生活垃圾小型化处理技术

张中霞　张野　郭强

摘 要：生活垃圾小型化处理技术是指年处理规模在10万t以下，且适用于生活垃圾产生量较小的城镇、郊区和农村地区的垃圾处理技术。本文介绍了国内外常用的几种小型生活垃圾处理技术。随着我国生活垃圾分类系统逐渐完善，小型生活垃圾处理技术市场需求将日益增加，因此本研究具有一定的实践意义。

关键词：生活垃圾;生物处理;垃圾气化

中图分类号：S224.2文献标识码：A文章编号：1003-5168（2018）31-0151-02

Miniaturization Treatment Technology of Domestic Refuse

ZHANG Zhongxia ZHANG Ye GUO Qiang

（Institute of Geography， Henan Academy of Sciences，Zhengzhou Henan 450052）

Abstract： Domestic garbage miniaturization technology refers to waste treatment technology in urban， suburban and rural areas with an annual processing scale of less than 100 000 tons and suitable for small amounts of domestic waste. This paper introduced several small domestic waste treatment technologies commonly used at home and abroad. With the gradual improvement of China's domestic waste sorting system， the market demand for small domestic waste treatment technology will increase day by day. Therefore， this study has certain practical significance.

Keywords： domestic garbage;biological treatment;garbage gasification

目前，国外发达国家已经全面实施生活垃圾分类制度，生活垃圾产生量已越过峰值，进入减量阶段，需要处置的生活垃圾量明显较少，且国外发达国家生活垃圾处置多以小型设备为主。随着我国城镇化速度加快以及人民生活水平的提高，生活垃圾产生量正处于快速增长阶段，需要处理生活垃圾量十分巨大。而我国生活垃圾处理多以大型设备为主，小型设备为辅，待我国进入生活垃圾减量阶段后，生活垃圾小型化处理技术将得到广泛应用。

1 国外生活垃圾小型化处理技术

1.1 挪威Energos技术

Energos技术由挪威开发，最初是为了给小型社区提供一种经济有效的、可代常规排炉系统（也称为“层燃'焚烧炉）的技术设备，该技术具有低排放和灵活给料特点。在Energos技术中，垃圾先经过高低转矩粉碎机，再通过磁性分选去除金属物质，最后被送入气化炉膛内，在活动炉排上被氧化，最后完全燃烧。气化后的烟气流入二燃室，产生的热量被热回收系统回收产生蒸汽。

1.2 法国EDDITh热解处理技术

EDDITh热解处理技术由法国石油协会（IFP）开发。目前由法国Thide环境公司负责该技术的商务运营活动。该处理技术主要通过回转窑将垃圾热解气化后分离出可回收物质。

1.3 芬兰Foster Wheeler技术

Foster Wheeler主要通过高容量等级的流化床气化炉，根据不同燃料特性，对垃圾进行处理。气化炉产生的可燃气与煤一起燃烧，可产生电力和热能。

1.4 英国Compact Power公司

英国Compact Power公司成立于1992年，主要提供MSW和危废热处理装备，该准备处理能力为6 000～30 000t/a。主要处理方式是先将垃圾干燥和热解气化，再完全燃烧。

1.5 澳大利亞Entech再生能源系统

生物质或垃圾进入热解气化炉，在缺氧环境下，发生热解气化反应，物料温度被加热至550℃，产生热解气。热解气进入热反应器（Thermal Rector）后，完全燃烧，产生低排放的高温气体，最后通过一系列热交换器回收热能，用于电能、蒸汽以及热水制造。

通过上述对国外小型垃圾处理技术的统计分析，可以看出欧洲大部分国家由于垃圾管理政策法令，要求所有生活垃圾必须经过预处理才能进入焚烧，使得欧盟国家垃圾分类系统相对完善，垃圾热值较高，小型化生活垃圾主要采用预处理+焚烧/热解气化的技术路线，取得了较好收益[1]。

2 国内生活垃圾小型化处理技术

目前，我国对生活垃圾小型化处理设备进行大力研究，主要处理技术分为两种，即“机械预处理+生物处理”和“机械预处理+热处理”。

机械预处理技术主要包括破碎、筛分、风选、搅拌和磁选，常用于未经分类的混合生活垃圾的预处理，可高效回收混合垃圾中的金属、玻璃和纸制品等，降低可生物降解有机质（如厨余垃圾）含量，从而提高垃圾填埋生物稳定性，减少渗滤液和甲烷二次污染排放。

