生活垃圾机械－生物预处理工艺优化

以宜昌市垃圾综合处理场为例，分析了通风量和水分对生物预处理的影响，进而优化生物预处理的实际应用工艺。实验结果表明：通风量与水分对预处理过程中堆体温度、pH、堆高变化影响明显，对挥发分变化影响不明显。选取每30min风机送风8min的通风方式，处理之前调整垃圾水分在40%～50%之间，可以取得较好的预处理效果。

　　堆肥化技术是目前国内外城市垃圾无害化处理的三大基本技术之一，但是在我国的应用目前还存在较多问题[1-2]。郑州、大庆、合肥、扬州等城市已建成的不同规模和类型的几十个垃圾堆肥厂大多数已关闭，或不能正常连续处理垃圾[1]。
　　而堆肥化技术作为垃圾预处理方式则在国内外得到了广泛认可。Lornage等人介绍了一种低成本的好氧生物预处理技术，经过25周的好氧处理，干物质减少37%，进入填埋场的垃圾能减量28%[3]。Mahar等人报道了一种经济的堆体自然通风生物预处理方法，经过22周的预处理后，混合垃圾中的有机物、水分、生物产甲烷量都有明显减少[4]。处理时间长是生物预处理技术在我国难以推广的主要原因之一，我国城市生活垃圾产生量大，而填埋场地本来就有限，很难找到大量的土地用于长期的生物预处理。
　　如何利用已建成的垃圾堆肥厂作为垃圾预处理设施，并发展适合我国生活垃圾特点的低成本机械－生物预处理技术成为重要的研究课题。本文研究了时间、通风和水分对生物预处理的影响，以优化生物预处理的实际应用工艺。现场工艺实验在湖北省宜昌市垃圾综合处理场进行。
1材料和方法
1.1实验设施与材料
　　预处理现场实验在堆肥场一级发酵仓进行，发酵仓结构见图1。发酵仓尺寸为：16m×6m×6m，为钢筋混凝土结构，发酵仓底部按面积均匀安装有16排通风孔，均为钢板结构，具有较强的承重能力。仓顶开有4个进料口，每个进料口尺寸为4m×2.5m，用铁制骨架双层塑料板覆盖，发酵仓额定设计装料200t。进料时，从1号～4号进料口进料。进料完毕后，再用覆盖板将进料口水封，开始堆肥预处理过程。生活垃圾是从宜昌市中心城区混合收集来的，未经分选和破碎。每个发酵仓堆置约150t的生活垃圾，堆体高度最初4～5m。堆置之后就进行强制通风堆肥化。每个发酵仓有单独的通风系统，从底部向上通风，风机的通风量是3166m3/h，功率11kW。
1.2实验条件
　　由于发酵仓送风系统无法单独控制，无法设置不通风不加水的对照仓，为了比较通风和水分对预处理过程的影响，通过改变水分与通风量研究工艺的优化，一共设置了4组实验，每组有两个平行发酵仓同时进行，实验条件如表1所示。