一种用于农村其他垃圾资源化处理的工艺探讨

贾斯宁

（1. 北京市城市管理研究院，北京 100028；2. 生活垃圾检测分析与评价北京市重点实验室，北京 100028）

新固废法中提到加强农村生活垃圾设施建设，提升农村人居环境；2018 年国务院印发的《乡村振兴战略规划（2018—2022 年）》中提到推进农村生活垃圾治理，建立健全符合农村实际、方式多样的生活垃圾收运处置体系，有条件的地区推行垃圾就地分类和资源化利用；2019 年住建部印发的《关于建立健全农村生活垃圾收集、转运和处置体系的指导意见中提到补齐终端处置设施短板，不断提高无害化处理水平，每个县（市、区、旗）均应具备农村生活垃圾无害化处置设施或能力。可以看出，我国越来越重视农村生活垃圾的有效收运和妥当处置，也是当前需要着力解决的问题。

当前，我国农村生活垃圾收运处理模式整体来说是户集—村收—镇运—县处理，但对于一些偏远山区而言，运输距离远，成本高，经济性较差。在这种情况下，可以考虑在乡镇进行就地处理，如厨余垃圾就地利用，在当地建立一个废旧物品回收体系，其他垃圾中的可燃物转运制作垃圾衍生燃料等，这样既能实现农村生活垃圾无害化、资源化，也能避免由于建设小型焚烧产生的邻避效应，为农村生活垃圾处理提供了一个新的思路和方向。

1 国内外农村生活垃圾处理现状

1.1 国内农村生活垃圾处理现状

我国农村地区发展不平衡，各地在处置生活垃圾时所采用的方式上不尽相同[1]，但大部分农村地区的生活垃圾产生后，农户通常将其丢入垃圾桶或垃圾池，再由保洁员用人力车或机动车收集运至垃圾压缩中转站处理，最后由垃圾清运车运输至市、县终端进行集中处置，基本形成了“村收集—乡镇转运—市、县处理”的垃圾收运处置模式[2]。但是对于离末端集中处理设施较远的农村地区而言，垃圾转运成本较高，地方财政资金不足，所以这种模式有一定局限性。解决这些发展过程中遇到的问题，进行源头分类减量和就地资源化利用，是今后我国农村生活垃圾治理的必然要求和发展趋势。

1.2 国外农村生活垃圾处理现状

在欧美以及日本等经济发达国家，早在20 世纪六、七十年代就开始重视农村生活垃圾的无害化处理和资源化利用[3]。英国针对农村垃圾处理采用的技术与城市基本相同，但在技术细节上具有很强的针对性，首先英国农村垃圾的分类和资源回收率高于城市，通过分类和资源回收，垃圾处理量大幅降低[4]。农村地区分类后的其他垃圾进入小型垃圾焚烧厂，采用供热或热电联产的技术进行能源回收，但执行的污染控制标准与大型焚烧厂相同。美国早期存在大量露天燃烧，尽管现在具备了运输条件和处理设施，但仍有大量农村露天燃烧，这会产生大量二恶英等烟气污染，直接影响附近的居民身体健康，美国各州都颁布了禁止或者约束露天焚烧的法规，这为我国现阶段农村垃圾管理提供了经验[4]。

2 工艺设计

2.1 物料分析

处理原料是某区分类后的农村其他垃圾，密度约0.4～0.5 t/m3。其他垃圾是指除厨余垃圾、有害垃圾和可回收垃圾外的剩余垃圾，考虑到农村生活垃圾分类投放的效果，也会有部分可回收垃圾、厨余垃圾和有害垃圾的混入。

某区农村生活垃圾物理组成[5]如表1 所示。

2.2 设计目标

处理规模300 t/d，每天工作8～10 h，处理量30 t/h。

农村其他垃圾资源化处理。

回收混入的可回收垃圾，例如金属、塑料瓶（PET、HDPE）、易拉罐、纸板等。

分选出热值较高的可燃物转运制作成垃圾衍生燃料。

以渣土、有机质等为主的混合物，转运建筑垃圾协同处置线或厨余垃圾处置线。

2.3 实施路线

将其他垃圾中混入的可回收物分拣出来，回收外售。

将热值高的轻质可燃物质收集，后转运制成垃圾衍生燃料作为替代能源提供给水泥或者热电企业，以减少化石燃料的使用量。

有机质收集后可转运至厨余垃圾处置中心，制成园林绿化土壤改良剂。

砖石、混凝土等，分拣汇总后转运至建筑垃圾处理线，破碎后制再生骨料。

就近处置，缩短收集和处置的距离，减少收转运车辆的能源消耗和二氧化碳排放。

日产日清，减少垃圾由于暂存发酵产生的臭气。

2.4 工艺流程

本方案工艺流程如图1 所示。

图1 工艺流程图

2.5 工艺说明

本工艺通过综合分选处理系统，分选出的可回收物进入再生资源系统，渣土等无机物进入建筑垃圾协同处置线，有机垃圾进入厨余垃圾处置线、轻质可燃烧物转运制作垃圾衍生燃料作为替代燃料。

其他垃圾由垃圾车运输到接料车间，直接将其他垃圾倒入储料坑上；储料坑下方设步进给料机，步进给料机尾部设计有均料器，将物料均匀给料到后端链板输送机；链板输送机将其他垃圾输送至大件物分拣平台，将大件垃圾、旧家电、衣服、棉被、编织袋、席子、绳子类等可能影响破袋机运行的物品挑选出来，在此阶段尽量将尺寸大于350 mm 以上的垃圾分拣出来；其余其他垃圾由无损破袋机进行破袋处理。

