外加碳源对厨余垃圾生物干化效果的影响

为降低厨余垃圾含水率,选择木本泥炭和玉米秸秆作为辅料,研究其作为外加碳源对厨余垃圾生物干化效果的影响.结果表明,各处理生物干化过程中最高温度可达70℃以上,添加秸秆和木本泥炭处理可不同程度地缩短进入高温期的时间.经21d生物干化后,纯厨余处理和分别添加木本泥炭与秸秆的处理含水率分别降低了15.25%,20.3%和28.0%,有机质分别降解了26.8%,15.1%和19.3%,有机质和含水率之间存在显著的正相关关系,尤其添加秸秆处理利用较少的有机质降解实现了最大水分去除.纯厨余生物干化渗滤液产生率分别为0.16kg/kg,添加木本泥炭处理仅为0.04kg/kg,添加秸秆处理未产生渗滤液.纯厨余处理、添加秸秆和木本泥炭处理生物干化过程累积水分去除率分别为0.40,0.54和0.42kg/kg,水分去除率和温度存在显著正相关关系.作为主原料的厨余垃圾初始低位热值为266kJ/kg,经生物干化后含水率有所降低,低位热值仅提高到1331kJ/kg.添加木本泥炭处理干化产品热值可达6331kJ/kg,添加秸秆处理热值可增加至8400kJ/kg.     

厨余垃圾干湿压榨分离-水热炭化技术工程应用研究

以厨余垃圾干湿压榨分离-水热炭化技术的工程应用为研究对象,评估工程的运行效能,分析单位厨余垃圾处理的能耗情况,核算厨余垃圾处理成本。结果表明:该厨余垃圾处理工程日均处理量为115.32 t/d,厨余垃圾平均减量化率达到60.31%。厨余垃圾经干湿压榨分离-水热炭化处理得到的产物为干垃圾和水热炭,含水量分别为68.41%和35.92%,低位热值分别为5029.61 J/g和14424.80 J/g,与未处理的厨余垃圾相比,其燃烧性能大幅提升。厨余垃圾处理的单位能耗为46.26 kW·h/t,其中压榨处理环节的能耗只占总能耗的10.54%,水热炭化处理环节能耗占比最高,达到了72.14%。每吨厨余垃圾的处理成本为386.56元,水热炭化处理的成本占总成本的41.69%。该工程有效地实现了厨余垃圾的减量化与资源化,处理产物在制备垃圾衍生燃料、吸附材料、生物碳基肥料以及土壤改良剂方面具有很好的应用前景,为城市厨余垃圾处理工程建设提供提供了可靠的设计参考与技术支撑。     

北京市城区生活垃圾组成及特性分析

生活垃圾的物理组成和特性对于垃圾处理设施的有效规划非常重要。以北京市海淀区和东城区典型居住区的生活垃圾作为研究对象,对4个季度生活垃圾的物理组成、含水率和热值进行了分析。结果表明:海淀区和东城区生活垃圾的主要成分均为厨余垃圾、纸类和塑料垃圾,其总和占垃圾总质量的85%以上,其中厨余垃圾的比例最大;通过与早期文献中垃圾物理组成的比较,北京市垃圾物理组成呈现的新变化是厨余垃圾的含量明显下降,纸类和塑料含量均明显上升,灰土含量保持下降。海淀区和东城区4个季度垃圾的平均含水率分别为58.29%和60.62%,平均低位热值分别为5 796.45,5 060.85 k J/kg,故适宜进行焚烧处理。垃圾中塑料和纸类与垃圾热值呈显著相关,含水率与垃圾热值呈负相关。该研究结果可为北京市生活垃圾的管理和设施规划提供参考依据。     

通风量对有机废弃物生物干化的影响

通过有机废弃物生物干化实验,研究了通风量对生物干化效果的影响。实验以果蔬、厨余和园林垃圾几种典型有机废弃物作为原料,设置3个梯度的通风量,对其温度、含水率和有机质含量变化对比发现:通风量会显著影响生化干化指数、空气利用率以及干化后物料的低位热值。低通风量下温度升高明显,且空气利用率较高,但携带水汽能力较弱,难以有效带走物料水分;高通风量下难以维持高温,热量损失较大,但物料最终含水率最低。当通风量为48 L/（kg·h）时,果蔬与园林协同干化的最终含水率能降低到13.97%,生物干化指数为2.34,物料的低位热值最终达到13932 kJ/kg,较初始热值提升了322%,能够基本满足制备垃圾衍生燃料（RDF）的条件,且能够在相对更低的能耗下提高生物干化效果。     

新型全混合式厨余垃圾生物干化工艺效能实证研究

开发了一种新型连续进料全混合式厨余垃圾生物干化工艺,通过中试试验探究了该工艺运行效能及其对物料温度、含水率和热值的影响规律.结果表明,该工艺可显著缩短升温时间,维持物料>50℃的高温区段20h/d;在最佳运行条件（通风速率0.171m³/（kg·h）,最低控制温度45℃,干化周期7d）下,厨余垃圾含水率可降至（34.86±1.71）%,水分单位去除量达（716±23） kg_水/t_垃圾,运行能耗仅为77.91kW·h/t_垃圾,低位热值高达（6681±119） kJ/kg,满足垃圾焚烧进炉要求,可有效实现厨余垃圾快速衍生燃料化.     

