摘要:城市化建設進程日益加快,面對當前對生態(tài)環(huán)境建設提出的高標準和高要求,亟須解決日益凸顯的園林廢棄物處理問題。本文通過對園林廢棄物資源化利用集成設備的探究,結合不同園林廢棄物設備的特點和優(yōu)勢進行分析,根據(jù)園林廢棄物的處理現(xiàn)狀,總結設計了園林廢棄物資源化利用集成設備的基本原則,并從設備組成角度著手,分析粉碎設備、發(fā)酵設備、干燥設備以及成型設備的應用要點,以期指導并實現(xiàn)園林廢棄物減量化、無害化和資源化等處理目標,減少對環(huán)境造成的污染,促使廢棄物轉化為有價值的資源,為達成城市可持續(xù)發(fā)展目標提供參考與借鑒。
關鍵詞:園林廢棄物;資源化利用;集成設備;集成設施
在當前城市的建設與發(fā)展過程中,隨著總體綠化面積的持續(xù)擴大,園林廢棄物產(chǎn)生量逐年增加。若持續(xù)沿用傳統(tǒng)的園林廢棄物處理方法,主要以填埋和焚燒等方式為主,不僅會導致大量的土地資源被占用,還容易造成嚴重的環(huán)境污染問題。因此,目前亟須一種兼具高效性與環(huán)保性的園林廢棄物處理方法。本文通過對園林廢棄物資源化利用集成設備的研究,為園林廢棄物資源化利用提供支持,以期減少填埋和焚燒等方法的運用,避免環(huán)境污染問題持續(xù)惡化,通過減少溫室氣體排放,加強對生態(tài)環(huán)境的保護。另外,通過促進園林廢棄物的轉化,使其成為諸如有機肥料、生物質燃料等有價值的資源,實現(xiàn)對資源的循環(huán)利用,可以提高城市的綠化管理水平,對實現(xiàn)城市可持續(xù)發(fā)展目標具有現(xiàn)實指導意義。
1 園林廢棄物資源化利用集成設備特點及處理現(xiàn)狀
1.1 設備特點
園林廢棄物資源化利用集成設備具有高度集成的功能,通過完善對自動化程序的設計,并發(fā)揮控制作用,便于日常更好地操作。通過發(fā)揮其生物除臭功能,確保廢氣的排放能夠滿足環(huán)?;疽蟆2糠衷O備采用的是集裝箱式外觀,為運輸、位置更換環(huán)節(jié)提供了便利,一般不需要過大的占地面積,不需要額外地劃分建設用地,并且可以減少能耗。通過對廢棄物的就地處理和利用,可以縮減實際的運輸工作量,有效減少環(huán)境被污染的風險。
1.2 園林廢棄物處理現(xiàn)狀
1.2.1 園林綠化廢棄物運輸費用高
多數(shù)城市在處理園林綠化廢棄物時,其位置分散且不夠集中,所以總體耗能量較大。這是由于部分園林廢棄物體積較大,且一般質地松軟,若將其運輸至固定位置處理,也會增加一定費用。在園林綠化廢棄物收集、運輸期間,需要加大處理費用的投入。這也就為移動粉碎機的使用提供了條件,通過粉碎減小廢棄物的體積,能夠為運輸環(huán)節(jié)提供便利,減少運輸開支[1]。
1.2.2 植物綠化廢棄物處理地點、方法單一
在處理園林廢棄物時,前提條件是選出合適的處理地點。因此,需要結合當?shù)丨h(huán)境,根據(jù)市區(qū)建設、交通路線等實際情況,做全面整體規(guī)劃,避免處理期間出現(xiàn)浪費。城市環(huán)境問題屬于首要考慮的因素,在篩選處理位置時,應以城市邊緣地區(qū)為主,盡可能地遠離市區(qū),同時要考慮城市園林和垃圾處理廠的間距,如果距離太遠,則會帶來交通不便。所以,在花園中建造小規(guī)模堆肥場的方法應運而生。在對花園中的植物和綠化垃圾進行處置時,可選方法比較單一,會限制處理效率的提升。
1.2.3 園林綠化廢棄物粉碎效率不足
