生活垃圾处理技术论述

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1采样方式及检测项目

(1)采样方式:每个不同位置的小样多点、多次采样后均匀混合,再分成小样带回试验室待测定。除了预埋小样,每次取样在小样周围取25kg的仓料,同小样一起进行分析。(2)检测项目:温度,含水率,物理成分,容重,热值,粒径,氨,硫化氢,臭气浓度,TOC,浸出液COD,BOD。

2物料分析

5组进料中所占比例最高的均为食品组分。以干基计,食品占总量的38%~78%,以湿基计,食品占总量的69%~86%;其他组分如瓦砖陶瓷、纸类、塑料、玻璃等比例远远低于食品所占比例。其中,第2组所含塑料和玻璃比例较高,食品干基比例低于其他4组,这主要是由于垃圾性质差异性较大所致。

3试验结果分析

3.1有机物降解情况分析

有机物(食品)是垃圾中最主要的组分,经过生物处理后会降解产生水、有机酸和CO2等。从焚烧角度考虑,有机物降解会降低垃圾热值,因此,在保证去除含水率的前提下,需要保留尽量多的有机质。因此,食品组分的降解效果好坏对于后续处置技术的选择至关重要。试验发现,经过10天生物处理之后,各组垃圾中的有机物含量都有不同比例下降,如表3所示。第2、3组食品干基比例降低可能是由于垃圾性质差异性较大和取样不均匀所致。但是整体看来,食品组分在生物处理过程中的趋势是降低的。

3.2含水率与热值变化分析

3.2.1含水率变化分析图2为生物干燥处理过程中含水率的变化曲线,分析第1组与第2、3组曲线,通过加大通风量和添加微生物菌剂,可以更有效地降低含水率;而第2组和第3组的变化曲线分析,含水率的变化主要集中在前10天,因此,反应周期应控制在10天内,通过对5组试验数据的对比,优化后的工艺水分的去除更明显,出料的含水率为50%~57%,其中第4组获得最高的水分去除率,达到16%。分析原因,倒仓时间控制在第4天,生物反应基本完成,而此时倒仓更容易将水分带走。通过各组反应曲线可得出,降低堆高、加大通风、进行翻堆(倒仓)更加有利于水分的去除。含水率降低的同时,生活垃圾的体积和重量也有所降低,如表4所示。各组垃圾经处理之后减重在5.2%~37.9%,减容20.3%~34.5%。

3.2.2热值变化分析图3是各组生活垃圾处理过程中的热值变化情况,通过分析曲线可知垃圾热值随着处理时间延长呈增高的趋势。经过生物预处理垃圾的湿基低位热值是垃圾原料热值的1.4~3.6倍。从湿基低位热值来看,第4、5组的组合工艺优于第2、3组,处理后的垃圾达到可以直接焚烧的要求。从第4组和第5组试验对比分析看,第5组试验出料湿基低位热值低于第4组,这是因为添加菌剂促使部分有机物降解,同时,由于第4组倒仓时间提前,更有利于水分的去处,致使热值升高。通过分析可知,垃圾热值的变化与两个因素密切相关———含水率和有机物降解,但与含水率的影响相比,有机物降解的影响微不足道。

3.2.3热值与含水率变化关系图4是第1、2、4、5组生活垃圾含水率和湿基低位热值的变化关系。从该图可以看出,含水率和热值变化基本成反比关系。因此,在生活垃圾焚烧处理前,通过预处理技术去除水分,可以提高焚烧效率。从图4可以看出,垃圾含水率和湿基低位热值成反比例关系。根据本试验所得数据,可得含水率和湿基低位热值的函数关系式:y=2.986x2-539.1x+24908在《生活垃圾焚烧处理工程项目建设标准》中规定垃圾低位热值应高于5000kJ/kg。按照上式计算,5000kJ/kg(1194kcal/kg)所对应的含水率为51.7%;5442kJ/kg(1300kcal/kg)对应的含水率是50%;5861kJ/kg(1400kcal/kg)对应的含水率是48%。因此,生物预处理的目标是达到含水率低于50%,热值高于5400kJ/kg。

4结论

(1)加大通风量、增加菌剂、降低堆高和倒仓组合工艺均能明显提高水分去除率。降低堆高和倒仓组合工艺对水分的去除率更为明显,此外,垃圾初始含水率不同对试验结果也有影响。(2)依据试验数据,得出含水率和湿基低位热值的函数关系式,垃圾含水率和湿基低位热值成反比例关系。(3)微生物菌剂的加入虽然有利于有机物降解,但是同时造成热值的损失。

作者：荀方飞 葛亚军 马婧一 单位：北京市环境卫生设计科学研究所