袁藝東

摘 ?要：我國(guó)各城市正如火如荼的開(kāi)展垃圾分類，尤其是一線城市北京、上海、廣州、深圳出臺(tái)垃圾強(qiáng)制分類條例后，突飛高漲的廚余垃圾產(chǎn)生量催生終端處理設(shè)施設(shè)計(jì)建設(shè)熱潮，本文主要介紹國(guó)內(nèi)廚余垃圾主流的機(jī)械預(yù)處理設(shè)備應(yīng)用特點(diǎn)及應(yīng)用處理效果進(jìn)行分析總結(jié)。

關(guān)鍵詞：垃圾分類;廚余垃圾;機(jī)械預(yù)處理、篩分設(shè)備;干濕分離設(shè)備;

引言

新修訂的《北京市生活垃圾管理?xiàng)l例》2020年5月1日正式施行，與以往顯著不同的是，《條例》對(duì)個(gè)人生活垃圾分類由倡導(dǎo)性上升為義務(wù)性條款，并明確了對(duì)生活垃圾混投混放、收運(yùn)企業(yè)混裝混運(yùn)等行為的處罰措施。這意味著我國(guó)的垃圾分類從此步入強(qiáng)制分類時(shí)代。分類后的廚余垃圾如何更好地資源化利用、如何減少易腐有機(jī)質(zhì)的流失取決于機(jī)械設(shè)備的合理選配。

機(jī)械預(yù)處理

MBT（機(jī)械-生物處理）技術(shù)包括機(jī)械和生物處理兩個(gè)部分，前端目的是分選后端目的是降解和資源化利用，前后處理技術(shù)相輔相成。 MBT中的機(jī)械預(yù)處理部分是利用破碎、篩分、擠壓等機(jī)械設(shè)備把廚余垃圾中的易腐有機(jī)質(zhì)分選出來(lái);其分選剔除的雜物塑料、紙張、木材、織物等用于生活垃圾發(fā)電的燃料;生物處理部分是將易腐有機(jī)質(zhì)選配好氧或厭氧的技術(shù)將其降解。本文所分析的廚余垃圾機(jī)械預(yù)處理主指與厭氧發(fā)酵處理技術(shù)結(jié)合的主要機(jī)械分選設(shè)備。

在生活垃圾強(qiáng)制分類之前廚余垃圾主要隨同生活垃圾處理，由此廚余垃圾機(jī)械預(yù)處理時(shí)間年限較短，各城市的廚余垃圾處理廠設(shè)備配套均有所不同，且尚無(wú)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)備，由此在工程設(shè)計(jì)選型上易走彎路。以下對(duì)我國(guó)現(xiàn)有處理技術(shù)介紹分析了不同原理的機(jī)械設(shè)備處理特點(diǎn)及效果。

篩分設(shè)備

用帶孔的篩面把粒度大小不同的廚余垃圾分成各種粒度級(jí)別的設(shè)備叫做篩分設(shè)備。在具有規(guī)?；陌咐泻Y分設(shè)備是主要選配的機(jī)械設(shè)備之一。根據(jù)其不同的結(jié)構(gòu)裝置可分為：滾筒篩、彈跳篩、三角盤篩、指型篩、蝶形篩等。雖機(jī)械設(shè)備的結(jié)構(gòu)不同，但其分選原理都是通過(guò)設(shè)備設(shè)定的篩孔直徑或縫隙大小進(jìn)行物料性狀大小的篩分，物料在設(shè)備內(nèi)通過(guò)物料自身的重力和機(jī)械能的翻拋分為篩上物和篩下物。 廚余垃圾選配的篩分設(shè)備篩分粒徑通常是80mm、100mm、120mm的孔徑。

