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              城市生活垃圾衛生填埋、焚燒和堆肥等處置方式選取、優缺點比較

              發布:生態652021-8-12 12:53分類: 其它治理 標簽:

              一、城市固體廢物的來源和分類

              城市生活垃圾是城市居民日常生活中或為城市居民日常生活提供服務的活動中產生的固體廢物,其主要成分包括廚余物、廢紙、廢塑料、廢織物、廢金屬、廢玻璃陶瓷碎片、磚瓦渣土、糞便,以及廢家什用具、庭院廢物等。城市生活垃圾主要產自城市居民家庭、城市商業、餐飲業、旅館業、旅游業、服務業、市政環衛業、交通運輸業、文教衛生業、行政事業單位、工業企業單位以及水處理污泥等。

              城市固體廢物種類繁多,一般可按城市垃圾的性質、處置方式、產生或收集的來源進行分類:

              (1)根據城市垃圾的性質分類按其可燃性能、化學成分、燃燒熱值及容重等指標來進行分類。按可燃性能分為可燃性垃圾與不可燃性垃圾;按發熱量分為高熱值垃圾與低熱值垃圾;按化學成分分為有機垃圾與無機垃圾;按可堆肥性可分為可堆肥垃圾與不可堆肥垃圾。

              (2)按照城市垃圾處置方式分類可分為可回收廢品、易堆腐物、可燃物及其他無機廢物四大類;亦可簡易分為有機物、無機物、可回收物品三大類。

              二、城市固體廢物的組成

              城市固體廢物的組成(主要指結構成分)很復雜,受到多種因素的影響,如自然環境、氣候條件、城市發展規模、居民生活習性(食品結構)、家用燃料(能源結構)以及經濟發展水平等。各國、各城市甚至各地區產生的城市垃圾組成都有所不同。一般來說工業發達國家垃圾成分是有機物多而無機物少,不發達國家是無機物多而有機物少;我國南方城市較北方城市是有機物多,無機物少。

              三、城市固體廢物的收集、運輸及貯存

              城市垃圾的收運工作通常包括三個階段:第一階段是搬運與貯存,是指由垃圾產生者(住戶或單位)或環衛系統收集工人從垃圾產生源頭將垃圾送至貯存容器或集裝點的運輸過程,第二階段是收集與清運,通常指垃圾的近距離運輸,一般用清運車輛沿一定 路線收集清除容器或其他貯存設施中的垃圾,并運至垃圾中轉站的操作,有時也可就近直接送至垃圾處置場,第三階段為轉運,特指垃圾的遠途運輸,即在中轉站將垃圾轉載至大容量運輸工具上,運往遠處的處置場。

              1、垃圾產生源的搬運管理

              城市垃圾有兩種搬運方式:1、由居民或單位自行負責將產生的城市垃圾自備容器搬運至公共貯存容器、垃圾集裝點或垃圾收集車內。 2、由收集工人負責從家門口或后院搬運垃圾至集裝點或收集車。

              2、垃圾貯存管理

              垃圾生產者或收集者應根據垃圾的數量、特性及環衛主管部門要求,確定臨時性貯存方式,選擇合適的垃圾貯存容器,規劃容器的放置地點和足夠的數目。臨時性的貯存方式大致分為家庭貯存、公共貯存、單位貯存和街道貯存。

              3、垃圾的收集及清運

              清運操作方式分為移動式和固定式兩種:移動式垃圾收集清運方式是指將某集裝點裝滿的垃圾連同容器一起運往中轉站或處理場,卸空后再將空容器送回原處或下一個集裝點。 固定式垃圾收集清運方式是指用垃圾車到各容器集裝點裝載垃圾,容器倒空后固定在原地不動,車裝滿后運往轉運站或處置場。

              垃圾收運路線在研究較合理的垃圾收運路線時,需考慮以下幾點: 一是每個工作日每條路線限制在一個地區,盡可能緊湊,沒有斷續或重復的路線; 二是平衡工作量,使每個作業、每條路線的收集和運輸時間應大致相等; 三是收集路線的選擇要考慮交通繁忙和單行街道的因素; $在交通擁擠時間段,避免在繁忙的街道上收集垃圾。

