任 越，楊俊杰，曹洪軍,2，張秋艷，劉 乾

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農(nóng)村生活垃圾全自動(dòng)全組分分類處理技術(shù)與應(yīng)用

任 越1，楊俊杰1，曹洪軍1,2※，張秋艷3，劉 乾4

（1.中國海洋大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，青島 266100；2. 中國海洋大學(xué)管理學(xué)院，青島 266100； 3.青島福創(chuàng)環(huán)境科技有限公司，青島 266100；4.中國海洋大學(xué)海洋生命學(xué)院，青島 266100）

為解決農(nóng)村生活垃圾的處理難題，研究了一種生活垃圾末端全自動(dòng)全組分分類處置技術(shù)，通過生物酶液化方法能將生活垃圾中的有機(jī)成分首先分解、分離，再通過濕式自動(dòng)分選系統(tǒng)，將混合生活垃圾中的金屬、塑料、廢紙、竹木、紡織物等全部有效分離，經(jīng)清洗后可直接循環(huán)再利用，實(shí)現(xiàn)資源化率90%以上。應(yīng)用該技術(shù)實(shí)際建成運(yùn)營一年的垃圾處理廠的數(shù)據(jù)顯示，處理1 t垃圾平均可得到有機(jī)肥65 kg、紙漿105 kg、塑料124 kg、垃圾衍生燃料133 kg、砂石135 kg、沼氣55 kg和金屬11 kg；需要成本約180元，產(chǎn)值約325元，投資成本較焚燒節(jié)約近40%，污水經(jīng)處理后各項(xiàng)污染因子去除率平均達(dá)到88.76%，供系統(tǒng)循環(huán)使用。證明該技術(shù)能提高垃圾處置效率，經(jīng)濟(jì)效益可觀，環(huán)境友好，有較高推廣價(jià)值。

垃圾；垃圾分類；生物酶液化；全組分分類；濕式自動(dòng)分選

0 引 言

2016年中國城市垃圾每年清運(yùn)量約2億t，農(nóng)村垃圾每年產(chǎn)生量是1.5億t左右，而城市的垃圾處理率超過90%，農(nóng)村垃圾處理率卻在50%左右[1]。農(nóng)村垃圾中的絕大部分是生活垃圾，但是尚未有農(nóng)村生活垃圾處理率的官方統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。然而，隨著城市化進(jìn)程的不斷加快和農(nóng)村居民生活水平的不斷提高，農(nóng)村生活垃圾的數(shù)量急劇增加，組分更加復(fù)雜，單一的處理模式已經(jīng)解決不了大量產(chǎn)生的垃圾，而且，不當(dāng)?shù)睦幚矸绞竭€會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的環(huán)境污染問題，已有研究表明，生活污染源對(duì)農(nóng)村環(huán)境的影響最大[2]。與城市生活垃圾處理現(xiàn)狀相比，農(nóng)村生活垃圾因?yàn)槿狈κ姓Ｕ希葱纬蓢?yán)格的收運(yùn)和處理方式，抽樣調(diào)查顯示，中國農(nóng)村能達(dá)到規(guī)范處理標(biāo)準(zhǔn)的只有34%，首選方式是衛(wèi)生填埋[3]，仍缺乏成熟的填埋和焚燒作為無害化的末端處理技術(shù)，因此農(nóng)村生活垃圾更不易控制[4]。因此，建立高效的處理技術(shù)體系是解決當(dāng)前問題的重要途徑。

國內(nèi)外學(xué)者對(duì)于農(nóng)村垃圾的管理進(jìn)行了大量研究，包括對(duì)前端的收集運(yùn)輸[5-7]、末端處理技術(shù)的創(chuàng)新[8-9]。其中處理技術(shù)方面，有許多新的嘗試，尤其是生物處理方式的應(yīng)用，能將生活垃圾中的有機(jī)成分進(jìn)行轉(zhuǎn)化再利用或無害化處理[10-17]，是提高垃圾處理效率的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。國外先進(jìn)國家的農(nóng)村生活垃圾不含餐廚垃圾，組分簡(jiǎn)單、含水量小，因此國外的垃圾處理技術(shù)不適用于中國，目前尚未有成功的引進(jìn)案例。

