摘要：城市生活垃圾必須進行綜合處理，而生物預處理是實現(xiàn)高效徹底的綜合處理的前提。本文總結了多年的大型生化垃圾處理廠的實際運作經(jīng)驗，對生物預處理的技術進行了探討，闡述了生物預處理的重要性，并根據(jù)實際問題的解決方案，提出了可行的生產(chǎn)工藝。

關鍵詞：城市生活垃圾,綜合處理,生物,預處理,生產(chǎn)工藝

1、前言

城市生活垃圾綜合處理的必要性已經(jīng)在實踐中得到驗證并成為眾所周知的觀點。經(jīng)過長期的研究與發(fā)展，中國當前的城市生活垃圾處理技術涵蓋了生物好氧堆肥和厭氧消化技術、焚燒與氣化技術、衛(wèi)生填埋技術，以及各種機械分類與回收技術等。綜合利用這些技術才能夠實現(xiàn)城市生活垃圾的綜合處理。然而在城市生活垃圾綜合處理中，在大型垃圾處理設施的運行中，如何能達到垃圾高效徹底的綜合處理，仍然需要合理的規(guī)劃和實踐的摸索。簡單地實現(xiàn)多種技術的組合，是無法達到綜合處理理念的。

實現(xiàn)綜合處理應該按照“減量化、資源化、無害化”原則和循環(huán)經(jīng)濟的理念，遵循生活垃圾管理的優(yōu)先順序，首先充分保證垃圾體積與重量的減少，同時盡最大可能回收可利用的物質，然后進行最終處理。

中國的城市生活垃圾含水率可以高達50%-70%，有機質比例大約60%。這樣的高水分、高粘度、成分復雜的垃圾直接進行機械分選會導致機械運行故障，尤其是增加了旋轉零部件的故障率。同時分選效率也非常低。如直接投入焚燒設備進行焚燒處理，其運行成本過高。在上海，政府對焚燒法垃圾處理的補貼高達每噸垃圾240元，是堆肥處理方法的4.8倍，還沒有達到完全處理。不僅如此，未經(jīng)過分選的垃圾經(jīng)常會導致爐排等重要部件的故障，導致經(jīng)常性的停產(chǎn)維修。不經(jīng)預處理的生活垃圾直接填埋占用了大量土地資源，更為嚴重的是病原菌、有毒有害物質對地下水和土壤構成潛在的威脅，并造成大量可回收資源的浪費等。

生物預處理技術應用的目的就在于如何經(jīng)濟、高效地去除原生垃圾水分，降解原生垃圾中的有機物，達到機械分選的要求。第一，該工藝可以有效去除有機物質和水分，從而徹底改善垃圾特性，為進一步的處理提供良好條件；第二，該工藝利用生物的天然活性，不僅運行成本低，而且避免二次污染；第三、該工藝可以有效達到減量化的目的，符合生活垃圾管理的優(yōu)先順序。生物預處理進一步與機械分選處理工藝相結合，最大程度地實現(xiàn)原生生活垃圾中水分和有機物的減量，可用物的回收，廢渣廢料的分離，最終實現(xiàn)易燃物焚燒能源利用、可用物回收、廢渣廢料填埋、有機物堆肥的綜合處理模式。

在現(xiàn)代垃圾處理技術不斷進步與完善的時候，生物處理技術己脫離原有的意義，在環(huán)保領域重新定位，轉而在垃圾預處理中發(fā)揮其功效。依靠生物技術為基礎，創(chuàng)造合理的工藝條件，建立一個高效、經(jīng)濟、無害地去除水分、降解有機物的系統(tǒng)，對城市生活垃圾綜合處理具有重要意義，良好的生物預處理技術不僅僅是城市生活垃圾生物堆肥處理的前奏，而且是實現(xiàn)綜合處理的前提。

2、工藝方法

2.1工藝原理及流程

生活垃圾生物預處理主要是采用耗氧發(fā)酵工藝，在原生垃圾中添加經(jīng)過外界特殊培養(yǎng)的高效菌種，與原生垃圾中的固有菌群相互協(xié)同作用，經(jīng)通風打氧，菌群快速生長的過程中消化分解生活垃圾中的大量可降解有機物質，生物降解釋放的能量使堆溫升高，大量的水分蒸發(fā)、滲瀝，降低了垃圾粘稠度，同時殺滅了絕大部分的有害細菌與病毒。

經(jīng)過多年生產(chǎn)實踐摸索，上海浦東美商生物高科技環(huán)保有限公司確定了大型堆肥處理廠生物預處理工藝。其主工藝為倉式準靜態(tài)好氧堆肥工藝。該工藝采用大型堆肥倉，通過地下送風管道向物料持續(xù)通入過量空氣；采用翻堆機對物料進行間歇翻動調整物料的停留時間為20－25天；物料內部溫度維持在55－60攝氏度。

采用絕對靜態(tài)堆肥難以避免局部厭氧區(qū)域的產(chǎn)生，從而無法控制大量臭氣的產(chǎn)生。而動態(tài)堆肥因持續(xù)的翻動又不能避免印刷染料、油漆以及其它附著在物體上的富含重金屬的物質融入到物料中的水分中，并可能導致電池破裂，有害物質大量滲出。因此，倉式準靜態(tài)好氧堆肥工藝成為較為滿意的生物預處理工藝，可以有效降低毒害物質滲出，避免重金屬對堆肥產(chǎn)品的污染。