              4、垃圾中轉站設置

              在大、中城市通常設置多個垃圾中轉站。每個中轉站必須根據需要配置必要的機械設備和輔助設備,如鏟車及布料用膠輪拖拉機、卸料裝置、擠壓設備和稱量用地磅等。垃圾中轉站設置應根據《城鎮環境衛生設施標準》的要求進行設置。

              四、垃圾處置方式

              目前國內外處置城市生活垃圾的方法多種多樣,其中衛生填埋、焚燒和堆肥(又稱生物轉化技術)是技術成熱、應用最廣的生活垃圾處置方法。

              (一)填埋。衛生填埋是從傳統的堆放和填地處置發展起來的一種城市生活垃圾無害化最終處置方式,它不僅可以處置垃圾中的全部組成成分,而且可以處置其他處置方法如焚燒、生物轉化技術(對傳統堆肥技術的改進)等產生的二次廢棄物。

              (二)焚燒。焚燒是生活垃圾中的有機可燃物在高溫條件下經過燃燒反應,可燃成分充分氧化,最終成為無害穩定灰渣的過程。燃燒氣可作為熱能回收利用,性質穩 定的殘渣可直接填埋。

              (三)堆肥。堆肥(生物轉化技術)是利用微生物促進生活垃圾中可生物降解的有機物向腐殖質轉化的生物化學過程。

              焚燒法具有占地小、場地選擇容易、減量化顯著、運行穩定可靠、無害化比較徹底以及可回收利用焚燒余熱等優點,因此,采用焚燒工藝處置垃圾能以最快速度實現無害化、穩定化,資源化和減量化的最終目標。堆肥建設投資、運行費用、占地面積居于焚燒與填埋之間,堆肥使垃圾中有機成分得到充分利用,有比較明顯的減量化和資源化效果,衛生填埋與其他方法相比具有建設投資小、運行費用低、對垃圾組分無特殊要求、消納量大、技術要求不高且成熟、管理較方便等優點,因此目前衛生填理仍是國內普遍采用的,處置量最大的一種生活垃圾處置方式。

              五、衛生填埋的分類與工程內容

              (一)分類

              衛生填埋場的分類:依其填埋區所利用自然地形條件的不同,填埋場可大致分為以下 3種類型:山谷型填埋場、坑洼型填埋場、平地型填埋場。

              1、山谷型填埋場通常地處丘陵山地。垃圾填埋區一般三面環山、一面開口、地勢較為開闊的良好的山谷地形,山谷比降大約在10%以下。此類填埋場填埋區庫容最大,單位用地處置垃圾量最多,通??蛇_25M3/M2以上,經濟效益、環境效益較好,資源化效果明顯,符合國家衛生填埋場建設地總目標要求。典型山谷型填埋場有杭州市天子嶺垃圾衛生填埋場、深圳市下坪垃圾衛生填埋場等。山谷型填埋場的填埋區工程設施由垃圾壩、庫區防滲系統、滲濾液收集系統、防排洪系統、覆土備料場、活動房和分層作業道路支線等組成。垃圾填埋采用斜坡作業法,由低往高按單元進行垃圾填埋、分層壓實、單元覆土、中間覆土和終場覆土。

              2、坑洼型填埋場一般地處低丘洼地,利用自然或人工坑洼地改造成垃圾填埋區。填埋區工程設施由引流、防滲、導氣等系統組成。垃圾填埋通常采用坑填作業法,按單元進行垃圾填埋,分層壓實、單元覆土、終場覆土,此類填埋場庫容量不太大,單位用地處置垃圾量居中,場地排水、導滲不易解決,較多用于降雨量較少的地區。

              3、平地型填埋場將廢地辟建為填埋場填埋區。填埋區工程設施由排水、防滲、導氣、覆土場等組成。垃圾填埋通常采用平面作業法,按單元填埋垃圾,分層夯、單元覆土,此類填埋場填埋區庫容量較大,土地復墾效果明顯,經濟效益、環境效益較好。

