摘要

以北京某垃圾綜合處理廠為研究對象，闡述了立式好氧發(fā)酵罐在處理城市有機(jī)固體廢棄物中的應(yīng)用，詳細(xì)介紹了處理工藝流程和技術(shù)參數(shù)，在此基礎(chǔ)上探討了該項(xiàng)目所能達(dá)到的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益，最后提出立式好氧發(fā)酵罐在處理城市有機(jī)固體廢棄物時(shí)存在的不足及建議。

關(guān)鍵詞 城市固體廢棄物;立式好氧發(fā)酵罐;工藝流程;技術(shù)參數(shù)

中圖分類號 S181.3 ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A ?文章編號 0517-6611（2015）03-280-02

Application and Development of Vertical Aerobic Fermentation Tank in Processing City Solid Waste

ZHANG Junchao

（Beijing Huatairunda Energy Saving Technology Co.， Ltd.， Beijing 100192）

Abstract With a waste comprehensive treatment plant of Beijing as the research object， the application of vertical aerobic fermentation tank in processing city organic solid waste was elaborated， the process and technical parameters were introduced in detail， on the basis of this， the environmental benefits and economic benefits of the project were discussed， finally existing problems and suggestions in the treatment of city waste by vertical aerobic fermentation tank were proposed.

Key words ?City solid waste; Vertical aerobic fermentation tank; Technical process; Technique parameters

作者簡介

張俊超（1984-），男，北京人，碩士，從事城市固體廢棄物和沼氣資源利用研究。

收稿日期 20141205

城市固體廢棄物的處理技術(shù)主要有填埋、焚燒和堆肥3種。與填埋和焚燒相比，堆肥不僅可以達(dá)到城市垃圾的資源化、無害化和減量化的目的，同時(shí)還具有減少土地占用面積、節(jié)約投資及可回收利用等特點(diǎn)。除此之外，堆肥產(chǎn)物還可以用來改善土壤的結(jié)構(gòu)，提高土壤的肥力。

堆肥是利用微生物人為地促進(jìn)可生物降解的有機(jī)物向穩(wěn)定的產(chǎn)物轉(zhuǎn)化的過程。在此過程中，城市固體廢棄物中的有機(jī)物與微生物相互作用，最終生成二氧化碳和其他穩(wěn)定的產(chǎn)物。其中，好氧堆肥主要是依靠專性和兼性好氧細(xì)菌的作用來降解城市固體廢棄物中的有機(jī)物的過程。該法具有有機(jī)物分解速度快、堆肥所需天數(shù)短、臭氣發(fā)生量少等特點(diǎn)^[1]。

隨著對環(huán)保要求的不斷提高和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，國內(nèi)外關(guān)于城市固體廢棄物好氧發(fā)酵設(shè)備也在不斷的改進(jìn)與完善，由開放式的條垛式堆肥到半封閉式的倉式堆肥再到全封閉式的罐式堆肥^[2-5]。其中，開放式的條垛式堆肥機(jī)械和人力能耗較高，且翻堆會造成臭味的散失，進(jìn)而影響周邊的生態(tài)環(huán)境和居民的身體健康，從而很難被廣泛的應(yīng)用;半封閉式的倉式堆肥目前是我國應(yīng)用最多的一種堆肥方式，但該系統(tǒng)具有占地面積大、集中除臭成本高等問題;立式好氧發(fā)酵罐具有占地面積小、好氧發(fā)酵周期短、惡臭氣體不逸散等特點(diǎn)，是未來處理城市固體廢棄物的一個(gè)主要方向^[6-8]。

筆者以北京某垃圾綜合處理廠為研究對象，詳細(xì)闡述了立式好氧發(fā)酵罐在處理城市有機(jī)固體廢棄物中的工藝流程和技術(shù)參數(shù)，最后提出立式好氧發(fā)酵罐在處理城市有機(jī)固體廢棄物時(shí)存在的不足及建議，旨在希望對以后在利用立式好氧發(fā)酵罐來處理城市固體廢棄物時(shí)提供理論依據(jù)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

