进场垃圾的筛分特性试验研究及优化处理

２８　再生资源研究　２００６年第５期　进场垃圾的筛分特性试验研究及优化处理　罗　涛，廖利　（华中科技大学环境科学与工程学院，湖北武汉４３００７９）　

摘要：通过深入现场的调查、实验研究，对深圳老虎坑环境园的进场垃圾进行物理成分　及理化特性分析。测定了进场垃圾的容重、物理组成、含水率、发热值等基础数据，为废弃物的　减量化、无害化与资源化提供了依据。特别是通过垃圾的筛分实验，提出了８Ｏ　ｍｍ、６Ｏ　ｍｍ的筛　上物进垃圾焚烧厂的优化处理方案。　关键词：生活垃圾；理化特性；筛分特性　

随着深圳在２００３年进行第二次城市化，深　圳市成为首个无农村城市。宝安区的城市化建设　取得飞速发展，区城管办在距离松岗街道８　ｋｍ　处的塘下涌村建立了老虎坑环境园，采用卫生填　埋与焚烧发电的方式处理全区的生活垃圾及部　分工业垃圾。每天进场垃圾约３　２００　ｔ，其中填　埋２　４００　ｔ，焚烧８００　ｔ，基本实现了全区垃圾的无　害化处理。　１　进场垃圾的物理特性分析　１．１　样品的采集　对进场垃圾车，采用立体对角线布点法，在　等距离的３个点上采等量的垃圾约１００　ｋｇ，由于　进场垃圾车经常是工业垃圾、生活垃圾、商业垃　圾等混合装运，为了使样品更具有代表性，一般　按照估计的比例采取各种垃圾的混合样。然后用　四分法缩分２次至２５　ｋｇ左右，置于容器中运至　附近的分析场地。　１．２　进场垃圾的分拣　对采好的样品先进行容重测定，通过几十组容　重的测定，发现深圳市宝安区的垃圾容重在１　１０　２８０　ｋｇ／ｍ３之间变化，均值为１９５．０３　ｋｇ／ｍ　。垃圾　自然容重偏轻，表明垃圾中有机成分较多，无机成　分较少。　只有对城市垃圾的组分有了全面的认识，才　能对垃圾的处理及其对环境的影响作出正确的　分析与判断；分析垃圾的各项理化特性，首先也　需要详细地测定各个组分的含量。因此本实验对　采好的垃圾样品，按照厨房有机物、无机物、可回　

表１　宝安区进场垃圾物理成分分析　％　

作者简介：罗　涛（１９８１一），男，华中科技大学在读研究生，从事固体废弃物的处置与资源回收利用研究。　

维普资讯 http://www.cqvip.com ２００６年第５期　进场垃圾的筛分特性试验研究及优化处理　２９　收物分门别类进行分拣，统计结果见表１。　由表１可知，深圳市宝安区的垃圾中厨房有　机物占到４６．８６％，纸类占１４．８０％，塑料橡胶占　１４．１５％，比较典型地反映出我国发达城市的垃　圾产生成分［】］。但金属、玻璃含量偏少，主要是拾　荒者在垃圾进场前对这些可回收的金属、玻璃进　行了较全面的翻拣；其次在填埋现场，拾荒者再　次对垃圾进行翻拣。　１．３　垃圾含水率的测定及热值计算　将分拣后的垃圾分别取样１　０００～１　５００　ｋｇ，　用塑料袋将其密封。送回实验室后，迅速将其破　碎至粒径小于１５　ｍｍ的细块，分别充分搅拌，用　四分法缩分后取样，称其湿重，然后放人干燥箱　内，在（１０５±５）℃的条件下烘６～８　ｈ，冷却半小　时后称重，得到干重和各成分的干基百分含量，　由损失的水分计算出各成分的含水率和混合样　的含水率，再由各成分的干基高位热值，计算出　混合样的湿基高位热值和低位热值。表２给出了　实验后的平均数据。　

表２　垃圾的平均含水率及热值　

深圳宝安区的垃圾呈现出含水率高、热值高　的特点，垃圾热值与元素组成、物理成分存在一　定的关系　。　。由于深圳市民生活水平较高，垃圾　中塑料、纸类、纺织物含量较高，所以垃圾热值高　于我国大部分城市。　２　进场垃圾的筛分特性　２．１　垃圾的筛分实验　

