校园生活垃圾分类及理化特性分析

第ｌ２卷第４期　重庆科技学院学报（自然科学版）　２０１０年８月　校园生活垃圾分类及理化特性分析　陈　楠　陈　凯　胡　亮　史媛媛　邱会东　（重庆科技学院，重庆４０１３３１）　

摘　要：对校园生活垃圾的物理组成、基本燃烧特性、元素分析及热值等试验结果进行分析　结果表明，校同生活垃　圾中可燃物含量平均高达８０％以上，垃圾样品中总水分占４２．８５％，可燃物总灰分占２１．７７％，湿基低位发热量　为６　８２３Ｊｋｇ，热值较高，适合于燃烧发电。　关键词：生活垃圾；垃圾分类；理化特性；热值　中图分类号：Ｘ７０５　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７３—１９８０（２０ｌ０）０４—００９１—０３　

在城市的发展中，生活垃圾影响严重，垃圾的处　理仍然是个难题。目前世界能源危机日渐突出．而　垃圾作为“放错了地方的资源”，可以资源化而有效　利用。　垃圾处理方法很多，差异很大。目前，已有不少　的技术方法在各国研究成功并应用，如填埋法、堆肥　法、焚烧法、蚯蚓床法、热解法等。其中填埋法、焚烧　法、堆肥法是最基本的方法。焚烧法具有显著的减　量化、处理快速、消灭病原菌等特点。从目前世界上　发展的趋势来看，在控制好燃烧过程中排出的硫氧　化物、氮氧化物、二恶英等污染物的前提条件下．垃　圾焚烧法具有广阔的发展前景，是垃圾处理的必然　发展趋势。　本文通过对校园生活垃圾的物理组成、基本燃　烧特性、元素成分分析和发热量测试分析，为重庆垃　圾发电研究院对生活垃圾焚烧处理提供基础数据。　１　实验部分　１．１主要仪器设备　全自动量热仪（上海欧瑞仪器设备有限公司）、　有机元素分析仪（意大利欧维特）、全自动工业分析　仪（长沙　德实业公司）、粉碎机（青岛嘉和机械厂）、　烘箱（重庆银河仪器设备厂）。　１．２垃圾样品来源　．　实验所用生活垃圾来自校园垃圾．主要来源于　学生公寓、食堂、道路两旁垃圾箱、实验室、行政楼、　图书馆、教学楼、建筑工地。　１．３实验方法　用磅秤称量法称取质量，烘干法测含水率．参照　煤炭工业分析方法…进行分析，有机元素分析使用　有机元素分析仪一热导检测器法，用全自动量热　仪一氧弹燃烧法测试热值。　

２　结果分析　２．１　试样的选取及制备　从垃圾中转站均匀选取混合垃圾ｌＯｋｇ左右。用　四分法缩分出３桶，分别称取质量，计算出平均值；　然后将这３桶垃圾充分混合均匀用四分法缩分出１　桶ｆ约２５ｋｇ）进行物理分类；余物过筛，筛下为灰土，　筛上为混合垃圾．称取各成分的质量，计算出各物理　成分的质量百分率，然后将各成分按比例取出，制成　混合垃圾。　将混合垃圾分成３份。分别测定水分，并计算平　均值，将测定水分的干样充分混合后用粉碎机进行　粉碎，并置于烘箱内烘干４ｈ左右。烘干后，每个试样　用粉碎机粉碎，取一部分试样用于工业分析测定，一　部分试样用来测定热值、元素分析项目。试样分析与　制备程序如图１所示。　２－２校园垃圾物理组成及分类　按不同成分、属性及燃烧性，将校园垃圾分为可　燃组分与不可燃组分两大类，可燃组分又分为生活　垃圾、塑胶类、纸类、纺织类、植物（草、木、竹）类、皮　

收稿日期：２０１０—０１—０７　基金项目：重庆科技学院第四届大学生科技创新项目（２００９０４３３）　作者简介：陈楠（１９８８一），男，重庆科技学院化学化工学院应用化学专业２００６级学生。　