中國農(nóng)村生活垃圾一直未分類放置，主要是混合收運(yùn)的方式，垃圾組成復(fù)雜，達(dá)到1 000多種[18]。同時(shí)，居民餐廚垃圾、部分農(nóng)業(yè)垃圾（植物秸稈、農(nóng)用地膜、農(nóng)藥瓶罐）也都被混入生活垃圾中集中收運(yùn)[19-20]，降低了生物處理的效率，成為中國農(nóng)村垃圾末端處理的難題，因此，不論是焚燒還是填埋，垃圾分類是實(shí)現(xiàn)無害化處理的前提。國內(nèi)也有垃圾分選技術(shù)的相關(guān)研究[21-24]，但是由于混合垃圾會(huì)不同程度的受到餐廚垃圾（水、油）的污染，即便混合垃圾被分門別類，也基本沒有利用價(jià)值，因此也失去了分類的意義。

綜上，目前國內(nèi)外還未有一項(xiàng)技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)混合生活垃圾全組分的有效分類。本研究提出一種農(nóng)村生活垃圾末端全自動(dòng)全組分分類技術(shù)（all components resourcing system of domestic garbage based on post-gather automatic sorting procedure，PGAS），該技術(shù)利用垃圾成分自身的特點(diǎn)，將各組分進(jìn)行有效分離，各原料分離后再資源化利用，資源化率達(dá)到90%以上。通過對(duì)PGAS技術(shù)的特點(diǎn)和處理效果的分析，為今后垃圾處理技術(shù)提供借鑒。

1 PGAS技術(shù)

1.1 主要技術(shù)特點(diǎn)

PGAS技術(shù)是一種以國內(nèi)農(nóng)村混合生活垃圾為原料，針對(duì)垃圾成分組成特點(diǎn)，以生物工程和自動(dòng)化分選系統(tǒng)為基礎(chǔ)的處理技術(shù)。通過導(dǎo)入“生物酶液化+濕式自動(dòng)分選系統(tǒng)”，將金屬、塑料、廢紙、竹木、紡織物、無機(jī)物等組分自動(dòng)分選清洗到可以直接作為原料利用的水平，污水經(jīng)處理后循環(huán)使用，僅有少量燃燒沼氣的氣體排放。

1.2 各系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路

PGAS技術(shù)的工藝流程如圖1所示，主要由垃圾接收與預(yù)處理、總分選、循環(huán)水處理、微生物除臭及沼液蒸發(fā)蒸汽處理五大系統(tǒng)組成。表1為各系統(tǒng)主要采用的設(shè)備。

圖1 PGAS主要工藝流程簡(jiǎn)圖

1.2.1 垃圾接收、預(yù)處理系統(tǒng)

農(nóng)村生活垃圾經(jīng)當(dāng)?shù)刂鞴懿块T集中收集轉(zhuǎn)運(yùn)送到廠區(qū)內(nèi)。車輛入廠區(qū)內(nèi)，即設(shè)有多道垃圾運(yùn)輸車清洗及消毒工序，大幅度降低運(yùn)輸車輛對(duì)廠區(qū)環(huán)境的影響。車輛進(jìn)入卸料車間，在密閉微負(fù)壓卸車區(qū)卸車后，對(duì)垃圾噴灑自主研制的生物酶液除異味，卸料車間則利用植物除臭噴霧裝置，進(jìn)行空間除臭。通過垃圾破袋上料機(jī)將垃圾送入封閉生產(chǎn)系統(tǒng)，對(duì)垃圾進(jìn)行破袋處理，使袋裝的垃圾完全分散開便于后續(xù)處理。

1.2.2 總分選系統(tǒng)

1）磁選金屬壓塊生產(chǎn)線

分散開的垃圾落到皮帶輸送機(jī)上。皮帶輸送機(jī)上設(shè)有電磁分選裝置，垃圾在輸送的過程中，利用磁選和渦電流分選，分離出金屬產(chǎn)品，金屬經(jīng)清洗后進(jìn)行壓塊。剩余其他垃圾成分則被送到雙軸或四軸齒盤式撕裂機(jī)。

