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國(guó)內(nèi)外生活垃圾消解（濕解）處理技術(shù)分析

　　一、前言

　　目前，國(guó)內(nèi)生活垃圾的主流處理技術(shù)是填埋和焚燒發(fā)電。垃圾填埋占用大量土地、不能利用資源，還會(huì)產(chǎn)生滲瀝液及臭氣，長(zhǎng)期污染環(huán)境。垃圾焚燒發(fā)電可以利用垃圾的熱值產(chǎn)生電力，減量化、無(wú)害化效果也很明顯，但是對(duì)于我國(guó)垃圾分類效果還不明顯、垃圾熱值較低的現(xiàn)狀來(lái)說(shuō)，其投資和運(yùn)行成本都很高，其產(chǎn)生的煙氣和飛灰也存在環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，如果不嚴(yán)格按照國(guó)家規(guī)定運(yùn)行，就可能造成環(huán)境污染。要解決這一問(wèn)題，一是要注重源頭分類，二是要改變生活垃圾的焚燒方式，即進(jìn)行某種方式的預(yù)處理，分出垃圾中熱值較高的部分進(jìn)行焚燒，這樣，垃圾焚燒爐的造價(jià)就會(huì)大幅降低、焚燒溫度會(huì)高而穩(wěn)定、爐渣的無(wú)機(jī)化程度會(huì)更高、發(fā)電效率會(huì)更高、環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)也會(huì)降低。生活垃圾消解(濕解)處理就是這樣一種方式。

　　二、我國(guó)的生活垃圾成分分析

　　我國(guó)的生活垃圾屬于混合垃圾，含水率約50-60%，其中廚余垃圾約占60%(含水率約70%)，可燃物(塑料、竹木、紡織品等)約占20%，還有少量無(wú)機(jī)物(磚石、玻璃、金屬等)，成分極其復(fù)雜，但依比重不同可大致分為三類：

　　1、輕垃圾(可浮于水面)：主要包含塑料、竹木、紡織品、皮革、油脂等;

　　2、重垃圾(會(huì)沉于水底)：主要包含磚石、玻璃、陶瓷、金屬等;

　　3、易腐有機(jī)垃圾(消解處理后會(huì)變成泥土/漿)：主要包含廚余垃圾、廢紙等。

　　可見(jiàn)，影響垃圾焚燒效果的主要因素就是廚余垃圾，將其剔除是預(yù)處理的主要目的。

　　三、生活垃圾消解(濕解)處理技術(shù)介紹

　　生活垃圾消解處理技術(shù)也稱為濕解、蒸煮、濕熱、熱水解、steam autoclaving處理技術(shù)，即在壓力容器內(nèi)利用高溫高壓水蒸汽與生活垃圾直接接觸并保持一定溫度和壓力(一般≤8kgf/cm2、174℃)一段時(shí)間進(jìn)行處理的技術(shù)，可以起到消毒、減量化、使易腐有機(jī)垃圾粉碎、脫水、分解的作用，而其它成分變化不大，從而使分選變得非常容易。

　　目前國(guó)內(nèi)外都有使用消解技術(shù)處理生活垃圾的工程案例，各自的工藝有很大不同：

　　1、國(guó)外：采用臥式旋轉(zhuǎn)消解罐(從蒸壓釜改造而來(lái))，其直徑可以很大，罐內(nèi)壁設(shè)螺旋抄板，垃圾經(jīng)水平輸送機(jī)裝罐，罐朝一個(gè)方向不停旋轉(zhuǎn)，即可裝滿;消解處理完畢，泄為常壓，打開(kāi)罐蓋，罐朝相反方向旋轉(zhuǎn)，即可排凈垃圾，再進(jìn)行干式分選。此工藝?yán)谘b罐前無(wú)需分選，裝、排料不存在堵塞的問(wèn)題，處理過(guò)程中罐可旋轉(zhuǎn)，使反應(yīng)均勻，所以處理時(shí)間較短;但裝、排料耗時(shí)較長(zhǎng)、裝料密度不大，效率不高，占地面積也較大。

　　2、國(guó)內(nèi)分為先消解后分選和先分選后消解兩種類型：

　　2.1、先消解后分選工藝：采用立式固定消解罐，生活垃圾只需剔除少量粗大垃圾即經(jīng)若干輸送機(jī)裝罐，消解處理完畢，泄至一定壓力，迅速打開(kāi)罐底的排料閥，垃圾在很短時(shí)間內(nèi)即可噴爆排凈，再進(jìn)行干式分選。此工藝摒棄了繁雜的預(yù)分選工序，簡(jiǎn)單、實(shí)用、處理量較大;但裝罐過(guò)程耗時(shí)長(zhǎng)、效率低，噴爆過(guò)程容易堵塞、震動(dòng)大、浪費(fèi)蒸汽、產(chǎn)生大量臭氣、廠房和設(shè)備布置較困難。

　　2.2、先分選后消解工藝：與先消解后分選工藝的區(qū)別在于先經(jīng)過(guò)繁雜的機(jī)械甚至人工分選，將生活垃圾大致分成三類：輕垃圾、重垃圾和廚余垃圾，然后將廚余垃圾進(jìn)行消解處理，其優(yōu)點(diǎn)是所需的消解罐總體積變小了、排料也不易堵塞了，但現(xiàn)有分選技術(shù)分選效果較差，所以此工藝難以大規(guī)模推廣應(yīng)用。

