鼓風(fēng)式風(fēng)選機(jī)在城市垃圾分類中的應(yīng)用

謝光凡

（中山斯瑞德環(huán)保科技有限公司，廣東中山 528403）

0 引言

隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和城市化的不斷推進(jìn)，城市居民也越來越多，導(dǎo)致城市生活垃圾的劇增，使得垃圾處理日趨困難。與此同時(shí)，垃圾構(gòu)成也發(fā)生了很大變化，生活垃圾中的有機(jī)物、可燃物等增加，可回收利用物增多，使得垃圾的可利用價(jià)值增大。從全國來看，如何管理城市生活垃圾，已經(jīng)成為關(guān)乎城市能否持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略課題[1]。

當(dāng)前城市生活垃圾“減量化、資源化、無害化”已成為政府和民眾關(guān)注的熱點(diǎn)[2]。因?yàn)槲鞣桨l(fā)達(dá)國家很早就實(shí)行了城市垃圾分類投放，民眾對垃圾分類投放的意識很強(qiáng)，使得回收利用成為他們處理城市生活垃圾的首選處理方式。但是我國民眾對垃圾分類投放的意識薄弱，城市生活垃圾的分類效果不佳，所以是垃圾場集中處理。同時(shí)采用多種方法聯(lián)合處理垃圾，是實(shí)現(xiàn)垃圾處理資源化、減量化、無害化的根本保障，而垃圾分選則是實(shí)現(xiàn)垃圾綜合處理的關(guān)鍵。因?yàn)樯罾环诌x，就不能將這種復(fù)雜的混合物分成不同組分，從而分而治之，所以如何通過垃圾分類、回收和處理的方式，越來越受到人們的重視。在垃圾分選的過程中，風(fēng)力分選是把城市生活垃圾化繁為簡的關(guān)鍵一步[3]。

鼓風(fēng)式風(fēng)選機(jī)是風(fēng)選機(jī)的一種，具有產(chǎn)量大、可靠性高、可操作好、適用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，由引進(jìn)國外技術(shù)結(jié)合本土的垃圾分選環(huán)境研發(fā)設(shè)計(jì)的成套設(shè)備，深受國內(nèi)用戶歡迎。

1城市生活垃圾的特點(diǎn)和危害

1.1 城市生活垃圾的特點(diǎn)

城市生活垃圾是由餐廚垃圾和其他生活垃圾組成，其他生活垃圾包括廢紙、廢塑料、廢橡膠、廢玻璃、廢金屬、廢木竹及沙石等。

我國城市生活垃圾具有成份復(fù)雜性、尺寸不均勻性、物性不均勻性等特點(diǎn)，含水率高、能量密度低，在直接焚燒過程中利用效率低下，易造成二次污染。通過查閱文獻(xiàn)可以知道我國幾個(gè)典型的城市生活垃圾各個(gè)組成成分的所占比例，如表1所示[4-5]。由表可知，有機(jī)廢物在城市生活垃圾占比最大，與廢紙、廢塑料、纖維、廢玻璃、廢金屬等5類生活垃圾，是我國生活垃圾資源化和減量化的主要對象。

表1 我國幾個(gè)典型的城市生活垃圾各組成所占比例%

研究表明，我國主要城市生活垃圾的密度為370~898 kg∕m3，含水率在13%~53.9%，其中尺寸分布為：40 mm以下粒徑段主要為餐廚垃圾，40~80 mm粒徑段多為玻璃、金屬等垃圾，同樣有機(jī)質(zhì)含量和含水率均為50%以上；80 mm以上粒徑段主要為木竹、塑料、纖維等易燃垃圾[6]。

1.2 城市生活垃圾的危害

根據(jù)相關(guān)報(bào)告可知，我國每年因生活垃圾造成的資源損失價(jià)值為250億~300億元。將生活垃圾中的廢紙、玻璃、金屬、塑料等作為可回收物單獨(dú)收集，便于回收再利用，減少對木材、鋼材等資源的消耗[7]。垃圾中的其他物質(zhì)也可以用于堆肥、焚燒發(fā)電、生產(chǎn)建筑材料等等。城市生活垃圾混合在一起是廢物，分選歸類后就是寶貴的資源[8]。

城市生活垃圾一旦處置不好，垃圾里面的有害成分就會通過環(huán)境介質(zhì)——土壤、大氣、水體等直接或間接影響到人體健康，給人類造成難以承受的危害。例如垃圾填埋場的垃圾滲濾液污染飲用水水源。城市生活垃圾損害人類健康的途徑是多方面的，其具體途徑取決于城市生活垃圾本身的物理、化學(xué)和生物性質(zhì)，而且與生活垃圾處理、處置所在地的地質(zhì)、水文條件有關(guān)。主要途徑如下：