步进给料机底部设置有渗滤液集液槽，将收集的渗滤液进行集中处置。

其他垃圾经大件物分拣平台后，被投入至无损破袋机中，无损破袋机将垃圾袋破开，袋中的垃圾散开有利于后端筛分设备高效运行。无损破袋机下方设破袋链板机，链板输送机上设刀齿，将从破袋机中落下的未扯破的塑料袋，进一步撕破。

破袋后的垃圾通过皮带输送机进入人工分拣平台，部分有机垃圾、玻璃、陶瓷、大纸板、大泡沫和尺寸超出350 mm 以上等物料，在此阶段通过人工分拣出来。减少玻璃和陶瓷可能在后续设备工作时破损的情况。剩余其他垃圾经皮带输送机输送至多角盘动力筛。

多角盘动力筛，分为上下两级筛面。第一级筛面，筛孔尺寸20 mm，将其他垃圾中以渣土、坚果壳等为主的尺寸小于20 mm 的低价值垃圾作为筛下物分选出来，经过磁选机、涡电流分选机回收金属后，剩余筛下物运至建筑垃圾处理线协同处置。尺寸大于20 mm 的垃圾进入第二级筛面，筛孔尺寸80 mm，通过多角盘动力筛分系统，垃圾被分为20～80 mm 筛下物，以及80～350 mm 筛上物。

20～80 mm 筛下物经过磁选机除铁后，进入风选机，通过密度风选作用将塑料、废纸、泡沫、废纺织品等为主的可燃物分为轻物质，其余砖石、玻璃、有机质、金属、塑料制品等密度大的垃圾被分为重物质。

20～80 mm 重物质经皮带输送机输送至光电分选机，在进入光电分选机之前，设有振动给料机，保证进入光电分选机的垃圾充分发散开来。在此阶段可通过光电分选机将混合垃圾中的玻璃分拣出来，剩余垃圾进入分拣平台, 分拣平台设有智能AI 机器人分拣+人工分拣，主要将有机垃圾、塑料瓶、塑料制品及带水废纸等分拣出来，有机垃圾可投入厨余垃圾处理线。

20～80 mm 轻物质经振动给料机充分发散后进入光电分选机，通过光选机将纸分拣出来，其余垃圾经皮带输送机转运至分拣平台。分拣平台设有智能AI 机器人+人工分拣位，主要将塑料、塑料瓶等分拣回收，剩余轻物质集中转运，可制作垃圾衍生燃料作为替代燃料。

80～350 mm 筛上物经过磁选机除铁后，进入风选机，通过密度风选作用将塑料、纸片、布等为主的可燃物分为轻物质类，其余的木制品、砖头石块、金属、塑料瓶、罐子等密度大的垃圾被分为重物质。

80～350 mm 重物质出料输送机上设置有磁选机，将铁金属吸出收集，除铁后的重物质转运至分拣平台，进行智能AI 机器+人工分拣，将其中具备回收价值的塑料瓶、铝罐、有色金属等物质分拣出，以及高热值的皮革布料、木材、硬塑料等挑选出来，可做垃圾衍生燃料原料。80～350 mm 轻物质可转运制作垃圾衍生燃料。

3 应用效果

本工艺组合技术，可以从农村其他垃圾中较高效率的分选出可回收物，包括普通金属物、小型金属物、铜铝金属物、废纸板、玻璃瓶、塑料瓶，还有大件垃圾、前端未被居民分出的厨余垃圾、热值较高的轻物质。热值较高的轻物质经破碎后可以外运制成垃圾衍生燃料（图2）作为替代燃料提供给水泥厂或者热电企业等，可节约水泥窑的标准煤能耗；分选出的厨余垃圾经生物处理达到相应标准后可以作为土壤改良剂（图3）。该组合工艺不仅实现了农村其他垃圾资源化，而且还避免因为建设小型焚烧厂会产生的邻避效应。

图2 垃圾衍生燃料

图3 土壤改良剂

但该工艺技术组合在实际应用推广中也存在一定的优化空间。一是，应用的AI 智能分选设备虽然理念先进，契合机器智能化发展方向，但目前机器的识别准确度还不够高或者识别后还不能精准抓取，在项目中作为一种引领尝试虽值得鼓励，但推广使用还不够成熟；二是随着生活垃圾分类工作深入开展，居民分类参与度、精准度逐渐提升，其他垃圾中混入的厨余垃圾含量变少，含水率进一步降低，机器分选效果会进一步提升，可以减少部分人工分拣单元；三是该工艺组合整体设备购置费和运行维护费均较高，且涉及协同处置，适合与当地再生资源处置中心合建，既节省运输距离，又能从整体上降低运行成本。

4 结论

我国农村生活垃圾管理与城市相比存在较大的差异性，不同地区的农村生活垃圾管理也存在很大不同，包括垃圾组分、财政支持、管理模式、地理交通情况、人才支持、管理成本等。现实中，农村生活垃圾管理的很多问题是我国特有的，发达国家并没有可直接照搬的经验，我国可以结合国外的经验和教训，根据我国的实际特点开展因地制宜的农村生活垃圾处理。

本论文给出的工艺组合技术路线，基本可以实现村镇垃圾就地资源化处理，能够体现村镇垃圾清运处理的及时性，避免了村镇垃圾因清运不及时长期堆存，导致产生臭气等有害气体。相比统一运至大型处理厂，可以减少垃圾转运的路程，节省转运费用。这种工艺组合技术分选效果较佳，既实现农村其他垃圾的无害化和资源化处理，同时避免了邻避效应，为农村其他垃圾资源化处理提供了一个新的思路和方向。