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城市生活垃圾处理良方:机械化高温好氧堆肥技术

日期:2014-7-1 0 来源:中环协

我国生活垃圾堆肥技术经历了上世纪50~60年代农村沤肥阶段,上世纪70~80年代小型实验堆肥推广项目阶段,及现在机械化、规模化、自动化大型堆肥处理工程阶段,处理技术日臻完善。目前以堆肥方式处理城市生活垃圾主要采用条堆式、仓式、槽式、装置式发酵工艺,主要工艺路线有间歇动态高温好氧工艺、静态高温好氧工艺及动态高温好氧工艺。
  机械化高温好氧堆肥工艺包括间歇动态高温好氧工艺、静态高温好氧发酵工艺、动态高温好氧发酵工艺。
  间歇动态高温好氧工艺又有间歇动态条堆式高温好氧发酵工艺和间歇动态槽式高温好氧发酵工艺。
  间歇动态条堆式高温好氧发酵工艺,是指城市生活垃圾经过机械进料、机械分选、人工辅助分选后,将可降解的有机物料分批码堆,一般堆型成底宽5米,堆高1.8米的三角形条堆,长度根据厂房和处理量的多少而定,供氧采用了强制通风和间歇机械翻拌的方式来控制,翻堆机一般采用跨翻自走式机器。根据发酵的周期又采用了二次分选和二次发酵及精分选,还可以在机械翻拌过程中以水分调节和增补微生物的方式促进发酵。此工艺一般发酵周期在50~60天,发酵温度70℃以上。
间歇动态槽式高温好氧发酵工艺,指城市生活垃圾经过机械进料、机械分选、人工辅助分选回收可用资源后,将可降解的有机物料分批送入发酵槽中,物料高3米左右,长度和宽度一般根据处理量的大小设定,发酵槽上面设置桥梁式自动翻堆机,翻堆机完全自动化操作,只要人工输入程序指令后,整个翻拌工作就会自动进行。供氧采用了强制鼓风或强制吸风的方式进行,整个处理流程又根据肥料处理的精度设计了次级发酵和肥料精加工系统。此工艺发酵周期40天左右,发酵温度达70摄氏度以上。
  静态高温好氧发酵工艺包括静态仓式高温好氧发酵工艺和静态条堆式高温好氧发酵工艺。
  静态仓式高温好氧发酵工艺,指经过粗分选后的生活垃圾分批进入发酵仓中,发酵仓底部装有供氧和排水功能的设备,发酵仓的规格根据处理量和供氧系统的布置设计,物料装满发酵仓后将门封闭,通风供氧发酵,发酵周期15~30天,发酵温度可达70摄氏度以上。当发酵达到要求后,通过转运机械分选,视情况进入后发酵系统继续进行。
  静态条堆式高温好氧发酵工艺,是经过粗分选后的生活垃圾由转运机械分批码堆,发酵堆底部具有供氧和排水功能,堆型一般为三角形或者梯形条堆,条堆高度和宽度根据供氧系统和处理量的大小而设计。供氧采用了强制鼓风或者强制吸风方式。发酵周期30天左右,发酵温度可达70摄氏度以上。发酵达到一定要求后,通过转运机械进行分选,视情况进入后发酵系统继续进行。
  动态高温好氧发酵工艺:生活垃圾经过机械分选后连续进入发酵滚筒进行动态发酵,通过发酵滚筒的不断翻动、混合,物料向前移动,形成连续进、出料状态,在物料的逆方向进行通风供氧。滚筒自动化程度较高,可以连续监测物料发酵过程中的反应情况,可以根据物料反应的需要进行水分、炭氮比的调解。发酵时间为1~2天,对于生物降解的程度相对比较完全。也可以根据设计配套熟化等工艺。
  动态堆肥技术是较为先进的堆肥技术,它是采取连续进料、出料的方式,物料处于连续翻动的状态,筒中有机成分、水分、温度和供氧的均匀性得到提高,保证了生物降解的程度。
