城市生活垃圾堆肥处理工程技术发展探讨
摘要:文章分析了我国城市生活垃圾堆肥陷入滞销困境多年的原因，指出摆脱这一困境的技术途径是要大幅度提高堆肥品质。而要实现这一目标，首先必须引进先进的堆肥翻堆技术，缩短腐熟时间，提高腐熟度；其次是应用气流密度分选系统对粗堆肥进行精分选。
关键词:城市生活垃圾;堆肥处理;密度分选;精制
1 我国堆肥工程存在的问题
随着我国市政环境压力的不断增大，循环经济政策已深入到市政决策理念中，城市生活垃圾综合处理BOT工程数量猛增，其中有相当数量的生物堆肥工程。但是，这些大量的城市生活垃圾堆肥工程多是几年前各地政府利用国债建设的，这些工程大多数只有2～5年的寿命，能够持续运行的堆肥工程屈指可数，且堆肥的出路已成为严重的问题。
这些项目归结起来有以下特点及问题：
（1）工艺技术大多为科研院所自主开发；
（2）设备多是自主应时开发，技术含量较低，系统集成较差；
（3）对设备运行工况理解不充分，致使设备腐蚀极其严重，使用寿命很短；
（4）堆肥品质很差。腐熟度低，有机质含量多低于20%，远低于有机质含量>45%的有机肥标准。且堆肥中富含沙子、玻璃、塑料片等杂质，重金属也超标；
（5）一些项目的工程配套资金不能到位，导致工程建设不完整。
农民在田间大量接受这些堆肥产品后，不仅肥效很低，而且其中含有的玻璃、塑料、沙子等杂质对耕作、土壤产生的负面影响日益明显；同时由于绿色农业概念已深入人心，因而农民拒绝堆肥进入农田，致使堆肥销路长期严重受阻，堆肥工程大批下马。
由于现在的堆肥已不适宜用于农田，其出路只有用于绿化、植被恢复、土地复垦、沙漠化土地治理。
堆肥的另外一个问题是运输距离限制。因为当距离超过一定限度时，运输成本就会提高，加上运输成本后的堆肥价格也就超出了堆肥的价值，用户难以接受。
也就是说，如果花费很大力气做的堆肥工程的终端产品只是粗堆肥，而且部分仅仅是营养土，肥效不高，就失去了长距离运输的价值。只有肥效大幅度提高，才能显著提高堆肥产品的运输价值。因此，解决堆肥附加运输成本的问题，必须大幅度提高堆肥的品质，促进粗堆肥向精制化发展。
2 提高堆肥质量的技术
（1）翻堆技术
提高堆肥腐熟度的关键技术之一是机械翻堆技术。先进的堆肥生产机械，足以充分保障堆肥腐熟的均匀度。但国内目前尚没有高级的翻堆机械。最近几年，有几种德国先进的翻堆机械技术与工艺被引入国内堆肥工程。比如斗轮翻堆机，翻堆高度达3.5m；侧翻堆车，翻堆高度达3m；滚筒翻堆机，翻堆高度达2.7m。
（2）通风技术
提高堆肥腐熟度的另一个关键技术为堆肥通风供氧技术。进行强制通风和加强对堆肥不同腐熟阶段的供氧量的调配，可提高堆肥的腐熟度。
（3）精制堆肥核心技术
解决熟化堆肥的品质就需要最大量地增加腐殖质含量。也就是要对粗堆肥加强分选，从粗堆肥中去掉沙石、塑料等影响堆肥质量的杂质。
3 堆肥气流密度分选技术
3.1 原理
以粮食机械为基础开发出来的粗堆肥气流密度分选技术或称比重风选技术，就是精制肥的核心技术。其原理是：由于沙石、塑料、有机肥三种物料具有显著的比重差，混合物料均匀分布在一特制筛网上后，通过鼓风，借助倾斜瓦楞筛面的振动，使料层发生流化。沙石、玻璃比重大，倾向于下沉、爬坡；有机质居中上层，朝筛面下游方向移动，完成分离；塑料以及箔片上浮，随风飘起，抽排出分选室后另外收集。
3.2 密度分选系统
影响密度分选效率的因素有：物料含水量、物料颗粒大小、腐熟度及布料、布风的均匀度与风速。
粗堆肥的含水量在30%～50%，物料颗粒大小在0～80mm之间。输送过程中由于振动作用，含水量较高的物料容易结块。
堆肥腐熟度高，塑料上的粘连物就少。
物料如在筛选网上分散的厚度不均匀，就不利于风吹流化；物料颗粒大小不均，差别过大，也不利于风吹流化。因此，必须配套筛分机、输送机、布料机、收料机等与密度分选机组成一个系统，才能完成堆肥的精分选。
3.3 气流密度分选技术的先进性
堆肥进行精分选，可以借助弛张筛或圆盘筛对硬物进行淘汰，也可以用振动筛加风吹等方法。国外的气流密度分选技术是一个小型系统，由双螺旋喂料机、链板输送机、滚筒筛、布料机、密度分选机、风选机、旋风分离器、皮带机、布袋除尘器等单元设备组成。其先进性集中在以下几个方面：
（1）能够处理湿度大的堆肥。目前国内堆肥工程引进的德国气流密度分选技术已经达到能够处理含水量为40%的粗堆肥的水平。曾有人为了能像粮食机械那样分选堆肥，采用过粗堆肥干燥后风选的方法，但这种方法在能耗上十分不划算；
（2）分级处理，用滚筒筛筛分分流；
（3）通过一定的双螺旋喂料、特殊的链式输送机实现等量输送；
（4）采用特殊链板输送机可防止物料板结成团；
（5）通过布料机实现均匀布料；
（6） 风载物收料效率高，并可避免造成新的污染。
4 气流密度分选技术的应用与效果
目前国内仅在北京阿苏卫生活垃圾堆肥工程、上海青浦堆肥工程上引进了两条气流密度分选线（尚在安装之中）。该技术在欧美等发达国家应用较多，而且都有可依据的精制肥标准。应用气流密度分选系统精制的堆肥品质远远高出国内传统的粗堆肥（见下表）。气流密度分选系统可将堆肥中的玻璃、沙石分选出来，并可将不易分选的药片包装一类的硬塑料箔片也分选出来，进入回收环节。
气流密度分选精制堆肥与传统粗堆肥的品质比较表 |
5 结语
（1）我国的城市生活垃圾堆肥工程已经历了一个摸索阶段，堆肥现在陷入了滞销困境，原因在于堆肥品质低下。要摆脱这一困境必须大幅度提高堆肥品质，而要实现这一目标，首先必须引进先进的堆肥翻堆技术，提高堆肥的腐熟度；其次是应用气流密度分选系统对粗堆肥进行精分选。目前引进的精制堆肥密度分选技术是先进、成熟的，国外应用实践证明，其可大幅度提高堆肥品质。
（2）精制堆肥能显著提高新植树木的成活率、年成长率。因此堆肥可大大提高城市植被修复建设的速度。堆肥在北方还可用于荒漠化、退化草地的改良及土地复垦。
（3）即使凭借现代技术，使BOT堆肥工程真正生产出了高品质的精制堆肥，仍然需要政府、社会的关注，只有科学规划堆肥的合理、长远的出路，才能有助于城市生活垃圾综合处理厂实现正常运转。
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