2）有機(jī)物分離厭氧發(fā)酵及有機(jī)肥生產(chǎn)線

經(jīng)電磁分選分離出金屬后，包括電池、噴霧殺蟲罐等含有金屬的有害物質(zhì)同時(shí)完全被預(yù)先分離。剩余的垃圾物料撕碎到1～15 cm不等，經(jīng)撕裂粉碎后均勻噴灑的微生物復(fù)合菌液、酶液，進(jìn)入保溫的生物處理料倉，進(jìn)行好氧發(fā)酵。發(fā)酵料倉內(nèi)部是一方形密閉儲(chǔ)料倉，底部由4根大型絞龍緩慢將物料推至出料絞龍內(nèi)，出料絞龍?jiān)?組推動(dòng)絞龍的尾部下端，垂直與推料絞龍放置，物料落入出料絞龍作業(yè)范圍直接送至出料口。破碎除鐵后的生活垃圾經(jīng)過輸送設(shè)備從頂端進(jìn)料口進(jìn)料，物料下落過程中被勻料器打散，均勻的散落在料倉底部，頂部的噴淋管同時(shí)噴灑發(fā)酵菌液，物料與菌液全接觸，底部設(shè)有通風(fēng)管，料倉側(cè)壁設(shè)有加熱管，在發(fā)酵溫度和通氣量適宜的條件下，垃圾中的有機(jī)物在微生物的作用下快速分解，完成好氧發(fā)酵。經(jīng)過微生物的降解作用，95%以上的易降解有機(jī)物包括菜葉、瓜果皮、剩菜、剩飯等，都變成了漿狀可溶物，經(jīng)過生物降解處理后，進(jìn)入擠干脫水設(shè)備（螺旋式連續(xù)壓榨機(jī)），將垃圾中吸收的大量水分?jǐn)D出，得到殘?jiān)陀袡C(jī)溶液。殘?jiān)糜跐L筒式破碎機(jī)中，混入水或質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%～3%的堿液，所述堿液為氨水、氫氧化鉀或氫氧化鈉溶液，使垃圾含水量是自身質(zhì)量的1.5～2倍，破碎處理使垃圾中的可降解有機(jī)物、纖維類的物質(zhì)進(jìn)一步破碎并與其他的黏性基質(zhì)分離。在滾筒里邊的破碎時(shí)間控制在30 min左右，擠干后進(jìn)入總分選設(shè)備。

表1 PGAS技術(shù)主要設(shè)備一覽表

物料在強(qiáng)力擠壓的作用下，其中的有機(jī)液體透過縫篩與物料分離，收集后檢測(cè)其濃度，若達(dá)標(biāo)直接輸送至厭氧發(fā)酵罐中，如果不達(dá)標(biāo)將其噴灑至發(fā)酵料倉或者滾筒破碎機(jī)中再一次處理，濃度達(dá)標(biāo)后打入發(fā)酵罐中。有機(jī)溶液泵入沼氣生物處理罐后，用適量的酸液調(diào)節(jié)濃縮物pH值為7～8，再向其中加入一些碳氮類營養(yǎng)物質(zhì)來調(diào)節(jié)厭氧菌需要的碳氮比，攪拌均勻后，加入菌種，在45 ℃的條件下進(jìn)行生物處理15 d。收集產(chǎn)生的沼氣，供給廠區(qū)鍋爐燃燒供熱。然后再對(duì)沼液進(jìn)行濃縮，蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)為“3+1”形式，有機(jī)液逐次進(jìn)入3個(gè)濃縮室內(nèi)在蒸汽的熱量下加熱，蒸發(fā)出其中的水分，經(jīng)過3次濃縮的有機(jī)液濃度明顯上升，最后再經(jīng)過一次刮板強(qiáng)制濃縮室高效濃縮，低濃度發(fā)酵后的有機(jī)液即變?yōu)楦邼舛鹊囊簯B(tài)有機(jī)肥料。