具體工藝流程如下：

(1)破袋機破碎物料中的塑料袋；

(2)物料經(jīng)由皮帶傳送至生物預處理倉；

(3)落料口混合EM催肥菌劑I;

(4）鏟車堆放，同時噴灑除臭菌劑；

(5)持續(xù)通入35攝氏度過量空氣；

(6)堆肥48小時，適當減少物料上部空間排氣量；

(7)翻堆；

(8)通入空氣量適當減少，溫度適當降低，同時增加上部空間排氣量；

(9)持續(xù)堆肥5－6天，間歇翻堆，翻堆時混入EM催肥菌劑II;

(10)持續(xù)堆肥18－25天，間歇翻堆；

(11)出料。

實施高效的生物預處理工藝后，垃圾減重近40%，減容近35%，水分由60%－80%減少到約35％，揮發(fā)性有機物降解50%左右，機械化分選的效率能夠從30－50%提高到80－90%.堆肥的總養(yǎng)分提高接近4%。物料熱值提高了1.5倍以上。

2．2關鍵技術

以下技術點是實現(xiàn)良好生物預處理的關鍵，在實際生產(chǎn)過程中，必須加以特別關注：

(1)EM復合菌劑的擴大培養(yǎng)，(2)EM復合菌劑的均勻分布；(3)EM 復合菌劑的加量與水分的平衡；(4)除臭菌群的均勻分布；(5)通氣量大小與空氣的合理分布—強制通風，機械翻堆；(6)垃圾堆放上部空間大小的合理調整以及排風量與進風量的平衡；(7)塑料袋的有效破除等。

2.3工藝控制及工藝參數(shù)

實現(xiàn)生物耗氧發(fā)酵預處理工藝，通氣量是主要的控制因素。微生物活動需要一定的條件，合理適量的通氣量對保證這一條件很重要。通氣量過大會致使局部物料中水分降低過快，發(fā)酵進程中滿足不了微生物生存對水分的要求，有機物不能充分降解，堆溫上升緩慢，供氧量遠遠大于生物耗氧量，又造成很大浪費，提高處理成本；在發(fā)酵后期大的通氣量有利于水分的蒸發(fā)降除。通氣量過小不能滿足微生物耗氧需求，也使堆溫上升緩慢，有機物不能快速降解，特別是發(fā)酵后期不利于水分進一步蒸發(fā)去除，會使預處理時間延長，最嚴重的是造成局部厭氧發(fā)酵產(chǎn)生大量惡臭氣體。因此在生物處理過程中，要配合工藝參數(shù)的監(jiān)測，適時調整通氣量滿足不同時期有機物降解和水分蒸發(fā)需要，避免動力浪費，增加成本，達到預處理的目的。

通過實驗總結，我們在初期和中期采用間歇或連續(xù)通氣供氧的方式，根據(jù)有機物降解率、水分、耗氧速率、堆溫等工藝參數(shù)和微生物菌群監(jiān)測情況，確定通氣方式，后期采用主要采用連續(xù)通氣方式，進一步蒸發(fā)降水。

2．4主要設備

生物預處理必需的設備包括：破袋機、翻拌機、裝載機、輸送皮帶、地下空氣輸送管道、鼓風機、引風機、引風管路、生物菌劑擴培系統(tǒng)、生物菌劑噴灑系統(tǒng)和除臭噴霧系統(tǒng)等。
 

3、二次污染防治

生物預處理過程中會生產(chǎn)廢氣、臭氣以及垃圾滲瀝液，必須進行收集和集中處理。良好生物預處理工藝的運行可以避免局部厭氧環(huán)境，減少臭氣的產(chǎn)生，降低處理負荷。采用除臭菌劑后，可有效控制大氣污染。收集后的垃圾滲瀝液可用于后續(xù)二次堆肥處理的水分調節(jié)，使垃圾滲瀝液得到處理和循環(huán)利用。少量過量的無法利用的垃圾滲瀝液采用生物處理，處理后的廢水可用于微生物菌劑培養(yǎng)基的調制。

4、結論

通過生物預處理，可以實現(xiàn)水分和有機物的減量，改善生活垃圾特性，對后續(xù)的分揀、堆肥、焚燒、填埋等處理方法具有積極影響。本文對生活垃圾處理減量化、資源化、無害化提出了一個新的方法，對生物預處理技術的應用進行了新的

探索，旨在逐步完善工藝條件，為大型垃圾處理廠提供一個可行的、高效的、低成本的預處理方式。與科研實驗截然不

同的是：大型垃圾處理廠在處理垃圾時的首要原則就是：在合格處理垃圾的前提下，盡量控制處理成本。這一原則確立

了生化預處理在大型垃圾處理廠生產(chǎn)流程中不可動搖的地位。盡管在工藝和設備等方面還要進一步完善提高，但通過實

踐經(jīng)驗證明，本文所述的生物預處理工藝在技術上是可行的，經(jīng)濟效益也相當明顯，希望這一技術路線對垃圾處理行業(yè)

有所啟發(fā)和借鑒意義。

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