城市生活垃圾生物干化的影響因素分析

王汝佩 韓國(guó)柱 馮艷 馬凡超

摘要：中國(guó)城市生活垃圾組分復(fù)雜多變，受季節(jié)、地域、當(dāng)?shù)厣钏降雀鞣矫嬉蛩赜绊戄^多，而垃圾的含水率也是參差不齊，給生活垃圾的能源化利用帶來(lái)了困難。本文闡述了一種新型的生活垃圾生物干化技術(shù)，并分析了干化時(shí)間和活性菌種等因素對(duì)垃圾干化效果的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)延長(zhǎng)干化時(shí)間雖能提升干化效果，但不太明顯。加入活性菌種可以有效的提升干化效果、降低垃圾的含水率，從而提高垃圾的熱值。

關(guān)鍵詞：城市生活垃圾;生物干化;影響因素

中圖分類號(hào)：X705 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-672X（2019）11-00-01

Abstract： The components of Chinese MSW is totally different， depending on the season， region， local living standard and so on. The moisture content also varies with the mentioned parameters， which increase the difficult of the waste-to-energy. In this article， one new type MSW bio-drying technology is present， and the influence of different factors on the performance of bio-drying is analyzed， like the bio-drying time and bacteria etc. It was found that although the extended drying time can improve the drying effect， it is not obvious. The addition of active bacteria can effectively improve the drying effect， reduce the moisture content of the MSW， and thereby increase the calorific value.

Key words： Urban domestic waste; Biological drying; Influencing factors

1 背景

隨著我國(guó)城市進(jìn)程的加快，城市生活垃圾大量產(chǎn)生和肆意排放，其引發(fā)的環(huán)境污染已成為當(dāng)前城市建設(shè)與發(fā)展中迫切需要解決的重大問(wèn)題之一。根據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)顯示，2017年我國(guó)城市生活垃圾清運(yùn)量已經(jīng)超過(guò)2億t，無(wú)害化處置率達(dá)到96.6%，其中焚燒處理占比37.5%[1]。根據(jù)我國(guó)十三五規(guī)劃要求，2020年底生活垃圾清潔焚燒處置率將要達(dá)到50%以上，而且由于焚燒技術(shù)在其減量化和資源化等方面具有突出優(yōu)勢(shì)，因此，已經(jīng)成為我國(guó)生活垃圾能源化利用的主要技術(shù)途徑[2]。但是我國(guó)城市生活垃圾成分復(fù)雜，其含水率、組分等受季節(jié)、地域以及生活水平影響較大[3]，同一城市隨著季節(jié)的不同其垃圾的組分也存在較大波動(dòng)[4-5]，從而大大增加了焚燒處理的難度。本文介紹了一種生活垃圾干化處理技術(shù)，不僅可以將高含水率的生活垃圾干化后水分大大降低，而且大大提升了干化后垃圾的熱值，從而降低了后續(xù)垃圾焚燒的困難。

2 生物干化技術(shù)

生物干化技術(shù)不僅能夠去除垃圾中的吸附水和自由水，還能夠有效的去除生物結(jié)合水，圖1為某電廠垃圾的生物干化倉(cāng)模型，新鮮生活垃圾在干化倉(cāng)內(nèi)進(jìn)行干化，在強(qiáng)制通風(fēng)的情況下新鮮空氣從倉(cāng)底進(jìn)入干化倉(cāng)，倉(cāng)底布有通風(fēng)口，新風(fēng)與微生物利用混合垃圾中的易腐有機(jī)物發(fā)酵產(chǎn)生的熱進(jìn)行熱交換，加速垃圾中水分的揮發(fā)，同時(shí)產(chǎn)生的廢氣和水蒸氣一起排出干化倉(cāng)，從而完成垃圾的干化過(guò)程。在6-8天的生物干燥后，極大的降低了垃圾的含水率。

3 生物干化的影響因素

生物干化技術(shù)的影響因素較多，本文以城市生活垃圾為研究對(duì)象，以某電廠已建成的生物干化裝置為實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，研究了干化時(shí)間和活性菌種對(duì)城市生活垃圾生物干化的影響。

