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农村厨余堆肥可行性及餐厨垃圾预处理技术

2020-09-28 13:35:30
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  (一)、农村厨余就地堆肥处理可行性分析

  据统计,2017年我国农村人口为57661万人,平均产生生活垃圾量为0.6kg/人·d,按平均量计算,我国农村每年平均产生生活垃圾34597万t。农村垃圾的主要种类有厨余垃圾、禽畜粪便、塑料袋、建筑垃圾等,其中家庭剩饭剩菜,烂蔬果等可用于堆肥发酵的有机垃圾,占生活垃圾总量50%左右,即可堆肥的有机垃圾达到17300万t。基于农村生活垃圾基础设施以及收运体系正在逐步完善,保守估计70%的农村厨余垃圾能够就地进行堆肥处理,这样每年将减少农村厨余垃圾12000万t,不仅减少了生活垃圾的出村量,节约了运输成本以及后序的处理成本,同时也节约了购买有机肥的开支。

  1、鼓励农村生活垃圾就地资源化

  为较大限度减少污染,减少垃圾的处理费用,便于厨余垃圾处理分体机的减量化、无害化、资源化,到2020年,实现农村人居环境明显改变,村庄环境基本干净整洁有序,村民环境与健康意识普遍增强,基本实现农村生活垃圾处置体系全覆盖,建立健全符合农村实际、方式多样的生活垃圾收运处置体系,有条件的地区要推行适合农村特点的垃圾就地分类和资源化利用;各地方也出台关于生活垃圾分类的相关政策以及相关生活垃圾收集管理工作指引,如广东省的《广东省农村生活垃圾分类处理指引》。

  2、厨余垃圾有机成分高

  厨余垃圾主要成分包括食物的边角料,废弃食物以及瓜果皮等,大部分由淀粉、纤维素、蛋白质、脂类和无机盐组成,包含有机肥所需要的有机质以及氮磷钾等元素’3。同时农村各种好氧堆肥所需要的辅料资源丰富,如秸秆、禽畜粪便等,可用于调节厨余堆肥过程中的碳氮比以及水分,避免了农村秸秆焚烧、禽畜粪便的乱排放带来的环境污染。

  3、厨余好氧堆肥技术成熟

  厨余堆肥技术研究和应用已非常广泛,农村厨余就地处理,产出有机肥的品质关键在于前端生活垃圾的分类。推广过程中,通过村民源头分类,投放监管,保洁员二次分拣等环节,避免厨余垃圾掺杂其他生活垃圾,从而把控后端产出有机肥的品质。后端设计合适的设备堆肥工艺以及好氧堆肥技术,以及加入良好的好氧发酵菌种,营造优良的微生物繁殖环境,缩短厨余堆肥的发酵周期。

  4、足够的消纳有机肥空间

  农村地区大多拥有农田,种植基地,这为厨余就地堆肥处理后产出的有机肥提供了足够的消纳空间,把厨余垃圾、有机废弃物经过好氧堆肥处理,加工成有机肥,施回农田、种植基地,改变了土壤肥力,提高了农作物产量,增加了农民的利润空间。

  (二)、餐厨垃圾预处理技术

  目前,国内餐厨垃圾主要以生物技术处理为主,在生物技术厌氧消化过程中,发酵底物的理化性质对发酵效率、发酵时间、产沼气质量等有较大的影响。而餐厨垃圾含有一定量的杂质,为了满足后续生物技术处理工艺的生产要求,应根据餐厨垃圾成分采用适合的餐饮垃圾处理设备对其进行预处理去除杂质。现有预处理技术主要有预分选和生化预处理等措施。

  垃圾的分选是指根据物质的密度、粒度、磁性、弹性、光电性、摩擦性以及表面润湿性的差异,采用相应的手段将其分离的过程。针对餐饮垃圾和厨余垃圾进行预分选,其目的是厨余垃圾处理机将垃圾中的塑料袋、木块、玻璃和金属等不可降解物或对后续处理工艺产生不良影响的物质预先分离出来。

  1、破袋

  破袋的主要作用是将袋装的厨余垃圾破碎,使垃圾散落出来,便于后续的分选处理,同时对尺寸较大的餐厨垃圾进行破碎。其具体工作过程是:垃圾由带式输送机输送进入破袋筛分机内,在旋转筛筒刮板和螺旋刮板差动转动下对物料进行剪切,同样在刮板作用下对塑料、编织袋等软性物料进行撕裂。

  2、人工分选

  人工分选是利用人力把尺寸较大的皮革、织物和无机废物从垃圾中挑选出来,以防止进入后续分选设备,造成堵塞、缠绕现象的发生。人工分选的位置一般集中在垃圾输送带两旁,可对一些无需进一步加工即可回用的物品进行直接回收,同时还可消除可能对后续处理系统产生事故的固体废物。对于餐厨垃圾来说,需要人工分选出来的物品主要是塑料瓶、酒瓶、易拉罐、抹布等易与塑料袋分离的物品。

  3、滚筒筛分

  滚筒筛是利用作回转运动的筒形筛体将固体废物按粒度进行分级,其筛面一般为编织网或打孔薄板,工作时筒形筛体倾斜安装。进入滚筒筛内的固体废物随筛体的转动作螺旋状的翻动,且向出料口方向移动,在重力作用下,粒度小于筛孔的固体废物透过筛孔而被筛下,大于筛孔的固体废物则在筛体底端排出。滚筒筛能将砂石等粘附在瓜果皮壳、塑料和包装物中的细小杂质去除。

  4、弹跳分选

  弹跳分选是根据垃圾中各组分摩擦和碰撞系数的差异,在斜面上运动或与斜面碰撞弹跳时产生不同的运动速度和弹跳轨迹而实现组分分离的一种处理方法。弹跳分选机主要是利用垃圾的粒径大小与密度差别对垃圾进行分选处理,通过调整筛板倾斜角度、孔径以及主轴的转速以适应不同成分的物料分选。可将生活垃圾分为筛上轻质物、筛上重质物和筛下物3个部分。

  5、风力分选

  风力分选是以空气为分选介质的一种垃圾分选方式,其作用是将轻物料从较重物料中分离出来。风选的原理是气流将较轻的物料向上带走或从水平方向带向较远的地方,而重物料则由于上升气流不能支承而沉降,或由于惯性在水平方向抛出较近的距离。由于气流的作用,风力分选容易带走物料表面的水分,有利于物料烘干。

  6、红外分选

  在餐厨垃圾分离出的硬质无机物中含有一定数量的碎玻璃,可通过红外鉴别分选的工艺回收。该工艺技术是一种利用物质表面光反射特性的不同而分离物料的方法。在红外分选机内,扫描系统对每块进入的物料进行鉴别,并通过分配器将玻璃分出。

  7、破碎

  物理破碎作为预处理步骤,目的是减小餐厨垃圾的粒径,方便后续处理。餐厨垃圾破碎的粒径可根据后续处理工艺的不同有所不同,如采用湿法厌氧消化,则需将餐厨垃圾破碎至较小粒径,以利于提高物料的流动性。如采用干式厌氧工艺或者好氧生物处理工艺,则无需将餐厨垃圾破碎至太小粒径,以节省运行费用。


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