·９１·　陈楠，陈凯，胡亮，史媛媛，邱会东：校园生活垃圾分类及理化特性分析　革类，不可燃组分分为金属类、玻璃、陶瓷类、砂土、　煤灰类，其组成及各组分所占比例见表１。　图１　试样的制备与分析程序　表１垃圾组分比例　％　玻璃、　砂土、煤　生活垃圾皮革类塑胶类纸类纺织类草、术、竹类金属类　陶瓷类　灰类　５ｌ　２２　ｎ４７　Ｊ８４９】ｌ＿８８　２．】ｌ　２．３校园垃圾水分、灰分测定　２．３．１水分测定　取重庆市各城区的垃圾，剔除不燃物（如可能夹　杂的石块、玻璃等）后，按照不同类别将可燃物垃圾　样品于１００＋５ｏＣ烘箱中烘干３ｈ。取出冷却至室温后　称重，数据见表２。根据组分权重（Ｗ　）计算：　垃圾整体含水估计值　）＝生活垃圾　）×　％＋　塑胶类（％）×　２％＋纸类（％）×　３％＋纺织类（％）×　４％＋　草木类（％）×　５％＋皮革类ｘＷ６％＋不燃物（％）×　７％。　表２校园各类垃圾水分含量　％　生活垃圾塑胶类皮革类纸类纺织类草、木、竹类　不可燃　垃圾总　物水分　水分　生活垃圾在焚烧时，由于水分的存在会降低生　活垃圾的低位热值，增加垃圾处理的难度。水的比　热大．烟气中大量水分不仅降低了烟气的温度，而且　改变了烟气和受热面之间的传热特性，使得锅炉运　行效率降低，故生活垃圾中的水分含量是影响垃圾　焚烧的重要因素之一。垃圾的含水量直接影响到其　容重、发热值等。含水量越高．垃圾能源的可利用性　越低。　根据小组调查的数据，校园生活垃圾主要来源　于学生公寓、办公室、教学楼，总体上含水量较低，但　食堂的餐厨垃圾含水量较高。处理垃圾往往是将两　种垃圾未加分类就混合在一起进行处理，导致总体　·９２·　含水量偏高。为提高垃圾焚烧发电的效率，垃圾分类　势在必行。　２．３．２校园垃圾灰分的测定　将样品先在电炉上进行低温炭化处理，移人已　升至５００ｏＣ的马福炉，升到８００ｏＣ时开始计时，灼烧　３ｈ取出，稍冷放人干燥器冷却至室温，称量。数据见　表３。　表３校园各类垃圾灰分含量　％　生活垃圾　塑胶类　纸类　纺织类　草　水、竹类　皮革类　总灰分　１１　７７　２０５　４　７９　０　６６　２．０６　０．４２　２１．７７　

从表３中可以看出．生活垃圾的灰分含量较高，　达到了１　１．７７％。占了总灰分的一半左右。而其他各　组分的灰分含量相对较低。同时灰分是垃圾焚烧后　残留下的主要成分，含有金属或非金属的化合物，其　中包含Ｐｂ、Ｈｇ、Ｃｄ等重金属元素。若对垃圾焚烧后　的残渣不做合理的处理，其含有的重金属元素会对　存放地的土壤、地下水造成污染。　２．３．３元素分析　分别取不同组分烘干后将垃圾样品细碎．用意　大利欧维特ＥＡ一３０００元素分析仪测定其元素含量。　实验数据见表４。　表４垃圾样品元素分析　％　

表４的数据表明，塑胶类的Ｃ、Ｈ含量较高，分　别为８０．０１７％、８．１５６％，其次是皮革、纤维和草木类。　Ｃ、Ｈ元素的含量与垃圾焚烧时的热值有关，垃圾中　Ｃ、Ｈ元素的含量越高，则其燃烧时的热值越高，即　塑胶的热值为最高．这一点可在热值测定的数据中　体现出来。　塑胶的高热值有利于提高垃圾焚烧发电的效　率，但其中Ｃｌ元素的高含量不容忽视。在对氯乙烯　等含氯塑料的焚烧过程中，焚烧温度低于８００￣Ｃ，含　氯垃圾不完全燃烧，极易生成二嗯英。排放到大气环　境中的二嗯英可以吸附在颗粒物上，沉降到水体和　土壤．然后通过食物链的富集作用进入人体，对发电　陈楠，陈凯，胡亮，史媛媛，邱会东：校园生活垃圾分类及理化特性分析　厂附近居民的身体健康造成严重威胁。因此，必须　对垃圾焚烧后产生的废气进行严格的治理，使其中　二嗯英的排放量达到国家排放标准．以减少对环境　的污染　２．３．４热值测定　将烘干细碎的垃圾样品用ｗｅｌｌ一８０００自动量热　仪测定各组分干基热值，实验数据见表５。　表５垃圾可燃物的干基高位热值　Ｊｉｇ　

