曹占強(qiáng)，史卓成

（北京機(jī)電院高技術(shù)股份有限公司，北京 100027）

城市生活垃圾分選技術(shù)應(yīng)用淺析

曹占強(qiáng)，史卓成

（北京機(jī)電院高技術(shù)股份有限公司，北京 100027）

對(duì)城市生活垃圾分選工藝和設(shè)備進(jìn)行了淺析，針對(duì)不同垃圾組分、不同垃圾處理方式，對(duì)分選工藝的選擇應(yīng)用進(jìn)行了探討。

生活垃圾；分選；工藝

國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家從20世紀(jì)60年代起由于資源緊張和環(huán)境惡化開始重視和研究垃圾分類收集問(wèn)題，并于70年代逐步開始實(shí)施垃圾分類收集［1］，目前美國(guó)、日本、德國(guó)分類收集、回收利用比例已高達(dá)70%以上［2］。我國(guó)最早于1953年在北京開展生活垃圾分類收集試點(diǎn)［3］。調(diào)查表明，我國(guó)生活垃圾呈無(wú)機(jī)物含量持續(xù)下降，而有機(jī)物、可回收物含量持續(xù)增長(zhǎng)趨勢(shì)。1996年與1985年相比，垃圾中可回收物比例增加了3.8倍，有機(jī)物增加了52%，而煤渣、灰土等無(wú)機(jī)組分卻明顯減少［4］。為保障我國(guó)生活垃圾處理能力、處理水平不斷提高，原建設(shè)部先后頒布的《城市生活垃圾處理及污染防治政策》、《生活垃圾處理技術(shù)指南》大力提倡城市生活垃圾分類收集和運(yùn)輸、處置，并在2000年4月發(fā)布《關(guān)于公布生活垃圾分類收集試點(diǎn)城市的通知》，選定北京、上海、廣州、南京、深圳、杭州、廈門、桂林8個(gè)城市作為垃圾分類收集的試點(diǎn)城市。但限于城市生活垃圾運(yùn)輸、處置方式、技術(shù)手段等因素和條件的制約，我國(guó)大部分城市，尤其中小城市的生活垃圾分類收集的進(jìn)程和效果不太理想，仍處于混合收集和混合處理的狀態(tài)。

集約化、機(jī)械化的分選作為今后一段時(shí)期內(nèi)混合收運(yùn)的生活垃圾的預(yù)處理手段，能夠在對(duì)生活垃圾進(jìn)行資源化回收的同時(shí)，有效緩解后續(xù)處理設(shè)施的容量壓力。

1 生活垃圾分選工藝

生活垃圾機(jī)械化分選技術(shù)的研發(fā)始于20世紀(jì)80年代，國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家基于垃圾分類回收的基礎(chǔ)，為實(shí)現(xiàn)生活垃圾中可再生利用資源的分離和回收，同時(shí)規(guī)避昂貴的人工費(fèi)用造成處理成本的大幅增加，將選礦技術(shù)應(yīng)用于生活垃圾的機(jī)械分選實(shí)踐中，并不斷進(jìn)行有針對(duì)性的改進(jìn)和強(qiáng)化，逐步形成了系列化的分選設(shè)備。我國(guó)現(xiàn)用的機(jī)械化分選技術(shù)大多引自歐美發(fā)達(dá)國(guó)家，結(jié)合生活垃圾特性和混合收運(yùn)的實(shí)際進(jìn)行轉(zhuǎn)化設(shè)計(jì)，經(jīng)過(guò)多年的試驗(yàn)和整改，已可對(duì)混合收運(yùn)的生活垃圾進(jìn)行機(jī)械分類的同時(shí)，通過(guò)各種工藝及設(shè)備的組合、配套，實(shí)現(xiàn)其中可再利用資源的回收，并將生活垃圾按組分特性進(jìn)行分流，已在多項(xiàng)國(guó)內(nèi)生活垃圾處理工程中得以成功應(yīng)用。

當(dāng)前，生活垃圾處理分選工藝以機(jī)械分選為主，人工分選為輔，主要分選工藝：破袋、破碎、篩分、磁力分選、風(fēng)力分選、彈跳分選、光電分選、渦電流分選、水力分選等。