3）砂石玻璃等無機(jī)物建材生產(chǎn)線

擠干后的垃圾經(jīng)過滾筒破碎，進(jìn)入垃圾總分選機(jī)，在總分選機(jī)內(nèi)，經(jīng)過孔徑為2～15 mm的垃圾篩分選按照粒徑大小將垃圾分為兩大類，篩上物主要為塑料、紡織品、大塊磚石瓦塊、金屬、竹木等，篩下物主要為泥沙和紙漿。利用物料的差異，按不同密度進(jìn)行第一步分離，分選出砂石、玻璃、紙漿和其他混合物3種產(chǎn)品。分選出的砂石、玻璃等無機(jī)物利用球磨破碎機(jī)破碎后，加水泥混合攪拌，用制磚機(jī)壓制得到磚產(chǎn)品。其他成分進(jìn)入塑料、紙漿分選。

4）紙漿分離及精制生產(chǎn)線

分離金屬、有機(jī)質(zhì)及砂石等無機(jī)物后的剩余成分，進(jìn)入垃圾總分選機(jī)過垃圾篩，從進(jìn)料端底部沿軸向1/3～2/3位置浸入水中，浸入深度以水不會(huì)沒過進(jìn)料擋板為準(zhǔn)，防止物料流出到水中。這時(shí)的紙漿在水中與各種雜質(zhì)混合，但紙漿比起其他雜質(zhì)更易溶于水，在篩子的作用下，會(huì)使紙漿、泥沙和溶解的有機(jī)質(zhì)等物質(zhì)與橡塑類等其他原料分離，篩子上部需要用高壓水來噴淋，以免堵塞篩孔。紙漿分離后，實(shí)際是分離出了溶有紙漿的大量水，經(jīng)過紙漿篩，脫除大量的水分和部分灰土，然后進(jìn)入紙漿精制生產(chǎn)線，篩分?jǐn)D干后的紙漿混合體系中紙的比例為10%左右，其余90%為水，進(jìn)行稀釋螺旋，然后進(jìn)入漿池泵送到除砂器、壓力篩，分別經(jīng)過一段、二段、三段除砂器、壓力篩后除去渣子。紙漿經(jīng)過除砂后，進(jìn)入圓網(wǎng)濃縮機(jī)，斜螺濃縮機(jī)除去紙漿中的水分和細(xì)小雜質(zhì)脫水，脫水后的紙漿進(jìn)入雙輥擠漿機(jī)擠干，得到紙漿粗品。

5）塑料分選及精深加工生產(chǎn)線

分選紙漿后的物料中主要含有橡塑、竹木和紡織品，送至塑料分選設(shè)備，利用比重不同的原理，進(jìn)一步分離的同時(shí)清洗塑料表面的其他雜質(zhì)，去除里面的竹木紡織品等。經(jīng)分選后的混合塑料進(jìn)入浮選箱，用水漂選，進(jìn)一步分離清洗塑料等原料表面的雜質(zhì)，將塑料中摻雜的少量砂石等重物分離除去，漂洗后，流入1～5 mm的篩子脫水，減少塑料含水量。塑料粗品進(jìn)入臥式高速摩擦清洗機(jī)中，使附著在塑料上的各種雜質(zhì)得到有效去除。塑料粗品通過管道輸送至離心機(jī)，經(jīng)離心脫水、薄膜擠干機(jī)擰干后使物料含水量降低。脫水后再通過沼氣鍋爐供熱烘干后的塑料固形物所占比例為97%，然后由管道風(fēng)送干燥后進(jìn)入收料倉中打包成塑料產(chǎn)品。

6）垃圾衍生燃料（refuse derived fuel, RDF）生產(chǎn)線

在塑料分選設(shè)備中，利用比重不同的原理，進(jìn)一步分離為塑料和竹木纖維等。分選出來的竹木、紡織品、秸稈等其他可燃物質(zhì)，經(jīng)過脫水烘干后進(jìn)入垃圾衍生燃料擠壓機(jī)，可制造成RDF，熱值可以達(dá)到16 000 kJ，可作為燃煤替代化石燃料。

1.2.3 循環(huán)水處理系統(tǒng)

廢水主要來源于垃圾脫水工序、紙漿生產(chǎn)線的擠干工序和塑料生產(chǎn)線脫水工序，各工序廢水通過地下管網(wǎng)自流到廢水處理車間集水池進(jìn)入廢水處理系統(tǒng)進(jìn)行處理。廢水處理站處理工藝流程見圖2。

