技术厨余垃圾预处理工艺设计与应用

内容提要

近年来，在环保严要求的背景下，预处理分选与厌氧沼气结合的工艺路线逐渐成为厨余垃圾资源化的发展主流，而厌氧消化工艺对被处理物料的颗粒度、杂质含量、油脂含量等有着明确的严格要求。由于国内垃圾分类体系不健全，厨余垃圾常混入大件的塑料、纺织物和一定量的玻璃陶瓷、金属等杂物，其影响预处理分选设备的结构与功能，因此分选成品的品质决定着厌氧沼气工艺的成功与否。目前，国内厨余垃圾的主要分选方法是先人工翻拣剔除大件的缠绕物，再分选出重物质和轻物质，重物质进入发酵工序，轻物质进入后续资源化工序。人工分拣的分选效果差，有机物中仍会伴有大量塑料、布条和竹木等杂质，成为后续处理的一大问题。

笔者以重庆市某厨余垃圾预处理工程为例，论述了厨余垃圾预处理智能多级精分选系统的工艺设计和设备选型，以期为国内厨余垃圾的资源化处置提供经验和借鉴。

0工艺设计

厨余垃圾中含有湿式厌氧发酵的有机质，其预处理目的主要是将有机质最大限度地保留，破碎至较小颗粒状态，将大物质(塑料袋、塑料瓶等)、重物质(石头、玻璃、骨头等)、轻物质(塑料、餐巾等)和金属类等物质分离出来。

本项目设计处理产能t/d厨余垃圾，其具体工艺流程见图。根据多级精分选的要求，采用破碎、筛分、风选、磁选等设备取代人工分拣过程，自动分选出金属、塑料和易腐垃圾等垃圾，并利用光电分选和浮选系统，从混合轻质的塑料流中精选出HDPE、PET、PS、PP和PVC等聚合物，实现焚烧可燃物、有机物和可回收聚合物的分类收集与存储，可分别运输至垃圾焚烧厂、厨余垃圾处理厂和废旧塑料处理厂进行资源化利用与处置。

图厨余垃圾预处理工程工艺流程

02主要工艺设备

2.“破碎机＋滚筒筛”破碎分选系统

采用丹麦美卓MJS-9型号破碎机，破碎能力50～60t/h，液压驱动将大物质如塑料袋、塑料瓶及金属等进行切割、破碎成90%物料粒径＜mm×mm，提供满足后段工艺要求的物料。滚筒筛是我公司自主设计产品，是利用离心重力筛分破碎后的粗物料，粗分选出含可燃废弃物和含厨余物料。内腔设置有80mm筛孔网和破袋装置，处理能力为50t/h，驱动轮设计为耐磨橡胶包轮，采用37kW电机驱动，振动和噪声极小。

图2“破碎机＋滚筒筛”破碎分选系统的主要设备

2.2“三角盘筛＋风选机”分选系统

采用美国BHS公司DRS60-9-型号三角盘筛，设计能力为30t/h，按照5lmm×57mm尺寸分选滚筒筛的筛下厨余物，进一步分离出筛上轻质可燃物和筛下餐余物。采用荷兰NIHOT公司SDS-型号风选机，处理能力为25t/h，精细分选三角盘筛下物，分离出可发酵的高有机质餐余物和小粒径重质可燃物(含水的碎纸、树枝等)。

2.3“风选机＋光电分选机＋预洗机”分选系统

采用荷兰NIHOT公司SDS-型号风选机，物料处理能力均为25t/h，对粒径＞80mm滚筒筛的筛上粗可燃物垃圾进行预分类，分离出大粒径的风上轻质可燃物和风下重质可燃物(含水的织物和纸等)采用美国NRT公司SpydIRR20型号光电分选机对风选机选出的轻质可燃物进行筛选，弹出高纯度PET、HDPE、PVC和PP等可回收类塑料。光电分选机设备处置能力为0t/h，其前端配套设置台同步惯性振动给料机用于给料。

图3“三角盘筛＋风选机”分选系统的主要设备

图4“风选机＋光电分选机＋预洗机”分选系统的主要设备

经过光电分选后的塑料不可避免粘有细纤维、塑料片、纸标签、细沙土和油脂等物质，采用自主设计的GRD型号预洗机去掉物料表面的污染物，获得材质和颜色有区别的干净塑料，便于后端塑料处理厂的回收利用。预洗机的刮板线速度0.m/s，处置能力为0t/h。预洗机本身的清洗水经沉淀、过滤后回用，而得到的滤渣(含细纤维、塑料片和细沙土等)作为焚烧类可燃物收集。预洗机后端配套设置台塑料打包机，主要用于清洗后可回收类塑料的挤压脱水，其脱除水经过滤处理后作为预洗机的循环清洗水。

03应用效果

该套餐余垃圾预处理工艺现应用于重庆走马垃圾二次转运站项目，年6月开始商业运行。项目现各设备运行良好，故障率低，自动化程度高，日处理量最高达到t/d，产出的商业回收塑料、可燃物和有机厨余物等成品满足要求。

由表组分测试数据可知，原生厨余垃圾的组分主要是48.93%有机质和43.90%可燃物，以及少量6.65%无机物和0.52%金属。经过“破碎机＋滚筒筛”和“三角盘筛＋风选”工艺处理后，厨余垃圾中金属杂物被完全剔除出去，有机质被收集浓缩，厨余物成品含有88.62%有机质，利于有机质厨余物后续厌氧发酵处置。而且厨余垃圾中的可燃物质和无机物也得到有效的筛选，厨余物成品中可燃物含量为9.02%，无机物可燃物含量为2.36%。

表原生厨余垃圾和有机质厨余物的组分数据%

经过破碎和筛选工艺处理后，有机质厨余物呈现不同的粒径状态，物料更加均匀，其粒度分析见表2，由表2可见，粒度＜60mm的物质含量达到98%左右，说明工艺中的三角盘筛粒度通过性控制较好。

表2有机质厨余物的粒度分析%

经过“破碎机＋滚筒筛”和“风选＋光电分选机”工艺处理后，光电分选机的各类聚合物统计分析见表3，发现风选后的风上轻质可燃物被筛选为0.37%～.8%的非塑可燃物和98.20%～98.64%的可回收聚合物，其中可回收聚合物是以97%以上的PP、PE、和PS聚合物为主，含有少量的PVC类物质。

表3光电分选可回收聚合物的组分%

04结语

该工程建设完工并已稳定运行一年多，通过这套预处理系统，将厨余垃圾二次自动分拣分类成可燃物、有机物和可回收聚合物等成品，再运输至垃圾焚烧厂、厨余垃圾处理厂、废旧塑料处理厂等分类处理，有效地实现厨余垃圾的减量化、无害化处理和资源化利用，产生良好的环境效益和经济社会效益。

作者单位：江苏隽诺环保工程技术有限公司

本文摘自《水泥工程》杂志