2 生活垃圾分選設(shè)備

2.1 破袋、粗碎設(shè)備

破袋、粗碎設(shè)備可以分為被動(dòng)式和強(qiáng)制式，對(duì)應(yīng)的設(shè)備分別為滾筒破袋機(jī)和剪切式破袋機(jī)。滾筒式破袋機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是裝機(jī)功率小，能耗低，但受垃圾袋容積、袋裝垃圾質(zhì)量影響，其破袋效率波動(dòng)較大，有時(shí)會(huì)降至20%～30%。剪切式破袋機(jī)破袋效率相對(duì)較高，一般可達(dá)90%以上，但存在帶狀物纏繞刀輥、遇硬質(zhì)物料頻繁過(guò)載停機(jī)、人工清料等現(xiàn)象。剪切式粗碎機(jī)源于礦山破碎設(shè)備，增加了粗破碎、防纏繞和過(guò)硬物質(zhì)自動(dòng)排料的功能，破袋效率均在95%以上，但其處理能力略低。

2.2 篩分設(shè)備

目前，應(yīng)用于垃圾處理行業(yè)的篩分設(shè)備主要有張弛篩、滾筒篩和圓盤篩3類。張弛篩通過(guò)柔性網(wǎng)面的張弛運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)粒徑分級(jí)和自清篩面的功能，多用于含水率較高的生活垃圾小粒徑組分的分離。滾筒篩按粒徑分級(jí)和處理量的不同可分為單節(jié)單級(jí)、單節(jié)多級(jí)、雙節(jié)多級(jí)的結(jié)構(gòu)類型，設(shè)備通用性強(qiáng)，滾筒篩的效率較高，適合不同尺寸物料的分離，但需要拆換篩面。圓盤篩多用于生活垃圾的初、預(yù)篩，可以通過(guò)調(diào)節(jié)圓盤軸之間的距離適應(yīng)不同尺寸物料的分離，且具有自凈能力，無(wú)須另外的清理裝置，但篩分過(guò)程中可能會(huì)有長(zhǎng)繩類物料纏繞問(wèn)題出現(xiàn)。

2.3 磁選設(shè)備

磁選設(shè)備可以分成磁力滾筒、懸掛式磁鐵器。磁力滾筒又可分為干式和濕式2種。懸掛式磁選機(jī)可分為永磁和電磁2種方式。在生活垃圾分選工程中常用的磁選機(jī)多為懸掛自卸式電磁除鐵器，其與皮帶機(jī)配套使用非常方便，在工作過(guò)程中卸鐵機(jī)構(gòu)自動(dòng)將卸鐵皮帶上吸附的鐵磁性物質(zhì)拋到除鐵器以外的收集箱內(nèi)，無(wú)需停電人工清理，實(shí)現(xiàn)了金屬回收的自動(dòng)化。

2.4 風(fēng)選設(shè)備

風(fēng)選設(shè)備主要用于城市生活垃圾中輕質(zhì)物料（紙張、塑料薄膜等）的自動(dòng)分選。按主體空間布置分為臥式風(fēng)選機(jī)和立式風(fēng)選機(jī)。臥式風(fēng)選機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維修方便，但精度不高，常與破碎機(jī)和滾筒篩配合使用。立式風(fēng)選機(jī)又可分為下鼓風(fēng)、上抽風(fēng)和鼓抽風(fēng)結(jié)合等多種形式，具有占地面積小、布置靈活、分選精度高等特點(diǎn)。

2.5 光電分選設(shè)備

光電分選設(shè)備是近年來(lái)國(guó)外發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)新技術(shù)裝備，目前在國(guó)內(nèi)已有應(yīng)用。光電分選多用于不同種類塑料的分離，但易受物料清潔程度、光譜差異顯著性等影響。與光電分選原理類似的還有紅外光分選機(jī)和顏色分選機(jī)，紅外光分選機(jī)主要用于塑料瓶的分選，可將塑料分類為PVC（聚氯乙烯）、PP（聚丙烯）、PS（聚苯乙烯）、PE（聚乙烯）、PET（聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯） 等。顏色分選機(jī)主要用于玻璃瓶的分選，可利用瓶的透光性，根據(jù)其顏色將單行排列的瓶子進(jìn)行分類。

