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城市生活垃圾的综合利用关系到我国经济的可持续发展,处理城市生活垃圾的最好方法是无害化综合处理技术,首先将生活垃圾进行分选,将塑料、废纸、金属等可回收物回收利用,无机物填埋,从而达到无害化和资源化的目的。从资源循环利用的角度来看,作为一种丰富的再生资源,城市生活垃圾中有许多物质均可再生或重复利用,然而,由于生活垃圾中不同组分的分选特性差别较大,加大了垃圾分选的难度,更增加了城市垃圾综合处理系统的处理负担。因此,分析城市生活垃圾的筛分特性是提高垃圾再利用效率、改进综合处理工艺的关键之一。淮安市已建成苏北最大平原型生活垃圾填埋场——王元生活垃圾卫生填埋场,已基本实现生活垃圾的无害化处理,处置方式以卫生填埋为主。笔者以江苏淮安王元生活垃圾卫生填埋场的生活垃圾为研究对象,对生活垃圾的筛分特性进行研究,为制定适合淮安市的城市生活垃圾分选处理工艺提供依据。
1材料与方法
1.1材料
淮安市王元生活垃圾卫生填埋场的生活垃圾。
1.2方法
用孔径为120mm的手动筛对生活垃圾进行筛分,对筛上物进行称重,并用人工手选的方式对其进行分类;再用孔径为40mm的手动筛对筛下物进行筛分,然后再对筛上物进行称重、分类;接着用孔径为8mm的手动筛对剩下的生活垃圾进行筛分,再对筛上物进行称重、分类,最后对于小于8mm孔径的生活垃圾直接进行称重并记录相关数据。按照CJ/T3039-1995城市生活垃圾采样和物理分析方法进行采样及筛分产物物理特性的分析。
2结果与分析
2.1淮安市生活垃圾筛分特性分析
按照CJ/T3039-1995城市生活垃圾采样和物理分析方法对淮安市生活垃圾进行采样分析,分析结果见表1、2。
表1淮安市生活垃圾筛分组成
由表1可知,淮安市生活垃圾粒径范围为8~40mm的生活垃圾含量最多,然后依次为40~120mm、<8mm,>120mm的垃圾含量最少。粒径<8mm的垃圾多为一些砂子、煤渣、灰土等,除含有极少量碎玻璃、金属和一些树叶瓜子壳外,没有太多资源化利用价值,因此对于淮安市城市垃圾资源化利用主要考虑>8mm粒径范围的物质。
表2不同筛分粒径范围的组分及百分含量%
由表2可知,粒径>120mm范围内的生活垃圾中主要物质为塑胶类,其次为纸类、纤维类,这3类物质的质量总和占总物质量的90%以上。这部分垃圾总量比较少,但资源化利用价值较大,垃圾中的各个组分比较洁净且容易分离,可以考虑用人工手选的方法将其中的塑胶、玻璃、纸类、破衣服之类的纤维类物品分离出来,考虑到夏天西瓜皮之类的有机物质较多,可以将有用的资源分离出来,剩下的这些有机物采用生物法进行处理。
粒径在4~120mm范围内的生活垃圾组分的含量较高,包含的组分种类较多,成分较为复杂,其中厨余类有机物的组分含量最高,塑胶类的含量次之,主要为塑料袋及小型塑料食品包装袋、一次性泡沫饭盒碎片,无机物的含量也相对较高,主要为一些煤球、石块、旧的陶瓷、碗等碎片、建筑材料等。这一粒径范围内的一部分纸类被浸泡、包团现象较为严重,有的与有机物、特别是有机物中厨余物质共生,从技术和经济角度考虑,其资源化回收利用价值较低。此粒径中的纤维类主要包括树叶、碎布、木块、碎稻草、竹签等。同时,此粒径范围的垃圾中也含有一定量的玻璃,多为瓶类、杯子碎片,金属类主要为饮料易拉罐瓶等,两者的含量都不高。
