分布式熱泵干化法處理廚余垃圾的設(shè)備應(yīng)用研究

劉麗娜

（啟迪城市環(huán)境服務(wù)集團(tuán)有限公司，北京 100084）

近年來(lái)，隨著居民生活水平的顯著提高，我國(guó)生活垃圾產(chǎn)生量呈現(xiàn)明顯增長(zhǎng)趨勢(shì)，城市垃圾以每年8%～12%的增幅快速增長(zhǎng)。2019年4月，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部、國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)及生態(tài)環(huán)境部等9 個(gè)部門(mén)聯(lián)合發(fā)布通知，要求到2025年全國(guó)地級(jí)及以上城市基本建成生活垃圾分類(lèi)處理系統(tǒng)，在國(guó)家及地方政策推動(dòng)下，全國(guó)垃圾分類(lèi)工作有序推進(jìn)。在城鎮(zhèn)生活垃圾中，廚余垃圾占比介于36.5%～76.0%，其含水率高且含有大量有機(jī)質(zhì)，易腐爛變質(zhì)、滋生細(xì)菌，影響環(huán)境衛(wèi)生。與集中處理技術(shù)相比，分布式處理技術(shù)避免了廚余垃圾長(zhǎng)距離轉(zhuǎn)運(yùn)，降低了環(huán)境二次污染的風(fēng)險(xiǎn)。本文應(yīng)用分布式熱泵干化法處理廚余垃圾，驗(yàn)證設(shè)備對(duì)環(huán)境的影響，并對(duì)固體產(chǎn)物進(jìn)行檢測(cè)，展望分布式處理技術(shù)及設(shè)備的實(shí)際應(yīng)用前景。

1 試驗(yàn)內(nèi)容

廚余垃圾投料經(jīng)設(shè)備投料口進(jìn)入設(shè)備中，首先通過(guò)螺旋軸擠壓方式對(duì)物料進(jìn)行初步脫水，然后采用真空負(fù)壓低溫干燥系統(tǒng)對(duì)物料進(jìn)行間接干化，干化溫度為60 ℃左右，干燥時(shí)間約為10 h。設(shè)備產(chǎn)生的蒸汽經(jīng)余熱回收且冷凝后外排，干化結(jié)束后，物料經(jīng)出料口排放。試驗(yàn)內(nèi)容主要涉及4 個(gè)方面。一是含水率檢測(cè)及減重率計(jì)算，二是設(shè)備產(chǎn)生噪聲檢測(cè)，三是設(shè)備產(chǎn)生廢氣檢測(cè)，四是固體物料檢測(cè)。廚余垃圾的蒸餾水水樣如圖1所示，固體物料如圖2所示。

圖1 蒸餾水水樣

圖2 固體物料

2 含水率檢測(cè)及減重率計(jì)算

在試驗(yàn)地點(diǎn)依據(jù)《生活垃圾采樣和分析方法》（CJ/T 313—2009）采樣，然后分別檢測(cè)廚余垃圾原料及固體產(chǎn)物的含水率。同時(shí)，計(jì)算廚余垃圾經(jīng)熱泵干化后的減重率。具體數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 原料與產(chǎn)物含水率及減重率

設(shè)備對(duì)廚余垃圾原料的干化效果明顯，固體產(chǎn)物平均含水率低至7.56%。經(jīng)檢測(cè)和計(jì)算，廚余垃圾原料含水率平均值為74.27%，固體產(chǎn)物含水率平均值為7.56%，減重率平均值為87.24%。減重率計(jì)算公式為：

式中：為減重率，%；為熱泵干化前原料質(zhì)量，kg；為熱泵干化后固體產(chǎn)物質(zhì)量，kg。

3 設(shè)備產(chǎn)生噪聲檢測(cè)

依據(jù)《工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 12348—2008），晝間和夜間在設(shè)備周?chē)鷸|、西、南、北四個(gè)點(diǎn)采樣，晝間采樣時(shí)間為11:52-12:03，夜間采樣時(shí)間為22:07-22:20。晝間噪聲標(biāo)準(zhǔn)限值為65 dB(A)，夜間噪聲標(biāo)準(zhǔn)限值為55 dB(A)。檢測(cè)結(jié)果顯示，設(shè)備噪聲值均達(dá)到檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)限值要求，如表2所示。

表2 噪聲檢測(cè)結(jié)果

4 設(shè)備產(chǎn)生廢氣檢測(cè)

依據(jù)《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 14554—1993），在下風(fēng)向?qū)o(wú)組織廢氣進(jìn)行檢測(cè)，設(shè)備產(chǎn)生的氣體達(dá)到二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（新改擴(kuò)建項(xiàng)目）。所有指標(biāo)完全達(dá)標(biāo)，如表3所示。

表3 產(chǎn)生廢氣檢測(cè)結(jié)果

5 固體物料檢測(cè)

采用《有機(jī)肥料》（NY/T 525—2021）及《生物有機(jī)肥》（NY 884—2012）進(jìn)行固體產(chǎn)物測(cè)評(píng)。所有檢測(cè)項(xiàng)目均符合肥料標(biāo)準(zhǔn)，且遠(yuǎn)優(yōu)于標(biāo)準(zhǔn)，檢測(cè)結(jié)果如表4所示。

表4 固體物料檢測(cè)結(jié)果

6 結(jié)論

通過(guò)對(duì)分布式熱泵干化技術(shù)設(shè)備處理廚余垃圾產(chǎn)生的噪聲、廢氣、固體產(chǎn)物進(jìn)行檢測(cè)可知，噪聲和廢氣均符合現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)，且固體產(chǎn)物符合肥料標(biāo)準(zhǔn)，其中有機(jī)質(zhì)含量遠(yuǎn)高于相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，重金屬含量遠(yuǎn)低于相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。固體產(chǎn)物進(jìn)行二次腐熟后完全可以作為營(yíng)養(yǎng)土用于園林綠化。需要注意的是，分布式熱泵干化法能耗較高，目前在實(shí)際的廚余垃圾分布式處理中應(yīng)用較少。但應(yīng)用數(shù)據(jù)分析表明，其對(duì)周?chē)h(huán)境的影響較小，未來(lái)可在節(jié)能方面進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)，提升其實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。