垃圾脫水機在水泥窯協同處置中的作用

唐中呈 唐中祥

（1.藍天眾成環保工程有限公司，江蘇 徐州 221116；2.江蘇省精創電氣股份有限公司，江蘇 徐州 221106）

1 概述

目前，我國生活垃圾普遍采用填埋、焚燒和發電等方式。特別是在我國中、小縣城，絕大多數位于主要河流的上游和農村附近，這些地方由于缺乏較大規模和比較標準的生活垃圾處置設施，只好采用簡單的生活垃圾焚燒或簡易填埋、露天堆放等辦法，造成臭氣外溢、二噁英超標、灰渣和滲濾液泛濫等二次污染，給周邊環境帶來極大影響。二噁英屬于強致癌物，給人類健康帶來極大危害。

2 水泥窯協同處置優勢特點和對水分處理的要求

2.1 水泥窯協同處置固體廢物的優勢

（1）處置溫度高。水泥窯內氣體最高溫度可達1 650℃以上，主要有機物的有害成分焚毀率可達99.999%以上，即使很穩定的有機物也能被完全分解。（2）焚燒空間大。水泥窯是一個體積較大的旋轉筒體，不僅可以處理大量廢料，還可維持均勻、穩定的焚燒氣氛。（3）焚燒停留時間長。固體廢物在爐中高溫下停留時間長達 20～30min，焚燒充分，可扼制二噁英等有害物質的生成。（4）處理規模大。新型水泥窯處理危險廢物量占水泥窯產量的5%左右。（5）新型水泥窯內呈堿性氣氛，更容易處理危險廢物和生活垃圾等。（6）新型水泥窯處置有毒有害廢料，可使有害廢料中存在的金屬元素固化在水泥熟料中，起到尾氣凈化和重金屬高溫固化的雙重作用。（7）新型水泥窯系統是負壓狀態運轉，煙氣和粉塵不會外溢，從根本上防止處理過程中的再污染。（8）新型水泥窯處理廢物的過程有吸硫、吸氯作用，因此，能改善和降低污染物綜合排放量。

2.2 水泥窯處理對生活垃圾水分要求

國內生活垃圾的含水率與氣候、季節、區域都有關聯，不同地區、不同季節、不同天氣狀況都會使其含水率發生變化，所以，沒有固定統一的數值。垃圾填埋場中，生活垃圾一般飽和含水率為30%～45%，國內生活垃圾的初始含水率平均約52%。根據水泥窯處理入窯要求水分要小于40%，否則，會因生活垃圾水份含量高、熱值低、燃燒不穩定而對爐窯內部造成損壞，影響水泥成分。

3 垃圾脫水機的設計

3.1 脫水機用途

由華潤水泥、藍天眾成、史密斯三方聯合首創的“機械生物法預處理+熱盤爐焚燒”處置生活垃圾工藝技術路線中，機械脫水是必不可少的環節。設計出一款新的脫水設備，充分模擬現場工況，做了大量的帶料實驗。實驗數據顯示，目前設計出的脫水機具有能耗低、防堵料、故障率低、自動化程度更高等特點。

本款生活垃圾脫水機是針對垃圾水份含量高、熱值低、燃燒不穩定而專門研制的一款產品。垃圾進行脫水處理，減少垃圾含水量，縮小垃圾體積，提高垃圾熱值，減少燃煤量，便于生活垃圾裝卸運輸、儲存和填埋焚燒，是生活垃圾綜合利用過程中的最佳選擇。

3.2 脫水機工作原理

物料從進料口由主推進油缸填滿整個腔體進行擠壓，擠壓最大壓力為25MPa，主推進油缸設有兩個行程開關；主推進油缸行程開關未被觸碰到超出23s后，物料出料控制油缸縮回，此時，主推進油缸繼續向前推進，經過三次擠壓的物料被推出，從而往復運轉（見圖1）。

圖1 脫水機工作原理

3.3 脫水機主體結構特點

脫水機主體結構采用高強度輕質鋼材，耐腐蝕性能優越；脫水垃圾出料口以0°設計，便于垃圾脫水后輸出，不易發生堵料事件；填料腔容積大，單次最大處理0.5t，處理效率高；檢修腔兩側結構均可拆卸，方便維護；液壓油缸、銷軸及主塞體、各腔體均可拆卸，方便運輸、安裝（見圖2）。

圖2 脫水機主體結構

3.4 脫水機優勢

（1）人機界面，智能化程度高。操作臺采用液晶觸摸顯示屏，顯示運行、故障等各種狀態，參數設置、故障處理方便簡單。（2）采用PLC程序集中控制，通過遠程數字監控，隨時了解設備運轉情況，最大限度減輕人員負擔。（3）人性化設計，有自動運行和手動運行兩種模式。

3.5 脫水實驗及結果

（1）原生態環衛垃圾進場，稱重后卸料到實驗指定料場，轉入實驗環節。（2）經多次試驗，平均出水率6%～8%（見圖3）。

圖3 實驗滲濾液數據收集

4 設備使用情況

目前，脫水機已在華新環境工程（鄂州）有限公司、金隅、華潤、紅獅集團進行多次安裝使用，取得較好的使用效果。水泥窯協同處置工況下，減少對窯系統影響，節約燒成系統煤耗和電耗，可以減少有毒氣體排放（見圖4）。

圖4 唐縣水泥脫水機安裝現場

5 結語

據統計，我國目前有400多座城市遭遇“垃圾圍城”，80多萬畝土地被垃圾侵占。固體廢物，特別是危險廢物大多含有對人類自身和人類賴以生存的自然環境以嚴重影響的有毒有害成分，如何科學合理地處置、實現無害化和資源化是全社會關注的熱點。垃圾脫水機經過不斷改進優化，其結構簡單，便于運輸、安裝、維護；脫水效率高，能耗低； 高配置，可靠性高，維護率低。脫水機的問世為水泥窯協同處置可行性提供了保障。