              根據填埋場的垃圾降解機理,衛生填埋場可分為好氧、準好氧、厭氧三種類型。

              1、好氧填埋場是在垃圾體內布設通風管網,用鼓風機向垃圾體內送入空氣。垃圾有充足的氧氣,使好氧分解加速,垃圾性質較快穩定,堆體迅速沉降,反應過程中產生較高溫度( 60攝氏左右),使垃圾中大腸桿菌等得以消滅。由于通風加大了垃圾體的蒸發量,可部分甚至完全消除垃圾滲濾液,好氧填埋適用于干旱少雨地區的中小型城市,適 用于填埋有機物含量高、含水率低的生活垃圾。

              2、準好氧填埋場類似好氧填埋,僅相對氧量較少,其機理、結構、特點等與好氧填埋類似 。

              3、厭氧填埋場在垃圾填埋體內無須供氧,基本上處于厭氧分解狀態。我國上海老港、杭州天子嶺、廣州大田山、北京阿蘇衛、深圳下坪等填埋場屬于該類型。

              (二)工程內容

              衛生填埋場主要包括垃圾填埋區、垃圾滲濾液處理區(又稱污水處理區)和生活管理區三部分,隨著填埋場資源化建設總目標的實現,它將包括綜合回收區。衛生填埋場的建設項目可分為填埋場主體工程與裝備、配套設施、生活服務設施三大部分。

              填埋場主體工程與裝備包括:廠區道路、場地平整、水土保持、防滲工程、壩體工程、洪雨水及地下水導排、滲濾液收集、處理和排放、填埋氣體導出及收集利用、計量設施、綠化隔離帶、防飛散物設施、封場工程、監測井、填埋場壓實沒備、推鋪設施、挖運土設備等。 配套設施包括進場道路(碼頭)、機械維修、供配電、給排水、消防、通訊、監測化驗、加油、沖洗、灑水等設施。生產、生活服務設施包括辦公、宿舍、食堂、浴室、交通、綠化等。

              六、焚燒的分類與工程內容

              焚燒爐的類型隨著我國經濟的迅速發展,城市垃圾中的可燃物比例不斷增加,生活垃圾已具備了焚燒法處置的條件。目前具有代表性的生活垃圾焚燒爐有機械爐排、沸騰式流化床、回轉窯等。

              1、機械爐排焚燒爐。爐排焚燒爐采用活動式爐排,在城市生活垃圾的焚燒處置中應用比較廣泛。機械爐排焚燒爐的工藝流程可簡單描述為,垃圾經給料裝置進入燃燒室,在爐排的運動下,垃圾隨爐排運動,分別經過爐床干燥段、燃燒段、燃盡段,垃圾燃燒過程主要受到爐排結構及燃燒空氣系統的影響,應合理選擇爐排運動速度,確保垃圾移動到爐排末端時已完全燃盡成灰渣。燃盡的灰渣從爐排末端落下,降溫冷卻后排出,焚燒產生的煙氣流經余熱鍋爐受熱面進行熱交換。焚燒過程產生的灰渣收集后填埋或深化處置,廢水及廢氣經處理達標后排放。

              2、沸騰式流化床焚燒爐。沸騰式流化床焚燒爐是借助不起反應的惰性介質(如石英砂)的均勻傳熱和蓄熱效果,使生活垃圾達到完全燃燒。沸騰式流化床焚燒爐的工藝流程可簡單描述為:垃圾經適當的預處置后,由給料系統送入沸騰床燃燒室,調節進入燃燒室的一次風(燃燒空氣多由底部送入),使其處于流化燃燒狀態,由于沸騰床中的介質處于懸浮狀態,氣、固相間可充分混合接觸,整個爐床燃燒段的溫度相對較均勻,細小物料由煙氣攜帶進入高溫分離器,收集后返回燃燒室,煙氣經尾部煙道進入凈化裝置凈化后排人大氣。如果在進料時同時加入石灰粉末,則在焚燃過程中可以去除部分酸性 氣體。

              3、回轉窯焚燒爐?;剞D窯是一個不停旋轉的空心圓筒,旋轉時保持適當的傾斜度,其內壁襯以耐火材料,一般窯體較長。生活垃圾從前端送入窯中進行焚燒,同時窯體旋轉,對窯中的垃圾起到攪拌混合的作用。

