立式好氧發酵罐在處理城市固體廢棄物中的實踐應用

摘要

以北京某垃圾綜合處理廠為研究對象，闡述了立式好氧發酵罐在處理城市有機固體廢棄物中的應用，詳細介紹了處理工藝流程和技術參數，在此基礎上探討了該項目所能達到的環境效益和經濟效益，最后提出立式好氧發酵罐在處理城市有機固體廢棄物時存在的不足及建議。

關鍵詞 城市固體廢棄物;立式好氧發酵罐;工藝流程;技術參數

中圖分類號 S181.3 ?文獻標識碼 A ?文章編號 0517-6611（2015）03-280-02

Application and Development of Vertical Aerobic Fermentation Tank in Processing City Solid Waste

ZHANG Junchao

（Beijing Huatairunda Energy Saving Technology Co.， Ltd.， Beijing 100192）

Abstract With a waste comprehensive treatment plant of Beijing as the research object， the application of vertical aerobic fermentation tank in processing city organic solid waste was elaborated， the process and technical parameters were introduced in detail， on the basis of this， the environmental benefits and economic benefits of the project were discussed， finally existing problems and suggestions in the treatment of city waste by vertical aerobic fermentation tank were proposed.

Key words ?City solid waste; Vertical aerobic fermentation tank; Technical process; Technique parameters

作者簡介

張俊超（1984-），男，北京人，碩士，從事城市固體廢棄物和沼氣資源利用研究。

收稿日期 20141205

城市固體廢棄物的處理技術主要有填埋、焚燒和堆肥3種。與填埋和焚燒相比，堆肥不僅可以達到城市垃圾的資源化、無害化和減量化的目的，同時還具有減少土地占用面積、節約投資及可回收利用等特點。除此之外，堆肥產物還可以用來改善土壤的結構，提高土壤的肥力。

堆肥是利用微生物人為地促進可生物降解的有機物向穩定的產物轉化的過程。在此過程中，城市固體廢棄物中的有機物與微生物相互作用，最終生成二氧化碳和其他穩定的產物。其中，好氧堆肥主要是依靠專性和兼性好氧細菌的作用來降解城市固體廢棄物中的有機物的過程。該法具有有機物分解速度快、堆肥所需天數短、臭氣發生量少等特點^[1]。

隨著對環保要求的不斷提高和科學技術的不斷發展，國內外關于城市固體廢棄物好氧發酵設備也在不斷的改進與完善，由開放式的條垛式堆肥到半封閉式的倉式堆肥再到全封閉式的罐式堆肥^[2-5]。其中，開放式的條垛式堆肥機械和人力能耗較高，且翻堆會造成臭味的散失，進而影響周邊的生態環境和居民的身體健康，從而很難被廣泛的應用;半封閉式的倉式堆肥目前是我國應用最多的一種堆肥方式，但該系統具有占地面積大、集中除臭成本高等問題;立式好氧發酵罐具有占地面積小、好氧發酵周期短、惡臭氣體不逸散等特點，是未來處理城市固體廢棄物的一個主要方向^[6-8]。

筆者以北京某垃圾綜合處理廠為研究對象，詳細闡述了立式好氧發酵罐在處理城市有機固體廢棄物中的工藝流程和技術參數，最后提出立式好氧發酵罐在處理城市有機固體廢棄物時存在的不足及建議，旨在希望對以后在利用立式好氧發酵罐來處理城市固體廢棄物時提供理論依據和實踐經驗。

1 垃圾綜合處理廠概況

該垃圾綜合處理工程位于北京市西北部，屬于大陸性季風氣候，多年平均氣溫為 11.7 ℃，常年風向以偏北、偏西北風為主，冬季以偏西北為主，夏季以偏南為主。該廠處理規模為359 t/d，其中生活垃圾300 t/d，餐廚垃圾50 t/d，糞渣9 t/d。規劃占地面積約2.78 hm²，服務人口為38萬人，其中城鎮人口24.4萬人，農村人口為13.6萬人。

2 項目工藝流程及技術參數

2.1 項目工藝流程

該垃圾綜合處理工藝采用“生活垃圾、餐廚垃圾預處理+好氧發酵罐+后腐熟”處理工藝，滲瀝液采用UBF厭氧+MBR+NF+RO的處理工藝。

2.1.1

生活垃圾前處理工藝路線。 ? ? 生活垃圾經收運系統運至綜合處理廠后首先進行稱重計量，隨后經收集車投入接料裝置中，由輸送設備依次送入人工分揀、破袋、磁選、滾筒篩、彈跳分選機等工段。通過人工和機械分選將生活垃圾進行分類收集處理，其中分揀出的金屬物質進行回收處理;大塊雜質、無機物、渣土等集中收集后送至填埋場進行最終處置;滲濾液采用管道集中收集后進入滲濾液濃縮液處理系統進行深度處理后達標排放;分選出的有機質則進入堆肥系統進行好氧發酵處理。