圖2 PGAS廢水處理工藝流程簡(jiǎn)圖

采取的主要處理方法是：廢水通過微濾機(jī)（80目）回收可利用漿料，微濾機(jī)網(wǎng)下水自流進(jìn)復(fù)合凈水裝置。該裝置下為同向流斜板沉淀池，上為氣浮處理單元。廢水在同向流中與定量的混凝劑充分混合，使廢水中膠體顆粒脫穩(wěn)，破壞廢水的膠體狀態(tài)，使水變清。同向流出水自流進(jìn)氣浮分離器，進(jìn)一步去除未沉淀的細(xì)小懸浮物，保證出水水質(zhì)穩(wěn)定，氣浮出水進(jìn)入回用水池，泵至回用水點(diǎn)，無外排。同向流進(jìn)氣浮的沉泥含水率為98%～99%，進(jìn)入生產(chǎn)中的厭氧處理系統(tǒng)生產(chǎn)沼氣和復(fù)合肥。

1.2.4 微生物除臭系統(tǒng)

生物除臭是利用微生物的生物降解作用對(duì)臭氣物質(zhì)進(jìn)行吸收和降解從而達(dá)到除臭的目的。生產(chǎn)車間設(shè)有專門的密閉卸車區(qū)，運(yùn)來的生活垃圾卸車后，先進(jìn)行噴灑生物酶液除異味。在卸車區(qū)及沼液濃縮工位設(shè)氣體收集裝置，氣體被負(fù)壓收集后送到生產(chǎn)過程中的好氧工段與垃圾中的生物菌液充分混合，在這個(gè)過程中，生物的作用消除垃圾產(chǎn)生的臭味。在此工序臭味氣體被微生物利用后轉(zhuǎn)化為菌體、二氧化碳與水等其他無臭味物質(zhì)。

1.2.5 沼液蒸發(fā)蒸汽處理系統(tǒng)

沼液濃縮蒸發(fā)工序產(chǎn)生的蒸汽，首先經(jīng)回收熱為發(fā)酵系統(tǒng)供熱，然后經(jīng)冷凝成液態(tài)水，再加0.3%～0.5%的酸性活性白土進(jìn)行吸附，酸性活性白土對(duì)冷凝水中的氨氮及揮發(fā)性有機(jī)物有吸收作用，從而去除氨氮、揮發(fā)性有機(jī)物等，吸附后液態(tài)水再進(jìn)行過濾，經(jīng)過實(shí)踐證明，過濾液處理雜質(zhì)去除率達(dá)90%，處理后符合中水回用標(biāo)準(zhǔn)，無廢水排放。

2 產(chǎn)業(yè)化試驗(yàn)及效果分析

以山西省垣曲縣PGAS示范項(xiàng)目（示范廠設(shè)備見圖3）為例，該項(xiàng)目于2017年建成，已投入運(yùn)營1 a時(shí)間，處理能力100 t/d。輻射范圍包括2個(gè)鎮(zhèn)，3個(gè)鄉(xiāng)約10萬人。原料來自于各鄉(xiāng)鎮(zhèn)集中收運(yùn)的生活垃圾，選取4個(gè)有代表性月份的生活垃圾各組分的平均含量見表2，可以看出該地生活垃圾組分呈季節(jié)性波動(dòng)，冬春季（采暖季）玻璃、砂石等無機(jī)物含量較高，夏秋季餐廚有機(jī)質(zhì)含量較高。整體來看，紙類和塑料含量較少，竹木、紡織品含量較高。

圖3 PGAS示范廠設(shè)備

2.1 產(chǎn)物分析

經(jīng)過1 a的運(yùn)行，基于累計(jì)數(shù)據(jù)分析的產(chǎn)物分布比例見表3。

表2 生活垃圾組分

注：數(shù)據(jù)由運(yùn)送到生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的垃圾經(jīng)人工分選稱質(zhì)量后得到的質(zhì)量或根據(jù)最終產(chǎn)物推算所得，均以濕基計(jì)。

Note: Data were obtained from the waste transported to the production site by manual sorting and weighting or by calculation based on the final product, all based on wet basis.