如杭州市廚余垃圾分選減量暨生化利用一期工程選配篩分工藝設(shè)備，其公開(kāi)機(jī)械設(shè)備流程為：鱗板給料機(jī)→分工分選室→磁選機(jī)→破袋機(jī)→風(fēng)選機(jī)→滾筒篩→生物質(zhì)分離器，通過(guò)該流程分選出廚余有機(jī)垃圾，去除塑料袋、粗纖維等垃圾中的雜物;如寧波市廚余垃圾處理廠選配篩分工藝設(shè)備，其公開(kāi)機(jī)械設(shè)備流程為：抓斗給料→滾筒篩→磁選機(jī)→彈跳篩→彈跳板，通過(guò)該流程分選出廚余有機(jī)垃圾，去除塑料袋、粗纖維等垃圾中的雜物;如上海市上海生物能源再利用項(xiàng)目廚余處理選配篩分工藝設(shè)備，其公開(kāi)機(jī)械設(shè)備流程為：步進(jìn)給料機(jī)→破碎機(jī)→篩分機(jī)→磁選機(jī)→生物質(zhì)破碎分離一體機(jī)→擠壓脫水機(jī)，通過(guò)該流程分選出廚余有機(jī)垃圾，去除塑料袋、粗纖維等垃圾中的雜物。

篩分工藝在廚余垃圾分選處理工程應(yīng)用中具有以下特點(diǎn)：

1）物料過(guò)流量大單機(jī)處理能力高，輸送處理過(guò)程順暢穩(wěn)定;

2）能順利的通過(guò)分類質(zhì)量差含生活比例較高的廚余垃圾;

3）當(dāng)廚余垃圾原料高濕、含水率高時(shí)篩孔堵孔率高，超出城市生活垃圾按粒度分級(jí)的性能指標(biāo)堵孔率不應(yīng)大于25%;

4）當(dāng)含有果蔬市場(chǎng)垃圾、袋裝廚余垃圾時(shí)分選后篩余物占比偏大，篩余物有機(jī)質(zhì)含量偏高;

螺旋擠壓設(shè)備

螺旋擠壓設(shè)備其機(jī)械結(jié)構(gòu)是利用旋轉(zhuǎn)變徑和變距的螺旋體的推進(jìn)作用對(duì)物料進(jìn)行擠壓脫水的設(shè)備。工作原理脫水過(guò)程第一階段利用螺旋葉脫水，螺旋葉分傳輸區(qū)、壓縮區(qū)和出料區(qū)，傳輸區(qū)保證物料平穩(wěn)進(jìn)入設(shè)備，脫水區(qū)螺旋葉片螺距和螺旋內(nèi)徑逐級(jí)變小，從而傳輸空間逐級(jí)變小，由于傳輸空間的逐級(jí)變小對(duì)物料形成逐級(jí)增加的壓力，強(qiáng)制物料體積輸小壓榨出水分;脫水過(guò)程第二階段利用阻料裝置脫水，當(dāng)物料進(jìn)入螺旋出料段，螺旋會(huì)對(duì)物料施加軸向推力將其推出出料口，同時(shí)由氣壓（或油壓）裝置加壓的阻料裝置會(huì)對(duì)即將被推出的物料施加反向作用力，從而形成擠壓對(duì)物料進(jìn)行二階段脫水。

規(guī)?！?00噸/天廚余垃圾處理項(xiàng)目中幾乎無(wú)直接選配螺旋脫水機(jī)對(duì)廚余垃圾原料進(jìn)行處理。多數(shù)案例應(yīng)用在經(jīng)人工精分揀的純果蔬物料，處理能力1-20噸/天果蔬市場(chǎng)，其限制選配的主要原因如下：

1.由于螺旋軸臨近出口螺旋葉片有效的齒高對(duì)進(jìn)料的物料有特定的尺寸要求，否則造成卡堵。小機(jī)型腔室直徑400mm的進(jìn)料粒徑需≤60mm，大機(jī)型腔室直徑800mm的進(jìn)料粒徑需≤80mm;

2.當(dāng)廚余垃圾成分復(fù)雜時(shí)，設(shè)備內(nèi)有架橋、抱軸、打滑、拉稀等故障現(xiàn)象，前端配套破碎機(jī)控制物料尺寸稍有好轉(zhuǎn)，但不能徹底解決故障現(xiàn)象;

3.適于成分和性狀單一的物料，多數(shù)應(yīng)用于廚余垃圾發(fā)酵后的殘?jiān)撍?，以及去除粗大雜質(zhì)后的有機(jī)食糜，如分類較好的餐廚垃圾;