（1）通過填埋或堆放滲漏到地下，污染土壤和地下水源；

（2）通過降水沖刷流入江河湖泊，造成地表水污染；

（3）通過堆放或焚燒會散發(fā)毒氣、二噁英等有害氣體進(jìn)入大氣，從而造成大氣污染；

（4）造成土壤污染，有害物質(zhì)通過食物鏈的傳遞和富集進(jìn)入食品，繼而進(jìn)入人體，危害人們健康[9]。

所以說規(guī)模化的、有效的垃圾處理就特別重要，而處理中的核心環(huán)節(jié)的垃圾分選就顯得更加重要了。

2 鼓風(fēng)式風(fēng)選機(jī)原理和結(jié)構(gòu)

風(fēng)選機(jī)是一種傳統(tǒng)分選設(shè)備，廣泛應(yīng)用于各種固廢處理和城市生活垃圾資源回收領(lǐng)域。風(fēng)選就是氣流分選，風(fēng)選的作用是將不同空氣動力學(xué)特性的物料相互分離出來。市場上用于城市生活垃圾分選的風(fēng)選機(jī)主要有吸式風(fēng)選機(jī)和鼓風(fēng)式風(fēng)選機(jī)。由于吸式風(fēng)選機(jī)對垃圾的成分要求較高，多用在輕物料的細(xì)分領(lǐng)域，而鼓風(fēng)式風(fēng)選機(jī)則不同，用途廣泛，可以通過設(shè)備的調(diào)整將多種廢棄物根據(jù)重量和大小分選出相比于吸式風(fēng)選機(jī)的范圍更大的不同的組分[10]。

鼓風(fēng)式風(fēng)選機(jī)是根據(jù)空氣動力學(xué)原理，以可控氣流為介質(zhì)進(jìn)行分選，在可控氣流作用下使受選物按密度和粒度大小進(jìn)行風(fēng)選的方法，松散物料在自身重力、慣性和氣流曳力的綜合作用下按體積和質(zhì)量分離，氣流能將較輕的物料（如廢紙、纖維、塑料袋、枯葉等）向上帶走或水平方向帶向較遠(yuǎn)的地方，而重物料（磚塊，石塊，金屬塊等）則由于上升氣流不能支持它們而降落，或由于慣性在水平方向拋出較近的距離。鼓風(fēng)式風(fēng)選機(jī)的原理如圖1所示。

圖1 鼓風(fēng)式風(fēng)選機(jī)的原理

鼓風(fēng)式風(fēng)選機(jī)由物料進(jìn)料輸送帶、循環(huán)風(fēng)機(jī)、分離鼓、空氣噴嘴、重物質(zhì)輸送帶、物料分離室、集成除塵器、輕物質(zhì)輸送帶、物質(zhì)擴(kuò)散室、空氣循環(huán)管道和集成控制電柜組成。物料通過加料輸送帶輸送物料到分離室里面開始進(jìn)行垃圾分離。當(dāng)物料到達(dá)分離鼓，重組分在分離鼓之前落下。輕組分則從分離鼓傳送到擴(kuò)散室，在擴(kuò)散室內(nèi)，氣流擴(kuò)散并變小，輕組分將下落到輕物質(zhì)出料輸送帶，然后被運(yùn)送出分離室外。在物質(zhì)擴(kuò)散室里空氣和輕組分物質(zhì)進(jìn)行分離。同時(shí)空氣將通過空氣循環(huán)管道回到循環(huán)風(fēng)機(jī)。通過回收的氣體并加入因設(shè)備內(nèi)部負(fù)壓而從物料進(jìn)料輸送帶進(jìn)入的新鮮空氣一并進(jìn)入到循環(huán)風(fēng)機(jī)，小部分空氣被分離到里集成除塵器，空氣除塵后到達(dá)除臭風(fēng)管等無害化處理后排入大氣，大部分空氣重新被送到空氣噴嘴，重新進(jìn)入新的循環(huán)，周而復(fù)始[11]。

根據(jù)實(shí)際需要，鼓風(fēng)式風(fēng)選機(jī)可以增加一個(gè)分離鼓，然后并列布置，可以分選輕、中、重3種物料。在實(shí)際工作中，垃圾回收處理廠還會配合吸式風(fēng)選機(jī)對鼓風(fēng)式風(fēng)選機(jī)分選出來的輕物質(zhì)進(jìn)行細(xì)分，以符合特定的資源回收的需要。

3 鼓風(fēng)式風(fēng)選機(jī)的應(yīng)用和特點(diǎn)

鼓風(fēng)式風(fēng)選機(jī)使用的是正壓風(fēng)選技術(shù)，當(dāng)單位時(shí)間要求垃圾處理量比較大、含有的輕質(zhì)物比較多時(shí)，比較適用。同時(shí)鼓風(fēng)式風(fēng)選機(jī)是一種利用可控氣流進(jìn)行高效風(fēng)選的設(shè)備。可以根據(jù)需要分選多種廢棄物，如城市生活垃圾、建筑廢棄物等。