在處理園林廢棄物時,順利利用堆肥方式的前提在于提前粉碎大體積廢棄物,加強對其顆粒大小的控制。然而,結合我國目前所投入使用的粉碎機,在控制廢棄物顆粒大小方面有所局限,難以獲得良好的堆肥質量,所以阻礙了園林綠化廢棄物堆肥產(chǎn)業(yè)化的推進。在粉碎機的高效利用情況下,需要定期組織開展保養(yǎng)工作,并確保設備分配的合理性,為粉碎工作的效率與質量提供保障,促進園林綠化廢棄物處理工作的順利開展。
2 園林廢棄物資源化利用集成設備的設計
2.1 設計原則
園林廢棄物的主要成分一般為有機物質,具有可降解的特性,為其后續(xù)的循環(huán)利用提供了條件。將枯枝、樹葉堆積后,其產(chǎn)生的物質可用于改善土壤,并在林下植被、綠化地中降解。對園林垃圾進行深度處理后,可用作植物育苗和花卉栽培的主體基質。處理過的某些物質具有很大的粒度,用來覆蓋裸土和植埯,能夠達到保墑的作用,防止揚塵問題的出現(xiàn)。
因此,在園林廢棄物資源化利用集成設備設計過程中,需要以發(fā)揮其應有效用為主要目標,堅持高效性、環(huán)保性、經(jīng)濟性與可靠性的基本原則,實現(xiàn)對廢棄物的高效處理,減少對環(huán)境造成的污染,合理縮減實際運行成本,基于穩(wěn)定運行趨勢,降低事故發(fā)生概率,促進經(jīng)濟效益的提升。
2.2 設備組成
2.2.1 粉碎設備
對于粉碎覆蓋方法的運用,既能夠保持園林土壤水分,充分發(fā)揮土壤的保墑功能,促使土壤結構隨之改善,豐富土壤環(huán)境中的有機質,使其具有較高的礦物質含量。
樹枝粉碎機是專門處理樹枝的機械設備,通過對廢棄物的物理粉碎,使其成為木屑或碎片等小塊,減小了廢棄物的體積,為儲存、運輸和處理等環(huán)節(jié)提供了便利。小體積的處理物更有助于降解,使其成為有機物,可以將其作為廢料使用,達到改良土壤的效果。粉碎處理后得到的木屑,可以制成有機肥料、覆蓋物料,或者將其能源生產(chǎn)環(huán)節(jié)的原料,發(fā)揮再利用特性。采用樹枝粉碎機處理園林廢棄物,降低焚燒或填埋等方法的利用率,可以有效減少環(huán)境污染。
基于樹葉的蓬松特性,可以利用樹葉粉碎機這一專用設備,減少樹葉的堆積密度,減少運輸時的工作量和成本,通過及時處理,也能夠有效減少火災隱患。通過手工或機器的操作,把葉片“喂入”磨粉機的進料口,使葉片均勻、適量地進入磨腔內。錘片被布置在破碎室中,并且可以高速轉動,固定刀動刀和齒板被安裝在上體上,通過錘片的強力沖擊,以及在錘片與齒板之間進行撕扯摩擦,可以迅速地將材料破碎成粉末。細碎的材料在破碎機下腔的離心力和負壓的作用下,可以再次從篩孔中穿過,在落入下一層的地方后,被風機抽吸進去。然后被輸送到離心卸料機或集料間的內部,在收集灰塵的過程中,方便分離、出料、裝袋等步驟,而余風則經(jīng)過布袋的過濾,排出空氣[2]。
2.2.2 發(fā)酵設備
靜態(tài)堆肥發(fā)酵倉。在盡可能固定堆肥材料的情況下,加強對溫度、濕度以及通風等多項因素的管控,確保有機物質能夠得到分解,有效提高堆肥的質量與品質。運用靜態(tài)堆肥發(fā)酵倉進行發(fā)酵,可以在短時間之內迅速分解有機物質,并達到快速礦化的效果,有效減少氣味的產(chǎn)生,可以起到良好的殺菌作用。為充分發(fā)揮靜態(tài)堆肥發(fā)酵倉的優(yōu)勢,需要在選擇堆肥場地時,確保該區(qū)域有著良好的空氣流通條件,且地形地貌不復雜,便于運輸、管理等工作的開展。在堆肥發(fā)酵過程中,由于會產(chǎn)生一定的熱量,所以還需要安置合適的通風設備,促進熱量的排放。
