唐中呈 唐中祥

（1.藍(lán)天眾成環(huán)保工程有限公司，江蘇 徐州 221116；2.江蘇省精創(chuàng)電氣股份有限公司，江蘇 徐州 221106）

1 概述

目前，我國生活垃圾普遍采用填埋、焚燒和發(fā)電等方式。特別是在我國中、小縣城，絕大多數(shù)位于主要河流的上游和農(nóng)村附近，這些地方由于缺乏較大規(guī)模和比較標(biāo)準(zhǔn)的生活垃圾處置設(shè)施，只好采用簡單的生活垃圾焚燒或簡易填埋、露天堆放等辦法，造成臭氣外溢、二噁英超標(biāo)、灰渣和滲濾液泛濫等二次污染，給周邊環(huán)境帶來極大影響。二噁英屬于強(qiáng)致癌物，給人類健康帶來極大危害。

2 水泥窯協(xié)同處置優(yōu)勢特點和對水分處理的要求

2.1 水泥窯協(xié)同處置固體廢物的優(yōu)勢

（1）處置溫度高。水泥窯內(nèi)氣體最高溫度可達(dá)1 650℃以上，主要有機(jī)物的有害成分焚毀率可達(dá)99.999%以上，即使很穩(wěn)定的有機(jī)物也能被完全分解。（2）焚燒空間大。水泥窯是一個體積較大的旋轉(zhuǎn)筒體，不僅可以處理大量廢料，還可維持均勻、穩(wěn)定的焚燒氣氛。（3）焚燒停留時間長。固體廢物在爐中高溫下停留時間長達(dá) 20～30min，焚燒充分，可扼制二噁英等有害物質(zhì)的生成。（4）處理規(guī)模大。新型水泥窯處理危險廢物量占水泥窯產(chǎn)量的5%左右。（5）新型水泥窯內(nèi)呈堿性氣氛，更容易處理危險廢物和生活垃圾等。（6）新型水泥窯處置有毒有害廢料，可使有害廢料中存在的金屬元素固化在水泥熟料中，起到尾氣凈化和重金屬高溫固化的雙重作用。（7）新型水泥窯系統(tǒng)是負(fù)壓狀態(tài)運轉(zhuǎn)，煙氣和粉塵不會外溢，從根本上防止處理過程中的再污染。（8）新型水泥窯處理廢物的過程有吸硫、吸氯作用，因此，能改善和降低污染物綜合排放量。

2.2 水泥窯處理對生活垃圾水分要求

國內(nèi)生活垃圾的含水率與氣候、季節(jié)、區(qū)域都有關(guān)聯(lián)，不同地區(qū)、不同季節(jié)、不同天氣狀況都會使其含水率發(fā)生變化，所以，沒有固定統(tǒng)一的數(shù)值。垃圾填埋場中，生活垃圾一般飽和含水率為30%～45%，國內(nèi)生活垃圾的初始含水率平均約52%。根據(jù)水泥窯處理入窯要求水分要小于40%，否則，會因生活垃圾水份含量高、熱值低、燃燒不穩(wěn)定而對爐窯內(nèi)部造成損壞，影響水泥成分。

3 垃圾脫水機(jī)的設(shè)計

3.1 脫水機(jī)用途

由華潤水泥、藍(lán)天眾成、史密斯三方聯(lián)合首創(chuàng)的“機(jī)械生物法預(yù)處理+熱盤爐焚燒”處置生活垃圾工藝技術(shù)路線中，機(jī)械脫水是必不可少的環(huán)節(jié)。設(shè)計出一款新的脫水設(shè)備，充分模擬現(xiàn)場工況，做了大量的帶料實驗。實驗數(shù)據(jù)顯示，目前設(shè)計出的脫水機(jī)具有能耗低、防堵料、故障率低、自動化程度更高等特點。