              根據各國垃圾焚燒爐的使用情況,機械爐排焚燒爐應用最廣且技術比較成熟,其單臺日處置量的范圍也最大( 50-700t/d),是國內外生活垃圾焚燒廠的主流爐型。

              焚燒廠的主要設備垃圾焚燒廠的設備主要包括垃圾接受設備、供料設備、燃燒設備、煙氣冷卻設備、煙氣處理設備、通風設備、余熱利用設備、廢水處理設備、供水設備、自動控制設備等。

              余熱利用的主要形式 "直接熱能利用典型的直接熱能利用系統是將垃圾焚燒產生的煙氣余熱轉換為蒸汽、熱水和熱空氣,通過布置在垃圾焚燒爐之后的余熱鍋爐或其他熱交換器,將煙氣熱量轉換成一定壓力和溫度的熱水、蒸汽以及一定溫度的助燃空氣,向外界直接提供。

              4、余熱發電和熱電聯供隨垃圾量和垃圾發熱值提高,直接熱能利用受到設備本身和熱用戶需求量的限制,為了充分利用余熱,將其轉化為電能是最有效的途徑之一??山⒂酂岚l電或熱電聯供。

              七、堆肥的分類與工程內容。

              堆肥(生物轉化技術)堆肥化就是在特定控制條件下,利用自然界廣泛分布的細菌、放線菌、真菌等微生物,促進來源于生物的有機廢物發生生物穩定作用,使可被生物降解的有機物轉化為穩定的腐殖質的生物化學過程。堆肥化的分類由于分類依據的角度不同,按照目前堆肥工藝的特點可分為如下五種基本類型。

              (一)分類

              1、按微生物對氧的需求分類 :好氧堆肥依賴專性或兼性好氧細菌的作用使有機物得以降解的生化過程。好氧堆肥具有對有機物分解速度快、降解徹底、堆肥周期短的特點。一般一次發酵在4-12d,二次發酵在 10-30d便可完成。由于好氧堆肥的環境條件好,不會產生難聞的臭氣。目前采用的堆肥工藝一般均為好氧堆肥。但由于好氧堆肥必須維持一定的氧濃度,因此運轉費用較高。

              2、厭氧堆肥依賴專性或兼性厭氧細菌的作用降解有機物的過程。厭氧堆肥的特點是工藝簡單。通過堆肥自然發酵分解有機物,不必由外界提供能量,因而運轉費用低。若對所產生的甲烷處理得當,還有加以利用的可能。但是厭氧堆肥具有周期長(一般需3-6個月)、易產生惡臭且占地面積大等缺點。

              按要求的溫度范圍分類:中溫堆肥一般系指中溫好氧堆肥,所需溫度為15-45攝氏度。由于溫度不高,不能有效地殺滅病原菌。 高溫堆肥好氧堆肥所產生的高溫一般在50-65攝氏度,極限可達80-90攝氏度,能有效地殺滅病菌,且溫度越高,令人討厭的臭氣產生就會減少,因此高溫堆肥已為各國公認,采用較多。高溫堆肥最適宜溫度為 50-60攝氏度。

              3、按堆肥過程中物料運動形式分類:靜態堆肥把收集的新鮮有機廢物一批一批地堆置,堆肥物一旦堆積以后,不再添加新的有機廢物和翻倒,待其在微生物生化反應完成之后,成為腐殖土后運出。靜態堆肥適合于中、小城市廚余垃圾、下水污泥的處置。 動態(連續或間歇式)堆肥采用連續或間歇式進、出料的動態機械堆肥裝置,具有堆肥周期短(3-7d),物料混合均勻,供氧均勻充足,機械化程度高,便于大規模機械化連續操作運行等特點。因此,動態堆肥適用于大中城市固體有機廢物的處置。

              4、按堆肥堆置方式分類 :露天式堆肥即露天堆積,物料在開放的場地上堆成條垛或條堆進行發酵。通過自然通風、翻堆或強制通風方式,以供給有機物降解所需的氧氣。 裝置式堆肥也稱為封閉式堆肥或密閉型堆肥,是將堆肥物密閉在堆肥發酵設備中,如發酵塔、發酵筒、發酵倉等,通過風機強制通風,提供氧源,或不通風厭氧堆肥。

