垃圾堆肥化处理工艺新技术简介
垃圾堆肥化处理是将城市生活垃圾中的可腐有机物通过发酵、腐熟制成堆肥(或叫腐殖土)的过程。垃圾堆肥化处理将垃圾中最具污染性的可腐有机物变废为宝，制成肥料，回归自然，实现了垃圾处理的良性循环。但是，堆肥化处理城市生活垃圾有着其不完全的局限性，即生活垃圾中的不可腐有机物还需焚烧或作其他处理、无机物还需填埋等等，因此，垃圾堆肥化处理需要采用综合处理的方式进行；堆肥化综合处理有堆肥结合填埋方式、堆肥结合焚烧和填埋两种方式；经济受限制的地区适合采用堆肥结合填埋的处理方式。
上世纪九十年代以来，我国先后建成了一大批垃圾堆肥厂；由于种种原因，许多堆肥厂要么早已关闭、设备闲置，要么时开时停、垃圾处理受堆肥销售的制约；堆肥厂普遍存在的问题有：厂区环境差，堆肥质量差、存在异地污染(砂化土壤和重金属污染)问题，致使销售不畅、堆肥产品积压，经济效益差等。导致垃圾堆肥厂面临困境有以下一些原因：
1、垃圾堆肥厂终端产品为粗堆肥，使用面不广，致使销售不畅；
2、垃圾进场后分选工序配置不当，堆肥中杂质多、有机质低，销售不畅；
3、进场垃圾分选不当，垃圾中的重金属不能可靠清除，致使堆肥中有些重金属(如铅、镉)超标，使用中受限制，产品积压；
4、垃圾发酵工序配置不当，有的发酵腐熟度不够、大量难分解的可腐有机物(如纤维素)被筛除，有的过度发酵、堆肥中有效养分大量逸失；
5、垃圾堆肥厂设备有的配置不当、不能保证正常生产或不能保证堆肥质量，有的过于繁琐、导致生产成本过高，有的没有堆肥精加工配置、终端产品(粗堆肥)使用面窄、销售不畅；
6、管理体制是关系垃圾堆肥厂能否长期正常运行的关键；本文仅就垃圾处理工艺和设备配置进行阐述，不在此对管理体制作分析。
一、垃圾分选处理工艺和设备配置
由于目前我国城市生活垃圾多为混装垃圾，因此，垃圾堆肥化处理前必须将垃圾进行分类处理；同时，垃圾分类也为回收、填埋、焚烧等其它处理方式创造了良好的条件。我们采用的垃圾分选工艺是在长期实践中不断改进、优化而形成一套完整的分选设备组合技术；既有简单可靠，投资省，运行费用低的特点，又在工艺中融入了科技含量高的配套设备，从而保证了垃圾分选时不断流、不堵塞、不缠绕，分类彻底。
垃圾分选工艺和配套设备如下：(生产线以200t/班处理规模为例、下同)
工艺配置：(进料～一次发酵)
行车/抓斗-组合式筛分匀料机-输送机-破袋/筛分一体化机-慢速皮带输送机-磁选/人工拣选/风选/电池分选-一次高温发酵
设备及工序配置：
⑴ 行车/抓斗：配置在垃圾储料坑上部，5t单梁行车、2m3电动(或液压)抓斗配套；
⑵ 组合式筛分匀料机：配置在垃圾储料坑底部，上部为双振幅格栅筛，满足抓斗投料，拦截长大物料；中部为料斗，料斗上端满足格栅筛下料，下端满足匀速给料机进料；下部为匀速给料机，作用是将间歇性投料转为均匀物流，满足下工序要求，并保证不堵塞、不缠绕；
⑶ 输送机：从匀速给料机向破袋/筛分一体化机进料，皮带输送机或板式输送机，由爬高高度和输送距离决定，条件允许时尽可能采用皮带输送机；
⑷ 破袋/筛分一体化机：为分选系统的关键设备，具有破袋(破袋率90%)、强制筛分(筛分率90%)、选择性软破碎(破碎率70%)功能，前段筛可以布置筛除灰土，尤其适合潮湿垃圾过筛；设计上保证运转时不卡死、不缠绕；
⑸ 皮带输送机/慢速皮带输送机：布置在破袋/筛分一体化机下面输出物料；为满足分拣需要，设计为两条慢速皮带输送机；若需筛分灰土，增加一台皮带输送机输出灰土。
⑹ 强磁除铁机：布置在筛下物慢速皮带输送机上，回收铁质；
⑺ 电控智能机械：布置在筛下物慢速皮带输送机上，是专门清除可堆肥物中电池类的高科技设备，电池清除率99%以上；
⑻ 涡流风选系统：根据需要配置在筛上物慢速皮带输送机上，回收轻薄塑料和纸张；(可以采用人工拣选替代)
⑼ 人工拣选：根据需要配置；在筛下物慢速皮带输送机上的配置是为清除可堆肥物中的不可腐物，在筛上物慢速皮带输送机上的配置是为回收塑料、玻璃、有色金属等。
二 堆肥发酵
混装垃圾经过分选工序后，回收物大部份得以回收；部份无机物(灰土、砖石)送去填埋；筛上的不可腐有机物(竹、木、织物、橡胶等)送去焚烧或作它用；筛下物进入堆肥发酵系统。本方案的堆肥发酵系统布置仓式一次高温好氧发酵，物料陆续进满仓后5-7天，每天从发酵仓顶部定量进料，底部定量出料送入水选、精加工、脱水等工序，再进入二次发酵堆垛后熟；