表3 PGAS技術(shù)處理生活垃圾的產(chǎn)物分布比例

由表3和表4數(shù)據(jù)可以看出，產(chǎn)物分布比例與垃圾組分密切相關(guān)，某些產(chǎn)物與季節(jié)變化也有一定關(guān)系。例如，冬季由于北方供暖季需要燒煤，砂石在垃圾組分中較大，最終產(chǎn)物分布也相應(yīng)增大；夏季人們食用西瓜等水果較多，果皮屬于餐廚垃圾，產(chǎn)物有機(jī)肥相應(yīng)增多；而紙漿和塑料的產(chǎn)量變化一般不受季節(jié)影響。

2.2 污水處理效果分析

經(jīng)循環(huán)水處理系統(tǒng)處理后，水質(zhì)參數(shù)見表4。根據(jù)表4數(shù)據(jù)可計(jì)算得到各污染因子的去除率分別為：生化需氧量BOD5（86.9%）、化學(xué)需氧量CODcr（87.7%）、固體懸浮物SS（90.1%）、NH3-N（90.2%）和總磷TP（88.9%）。結(jié)果顯示，循環(huán)出水水質(zhì)符合中水回用標(biāo)準(zhǔn)，不外排，供系統(tǒng)循環(huán)使用。

表4 污水處理循環(huán)系統(tǒng)水質(zhì)參數(shù)

2.3 成本分析

經(jīng)實(shí)際測(cè)算獲得PGAS技術(shù)處理每噸生活垃圾耗水約為0.6 t、耗電約為50 kW·h，一整套裝置需用工（10～15）×3人，所以僅考慮人工、水、電，平均垃圾處理成本約180元/t。最終產(chǎn)物可直接作為產(chǎn)品銷售，每噸垃圾的產(chǎn)值見表5。經(jīng)過初級(jí)分選，處理每噸垃圾產(chǎn)值約325元/t。

如果對(duì)紙漿和塑料深加工（紙漿做成蛋托，塑料制成顆粒，價(jià)格翻倍），產(chǎn)值可達(dá)到600元以上。將投資成本考慮在內(nèi)，PGAS技術(shù)需投資30～35萬元/t，較焚燒處理1 t垃圾的成本（50～55萬元/t）節(jié)約近40%。

表5 1 t垃圾經(jīng)PGAS技術(shù)處理后的產(chǎn)值

3 結(jié) 論

1）針對(duì)中國農(nóng)村生活垃圾成分復(fù)雜、分類不明確、集中化處理和能源轉(zhuǎn)化率均較低的問題，設(shè)計(jì)了一種生活垃圾末端全自動(dòng)全組分分類處置裝置。該裝置由垃圾接收與預(yù)處理、總分選、循環(huán)水處理、微生物除臭及沼液蒸發(fā)蒸汽處理5大系統(tǒng)組成。

2）基于中國農(nóng)村垃圾含有機(jī)質(zhì)多、含水量高的問題，提出了生物酶液化方法，能將生活垃圾中的有機(jī)成分首先分解、分離；再通過濕式分選，確定了6條生產(chǎn)線的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)，能將混合生活垃圾中的金屬、塑料、廢紙、竹木、紡織物等全部有效分類，經(jīng)清洗后可直接循環(huán)再利用，實(shí)現(xiàn)資源化率90%以上。

3）應(yīng)用該技術(shù)實(shí)際建成運(yùn)營一年的垃圾處理廠的數(shù)據(jù)顯示，分選出產(chǎn)物與垃圾組分比例呈正相關(guān)，處理1 t垃圾平均可得到有機(jī)肥65 kg、紙漿105 kg、塑料124 kg、垃圾衍生燃料133 kg、砂石135 kg、沼氣55 kg和金屬11 kg；需要成本約180元，產(chǎn)值約325元，投資成本較焚燒節(jié)約近40%，污水經(jīng)處理后各項(xiàng)污染因子去除率平均達(dá)到88.76%，供系統(tǒng)循環(huán)使用。證明該技術(shù)能提高垃圾處置效率，經(jīng)濟(jì)效益可觀，環(huán)境友好，有較高推廣價(jià)值。