生物处理技术，分为好氧（仓式、露天条垛式、隧道式、箱式、滚筒式、生物干化和淋滤等）和厌氧生物技术（厌氧消化），两者既可单独利用，也可配合使用。

热处理技术是通过直接焚烧或热解气化工艺，对经分选后的垃圾进行余热回收，将高热值的固体垃圾制作成高品位的固体废物衍生燃料，做到能量梯级利用[2]。

2.1 超高压干湿分类技术

深圳下坪填埋场二期建有100t/d生活垃圾处理示范项目，于2016年4～8月完成测试并投入使用。生活垃圾收运进场后，首先由液压抓斗抓破垃圾袋进行预处理，破碎后的垃圾进入超高压干湿分离机，且发布在一个特制的表面布满孔的管道中，高压挤压缸液压压力增至100MPa，快速地将混合垃圾分成45%的干垃圾和55%湿垃圾。干垃圾主要包括纸类、竹木和织物等，将进行焚烧或者热解炭化处理，由于干垃圾含水率低，因此焚烧热值比原生垃圾更高。分类处理得到的湿垃圾，其固体含量为15%～25%，呈半固体胶质体状，富含糖类、蛋白质、脂肪以及通过微生物降解产生的低分子量有机酸、胺类和氨等，经过厌氧发酵，可生产高甲烷含量的沼气。

2.2 高压挤压分离和厌氧干式发酵

北京市通州区董村环卫综合处理厂内建成50t/d生活垃圾干式厌氧发酵工程，此项目关键技术设备是高压挤压分离设备和推流式厌氧干式发酵罐。该项目充分考虑了城市生活垃圾成分复杂、固体含量高、易降解组分多以及流动性差等特点，首先在卸料平台去除大件垃圾，再进行简单破碎，最后进入高压挤压分离机，使物料输送性能得到增强，挤压获得的湿组分物料送入干式厌氧发酵罐，通过厌氧的残余物料进入脱水装置，液体部分回流至缓冲罐，而固体残渣可生产高品质肥料。

2.3 机械生物消融技术

生活垃圾机械生物消融技术，由德国卡伦贝格垃圾处理专业协会和德国维尔利公司共同开发，主要处理分类后的厨余垃圾，也能处理未分类的混合垃圾。2016年，杭州天子岭建成50t/d的生活垃圾处理项目，工程投资3000余万元，占地面积约5 000m2。该工艺主要由机械预处理系统、生物水解系统、湿法厌氧系统、生物干化系统以及除臭系统组成，150mm以下垃圾物料通过皮带输送机送至生物水解反应器，经过2d水解酸化反应后，沼液回流到淋滤反应器，底部收集滤液经过机械除渣后送UBF厌氧消化反应器进行厌氧消化处理，停留时间6～10d。经过淋滤处理后的垃圾，经过挤压、脱水，使物料含水量降至40%，随后进行处理。经过厌氧消化后的污水，一部分作为淋滤液回流，其余部分经MBR系统处理后排放。

2.4 垃圾气化技术

分类破袋是垃圾气化技术处理垃圾的首道工序，选用破袋滚筒筛对垃圾袋进行破除，并除去垃圾中的细沙泥、细小的且含水量较大的厨余垃圾。将分选出来的干垃圾，如纸张、布料、塑料及橡胶等进行破碎处理，后根据需要进行烘干，然后被送至气化炉中，在750～850℃常压条件下进行气化处理，垃圾中含碳有机物质会发生分解反应，其中一部分转化为小分子可燃气体，另一部分生成焦油和焦炭。该技术主要是通过垃圾催化气化处理成套装置和配套设备，将经过处理的垃圾和空气混合，在复合型纳米催化剂的作用下，实现高效裂解，转化为高热值可燃气，再通过后端设备将可燃气转化为电能或化学能，达到垃圾处理和资源回收利用的效果。

3 结语

目前，国内“机械预处理+生物/热处理”的组合技术具有高效综合回收、末端利用效率高的优势，在技术上可以达到预期效果，且有多个示范项目证实其可行性。但采用生物处理设施的项目依旧存在残渣难以解决、污水排放不达标等问题，而采用热处理的项目，余热利用设施及烟气处理设施要求高，投入成本大也是阻碍我国生活垃圾处理技术提升的一项重要因素，因此相關人员要继续提高研发力度。

参考文献：

[1]王宁.“垃圾分类”：未来的居民必修课[J].金融博览，2017（16）：74-75.

[2]昝春.垃圾热解气化技术在城镇生活垃圾处理中的应用[J].工程技术（文摘版），2017（6）：53-54.