              5、按發酵歷程分類:一次發酵好氧堆肥的中溫與高溫兩個階段的微生物代謝過程稱為一次發酵或主發酵。它是指從發酵初期開始,經中溫,到達高溫然后下降的整個過程,一般需10-12d,高溫階段持續時間較長。二次發酵經過一次發酵后,堆肥物料中的大部分易降解的有機物質已經被微生物降解了,但還有一部分易降解和大量難降解的有機物存在,需將其送到后發酵倉進行二次發酵,也稱后發酵,使其腐熟。在此階段溫度持續下降,當溫度穩定在40攝氏度左右時即達到腐熟,一般需 20-30d。

              堆肥的原料堆肥的原料有城市生活垃圾、紙漿廠、食品廠等排水處理設施排出的污泥和下水污泥、糞尿消化污泥、家畜糞尿、樹皮、鋸末、糠殼、秸稈等。我國以前堆肥的主要原料是生活垃圾和糞便的混合物,后來城市水廁的應用取代了旱廁,糞便隨水進入生活污水下水道,由污水處理廠進行處理?,F在我國禁止廚房剩余物(廚余)和食品廢物直接喂養禽畜,因此,廚余和食品廢物將成為堆肥原料的很大來源。

              (二)工程內容

              堆肥設備及輔助機械堆肥設備及輔助機械一般包括:計量裝置、存料區與貯料池、給料裝置、運輸與傳送裝置、鐵金屬和其他可回收物資的分選設備、堆肥發酵裝置及輔助設備、篩選設備、破碎設備、后處置設備、產品細加工設備等。

              1、計量裝置通常情況下,計量裝置采用地磅秤。

              2、存料區一般日處置量在20t/d規模以上的堆肥廠,都必須設置存料區。存料區的容積一般要求能容納日計劃最大處置量的 2倍。存料區必須建立在一個封閉的倉內,它由垃圾車卸料地臺、封閉門、滑槽、垃圾儲存坑等組成,垃圾儲存坑一般設置在地下或半地下,一般用鋼筋混凝土制造,要求耐壓防水并能夠承受起重機抓斗的沖擊。垃圾儲存坑底部必須有一定的坡度和集水溝,使垃圾堆積過程中產生的滲濾液能順利排出,為了防止火災和揚塵,必須配置灑水、噴霧裝置,并配有通風裝置以排除臭氣以及保證在必要時工作人員可進入倉內清理或排除故障等的需要。

              3、貯料池日處置20t/d以下的堆肥廠一般設置貯料池。貯料池是一個底部設有垃圾傳送設備的垃圾儲料設施,其功能和垃圾存料區相同。它由地坑、垃圾輸送設備、雨棚等組成。地坑一般設置在地下,容積為10-20立方米。

              4、給料裝置比較常用的給料裝置有起重機抓斗、板式給料機、前端斗式裝載機。

              5、運輸與傳送裝置常用的運輸傳動裝置有起重機械、鏈板輸送機、皮帶輸送機、斗式提升機、螺旋輸送機等。

              6、鐵金屬和其他可回收物資的分選設備對于鐵金屬,一般采用磁力分選;對于其他可回收的物資,通常采用手選和風力分選設備兩種。

              7、篩選設備常用的篩選設備有振動格篩、滾筒篩、振動篩、弛張篩等。其中前兩種設備是用來進行垃圾預分選的,為垃圾的發酵做好準備;而后兩種則用于精分選,堆肥經充分發酵腐熟后必須經過精分選設備的分選,才能制備成符合國家垃圾農用標準的產品。

              8、破碎設備破碎設備中最主要的是破碎機。

              9、堆肥發酵裝置堆肥發酵裝置通常是指堆肥物料進行生化反應的反應器裝置,是堆肥系統的主要組成部分。它的類型有立式堆肥發酵塔、臥式堆肥發酵滾筒、筒倉式堆肥發酵倉和箱式堆肥發酵池等。 $"熱化設備熱化設備有各種類型,如露天堆積式、多段池式、犁翻倒式、翻轉式和筒倉式等。 %"后處置設備后處置設備的組成可大致如下:分選裝置、選擇性破碎分選裝置、重力分選機、磁選機、風選機、彈性分選機、靜電分選機、軋碎機等。

              本文最后更新于2021-8-12,已超過 1 年請注意內容時效!
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