3.1 干化天數(shù)對(duì)干化效果的影響

圖2為干化時(shí)間對(duì)干化效果的影響結(jié)果，從圖中可以看出，隨著干化時(shí)間從6天延長(zhǎng)到7天和8天，干化減重比略有提升，說(shuō)明延長(zhǎng)干化時(shí)間可以提升水分的去除率，但效果不太明顯。1號(hào)線干化倉(cāng)干化6、7和8天的垃圾干化后水分減重比的正太分布圖，從圖中可以看出干化6、7、8天時(shí)，垃圾干化后的減重比在25%-35%范圍內(nèi)的概率分別為67.18%、26.33%、28.65%，減重比的平均值分別為30.18%、30.44%、31.80%?？梢钥闯鲭S著干化天數(shù)的增加，垃圾干化后的減重比的波動(dòng)范圍變小，干化垃圾減重比平均值隨著干化天數(shù)的增加而增加。干化6天的垃圾，水分減重比較集中，主要集中在30%左右，減重比大于30%的概率較小，而對(duì)于干化7天、8天的垃圾來(lái)說(shuō)減重比的分布較干化6天的垃圾減重比分布均勻。

3.2 干化倉(cāng)加菌對(duì)干化效果的影響

為了研究加菌種對(duì)垃圾在干化倉(cāng)內(nèi)的干化效果，本論文中采用8組試驗(yàn)，干化倉(cāng)17、8、15、18、16、11、14、12加入菌種（試驗(yàn)組），化倉(cāng)3、7、13、12、4、17、18、16未加菌（對(duì)照組）。試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表1所示。

可以看出加菌組干化垃圾的減重比均大于未加菌組。其中差別最大的為第四組，兩者相差7.5%;差別最小的為第八組，僅差0.05%。加菌組干化垃圾減重比平均值為21.53%，未加菌組垃圾干化減重比平均值為18.06%，兩者相差3.47%。由以上分析可以看出，加菌可以增加干化垃圾減重比。生物干化作用主要是：在好氧條件下微生物降解可降解的有機(jī)質(zhì)垃圾瀝出水分，同時(shí)提升堆溫，加速水分揮發(fā)。

4 結(jié)論

本文從垃圾初始含水率、干化時(shí)間以及菌種三個(gè)方面研究了城市生活垃圾干化效果的影響因素，結(jié)果表明：延長(zhǎng)干化時(shí)間對(duì)提升干化效果有一定影響，但并不明顯，加入活性菌種以提升生活垃圾的干化速度從而達(dá)到提升干化效果的目的可行性較高，因此可以作為提升生活垃圾干化效果、降低水分的有效手段。

參考文獻(xiàn)

[1]中華人民共和國(guó)統(tǒng)計(jì)局.中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒-2017[Z].北京：中國(guó)統(tǒng)計(jì)出版社，2017.

[2]郭鵬飛，張金流.我國(guó)城市生活垃圾處理技術(shù)現(xiàn)狀及展望[J].安徽農(nóng)業(yè)科技，2013，41（25）：10560-10562.

[3]程炬，董曉丹.上海市生活垃圾理化特性淺析[J].環(huán)境衛(wèi)生工程，2017，25（04）：36-40.

[4]王桂琴，張紅玉，王典，張麗，孫巍.北京市城區(qū)生活垃圾組成及特性分析[J].環(huán)境工程，2018，36（04）：132-136.

[5]董瑞程，丁志斌，郭浩男，連小瑩，趙小蘭.廣東省海島生活垃圾產(chǎn)量及理化特性[J].科學(xué)技術(shù)與工程，2019，19（18）：369-374.

收稿日期：2019-05-13

基金項(xiàng)目：國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃-固廢資源化專項(xiàng)（2018YFC1901306）。

作者簡(jiǎn)介：王汝佩（1987-），男，漢族，博士研究生，中級(jí)，研究方向?yàn)楣腆w廢棄物能源化利用。