4.對(duì)廚余垃圾原料的分類質(zhì)量要求高，現(xiàn)有的項(xiàng)目案例中多數(shù)應(yīng)用在精分選后端細(xì)雜質(zhì)的脫水。

干濕分離設(shè)備

干濕分離設(shè)備俗稱壓榨機(jī)，特指通過(guò)柱塞式的方式直接對(duì)物料進(jìn)行擠壓的設(shè)備。是種較為新型應(yīng)用于廚余垃圾分類分質(zhì)的設(shè)備。干濕分離設(shè)備功能是將廚余垃圾中的易腐有機(jī)物分離出來(lái)，不僅具有擠壓、脫水還具有有機(jī)質(zhì)漿化和分離的功能。

分離設(shè)備原理是以柱塞的方式將廚余垃圾在布滿分離孔眼的腔室里進(jìn)行封閉式擠壓，從而將垃圾中的易腐有機(jī)物料（如食物殘?jiān)⒐瞎褪卟藲堅(jiān)龋赫コ赡z體狀從腔室內(nèi)蹦出，在高壓壓榨分離過(guò)程易腐有機(jī)物受到強(qiáng)大的壓力從孔眼釋放卸壓時(shí)爆破漿化，具有漿化的作用;殘余在腔內(nèi)的干組分（如塑料、織物等惰性物料）經(jīng)腔室出渣口處推送排出。

柱塞式推頭與分離腔室緊密配合在推送干組分的同時(shí)將分離孔眼中的雜物清刮一遍由此每個(gè)周期循環(huán)都進(jìn)行分離孔眼的疏通，保持著良好的分離作用。

如廣州市福山生物質(zhì)綜合處理廠廚余垃圾處理選配干濕分離設(shè)備，無(wú)配置篩分設(shè)備。其公開(kāi)機(jī)械設(shè)備流程為：抓斗給料→破碎機(jī)→高壓分離機(jī)→除雜制漿機(jī)，通過(guò)該流程分選出廚余有機(jī)質(zhì)，去除塑料袋、粗纖維等垃圾中的雜物。

干濕分離工藝設(shè)備在廚余垃圾分選處理工程應(yīng)用中具有以下特點(diǎn)：

1.設(shè)備適應(yīng)性強(qiáng)，對(duì)垃圾分類水平要求不高，可適用于農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)垃圾、果蔬垃圾;

2.與現(xiàn)有的分選設(shè)備比較，可最大化的分離出廚余垃圾中的有機(jī)質(zhì)，最大化的將物料資源化利用;

3.出渣類同生活垃圾，含水率低，分離去除的雜物中有機(jī)物、水分比傳統(tǒng)的分選設(shè)備處理效果有較大的提升。

4.設(shè)備造價(jià)成本高，比篩分設(shè)備投資成本約高出5倍以上;

結(jié)束語(yǔ)

現(xiàn)行技術(shù)主流的廚余垃圾機(jī)械預(yù)處理設(shè)備應(yīng)用案例、原理分析、處理效果比較，篩分設(shè)備雖投資成本較低、可適用于分類過(guò)渡期的廚余垃圾分選，其機(jī)理是通過(guò)物料的大小進(jìn)行區(qū)分，高濕物料易堵孔的因素由此導(dǎo)致有機(jī)質(zhì)流失量大的缺陷;螺旋擠壓設(shè)備由于廚余垃圾成分復(fù)雜處理過(guò)程經(jīng)常性出現(xiàn)抱軸、打滑、拉稀等故障現(xiàn)象，對(duì)物料前端的分類、破碎粒徑要求較高，且其擠壓壓力低不具備有機(jī)質(zhì)漿化分離的功效，由此該設(shè)備不適于直接應(yīng)用于廚余垃圾有機(jī)質(zhì)的提取;干濕分離設(shè)備是現(xiàn)階段技術(shù)水平下應(yīng)對(duì)我國(guó)廚余垃圾復(fù)雜的特性較為合適的漿化干濕分離設(shè)備，能對(duì)易腐有機(jī)質(zhì)擠壓漿化與非易腐有機(jī)物惰性物料分離出來(lái)，可最大化的對(duì)廚余垃圾資源化利用，減少雜物含水率提升雜物的熱值。

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