  上述机械化高温好氧堆肥处理工艺,是我国现行主要处理工艺。不同厂家根据自己的技术特点采用了不同处理方式和组合,也根据不同地区、气候条件和生活垃圾组分采取了不同的预处理和配套工艺。就处理厂而言,堆肥方法的选择应既满足生活垃圾处置减量化、无害化、资源化的要求,又满足投资及运行成本低、操作管理方便的需要。
  北京阿苏卫生活垃圾综合处理厂的特点:首先,采用滚筒(动态好氧)发酵预处理工艺,可完全实现发酵过程工艺参数的自动化监测和发酵条件的自动化调节,完全控制整个堆肥处理过程,使微生物生长的环境条件保持最佳,从而使发酵周期变短,堆肥物稳定化、卫生化彻底、处理装置集中化,自动化程度高,且处理过程中可以很好地控制发酵废气的二次污染。
  其次,采用一体化组合筛分破袋技术,将不同的物料分类筛分,且不受物料水分大小的影响,有效地将塑料袋破开,破袋率可达90%%以上。此项设备技术的应用解决了国内生活垃圾分选高缠绕、难分开的技术难题。
  第三,次级发酵采用机械自动布料、负压供氧、行车翻拌的间歇式动态好氧发酵工艺。通过发酵工艺参数的自动监测、工艺自动程序控制,随时调整供氧风机的运行参数、翻拌时补水流量等。相对目前国内堆肥处理厂采用静态仓式堆肥工艺而言,发酵均匀彻底,自动化程度高,易于控制。
第四,肥料加工过程也采用独特的密度分选技术,将肥料中的杂质分选完全,真正做到了肥料精制,达到了有关肥料标准。而且根据市场的需求进行了复混肥料的工艺设计,更增加了市场的竞争力。
  上海青浦生活垃圾综合处理厂特点:针对上海市的地理、气候、生活垃圾组分的差异,在采用一体化分选破袋筛分机,自动布料、负压供氧、行车翻拌槽式主发酵工艺的基础上,又配套采用了条堆式好氧间歇翻拌次级发酵工艺技术。这些机械化高温好氧堆肥新技术、新设备的采用不仅为堆肥的发展提供了广阔的空间,也为生活垃圾的处理实现资源化、无害化、减量化提供了很好的技术支撑,为生活垃圾的综合处理提供了方向。
  我国堆肥产品发展前景为:我国的生活垃圾具有高水分、低热值、混合收集、成分复杂、有机物含量高的特点,适合采用生物堆肥化处理工艺。生物堆肥还可作为一种预处理工艺,生物堆肥预处理后,有机物分解减量、降低水分、热值提高、易于焚烧,焚烧过程产生有害气体少、热效率高、焚烧成本低;如果填埋处置,填埋量减少、渗滤液量少、填埋物稳定、填埋气体产生量减少、填埋场安全性高、稳定期短、减少后期管理成本。与其他处理方式结合形成综合化处理模式,极大的改善、提高其他处理工艺的效率和效果。无论是单独堆肥化处理还是综合处理模式的发展,都需要更高效、更快速的生物处理工艺,缩短发酵周期、提高发酵效率、进而节约占地、减低处理成本。
  动态、间歇动态机械化高温好氧堆肥处理工艺与其他堆肥工艺相比,物料混合均匀、发酵条件可以调控、更加有利于降解微生物的繁殖,有机物降解速度加快,发酵周期明显缩短,物料腐熟程度高,具有很高的技术经济性。发酵过程中实现完全好氧,有效地减轻了恶臭物质的产生;与机械自动化技术结合,完全实现发酵过程自动控制;因此,在垃圾处理领域具有广泛的应用前景。
  当前的制约因素有:生活垃圾堆肥化处理一直受到很多因素的制约,其中二次污染和堆肥产品的质量、销路是很重要的制约因素。随着近年来二次污染控制、处理技术的发展完善和投入的提高、处理工艺的改进,二次污染完全可以解决。

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