2.1.2

餐廚垃圾前分選處理工藝路線。 ? ? 餐廚垃圾由密閉式收集車收集運送至處理廠，經過計量設備稱重后首先卸入密閉式的接料裝置。接料裝置中的物料通過螺旋輸送機輸送至破碎和自動分選裝置，經過預破碎、自動分選將物料中的無機物雜質分離出來，經收集后外運填埋。自動分選出的有機物料由螺旋輸送機送入壓榨脫水集中進行固液分離，固體物料與生活垃圾篩選出的有機物料混合后進行堆肥處理，液體部分與接料裝置收集的液體物料混合后送入三相分離機進行油水渣三相分離。通過三相分離機，將物料分為油脂、污水和干物料3種成分。油脂作為重要的資源化產品回收再利用，污水則通過管道送入滲瀝液濃縮液處理系統進行深度處理，剩余的干物料進入堆肥處理系統。

2.1.3

混合堆肥工藝路線。

經過前處理分選出的生活垃圾和餐廚垃圾有機物料與糞便消納站產生的糞渣并配以適當量的調理劑，經過混合系統充分混合后送入密閉好氧發酵罐進行好氧發酵堆肥。

經過發酵后的物料有機質得到有效降解，物料含水率大幅降低，再經過后腐熟工藝進一步提高產出品的品質。完成腐熟的物料經過篩分工藝進一步篩出無機雜質，最終產出優質的營養土。項目總體工藝流程和現場圖分別如圖1和圖2所示。

圖1 餐廚垃圾好氧發酵工藝流程

圖2 ?餐廚垃圾立式好氧發酵罐現場圖

2.2 技術參數

經生活垃圾前處理和餐廚垃圾前處理后的粒徑在28～80 mm的中段垃圾與經脫水后的糞渣混合均勻后進入好氧發酵罐內進行發酵。該過程分為一次發酵和二次發酵。項目共設有12個好氧發酵罐，每個好氧發酵罐容積為198 m³，其中兩個發酵罐為一個發酵周期。一次發酵過程中控制混合物料C∶N=（25～35）∶1，C∶P=（75～150）∶1，含水率為55%左右，溫度在55 ℃左右。發酵7 d以后將物料用刮板機輸送至二次發酵罐內繼續發酵，待二次發酵罐發酵7 d左右，將物料輸送至儲料倉內進行后腐熟處理，最終將腐熟后的產物用于綠化、土壤改良或打包外賣。

3 生態環境和經濟效益分析

3.1 生態環境效益

城市生活垃圾、餐廚垃圾和糞便裸露

在外，對生態環境和周邊居民的身體健康都產生影響。而把其集中起來進行好氧發酵一方面減少了其對周邊生態環境及居民身體健康的影響，另一方面回收了餐廚垃圾中大量的污水，經處理后可用于綠化或灌溉，對我國的可持續發展做出貢獻。該項目預計產生污水為120 t左右，經處理后可以到達111 t中水用于綠化、洗車或灌溉。且生活垃圾經破袋、磁選、風選等預處理后每天可回收0.4 t金屬。

3.2 經濟效益

城市生活垃圾、餐廚垃圾和糞便進行綜合處理具有現實性和經濟性，在達到減量化目的的同時，還可生產出大量的活性有機肥，可為當地的種植業、農業、林業、園林綠化以及果林、蔬菜、糧食、瓜果基地、城市綠化等提供大量優質有機肥。

該項目經好氧發酵后，每天可產生營養土50 t左右，可用于綠化或周邊土壤的改良。同時，處理50 t餐廚垃圾每天可產油約1.5 t，按4 000元/t計算，每年經濟效益可達2 190 000元，具有良好的經濟效益。

4 問題和建議

（1） 經預處理后的生活垃圾中有可能會含有塑料、大塊石頭、繩索等雜物，其在好氧發酵罐內進行發酵排料時可能會造成機械的纏繞、磨損、堵塞等問題。因此用好氧發酵罐進行城市固體廢棄物的綜合處理時，應加強對生活垃圾的前分選過程的控制。

（2） 由于在密封的罐體內，關于罐體內的進風、排風、含氧量、含水率等的控制應進行充分的理論計算和模擬，建立一整套適應于立式好氧發酵罐的運行參數及條件。

（3） 城市生活垃圾的處理需要政府建立健全、完善的收集、運輸機制，同時公民應加強環保意識，從源頭上做好垃圾的分類，減輕后續的處理負荷。

參考文獻

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