布置原理是：可腐有机垃圾送入发酵仓后很快升温，进入高温好氧发酵阶段(一次发酵)，5-7天后可基本达无害化；其中的易降解物(碳水化合物、脂肪类)被大量分解，只剩下部份较难分解及难分解的有机物(纤维素为主)和新形成的腐殖质，此时氧化分解产生的发热量减少，进入降温阶段(又称后熟阶段)。工艺布置此时将发酵物料从仓内推出，经水选后较难分解及难分解的有机物进入二次发酵堆垛後熟，易降解物经脱水等处理工序制成精细有机肥。由于这样布置，发酵仓无需布置好氧供风(每天的定量进出料保证了供氧)，节约运行费用；由于采用了湿式加工，出仓物料含水率不受限制。出仓物料首先进入水选工序，较大粒径的不可腐物被水选筛筛除，细小粒径的不可腐物(主要为泥、砂、金属细粒)经沉砂池或漩流塔沉淀排出送去填埋；难分解的可腐有机物经水选选出送去湿式精细加工工序磨碎，再经沉降脱水收集进入二次发酵；已浆化的易降解物溶入水中经沉降脱水收集直接进入二次发酵(水选和加工用水经沉降循环使用)；此时进入二次发酵的物料有机质含量高、粒径小(<0.8 mm)，难分解的可腐有机物(主要是纤维素类)经磨细后更易腐熟，发酵周期缩短，堆肥养分逸失少，质量好(有机质可达30%)。
工艺配置：(一次好氧发酵～二次堆垛後熟)
可腐物-仓顶定量布料-好氧发酵-定量出料-(水选-湿磨-脱水)-二次发酵后熟
工序及设备配置：
⑴ 过桥皮带输送机：将分选后的发酵物料输送到发酵仓顶部；
⑵ 进料皮带输送机及分(布)料机械：布置在发酵仓顶，由主皮带机和移动式分(布)料机械组成，将发酵物料均匀布入发酵仓内；
⑶ 出料螺旋：布置在发酵仓底部，由螺旋和行走驱动机械组成，将发酵物料输送出仓；
⑷ 输出皮带机：将发酵物料送入水选系统的设备，相对两仓共用一台；
⑸ 行车/抓斗：布置在二次发酵後熟车间，用于二次发酵堆垛、翻堆。
⑹ 发酵仓上部抽气系统：收集发酵臭气，两排仓共用一套
三 水选和精加工
本工艺布置在一次发酵和二次发酵之间，由水选系统、湿式加工系统、脱水系统组成。本工艺布置是经多年研究、开发出的最新设备组合技术；具有以下特点：
⑴ 水选工序先将一次发酵后垃圾中的大粒径不可腐物筛除，再利用沉淀或漩流将砂粒、碎玻璃、金属细粒去除；这样就简化了前分选，提高了肥料质量；水选分流还减少了破碎量，节约了能耗；
⑵ 湿式精加工增加了产肥率，减少了设备磨损，改变了车间粉尘飞扬的状况；还可以利用厂区生活污水和填埋场的(经处理后)渗滤液；
⑶ 本工艺合理布置在两次发酵之间，不仅缩短了发酵时间，节约了能耗，还在保证腐熟度的情况下，尽可能保存堆肥养分；
工序及设备配置：
⑴ 水选振动筛：利用水流在冲洗发酵物料时振动筛分的设备；配有相应的污水泵、污泥泵等。
⑵ 输出皮带机：将水选筛分后的物料输出的设备，共两台；一台输出筛上物，一台将筛中物输出
送往湿式磨机精加工。
⑶ 湿式磨机：将水选工序送来的筛中物料磨碎的设备，另配有振动筛将磨机排出料中的大粒径物料去除，磨机选用中间排料的湿式磨机。
⑷ 压榨脱水机：将污泥泵送来的泥浆压榨脱水的设备，目前考虑连续式转鼓式压榨脱水机。
⑸ 输送机：将磨机出料后的筛上物和脱水污泥分别送往废料收集点和後熟车间的设备，共两台，一般选用螺旋输送机。
四 应用范围和经济效益
本文推出的垃圾堆肥化处理工艺方案，技术路线如下：
进场垃圾-分选-一次发酵-水选-湿磨-脱水-发酵後熟-销售、使用
该方案尤其适用于降水充沛、水系发达、土地资源相对紧缺的城市。垃圾堆肥厂采用本方案建成投产后生产的优质有机肥没有污染，适用于各类田土，可提高水果、蔬菜等经济作物的品质，对农作物有明显的增产效果；同时增加了土壤的有机质，使土壤疏松，改善土地结构，提高了化肥利用率，对当地生态农业的发展具有十分重要的促进作用。
采用本方案建成的200T/天处理规模垃圾堆肥厂总投资约为1000万元，其中设备投资约450万元，土建投资约450 万元，其它费用约100万元。堆肥厂年处理生活垃圾7.3万吨，垃圾减量50%填埋(填埋垃圾有机质含量<5%)。年生产有机肥1.5万吨，产值 150万元以上，废旧物品回收收入5-10万元；堆肥厂实际年支出约为120万元(未计折旧、贷款利息)，每吨垃圾处理费用为16.44元，每吨垃圾有机肥成本80元；当所有产品全部销售并按予期回笼资金时，收支品迭略有盈余；予期销售达75～77%时，即可维持堆肥厂正常运行；有此可见，本方案的投资指标和运行成本指标都是比较先进的。
目前，城市生活垃圾的处理正向产业化、市场化迅猛发展，垃圾处理技术也在不断发展、完善；本方案提出的因地制宜、适合我国国情的技术使垃圾处理无害化、减量化、资源化得以实现，为经济发展受限制地区的城市生活垃圾处理创造了良性循环的条件，为垃圾处理产业的发展注入了活力。
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