2.6 其他設(shè)備

彈跳分選設(shè)備也是近年來(lái)國(guó)外發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)新技術(shù)裝備，有彈跳皮帶機(jī)組和彈跳篩等不同種類，主要用于分離生活垃圾中的無(wú)機(jī)物料。

渦電流分選設(shè)備主要用于生活垃圾中有色金屬的分選。

水力分選設(shè)備多用于生活垃圾厭氧消化的前處理工藝。

3 生活垃圾分選技術(shù)應(yīng)用

針對(duì)我國(guó)城市生活垃圾混合包裝、混合收集的現(xiàn)狀，從綜合處理的角度出發(fā)，選擇合理的城市生活垃圾分選工藝路線，以提高其效果和效率，簡(jiǎn)化后續(xù)處理工藝路線，以降低投資和運(yùn)行成本最為關(guān)鍵。

由于城市生活水平不同決定了其生活垃圾組分也不同，不同經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平也決定了生活垃圾最終處置方式也不相同，在確定分選工藝和設(shè)備時(shí)應(yīng)因地制宜，靈活應(yīng)用。3.1 組分確定分選工藝

依據(jù)城市生活垃圾的組分特點(diǎn)進(jìn)行分選，將主要組分與其他組分分離，分選工藝的選擇分析如下。

1）無(wú)機(jī)物。主要通過(guò)篩分的手段完成，對(duì)于以灰土為主的無(wú)機(jī)物成分可以采用圓盤篩或滾筒篩進(jìn)行篩分，灰土大部分進(jìn)入篩下物，其它組分進(jìn)入篩上物流。對(duì)于磚瓦、陶瓷、煤渣等無(wú)機(jī)物組分，可通過(guò)彈跳分選工藝從其他物料中分離。

2）有機(jī)物。主要通過(guò)篩分的手段完成，可以通過(guò)兩種篩分手段來(lái)實(shí)現(xiàn)：一種是用圓盤篩進(jìn)行預(yù)篩分去除灰土，然后再用一級(jí)滾筒篩篩分，有機(jī)物大部分進(jìn)入滾筒篩篩下物，其他物料進(jìn)入滾筒篩篩上物；另一種是利用雙級(jí)滾筒篩，篩下物為灰土成分，篩上物為可回收物和可燃物的混合物，篩中物為有機(jī)物和磚瓦陶瓷等的混合物，篩中物可通過(guò)彈跳分選進(jìn)一步提高有機(jī)物純度。

3）可回收物?？赏ㄟ^(guò)人工分選和機(jī)械分選相結(jié)合實(shí)現(xiàn)，黑色金屬回收物可采用磁選工藝回收，有色金屬可采用渦電流分選工藝實(shí)現(xiàn)，紙張、塑料可通過(guò)風(fēng)力分選實(shí)現(xiàn)，不同類別的塑料可通過(guò)光電分選進(jìn)一步分離。

4）可燃物。生活垃圾中可燃物料以木竹、織物、塑料、紙張為主，可通過(guò)部分人工分選，部分篩分方式選出，根據(jù)組分特征選擇合適的篩孔，篩上物料以可燃物為主，篩下物則為其他物料。

3.2 處理方式確定分選工藝

當(dāng)前，城市生活垃圾的最終處置方式為填埋、堆肥和焚燒，其中填埋是城市生活垃圾必不可少的處理手段。依據(jù)城市生活垃圾的最終處置方式，確定合理的分選工藝路線，去除垃圾處理過(guò)程中的無(wú)用組分和有害組分，達(dá)到綜合處理的資源化目的。

以填埋為主的垃圾處理方式，建議采用圖1分選工藝，回收部分可循環(huán)利用物質(zhì)，其余進(jìn)入填埋場(chǎng)。

以堆肥為主的垃圾處理方式，建議采用圖2分選工藝，回收部分可循環(huán)利用物質(zhì)，可腐有機(jī)物進(jìn)入堆肥場(chǎng)，其余進(jìn)入填埋場(chǎng)。