本款生活垃圾脫水機(jī)是針對垃圾水份含量高、熱值低、燃燒不穩(wěn)定而專門研制的一款產(chǎn)品。垃圾進(jìn)行脫水處理，減少垃圾含水量，縮小垃圾體積，提高垃圾熱值，減少燃煤量，便于生活垃圾裝卸運輸、儲存和填埋焚燒，是生活垃圾綜合利用過程中的最佳選擇。

3.2 脫水機(jī)工作原理

物料從進(jìn)料口由主推進(jìn)油缸填滿整個腔體進(jìn)行擠壓，擠壓最大壓力為25MPa，主推進(jìn)油缸設(shè)有兩個行程開關(guān)；主推進(jìn)油缸行程開關(guān)未被觸碰到超出23s后，物料出料控制油缸縮回，此時，主推進(jìn)油缸繼續(xù)向前推進(jìn)，經(jīng)過三次擠壓的物料被推出，從而往復(fù)運轉(zhuǎn)（見圖1）。

圖1 脫水機(jī)工作原理

3.3 脫水機(jī)主體結(jié)構(gòu)特點

脫水機(jī)主體結(jié)構(gòu)采用高強(qiáng)度輕質(zhì)鋼材，耐腐蝕性能優(yōu)越；脫水垃圾出料口以0°設(shè)計，便于垃圾脫水后輸出，不易發(fā)生堵料事件；填料腔容積大，單次最大處理0.5t，處理效率高；檢修腔兩側(cè)結(jié)構(gòu)均可拆卸，方便維護(hù)；液壓油缸、銷軸及主塞體、各腔體均可拆卸，方便運輸、安裝（見圖2）。

圖2 脫水機(jī)主體結(jié)構(gòu)

3.4 脫水機(jī)優(yōu)勢

（1）人機(jī)界面，智能化程度高。操作臺采用液晶觸摸顯示屏，顯示運行、故障等各種狀態(tài)，參數(shù)設(shè)置、故障處理方便簡單。（2）采用PLC程序集中控制，通過遠(yuǎn)程數(shù)字監(jiān)控，隨時了解設(shè)備運轉(zhuǎn)情況，最大限度減輕人員負(fù)擔(dān)。（3）人性化設(shè)計，有自動運行和手動運行兩種模式。

3.5 脫水實驗及結(jié)果

（1）原生態(tài)環(huán)衛(wèi)垃圾進(jìn)場，稱重后卸料到實驗指定料場，轉(zhuǎn)入實驗環(huán)節(jié)。（2）經(jīng)多次試驗，平均出水率6%～8%（見圖3）。

圖3 實驗滲濾液數(shù)據(jù)收集

4 設(shè)備使用情況

目前，脫水機(jī)已在華新環(huán)境工程（鄂州）有限公司、金隅、華潤、紅獅集團(tuán)進(jìn)行多次安裝使用，取得較好的使用效果。水泥窯協(xié)同處置工況下，減少對窯系統(tǒng)影響，節(jié)約燒成系統(tǒng)煤耗和電耗，可以減少有毒氣體排放（見圖4）。

圖4 唐縣水泥脫水機(jī)安裝現(xiàn)場

5 結(jié)語

據(jù)統(tǒng)計，我國目前有400多座城市遭遇“垃圾圍城”，80多萬畝土地被垃圾侵占。固體廢物，特別是危險廢物大多含有對人類自身和人類賴以生存的自然環(huán)境以嚴(yán)重影響的有毒有害成分，如何科學(xué)合理地處置、實現(xiàn)無害化和資源化是全社會關(guān)注的熱點。垃圾脫水機(jī)經(jīng)過不斷改進(jìn)優(yōu)化，其結(jié)構(gòu)簡單，便于運輸、安裝、維護(hù)；脫水效率高，能耗低； 高配置，可靠性高，維護(hù)率低。脫水機(jī)的問世為水泥窯協(xié)同處置可行性提供了保障。