動態(tài)好氧發(fā)酵設備。通過動態(tài)好氧堆肥發(fā)酵的方式,能夠促進園林廢棄物的有效轉化,使其成為有機肥料,達到改良土壤的效果。在氧氣存在的情況下,通過生物降解的方式,利用微生物分解有機廢棄物,確保形成的有機物質和營養(yǎng)成分具備穩(wěn)定性。在此期間,應確保溫度、通氣、濕度和碳氮比條件適宜,能夠提高微生物的活動速度和分解速度。以中能裝備DL130型智能連續(xù)高溫好氧發(fā)酵設備為例,在螺旋轉動過程中,確保物料能夠從入口端的位置順利向出口端移動。在物料翻轉的同時,保證微生物同步發(fā)酵。在涌入新鮮空氣后,其中的廢氣被抽走,能夠形成良好的好氧分解條件。對于實際所打造的密閉發(fā)酵箱,其溫度達到60℃左右,保留的時間為10~15 d,確保病原菌有效殺滅,促進廢棄物順利轉化成有機肥。
集成式發(fā)酵倉。對于集成式發(fā)酵倉的運用,在控制過程中需要借助PLC控制系統(tǒng),將園林綠化垃圾全部粉碎,所采用的方式為高溫好氧發(fā)酵處理。在順利制作并得到有機基質之后,形成營養(yǎng)土,主要作用于土壤改良環(huán)節(jié)。
2.2.3 干燥設備
滾筒干燥機。在旋轉的滾筒內部,送入園林廢棄物。在滾筒的轉動過程中,利用其內部設置的揚料板不斷地揚起和灑落物料,使廢棄物可以充分地接觸滾筒中的熱空氣,從而達到干燥的效果。其中提供熱空氣的主要是熱風爐和蒸汽換熱器,能夠加大實際的處理總量。在大規(guī)模的園林廢棄物處理過程中,可以更好地適應干燥工作的需求,形成均勻的干燥效果,降低物料當中的含水量[3]。
太陽能干燥設備。在收集太陽能的過程中,充分利用太陽能集熱器,并促進太陽能的轉化,使其成為熱能。在干燥園林廢棄物的過程中,一般需要通過熱空氣或者熱水等介質來完成。溫室型太陽能干燥器、集熱器型太陽能干燥器等均屬于常見的太陽能干燥設備,可以達到降低運行成本、節(jié)能環(huán)保的效果。需要注意的是,一旦受到天氣條件的影響,例如陰雨天氣連續(xù)出現(xiàn),天氣干擾性過大,可能會導致上述設備難以正常工作。所以,在陽光充足的地區(qū)更適合太陽能干燥設備的使用。
微波干燥設備。在處理園林廢棄物時,為確保水分子的運動更加劇烈,可以利用微波能來實現(xiàn),使其順利產(chǎn)生熱量,達到干燥的目的。微波干燥的方式有著較強的穿透性,可以形成均勻的加熱效果,促進干燥效率隨之提升,大幅度縮短實際的干燥時間。在加熱時對物料具有可選擇性,能夠減少對某些特定成分的影響。但購入微波干燥設備時的成本相對較高,并且需要安排專人進行維護和操作,因此對人員專業(yè)性也有著嚴格的要求。
熱泵干燥機。在吸收周圍環(huán)境中的熱量時,可以通過熱泵循環(huán)系統(tǒng)來實現(xiàn)。隨著溫度的不斷提升,能夠將園林廢棄物進行干燥。利用熱泵系統(tǒng),處理排出的是空氣,將其中的水分和熱量回收可以使整個干燥環(huán)節(jié)更加節(jié)能。采用熱泵干燥機,盡管干燥的溫度相對較低,但可以有效減小對物料總體品質的影響,有較高的能效比。通過調節(jié)溫度范圍,可以與不同的干燥需求相適應。
2.2.4 成型設備
生物質顆粒機。我國能源與環(huán)境綜合治理工作持續(xù)開展,以樹皮等固體廢物為原料,經(jīng)粉碎、加壓、密實和成型,可獲得小棒狀固體顆粒燃料。在室溫下,采用壓輥式、環(huán)形模具對原料進行擠出,得到所需要的固體微粒燃料。所選擇的原材料,其密度一般保持在0.6~0.8,待成型之后,顆粒的密度不小于1.1,能夠為存儲、輸送等環(huán)節(jié)提供便利。采用該類設備可以有效改善原料的實際燃燒性能,減少對化石能源的依賴,同步減少廢氣的排放。
