。
通過(guò)實(shí)驗(yàn)總結(jié)，我們?cè)诔跗诤椭衅诓捎瞄g歇或連續(xù)通氣供氧的方式，根據(jù)有機(jī)物降解率、水分、耗氧速率、堆溫等工藝參數(shù)和微生物菌群監(jiān)測(cè)情況，確定通氣方式，后期采用主要采用連續(xù)通氣方式，進(jìn)一步蒸發(fā)降水。
2．4主要設(shè)備
生物預(yù)處理必需的設(shè)備包括：破袋機(jī)、翻拌機(jī)、裝載機(jī)、輸送皮帶、地下空氣輸送管道、鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、引風(fēng)管路、生物菌劑擴(kuò)培系統(tǒng)、生物菌劑噴灑系統(tǒng)和除臭噴霧系統(tǒng)等。
3、二次污染防治
生物預(yù)處理過(guò)程中會(huì)生產(chǎn)廢氣、臭氣以及垃圾滲瀝液，必須進(jìn)行收集和集中處理。良好生物預(yù)處理工藝的運(yùn)行可以避免局部厭氧環(huán)境，減少臭氣的產(chǎn)生，降低處理負(fù)荷。采用除臭菌劑后，可有效控制大氣污染。收集后的垃圾滲瀝液可用于后續(xù)二次堆肥處理的水分調(diào)節(jié)，使垃圾滲瀝液得到處理和循環(huán)利用。少量過(guò)量的無(wú)法利用的垃圾滲瀝液采用生物處理，處理后的廢水可用于微生物菌劑培養(yǎng)基的調(diào)制。
4、結(jié)論
通過(guò)生物預(yù)處理，可以實(shí)現(xiàn)水分和有機(jī)物的減量，改善生活垃圾特性，對(duì)后續(xù)的分揀、堆肥、焚燒、填埋等處理方法具有積極影響。本文對(duì)生活垃圾處理減量化、資源化、無(wú)害化提出了一個(gè)新的方法，對(duì)生物預(yù)處理技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了新的
探索，旨在逐步完善工藝條件，為大型垃圾處理廠提供一個(gè)可行的、高效的、低成本的預(yù)處理方式。與科研實(shí)驗(yàn)截然不
同的是：大型垃圾處理廠在處理垃圾時(shí)的首要原則就是：在合格處理垃圾的前提下，盡量控制處理成本。這一原則確立
了生化預(yù)處理在大型垃圾處理廠生產(chǎn)流程中不可動(dòng)搖的地位。盡管在工藝和設(shè)備等方面還要進(jìn)一步完善提高，但通過(guò)實(shí)
踐經(jīng)驗(yàn)證明，本文所述的生物預(yù)處理工藝在技術(shù)上是可行的，經(jīng)濟(jì)效益也相當(dāng)明顯，希望這一技術(shù)路線對(duì)垃圾處理行業(yè)
有所啟發(fā)和借鑒意義。
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