从进场垃圾中随机取样１００　ｋｇ，经四分法缩　分至约２５　ｋｇ的样品，采用钢丝编制的方形网孔格　筛进行筛分，网孔尺寸分别为１００　ｍｍ×１１３０　ｍｍ，　８０　ｍｍ×８０　ｍｍ，６０　ｍｍ×６０　ｍｍ，４０　ｍｍ×４０　ｍｍ，　２５　ｍｍ×２５　ｍｍ，１２　ｍｍ×１２　ｍｍ。筛分后对其成分　进行分拣，测定其质量百分含量。实验的平均数　据见表３。　

表３　宝安进场垃圾筛分后构成成分分析　％　

由筛分实验数据可知，大于１００　ｍｍ的垃圾　中，塑料橡胶占３０．８５％、纸类占３０．９７％、纺织　物占２４．７３％；同样，使用８０　ｍｍ与６０　ｍｍ的格　筛筛分时，筛上物中塑料橡胶、纸类、纺织物占绝　大部分。相反，６０　ｍｍ以下孔径的格筛的筛下物　中厨房有机物、灰土占绝大部分。由此可见，垃圾　中的塑料橡胶、纸类、纺织物与厨房有机物、灰土　

的粒径存在显著差异Ｈ］。　２．２　筛分效率分析　通过筛分实验的测定及计算，分析了不同粒　径垃圾在垃圾总量中所占的平均质量百分比含　量；以及几种典型组分在不同粒径范围内分布的　百分比。具体数据见表４。　

维普资讯 http://www.cqvip.com ３０　再生资源研究　２００６年第５期　由于垃圾组分很复杂，如果对每个成分都进　行筛分效率、筛分纯度、回收效率计算，则比较烦　琐，而且实际意义不大。因为深圳的废旧物资回　收比较完善，拾荒者把垃圾中的回收价值较高的　物质基本上拣走，其中的金属、玻璃含量很少。因　此把热值较高的易燃物质归为一类（设为ｘ，包　括塑料橡胶、纸类、纺织物），把不易燃烧或不燃　烧的物质归为一类（设为Ｙ，包括厨房有机物和　灰土等），对其进行筛分效率计算。　简化后的垃圾由物料　和ｌ，两部分组成，　经过筛分后成为两部分物料，即筛上物和筛下　物。设进入格筛的垃圾为　＋ｙ０，由于垃圾物料　的每一部分还是　和ｌ，的混合物，分别用　、ｙｌ　和　：、ｙ１来表示。分选纯度分别用Ｐ（ｘ）和Ｐ（Ｙ）　表示：　

Ｐ（　）＝—　一×１００％　Ｘｌ。Ｙ１　

ｐ（ｙ）　焉×１００％　

筛分效率是筛分特性的另一主要参数，筛分　效率Ｅ（ｘ，Ｙ）用下式表示：　

＝Ｊ　一ｙｙ。２　Ｊ×１００％　

使用各种孔径格筛筛分的筛分纯度和筛分　效率见表５。由表５可知，１００　ｍｍ的筛上物易燃　物纯度达到了９２．９１％，８０　ｍｍ的筛上物为　９０．８８％，６０　ｍｍ的筛上物为８８．６０％。从易燃物　与不易燃物的筛分分离效率的角度，４０　ｍｍ的格　筛为最大值７１．４６％，６０　ｍｍ的也达到　７０．２４％　