在北京市大興區(qū)某生活垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站的項(xiàng)目中，要求處理生活垃圾的量為30 t∕h。生活垃圾由垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)車運(yùn)輸?shù)嚼D(zhuǎn)運(yùn)站并直接將垃圾倒入儲料倉，儲料倉底部設(shè)步進(jìn)給料機(jī)。垃圾經(jīng)給料機(jī)進(jìn)入生活垃圾經(jīng)大件物分揀平臺后，挑選出尺寸大于350 mm的大件垃圾后，被投入至破袋機(jī)，破袋機(jī)將垃圾袋破開，袋中的垃圾散開有利于后端篩分設(shè)備中篩分打散成的20~80 mm和80~350 mm的顆粒大小垃圾，不同顆粒大小的篩下垃圾經(jīng)過磁選機(jī)除鐵后，分別進(jìn)入處理參數(shù)不同的鼓風(fēng)式分選機(jī)，鼓風(fēng)式分選機(jī)使用正壓風(fēng)選技術(shù)通過氣流分選出塑料、廢紙、泡沫、纖維等為主的可燃物分為輕物質(zhì)，其余磚石、玻璃、有機(jī)質(zhì)、金屬、塑料制品等密度大的垃圾被分為重物質(zhì)，并將垃圾中的有害塵土通過集塵器進(jìn)行收集，后續(xù)進(jìn)行無害化處理。

生活垃圾風(fēng)選后的垃圾會經(jīng)過人工分選平臺盡量分揀其中的餐廚垃圾，進(jìn)入有機(jī)垃圾處理系統(tǒng)，分選木材可作為再生資源利用（再生建筑模板等），分選出來的以渣土、有機(jī)質(zhì)等為主的混合物，轉(zhuǎn)運(yùn)至填埋廠或焚燒廠，或后續(xù)進(jìn)入發(fā)酵堆肥系統(tǒng)；分選出來的干生活垃圾垃圾（金屬、塑料瓶、易拉罐、織物等）的可回收物，將會根據(jù)不同的性質(zhì)分別將它們運(yùn)往對應(yīng)的工廠回收再利用[12]。

鼓風(fēng)式風(fēng)選機(jī)能夠高效處理的垃圾的特點(diǎn)如下：（1）顆粒尺寸較大的垃圾；（2）數(shù)量多和體積較大的輕質(zhì)物；（3）含有較多水分的垃圾。

鼓風(fēng)式風(fēng)選機(jī)可以處理150 t∕h的生活垃圾，其中輕質(zhì)物的量可達(dá)到25 t∕h，可處理尺寸較大的物料。鼓風(fēng)式風(fēng)選機(jī)分選而且相比以往的人工分選，其環(huán)保性好、不污染環(huán)境，整個(gè)生產(chǎn)處理過程為干式分離，不產(chǎn)生新的二次污染，大大提高了工作環(huán)境的舒適度[11]。氣流的循環(huán)使用是風(fēng)選機(jī)的一個(gè)非常關(guān)鍵的因素，氣流的回用率越高，使用的集塵器越小，風(fēng)機(jī)所需要的功率也就越小，相同處理量的情況下，當(dāng)氣流回用70%時(shí)，可節(jié)省60%的能耗。

鼓風(fēng)式風(fēng)選機(jī)的處理應(yīng)用的特點(diǎn)[13]：（1）很少的易耗件，可靠性高和低維護(hù)；（2）分選的產(chǎn)量高，而且可以達(dá)到99%的分選純度；（3）高效合理控制了出料的熱值；（4）區(qū)別并去除雜質(zhì)，保護(hù)垃圾預(yù)處理過程中的垃圾破碎機(jī)；（5）可以輕松應(yīng)對成份復(fù)雜性、尺寸和物性差異大的垃圾，符合我國對垃圾分選需求。

4 結(jié)束語

鼓風(fēng)式風(fēng)選是對城市生活垃圾處理中分選最經(jīng)濟(jì)的方式之一，同時(shí)系統(tǒng)內(nèi)置的微負(fù)壓也保持了操作的無塵性，還可以根據(jù)需求對內(nèi)部氣體進(jìn)行集中無害化處理，避免產(chǎn)生二次污染。設(shè)備的高度的集成度和其他能夠達(dá)到類似的分選效果的設(shè)備相比，占地小，能耗低。

目前我國生活垃圾回收還處于起步階段，設(shè)備的分選效率是影響最終產(chǎn)品品質(zhì)和最終的應(yīng)用。只有提高前端分選的效率，才有可能提高終端產(chǎn)品的附加值，才有可能推動產(chǎn)業(yè)健康快速地發(fā)展，使我國的城市生活垃圾處理成套技術(shù)向著綠色化、和諧化、智能化發(fā)展。