1 垃圾綜合處理廠概況

該垃圾綜合處理工程位于北京市西北部，屬于大陸性季風(fēng)氣候，多年平均氣溫為 11.7 ℃，常年風(fēng)向以偏北、偏西北風(fēng)為主，冬季以偏西北為主，夏季以偏南為主。該廠處理規(guī)模為359 t/d，其中生活垃圾300 t/d，餐廚垃圾50 t/d，糞渣9 t/d。規(guī)劃占地面積約2.78 hm²，服務(wù)人口為38萬人，其中城鎮(zhèn)人口24.4萬人，農(nóng)村人口為13.6萬人。

2 項(xiàng)目工藝流程及技術(shù)參數(shù)

2.1 項(xiàng)目工藝流程

該垃圾綜合處理工藝采用“生活垃圾、餐廚垃圾預(yù)處理+好氧發(fā)酵罐+后腐熟”處理工藝，滲瀝液采用UBF厭氧+MBR+NF+RO的處理工藝。

2.1.1

生活垃圾前處理工藝路線。 ? ? 生活垃圾經(jīng)收運(yùn)系統(tǒng)運(yùn)至綜合處理廠后首先進(jìn)行稱重計(jì)量，隨后經(jīng)收集車投入接料裝置中，由輸送設(shè)備依次送入人工分揀、破袋、磁選、滾筒篩、彈跳分選機(jī)等工段。通過人工和機(jī)械分選將生活垃圾進(jìn)行分類收集處理，其中分揀出的金屬物質(zhì)進(jìn)行回收處理;大塊雜質(zhì)、無機(jī)物、渣土等集中收集后送至填埋場進(jìn)行最終處置;滲濾液采用管道集中收集后進(jìn)入滲濾液濃縮液處理系統(tǒng)進(jìn)行深度處理后達(dá)標(biāo)排放;分選出的有機(jī)質(zhì)則進(jìn)入堆肥系統(tǒng)進(jìn)行好氧發(fā)酵處理。

2.1.2

餐廚垃圾前分選處理工藝路線。 ? ? 餐廚垃圾由密閉式收集車收集運(yùn)送至處理廠，經(jīng)過計(jì)量設(shè)備稱重后首先卸入密閉式的接料裝置。接料裝置中的物料通過螺旋輸送機(jī)輸送至破碎和自動分選裝置，經(jīng)過預(yù)破碎、自動分選將物料中的無機(jī)物雜質(zhì)分離出來，經(jīng)收集后外運(yùn)填埋。自動分選出的有機(jī)物料由螺旋輸送機(jī)送入壓榨脫水集中進(jìn)行固液分離，固體物料與生活垃圾篩選出的有機(jī)物料混合后進(jìn)行堆肥處理，液體部分與接料裝置收集的液體物料混合后送入三相分離機(jī)進(jìn)行油水渣三相分離。通過三相分離機(jī)，將物料分為油脂、污水和干物料3種成分。油脂作為重要的資源化產(chǎn)品回收再利用，污水則通過管道送入滲瀝液濃縮液處理系統(tǒng)進(jìn)行深度處理，剩余的干物料進(jìn)入堆肥處理系統(tǒng)。

2.1.3

混合堆肥工藝路線。

經(jīng)過前處理分選出的生活垃圾和餐廚垃圾有機(jī)物料與糞便消納站產(chǎn)生的糞渣并配以適當(dāng)量的調(diào)理劑，經(jīng)過混合系統(tǒng)充分混合后送入密閉好氧發(fā)酵罐進(jìn)行好氧發(fā)酵堆肥。

經(jīng)過發(fā)酵后的物料有機(jī)質(zhì)得到有效降解，物料含水率大幅降低，再經(jīng)過后腐熟工藝進(jìn)一步提高產(chǎn)出品的品質(zhì)。完成腐熟的物料經(jīng)過篩分工藝進(jìn)一步篩出無機(jī)雜質(zhì)，最終產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的營養(yǎng)土。項(xiàng)目總體工藝流程和現(xiàn)場圖分別如圖1和圖2所示。