粒径在8~40mm范围的生活垃圾组分也相对较复杂,厨余类有机物含量比较高,约占40%。塑胶的含量相比前几类粒径范围的要低很多,主要为小的食品包装袋、糖果塑料袋,或碎的食品包装袋碎片、包装带、塑料瓶盖、一次性饭盒碎片等。纸类的含量相对来说比塑料高,但其浸泡且与有机物伴生现象比40~120mm中的纸类还要严重,多为小块的卫生纸、面纸纸团等,因而资源化利用价值也相当低。此粒径范围垃圾中的金属、玻璃含量也较低,主要为一些碎玻璃瓶片和瓶盖、螺丝、金属小零件等。这部分垃圾混合物中有许多煤块、石块、陶瓷、碗碎片,所以无机物含量相对比较多。2.2淮安市不同筛分粒径的生活垃圾含水率
城市生活垃圾的含水率与垃圾的成分、当地的气候、垃圾的收运方式有关,垃圾含水率的大小直接影响其处理工艺,如垃圾含水率超过了50%时,低位热值降低,燃烧性能变坏,就不利于焚烧,也不利于填埋压实。
由表3可知,经过筛分后,粒径为8~120mm的垃圾含水率较高,超过了50%,可能这2部分中的厨余类和浸泡成团的纸类较多是造成这一现象的主要原因。粒径>120mm的垃圾组分,含水率是最低的,在分选出来以后,若进行焚烧处理是一种比较可行的方式,但是这样对资源将造成比较大的浪费;粒径<8mm的组分,多为无机物,含水率也很低,适合进行填埋处理。
表3不同筛分粒径的垃圾样品的含水率
2.3淮安市不同筛分粒径的生活垃圾灰分与热值
由表4可见,粒径大于120mm的垃圾中由于塑胶、纸类等物质的含量高,而且这些物质的燃烧性能较好,所以可燃物含量高,相反,<8mm的垃圾中由于无机物比较多,不易燃烧,所以灰分就比较高。40~120mm粒径范围的垃圾的灰分相对比8~40~的少,这也是和这2个粒径范围垃圾的组分含量相一致的:40~120mm粒径范围的垃圾塑胶纸类比较多,能够比较好的燃烧,灰分少;而8~40mm粒径范围的垃圾厨余有机物和无机物占很大部分,而塑胶、纸类比较少,所以灰分比较多。
表4不同筛分粒径的垃圾样品的灰分
由表5可见,粒径>120mm的垃圾由于含水率低,可燃物含量高,所以整体的热值高;粒径在40~120mm的垃圾,由于这部分当中的厨余类物质比较多,且含水率相对较高,所以热值显著降低;粒径在8~40mm的垃圾,这部分不仅厨余类物质和无机类物质多,而且有许多纸类物质比较湿,含水率高,所以这部分垃圾的热值比较低;粒径<8mm的垃圾由于主要为无机物,比较适合用于填埋。
表5不同筛分粒径的垃圾样品的热值
3结论
(1)采用孔径分别为120,40和8~的手动筛对淮安市城市生活垃圾进行筛分试验,厨余类有机物几乎全部在8~120mm粒径范围内,而大部分无机物的粒径都在小于8mm的范围里。
(2)粒径大于120mm的混合垃圾,占总体的比例较少,总量少,且比较洁净,主要组成为塑胶类、纸类、纤维类物质及玻璃,含水率不高,所以灰分比较少,热值比较高,资源化利用的价值高。
(3)粒径40~120mm的混合垃圾,总量较多,组分也比较复杂,厨余类有机物质、塑胶、玻璃、纸类、纤维类、无机物类都占了一定的比例,但是以厨余类物质居多,由于这部分垃圾组成比较复杂,在进行分选系统设计时,如何将这部分垃圾中的资源有效地分离出来就成了一个必须重点考虑的问题。
(4)粒径8~40mm的混合垃圾,其总量最多,组分也很复杂而且更加琐碎,除了厨余类物质和无机物外,纸类是含量比较高的组分,这部分垃圾总体含水率比较高,灰分比较大,热值低,所以对于这部分的垃圾分选,可以考虑将这部分垃圾进行堆肥处理或者是填埋。
(5)粒径<8mm的混合垃圾,根据其含水率低、灰分高、热值低的特性,填埋处理是比较理想的选择。
参考文献略