表５　筛分纯度和筛分效率分析表　

２．３　筛上物热值分析　对１００　ｍｍ、８０　ｍｍ、６０　ｍｍ的筛上物分别进　行了含水率和热值的测定，数据见表６。由表６可　知，经过筛分后的筛上物含水率明显降低，热值　显著提高，８０　ｍｍ格筛的筛上物湿基低位热值达　到１０　３４３．５１　ｋＪ／ｋｇ。　表６　筛上物热值分析　筛孔孔径／ｎｌｎｌ　含水率／％　湿基高位热值／（Ｈ・ｋｇ　湿基低位热值（／ｌ（Ｊ・ｋｇ　１００　８０　６０　３９，６６　４０．２９　４２．４７　）１１　５６６．４８　１１　８３０．１０　１０　９６７，４８　）１０　０９８．３７　１０　３４３．５１　９　４７７．６７　筛上物由于主要是塑料橡胶、纸类和纺织　物，含水率达到６８％的植物较少，所以筛上物的　总含水率明显低于进场垃圾的总含水率。且塑料　橡胶等又是高热值有机物，因此筛上物的湿基低　位热值能超过１０　０００　ｋＪ／ｋｇ。　３　垃圾处理优化　深圳市宝安区的垃圾大部分是直接收运，只　有龙华镇建有垃圾中转站，而且全区没有建立垃　圾分选中心，因此各种垃圾都是直接进入填埋场　或焚烧厂。单一的填埋和焚烧各有其利弊，老虎　坑环境园的处理方式没有综合利用焚烧与填埋　的优势。根据实验结果，提出了根据垃圾的特性　进行优化分配、优化处理的方案：使用滚筒筛对　进场垃圾进行筛分，筛上物进焚烧厂，筛下物进　填埋场。　老虎坑焚烧厂采用的是倾斜往复阶梯炉排　焚烧炉，一期日处理量为８００　ｔ，二期日处理量达　

维普资讯 http://www.cqvip.com ２００６年第５期　进场垃圾的筛分特性试验研究及优化处理　３１　１　２００　ｔ。因此一期时采用孔径为８０　ｍｍ的滚筒　筛，其分选纯度为９０．８８％，分选效率为　５８．５４％；二期时采用孔径为６０　ｍｍ的滚筒筛，其　分选纯度为８８．６０％，分选效率为７０．２４％。该方　案的具体优点主要体现在以下几点：　（１）目前焚烧厂垃圾热值为６　４５０．８５　ｋＪ／ｋｇ，　年平均发热量８．２５×１０　ｋＷ・ｈ，若采用８０　ｍｍ的　筛上物进焚烧厂，则垃圾热值为１０　３４３．５　１　ｋＪ／ｋｇ，　年发电量可达１．３２×１０　ｋＷ・ｈ。　（２）通过筛分，无法焚烧的无机物主要成为　了筛上物，避免其大部分进入焚烧厂，减少了焚　烧灰渣的产生。目前焚烧厂每天产生的飞灰与灰　渣约２００　ｔ，采用筛上物进焚烧厂后，必将大幅度　减少飞灰与灰渣的产生量，预计为１００　ｔ左右。　（３）塑料橡胶、纺织物是难降解的有机物，同　时它们又是热值较高的物质，通过筛分后进入焚　烧厂能回收它们的热能，实现能源的有效回收利　用。　（４）由筛分实验可知：８０　ｍｍ、６０　ｍｍ筛上物　中金属几乎没有，因此焚烧后的飞灰与灰渣中重　金属含量会减少，从而降低了飞灰与灰渣的处理　难度。　４　结论　安区的垃圾中厨房有机物占到４６．８６％，纸类占　１４．８０％，塑料橡胶１４．１５％，但玻璃、金属基本　上被回收，含量较少，垃圾的含水率较高，平均达　到５０．４４％，湿基低位热值６　４５０．８５　ｋＪ／ｋｇ。对垃　圾进行了一系列的筛分实验，发现筛分能有效地　将易燃物与非易燃物分开，提出了筛上物进焚烧　厂筛下物进填埋场的优化处理方案，提高了筛上　物的热值，且其含水率为４０％左右，显著提高了　单位垃圾的发电量；避免了难降解物质进入填埋　场，加快了垃圾填埋场的稳定。此外，为了防止含　氯塑料进入焚烧厂后产生二恶英，应该设置人工　分拣。在回收物质偏低的情况下，采取简单的筛　分工艺对垃圾处理进行优化配置，是现阶段一种　可行、经济、提高环境效益的处理方案。　

参考文献：　［１】刘跃勇．北京市生活垃圾成分及物理特性分析…．北　方交通大学学报，２００２，２６（４）：５０．　［２】刘慧君．城市生活垃圾热值估算方法［Ｊ】．环境卫生工　程，１９９９，７（３）：１００～１０６．　［３】李晓东．中国部分城市生活垃圾热值的分析［Ｊ】．中国　环境科学，２００１，２１（２）：１５６～１６０．　［４】廖利．深圳盐田垃圾场处置工程方案［Ｊ】．环境卫生　工程，２００１，９（４）：１６７～１６９．　通过现场垃圾特性分析实验可知：深圳市宝　（收稿日期：２００６—０５—１２）　

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