圖1 餐廚垃圾好氧發(fā)酵工藝流程

圖2 ?餐廚垃圾立式好氧發(fā)酵罐現(xiàn)場圖

2.2 技術(shù)參數(shù)

經(jīng)生活垃圾前處理和餐廚垃圾前處理后的粒徑在28～80 mm的中段垃圾與經(jīng)脫水后的糞渣混合均勻后進(jìn)入好氧發(fā)酵罐內(nèi)進(jìn)行發(fā)酵。該過程分為一次發(fā)酵和二次發(fā)酵。項(xiàng)目共設(shè)有12個(gè)好氧發(fā)酵罐，每個(gè)好氧發(fā)酵罐容積為198 m³，其中兩個(gè)發(fā)酵罐為一個(gè)發(fā)酵周期。一次發(fā)酵過程中控制混合物料C∶N=（25～35）∶1，C∶P=（75～150）∶1，含水率為55%左右，溫度在55 ℃左右。發(fā)酵7 d以后將物料用刮板機(jī)輸送至二次發(fā)酵罐內(nèi)繼續(xù)發(fā)酵，待二次發(fā)酵罐發(fā)酵7 d左右，將物料輸送至儲料倉內(nèi)進(jìn)行后腐熟處理，最終將腐熟后的產(chǎn)物用于綠化、土壤改良或打包外賣。

3 生態(tài)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效益分析

3.1 生態(tài)環(huán)境效益

城市生活垃圾、餐廚垃圾和糞便裸露

在外，對生態(tài)環(huán)境和周邊居民的身體健康都產(chǎn)生影響。而把其集中起來進(jìn)行好氧發(fā)酵一方面減少了其對周邊生態(tài)環(huán)境及居民身體健康的影響，另一方面回收了餐廚垃圾中大量的污水，經(jīng)處理后可用于綠化或灌溉，對我國的可持續(xù)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。該項(xiàng)目預(yù)計(jì)產(chǎn)生污水為120 t左右，經(jīng)處理后可以到達(dá)111 t中水用于綠化、洗車或灌溉。且生活垃圾經(jīng)破袋、磁選、風(fēng)選等預(yù)處理后每天可回收0.4 t金屬。

3.2 經(jīng)濟(jì)效益

城市生活垃圾、餐廚垃圾和糞便進(jìn)行綜合處理具有現(xiàn)實(shí)性和經(jīng)濟(jì)性，在達(dá)到減量化目的的同時(shí)，還可生產(chǎn)出大量的活性有機(jī)肥，可為當(dāng)?shù)氐姆N植業(yè)、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、園林綠化以及果林、蔬菜、糧食、瓜果基地、城市綠化等提供大量優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥。

該項(xiàng)目經(jīng)好氧發(fā)酵后，每天可產(chǎn)生營養(yǎng)土50 t左右，可用于綠化或周邊土壤的改良。同時(shí)，處理50 t餐廚垃圾每天可產(chǎn)油約1.5 t，按4 000元/t計(jì)算，每年經(jīng)濟(jì)效益可達(dá)2 190 000元，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。

4 問題和建議

（1） 經(jīng)預(yù)處理后的生活垃圾中有可能會含有塑料、大塊石頭、繩索等雜物，其在好氧發(fā)酵罐內(nèi)進(jìn)行發(fā)酵排料時(shí)可能會造成機(jī)械的纏繞、磨損、堵塞等問題。因此用好氧發(fā)酵罐進(jìn)行城市固體廢棄物的綜合處理時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)對生活垃圾的前分選過程的控制。

（2） 由于在密封的罐體內(nèi)，關(guān)于罐體內(nèi)的進(jìn)風(fēng)、排風(fēng)、含氧量、含水率等的控制應(yīng)進(jìn)行充分的理論計(jì)算和模擬，建立一整套適應(yīng)于立式好氧發(fā)酵罐的運(yùn)行參數(shù)及條件。

（3） 城市生活垃圾的處理需要政府建立健全、完善的收集、運(yùn)輸機(jī)制，同時(shí)公民應(yīng)加強(qiáng)環(huán)保意識，從源頭上做好垃圾的分類，減輕后續(xù)的處理負(fù)荷。

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