以焚燒為主的垃圾處理方式，建議采用圖3分選工藝，回收部分可循環(huán)利用物質(zhì)，可燃物進(jìn)入焚燒爐，其余進(jìn)入填埋場(chǎng)。

綜合處理的垃圾處理方式，建議采用圖4分選工藝，回收部分可循環(huán)利用物質(zhì)，可燃物進(jìn)入焚燒爐，有機(jī)物進(jìn)入堆肥場(chǎng)，其余進(jìn)入填埋場(chǎng)。

4 結(jié)論

1）城市生活垃圾袋裝化逐步成為城市生活垃圾的收集方式，我國(guó)城市垃圾主要以混合收運(yùn)為主，含有軟、硬、脆、韌等各種物料，成分復(fù)雜。要實(shí)現(xiàn)城市生活垃圾的減量化、資源化、無(wú)害化，垃圾分選預(yù)處理工藝在近期內(nèi)垃圾綜合處理中是不可或缺的重要工藝環(huán)節(jié)。

2）城市生活垃圾分選工藝的確定應(yīng)從實(shí)際出發(fā)，在滿足經(jīng)濟(jì)要求的情況下，盡量將各類物料按性質(zhì)分流集中，以便于后續(xù)集中處理，并做到最大化地回收可循環(huán)利用物質(zhì)，為城市生活垃圾綜合利用提供便利條件。

3）城市生活垃圾分選技術(shù)經(jīng)過(guò)多年國(guó)內(nèi)外的共同研究開發(fā)和實(shí)際應(yīng)用，適應(yīng)國(guó)內(nèi)城市生活垃圾具體特性，出現(xiàn)了多種分選技術(shù)，并已經(jīng)形成了一定的規(guī)模和體系。在選用這些技術(shù)時(shí)應(yīng)注意，不同的技術(shù)有不同的應(yīng)用條件，同一工藝環(huán)節(jié)也可以通過(guò)不同的技術(shù)手段來(lái)實(shí)現(xiàn)。

4）城市生活垃圾分選技術(shù)的進(jìn)步也促進(jìn)了分選工藝設(shè)備的更新，隨著城市生活垃圾管理水平的提高和分選處理工藝更高要求的提出，城市生活垃圾深度分選設(shè)備和精細(xì)分選設(shè)備（如光電分選設(shè)備）也會(huì)逐步得到發(fā)展和應(yīng)用。

5）城市生活垃圾分選工藝的選擇應(yīng)因地制宜，結(jié)合城市生活垃圾組分特性和最終垃圾處理方式進(jìn)行綜合分析，以選擇最佳的分選工藝路線。

［1］黃慧.上海市住宅小區(qū)生活垃圾分類收集模式研究［J］.環(huán)境衛(wèi)生工程，2004，12 （2）：98-103.

［2］李彥春.拾荒者成百萬(wàn)富翁 工程師追夢(mèng)第四產(chǎn)業(yè)［N］.北京青年報(bào)，2000-03-31.

［3］趙軍.我國(guó)城市生活垃圾的組成及其處理方法［J］.山西能源與節(jié)能，2003（4）：32-34.

［4］李天宇，凌藝婷.北京垃圾分類“形同虛設(shè)”［N］.新京報(bào)，2010-02-27.

Application of Sorting Technologies for Municipal Domestic Waste

Cao Zhanqiang,Shi Zhuocheng
（Beijing Institute of Electrical and Mechanical High-tech Co.,Ltd,Beijing 100027）

Sorting technologies and their equipments of municipal domestic waste were analyzed.Aiming at different components and treatment ways of waste,selected application of the sorting technologies was discussed.

domestic waste；sorting；technology

X705

B

1005-8206（2011）02-0004-03

2010-10-15

曹占強(qiáng)（1970—），高級(jí)工程師，主要從事生活垃圾處理的工藝研究與設(shè)計(jì)。

（責(zé)任編輯：張藝）