針對發(fā)酵處理完成后的各種有機物,在造粒過程中可以運用有機肥料造粒機。前期通過干燥和粉碎,并將原料直接配料,所加工的顆粒為球狀,有機質含量達到100%,可達到純粹的有機物料顆粒化,實現(xiàn)節(jié)省能源的效果。將園林廢棄物發(fā)酵之后,通過制成顆粒狀的有機肥料,可以確保使用和儲存的便利性,促進肥料利用率提升。在沒有外加粘合劑的情況下,有機粒子在外力的作用下,可以嵌合、生長,所形成的粒子更堅固。待篩分后,可降低烘干過程中的能量消耗。對已完成的有機物料,無需另外進行烘干,物料的含水量可維持在20%~40%[4]。
3 園林廢棄物資源化集成利用設施
3.1 集成式OAR堆肥設施
在處理園林廢棄物的過程中,采用全自動化、全封閉的堆肥方式。首先將集裝箱式處理工作間的門開啟,之后再將廢棄物送入粉碎口。通過進料粉碎環(huán)節(jié),經(jīng)過管道將粉碎處理完成后的物料直接輸送至集成式OAR裝置的進料口。借助該類進料系統(tǒng)的分配功能,確保物料能夠順利到達各個發(fā)酵倉。待發(fā)酵倉的物料裝滿之后,自動啟動堆肥程序。腐熟的時間長達10~14 d,腐熟的基質產(chǎn)品從出料口直接出料,再將其裝入裝置容器之內。該類堆肥設施的功能高度集成,在控制時運用了自動化程序,便于操作活動順利展開,有著安全可靠的特點。利用集成式OAR堆肥設施的生物除臭功能,在廢氣排放環(huán)節(jié)能夠順利達到環(huán)保方面的要求。
3.2 有機覆蓋物處理設施
為實現(xiàn)對苗圃樹枝、樹干、樹墩等園林廢棄物的全部粉碎,可以采用樹脂覆蓋物加工設備。粉碎之后的物質可以直接用來覆蓋裸土。運用控制系統(tǒng)PLC西門子可編程控制程序,對關鍵設備的運轉狀況進行自動檢測,明確實際的負荷系數(shù)。通過對進出料速度的自動調整,充分發(fā)揮過載保護的功能。運用專用形式的覆蓋物篩分機,即便覆蓋物半成品的尺寸與規(guī)格不同,也能夠順利進行篩分,以便備用。借助覆蓋物專用染色設備,也能夠對覆蓋物進行染色[5]。
3.3 納米膜智能堆肥設施
在運用半自動化納米發(fā)酵無智能靜態(tài)堆肥系統(tǒng)的過程中,借助其中包含的鼓風管道系統(tǒng)和智能控制系統(tǒng),在發(fā)酵膜中放置園林廢棄物,經(jīng)過堆肥發(fā)酵,利用覆蓋膜系統(tǒng)中形成的微生物環(huán)境,促進有機廢料的轉換。借助良好的氣候環(huán)境條件,可以確保獲得的堆肥品質更高。采用納米膜智能堆肥設施,可以有效優(yōu)化發(fā)酵的效果。為確保溫度分布的均勻性,還可以通過覆蓋膜系統(tǒng)的微正壓環(huán)境,有效減少氣候和環(huán)境方面的影響。與此同時,在減少厭氧區(qū)的基礎上,使每一個角落都能夠滲透氧氣。納米膜的運用可以有效阻隔臭氣,形成良好的現(xiàn)場環(huán)境,具備優(yōu)質的環(huán)保效益。
4 結語
園林廢棄物資源化利用集成設備具有高效化、經(jīng)濟性、環(huán)保性與可靠性的特點。在處理園林廢棄物的過程中,能夠達到無害化、減量化、資源化等多方面的目標?;谠摲N設備取得的良好的實際應用效果,其在城市的可持續(xù)發(fā)展環(huán)節(jié),能夠發(fā)揮有效作用并提供有力支持。當前,在園林廢棄物資源化利用集成設備的優(yōu)化設計和運行成本控制等方面,還需要進一步的深入研究。在面對各界對于生態(tài)環(huán)境提出的高標準和高要求時,需要促進園林廢棄物資源化利用集成設備的持續(xù)完善和發(fā)展。通過加大對園林廢棄物資源化利用的推廣與宣傳力度,在全社會范圍內形成良好的環(huán)保氛圍與環(huán)保意識,從而實現(xiàn)共同推動城市可持續(xù)發(fā)展的目標。
參考文獻
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