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)。而要實現(xiàn)這一目標，首先必須引進先進的堆肥翻堆技術(shù)，縮短腐熟時間，提高腐熟度；其次是應(yīng)用氣流密度分選系統(tǒng)對粗堆肥進行精分選。
關(guān)鍵詞:城市生活垃圾;堆肥處理;密度分選;精制
1 我國堆肥工程存在的問題
隨著我國市政環(huán)境壓力的不斷增大，循環(huán)經(jīng)濟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)運行的堆肥工程屈指可數(shù)，且堆肥的出路已成為嚴重的問題。
這些項目歸結(jié)起來有以下特點及問題：
（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)時開發(fā)，技術(shù)含量較低，系統(tǒng)集成較差；
（3）對設(shè)備運行工況理解不充分，致使設(shè)備腐蝕極其嚴重，使用壽命很短；
（4）堆肥品質(zhì)很差。腐熟度低，有機質(zhì)含量多低于20%，遠低于有機質(zhì)含量>45%的有機肥標準。且堆肥中富含沙子、玻璃、塑料片等雜質(zhì)，重金屬也超標；
（5）一些項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)對耕作、土壤產(chǎn)生的負面影響日益明顯；同時由于綠色農(nóng)業(yè)概念已深入人心，因而農(nóng)民拒絕堆肥進入農(nóng)田，致使堆肥銷路長期嚴重受阻，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。
堆肥的另外一個問題是運輸距離限制。因為當(dāng)距離超過一定限度時，運輸成本就會提高，加上運輸成本后的堆肥價格也就超出了堆肥的價值，用戶難以接受。
也就是說，如果花費很大力氣做的堆肥工程的終端產(chǎn)品只是粗堆肥，而且部分僅僅是營養(yǎng)土，肥效不高，就失去了長距離運輸?shù)膬r值。只有肥效大幅度提高，才能顯著提高堆肥產(chǎn)品的運輸價值。因此，解決堆肥附加運輸成本的問題，必須大幅度提高堆肥的品質(zhì)，促進粗堆肥向精制化發(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)之一是機械翻堆技術(shù)。先進的堆肥生產(chǎn)機械，足以充分保障堆肥腐熟的均勻度。但國內(nèi)目前尚沒有高級的翻堆機械。最近幾年，有幾種德國先進的翻堆機械技術(shù)與工藝被引入國內(nèi)堆肥工程。比如斗輪翻堆機，翻堆高度達3.5m；側(cè)翻堆車，翻堆高度達3m；滾筒翻堆機，翻堆高度達2.7m。
（2）通風(fēng)技術(shù)
提高堆肥腐熟度的另一個關(guān)鍵技術(shù)為堆肥通風(fēng)供氧技術(shù)。進行強制通風(fēng)和加強對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。也就是要對粗堆肥加強分選，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
以糧食機械為基礎(chǔ)開發(fā)出來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，通過鼓風(fēng)，借助傾斜瓦楞篩面的振動，使料層發(fā)生流化。沙石、玻璃比重大，傾向于下沉、爬坡；有機質(zhì)居中上層，朝篩面下游方向移動，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。輸送過程中由于振動作用，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，差別過大，也不利于風(fēng)吹流化。因此，必須配套篩分機、輸送機、布料機、收料機等與密度分選機組成一個系統(tǒng)，才能完成堆肥的精分選。
3.3 氣流密度分選技術(shù)的先進性
堆肥進行精分選，可以借助弛張篩或圓盤篩對硬物進行淘汰，也可以用振動篩加風(fēng)吹等方法。國外的氣流密度分選技術(shù)是一個小型系統(tǒng)，由雙螺旋喂料機、鏈板輸送機、滾筒篩、布料機、密度分選機、風(fēng)選機、旋風(fēng)分離器、皮帶機、布袋除塵器等單元設(shè)備組成。其先進性集中在以下幾個方面：
（1）能夠處理濕度大的堆肥。目前國內(nèi)堆肥工程引進的德國氣流密度分選技術(shù)已經(jīng)達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械那樣分選堆肥，采用過粗堆肥干燥后風(fēng)選的方法，但這種方法在能耗上十分不劃算；
（2）分級處理，用滾筒篩篩分分流；
（3）通過一定的雙螺旋喂料、特殊的鏈式輸送機實現(xiàn)等量輸送；
（4）采用特殊鏈板輸送機可防止物料板結(jié)成團；
（5）通過布料機實現(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)達國家應(yīng)用較多，而且都有可依據(jù)的精制肥標準。應(yīng)用氣流密度分選系統(tǒng)精制的堆肥品質(zhì)遠遠高出國內(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，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，進入回收環(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
（1）我國的城市生活垃圾堆肥工程已經(jīng)歷了一個摸索階段，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)，而要實現(xiàn)這一目標，首先必須引進先進的堆肥翻堆技術(shù)，提高堆肥的腐熟度；其次是應(yīng)用氣流密度分選系統(tǒng)對粗堆肥進行精分選。目前引進的精制堆肥密度分選技術(shù)是先進、成熟的，國外應(yīng)用實踐證明，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、社會的關(guān)注，只有科學(xué)規(guī)劃堆肥的合理、長遠的出路，才能有助于城市生活垃圾綜合處理廠實現(xiàn)正常運轉(zhuǎn)。
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