根据元素分析数据计算，湿基高位发热量Ｈ　＝　干基热值ｘ（１一ｍ水分％），湿基低位发热量Ｈ　＝　Ｈ一　２５ｘ（９￣ｍＨ％＋ｍ水分）。其中，湿基高位发热量为８　３２９ｆｆｇ，　湿基低位发热量为６　８２３Ｊ／ｇ，干基高位发热量为　１４　５７１　Ｊ／ｇ。　从表５巾可以看出，纺织类、皮革及塑胶的发　热量较高，都达到了１５　０００Ｊ／ｇ以上。而生活垃圾的　发热值相对较低。如果在垃圾焚烧前进行合适的分　类，对热值较高的垃圾进行焚烧，可提高热值的转　化率　

３　结　论　校园生活垃圾中的绝大部分是可燃物．同时由　于重庆地区冬季雨水较多．导致生活垃圾秋冬季的　含水量高于春夏季的含水量。可燃物热值较高，适合　于燃烧发电。为了充分循环利用资源，分类处理后的　生活垃圾有３０％～４Ｏ％是可以利用的资源．具有较高　的经济价值。每回收１ｔ废纸可造纸０．８５ｔ，节省木材　３００ｋｇ，比等量生产减少污染７４％：每回收１ｔ废钢铁　可炼钢０．９ｔ，比利用矿石冶炼节约成本４７％．减少污　染７５％，减少水污染和固体废物９７％：回收食品废　物等有机垃圾１ｔ，可生产０．６ｔ有机肥，也可生产垃　圾燃料，作为发电、供热燃料。　

参考文献　［１］王海涛．我国城市生活垃圾综合处理探讨ｆＪ１．河北师范大　学学报（自然科学版），２００２，２６（５）：５３１．　［２］李晓东，陆胜勇，徐旭，等．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．　［３］赵由才．实用环境工程手册：固体废物污染控制与资源化　［Ｍ］．北京：化学工业出版社，２００２．　【４】张小康．工业分析【Ｍ］．北京：化学工业出版社，２００５．　

Ｐｈｙｓｉｃａｌ　ａｎｄ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｆｅａｔｕｒｅｓ　Ａｎａｌｙｓｉｓ　ａｎｄ　Ｄｏｍｅｓｔｉｃ　Ｗａｓｔｅ　Ｓｏｒｔｉｎｇ　ｉｎ　Ｃａｍｐｕｓ　ＣＨＥＮ　Ｎａｎ　ＣＨＥＮ　Ｋａｉ　ＨＵ　Ｌｉａｎｇ　ＳＨＩ　Ｙｕａｎ－ｙｕａｎ　ＱＩＵ　Ｈｕｉ－ｄｏｎｇ　（Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ　４０　１　３３　１）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂｙ　ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｎｇ　ｔｈｅ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ，ａｎａｌｙｚｉｎｇ　ｔｈｅ　ｂａｓｉｃ　ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ，ｃｏｎｔｅｎｔ　ｏｆ　ｅｌｅｍｅｎｔｓ　ａｎｄ　ｃａｌｏｒｉｆｉｃ　ｖａｌｕｅ，ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｏｆ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ　ｓｈｏｗ　ｔｈａｔ　ｍｏｓｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｄｏｍｅｓｔｉｃ　ｗａｓｔｅ　ｉｓ　ｃｏｍｂｕｓｔｉｂｌｅ；ｔｈｅ　ａｖｅｒａｇｅ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｏｆ　ｃｏｍｂｕｓｔｉｂｌｅ　ｉＳ　ａｂｏｖｅ　８０％．Ｔｈｅ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｏｆ　Ｍｏｉｓｔｕｒｅ　ｉＳ　４２．８５％．Ｔｈｅ　ａｓｈ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｉＳ　２　１．７７％．Ｔｈｅ　Ｌｏｗ　Ｃａｌｏｒｉｆｉｃ　Ｖａｌｕｅ　ｉｓ　６８２３ｋＪ／ｋｇ．Ｔｈｅ　ｃａｌｏｒｉｆｉｃ　ｖａｌｕｅ　ｏｆｔｈｅ　ｄｏｍｅｓｔｉｃ　ｗａｓｔｅ　ｉｓ　ｅｃｏｎｏｍｉｃａｌ　ｆｏｒ　ｈｅａｔ　ｐｏｗｅｒ　ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｄｏｍｅｓｔｉｃ　ｗａｓｔｅ；ｗａｓｔｅ　ｓｏｒｔｉｎｇ；ｐｈｙｓｉｃａｌ　ａｎｄ　ｃｈｅｍｉｃａｌ　ｆｅａｔｕｒｅ；ｃａｌｏｒｉｆｉｃ　ｖａｌｕｅ　

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