　　四、生活垃圾消解(濕解)處理技術(shù)的改進(jìn)設(shè)想

　　從上述介紹可見(jiàn)，各種生活垃圾消解處理工藝都各有優(yōu)缺點(diǎn)，還有很多值得改進(jìn)的地方，需要取長(zhǎng)補(bǔ)短并有所創(chuàng)新，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的研究，我們提出了如下改進(jìn)設(shè)想：

　　1、采用造紙行業(yè)通用蒸煮設(shè)備蒸球作為消解罐，它實(shí)際上是一種立式旋轉(zhuǎn)消解罐，其裝料口可以加大，裝料時(shí)旋轉(zhuǎn)朝上，生活垃圾可以不經(jīng)分選利用抓斗(垃圾焚燒發(fā)電通用裝料設(shè)備)經(jīng)漏斗直接裝罐，速度很快、靠重力壓縮裝料密度也很大，消解處理完畢，泄為常壓，打開(kāi)罐蓋，將罐裝料口旋轉(zhuǎn)朝下，垃圾靠重力即可排凈;處理過(guò)程中罐可旋轉(zhuǎn)，使反應(yīng)均勻、時(shí)間縮短;這樣就避免了立式固定消解罐的缺點(diǎn)。

　　2、將消解處理后的垃圾直接排入水池中進(jìn)行水選，垃圾在水中依比重不同自然分成三類：浮于水面的輕垃圾、沉于水底的重垃圾和懸浮于中間的泥漿(由易腐有機(jī)垃圾形成);泥漿利用特制壓濾機(jī)進(jìn)行壓濾脫水，可形成含水率低于40%的均質(zhì)泥餅，即可用作營(yíng)養(yǎng)土，也可作為燃料焚燒發(fā)電，這樣就避免了干式分選形成的泥土雜質(zhì)含量高(難以作為營(yíng)養(yǎng)土)、含水率高(不穩(wěn)定、熱值低，需長(zhǎng)時(shí)間堆酵干化)的缺點(diǎn)。

　　3、可將上述水池作為水解酸化池，使泥漿在其中最多停留三天，就可使大部分易腐有機(jī)垃圾由固相轉(zhuǎn)變成液相并酸化(因?yàn)橄馓幚砗蟮囊赘袡C(jī)垃圾分子小、溫度高，所以生化反應(yīng)速度很快)，然后再壓濾脫水，這樣形成的泥餅量更少、更穩(wěn)定(當(dāng)然熱值也變低)，其壓濾液的懸浮物(SS)含量很低、外觀澄清透明(溫度仍較高)，可送入快速連續(xù)厭氧反應(yīng)器中進(jìn)行產(chǎn)乙酸、產(chǎn)甲烷反應(yīng)生產(chǎn)沼氣(可用于發(fā)電)，停留時(shí)間最多只需一天就可完成反應(yīng)，其沼液濃度很低并且無(wú)沼渣產(chǎn)生，大幅降低了污水處理費(fèi)用。這樣做的效果是現(xiàn)有“全混式”厭氧處理技術(shù)無(wú)法比擬的。

　　上述設(shè)想的效果未經(jīng)實(shí)踐驗(yàn)證。

　　五、生活垃圾消解(濕解)處理技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性分析

　　1、消解處理技術(shù)最好與垃圾焚燒發(fā)電相配合：利用消解處理產(chǎn)生的輕垃圾和泥餅焚燒發(fā)電，可使焚燒爐較直接焚燒生活垃圾縮小至少五分之四，也無(wú)需昂貴的垃圾焚燒專用爐排及噴油助燃，使用普通的燃煤往復(fù)爐排或流化床爐就可焚燒，消解處理所需的水蒸汽可使用發(fā)電后的低壓蒸汽，產(chǎn)生的臭氣也可抽送至焚燒爐焚燒處理，大大降低了設(shè)備投資、運(yùn)行成本和環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。

　　2、消解處理完畢后的泄壓蒸汽可經(jīng)管道輸送至另一新裝料的消解罐內(nèi)用于垃圾預(yù)熱，消解處理后的垃圾溫度接近100℃，排入水池后可使泥漿保持較高溫度，大大提高了生化反應(yīng)速度，也降低了設(shè)備投資和運(yùn)行成本。

　　3、易腐有機(jī)垃圾經(jīng)消解處理后，在后續(xù)厭氧處理過(guò)程中短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)沼氣量比未經(jīng)消解處理大幅提升，用于發(fā)電，會(huì)產(chǎn)生顯著效益。

　　4、易腐有機(jī)垃圾的分解屬放熱反應(yīng)。

　　由上述分析可見(jiàn)，消解處理耗能并不高;從現(xiàn)有工程實(shí)例來(lái)看，蒸汽能耗并不是消解處理技術(shù)推廣應(yīng)用的障礙。

　　六、結(jié)語(yǔ)

　　綜上所述可見(jiàn)，生活垃圾消解處理技術(shù)目前沒(méi)有得到大規(guī)模推廣應(yīng)用的原因并不在消解處理本身，而在于消解處理所采用的工藝，如果能將其工藝調(diào)整好，此技術(shù)還是有發(fā)展空間的，尤其是生活垃圾經(jīng)過(guò)消解處理，就可以更安全、更方便、更多地回收其中的有用資源，其余可燃物再去焚燒，這對(duì)于資源日益緊缺、環(huán)境壓力逐漸增大、國(guó)家大力倡導(dǎo)發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的現(xiàn)實(shí)狀況來(lái)說(shuō)更具有深遠(yuǎn)的意義。