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All components resourcing system of rural garbage based on post-gather automatic sorting and disposal technology and its application

Ren Yue1, Yang Junjie1, Cao Hongjun1,2※, Zhang Qiuyan3, Liu Qian4

(1.,266100,; 2.,266100,;3,266100,; 4.,266100,)

In order to solve the rural living garbage processing problems, we independently developed a unique technology of clean and comprehensive utilization of rural garbage resources, referred to as PGAS technology. Based on modern biodegradation and automatic sorting, we built a complete industrial chain with mixed domestic waste as mineral raw material. The garbage trucks transport rural garbage and directly discharged into the hopper. Quickly biofilm is sprayed to deodorize garbage, then the garbage bags are teared at the same time of feeding. At the transportation, we utilize magnetic and eddy current sorting to get metal products and residues, while the residue will be transferred into the tearing machine and the biological treatment silo, where the raw garbage is mixed by composite bacteria liquid and enzyme liquid. The organic pus would be pumped to anaerobic fermentation system, while the residue would be alternatively tearing through broken drum to main sorting system. By our innovated equipment, we obtain inorganic material as sand and glass, pulp and sundries like bamboo textiles, and pure plastic at last. The products would be further processing to industrial materials as required of market. The sand and gravel glass and other inorganic materials can produce hollow blocks, paving brick and sponge brick. The pulp would change to the pulp products which can be directly used for producing cardboard and corrugated paper. The plastic can be packaged directly to sale, or be used in oil refining, even can be further sorted to monomer plastic, such as PE, and to produce particles. The slurry is pumped into the biogas tank for producing the methane gas through anaerobic fermentation system, which can be reused as energy. And the slurry after anaerobic fermentation, through evaporation, can be sprayed into powder or granular fertilizer. This technology subverted the traditional mode of rural waste disposal, which is the only comprehensive utilization of rural garbage with all components. The whole processing line is close with no smelly gas. There is no sewer in the whole plant with no waste water emissions, the water is in circulation. There is no operator in the whole plant, the sorting is automatic. Take the PGAS demonstration project in Yuanqu County, Shanxi Province as an example. The project was completed in 2017 and has been put into operation for 1 year with a processing capacity of 100 t/d. The radiation area includes 2 towns and 3 townships with about 100 000 people. According to this waste plant’s operation data, treating 1 ton waste by PGAS, we can obtain the average amount of 65 kg organic fertilizer, 105 kg pulp, 124 kg plastic, 133 kg waste derived fuel, 135 kg sand, 55 kg methane and 11 kg metal. The cost is about 180 yuan, and the output value is about 325 yuan. The investment cost is nearly 40% less than that of incineration. After the sewage treatment, the removal rate of various pollution factors reaches 88.76% on average, which is used for recycling. It is proved that this technology can improve the efficiency of waste disposal. This technology has considerable economic benefits, is environmentally friendly, and has high promotion value.

wastes; waste disposal; enzyme liquefied; all component classification; automatic sorting with liquid

任 越，楊俊杰，曹洪軍，張秋艷，劉 乾. 農(nóng)村生活垃圾全自動(dòng)全組分分類處理技術(shù)與應(yīng)用[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2019，35(4)：248－254. doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2019.04.031 http://www.tcsae.org

Ren Yue, Yang Junjie, Cao Hongjun, Zhang Qiuyan, Liu Qian.All components resourcing system of rural garbage based on post-gather automatic sorting and disposal technology and its application[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2019, 35(4): 248－254. (in Chinese with English abstract) doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2019.04.031 http://www.tcsae.org

2018-10-23

2019-02-15

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目51779235

任 越，博士生，主要從事環(huán)境規(guī)劃與管理方面的研究。 Email：oucrenyue@163.com

曹洪軍，博士，博士生導(dǎo)師，主要從事環(huán)境規(guī)劃與管理、環(huán)境經(jīng)濟(jì)、區(qū)域經(jīng)濟(jì)、品牌經(jīng)濟(jì)方面的研究。Email：chj@ouc.edu.cn

10.11975/j.issn.1002-6819.2019.04.031

X705

A

1002-6819(2019)-04-0248-07