城市生活垃圾堆肥處理工程技術發展探討
摘要:文章分析了我國城市生活垃圾堆肥陷入滯銷困境多年的原因，指出擺脫這一困境的技術途徑是要大幅度提高堆肥品質。而要實現這一目標，首先必須引進先進的堆肥翻堆技術，縮短腐熟時間，提高腐熟度；其次是應用氣流密度分選系統對粗堆肥進行精分選。
關鍵詞:城市生活垃圾;堆肥處理;密度分選;精制
1 我國堆肥工程存在的問題
隨著我國市政環境壓力的不斷增大，循環經濟政策已深入到市政決策理念中，城市生活垃圾綜合處理BOT工程數量猛增，其中有相當數量的生物堆肥工程。但是，這些大量的城市生活垃圾堆肥工程多是幾年前各地政府利用國債建設的，這些工程大多數只有2～5年的壽命，能夠持續運行的堆肥工程屈指可數，且堆肥的出路已成為嚴重的問題。
這些項目歸結起來有以下特點及問題：
（1）工藝技術大多為科研院所自主開發；
（2）設備多是自主應時開發，技術含量較低，系統集成較差；
（3）對設備運行工況理解不充分，致使設備腐蝕極其嚴重，使用壽命很短；
（4）堆肥品質很差。腐熟度低，有機質含量多低于20%，遠低于有機質含量>45%的有機肥標準。且堆肥中富含沙子、玻璃、塑料片等雜質，重金屬也超標；
（5）一些項目的工程配套資金不能到位，導致工程建設不完整。
農民在田間大量接受這些堆肥產品后，不僅肥效很低，而且其中含有的玻璃、塑料、沙子等雜質對耕作、土壤產生的負面影響日益明顯；同時由于綠色農業概念已深入人心，因而農民拒絕堆肥進入農田，致使堆肥銷路長期嚴重受阻，堆肥工程大批下馬。
由于現在的堆肥已不適宜用于農田，其出路只有用于綠化、植被恢復、土地復墾、沙漠化土地治理。
堆肥的另外一個問題是運輸距離限制。因為當距離超過一定限度時，運輸成本就會提高，加上運輸成本后的堆肥價格也就超出了堆肥的價值，用戶難以接受。
也就是說，如果花費很大力氣做的堆肥工程的終端產品只是粗堆肥，而且部分僅僅是營養土，肥效不高，就失去了長距離運輸的價值。只有肥效大幅度提高，才能顯著提高堆肥產品的運輸價值。因此，解決堆肥附加運輸成本的問題，必須大幅度提高堆肥的品質，促進粗堆肥向精制化發展。
2 提高堆肥質量的技術
（1）翻堆技術
提高堆肥腐熟度的關鍵技術之一是機械翻堆技術。先進的堆肥生產機械，足以充分保障堆肥腐熟的均勻度。但國內目前尚沒有高級的翻堆機械。最近幾年，有幾種德國先進的翻堆機械技術與工藝被引入國內堆肥工程。比如斗輪翻堆機，翻堆高度達3.5m；側翻堆車，翻堆高度達3m；滾筒翻堆機，翻堆高度達2.7m。
（2）通風技術
提高堆肥腐熟度的另一個關鍵技術為堆肥通風供氧技術。進行強制通風和加強對堆肥不同腐熟階段的供氧量的調配，可提高堆肥的腐熟度。
（3）精制堆肥核心技術
解決熟化堆肥的品質就需要最大量地增加腐殖質含量。也就是要對粗堆肥加強分選，從粗堆肥中去掉沙石、塑料等影響堆肥質量的雜質。
3 堆肥氣流密度分選技術
3.1 原理
以糧食機械為基礎開發出來的粗堆肥氣流密度分選技術或稱比重風選技術，就是精制肥的核心技術。其原理是：由于沙石、塑料、有機肥三種物料具有顯著的比重差，混合物料均勻分布在一特制篩網上后，通過鼓風，借助傾斜瓦楞篩面的振動，使料層發生流化。沙石、玻璃比重大，傾向于下沉、爬坡；有機質居中上層，朝篩面下游方向移動，完成分離；塑料以及箔片上浮，隨風飄起，抽排出分選室后另外收集。
3.2 密度分選系統
影響密度分選效率的因素有：物料含水量、物料顆粒大小、腐熟度及布料、布風的均勻度與風速。
粗堆肥的含水量在30%～50%，物料顆粒大小在0～80mm之間。輸送過程中由于振動作用，含水量較高的物料容易結塊。
堆肥腐熟度高，塑料上的粘連物就少。
物料如在篩選網上分散的厚度不均勻，就不利于風吹流化；物料顆粒大小不均，差別過大，也不利于風吹流化。因此，必須配套篩分機、輸送機、布料機、收料機等與密度分選機組成一個系統，才能完成堆肥的精分選。
3.3 氣流密度分選技術的先進性
堆肥進行精分選，可以借助弛張篩或圓盤篩對硬物進行淘汰，也可以用振動篩加風吹等方法。國外的氣流密度分選技術是一個小型系統，由雙螺旋喂料機、鏈板輸送機、滾筒篩、布料機、密度分選機、風選機、旋風分離器、皮帶機、布袋除塵器等單元設備組成。其先進性集中在以下幾個方面：
（1）能夠處理濕度大的堆肥。目前國內堆肥工程引進的德國氣流密度分選技術已經達到能夠處理含水量為40%的粗堆肥的水平。曾有人為了能像糧食機械那樣分選堆肥，采用過粗堆肥干燥后風選的方法，但這種方法在能耗上十分不劃算；
（2）分級處理，用滾筒篩篩分分流；
（3）通過一定的雙螺旋喂料、特殊的鏈式輸送機實現等量輸送；
（4）采用特殊鏈板輸送機可防止物料板結成團；
（5）通過布料機實現均勻布料；
（6） 風載物收料效率高，并可避免造成新的污染。
4 氣流密度分選技術的應用與效果
目前國內僅在北京阿蘇衛生活垃圾堆肥工程、上海青浦堆肥工程上引進了兩條氣流密度分選線（尚在安裝之中）。該技術在歐美等發達國家應用較多，而且都有可依據的精制肥標準。應用氣流密度分選系統精制的堆肥品質遠遠高出國內傳統的粗堆肥（見下表）。氣流密度分選系統可將堆肥中的玻璃、沙石分選出來，并可將不易分選的藥片包裝一類的硬塑料箔片也分選出來，進入回收環節。
氣流密度分選精制堆肥與傳統粗堆肥的品質比較表 |
5 結語
（1）我國的城市生活垃圾堆肥工程已經歷了一個摸索階段，堆肥現在陷入了滯銷困境，原因在于堆肥品質低下。要擺脫這一困境必須大幅度提高堆肥品質，而要實現這一目標，首先必須引進先進的堆肥翻堆技術，提高堆肥的腐熟度；其次是應用氣流密度分選系統對粗堆肥進行精分選。目前引進的精制堆肥密度分選技術是先進、成熟的，國外應用實踐證明，其可大幅度提高堆肥品質。
（2）精制堆肥能顯著提高新植樹木的成活率、年成長率。因此堆肥可大大提高城市植被修復建設的速度。堆肥在北方還可用于荒漠化、退化草地的改良及土地復墾。
（3）即使憑借現代技術，使BOT堆肥工程真正生產出了高品質的精制堆肥，仍然需要政府、社會的關注，只有科學規劃堆肥的合理、長遠的出路，才能有助于城市生活垃圾綜合處理廠實現正常運轉。
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