有机垃圾水解固相残渣制备RDF及性能优化

通过对干化后典型有机废弃物生物水解固相残渣制备垃圾衍生燃料（RDF）颗粒的优化,研究了含水率及添加剂对RDF物理化学性质的影响。以果蔬、厨余和园林等典型有机废弃物生物水解后的固相残渣作为原料,经生物干化处理后,在不同含水率及不同比例添加剂条件下,对其制备RDF的抗压强度、膨胀率、成型率以及热值等指标进行对比研究,结果表明:当含水率为30%时,RDF颗粒成型率可达到99.47%;含水率为25%左右时,RDF颗粒的成型性能更好,抗压强度为8.28 MPa,膨胀率为40.41%;当含水率为10%时,低位热值为15.98 MJ/kg,满足固体回收燃料3级标准（EN 15359—2011《固体燃料的恢复和规范》）。在RDF制备中,添加5%的硅酸钠粉末可有效提升其成型效果,且灰分含量可控制在8.55%左右,能更好地满足RDF颗粒储存、运输以及燃烧的需求。     

高压挤压技术预处理分离城市混合生活垃圾的研究

采用自主设计的高压挤压小试装置,将城市混合生活垃圾分为干、湿两种组分。分析其性质表明:在20 MPa和40 MPa挤压压力下,干组分含水率低于30%,热值从2 778 k J/kg分别提升至14 503,11 659 k J/kg。湿组分性质与混合垃圾中的厨余组分相近,易腐成分含量高,可采用厌氧消化处理回收生物质能。采用高压挤压技术作为预处理手段,垃圾能源最大可回收量达5 340 k J/kg,相对直接焚烧提高近90%。高压挤压技术作为预处理手段,可有效提升城市混合生活垃圾的处理效率和能源回收效率。     

基于我国典型村镇生活垃圾特性的利用处置途径分析

基于全国12个省份、72个典型村镇生活垃圾的采样调查,系统分析了垃圾组分组成、含水率、湿基低位热值、肥效指标(有机质、TN、TP、TK)及重金属含量对焚烧、堆肥及填埋技术可行性的影响。结果表明：村镇生活垃圾全组分、可燃组分、可燃组分(厨余类除外)的湿基低位热值分别为4263,5652,13772 kJ/kg,村镇生活垃圾进行焚烧处理,分选环节可显著提高湿基低位热值。村镇生活垃圾有机质、含水率、N、P、K含量等方面,均基本满足堆肥化处理有关要求,可进行堆肥处理,但部分地区Cd含量超标,应强化源头分类,控制堆肥产品的品质,降低环境风险。村镇生活垃圾填埋处理前对可回收垃圾和有害垃圾进行分类回收,可减少约1/3的填埋垃圾量,并最终减少垃圾填埋渗滤液的污染风险。     

生活垃圾制备RDF工艺参数及其热特性研究

采用生活垃圾生物干化产品作为原料,使用压型机及热重分析仪对垃圾衍生燃料(RDF)的成型工艺参数及热特性进行研究.结果表明,使用生活垃圾生物干化物料制备RDF时,最适含水率为30%,最适原料粒径为1mm,最适成型压强为2MPa.在该制备参数下,制备的RDF跌落强度可达95%以上,成型效果良好,无体积膨胀现象.原料粒径1~2mm的RDF热值较高.原料粒径影响RDF热特性,原料粒径1mm的RDF热特性明显不同于1~3mm的RDF.一级动力学方程对热重(TG)曲线拟合效果较好.利用生活垃圾经生物干化制备RDF具有较大潜力.     

我国生活垃圾组分的时空分布特征回顾

生活垃圾组分是选择处理方式的基础,与地域、季节、居民生活习惯等密切相关。系统回顾了近年来我国生活垃圾组分时空分布特征。近20年来,我国城市生活垃圾中厨余垃圾占比最高(接近或超过50%),可回收物占比呈升高趋势(由22%左右升高至约30%),垃圾低位热值呈上升趋势(已超过6000 kJ/kg)。第1季度生活垃圾中厨余垃圾占比高(城市地区约为61%),第3、4季度灰土占比升高(农村地区可达到29%)、含水率低、热值高(城市地区可达到6600 kJ/kg)。全国范围内,各地生活垃圾组分占比差异显著,厨余垃圾占比由东(65%)向西(50%)递减,可回收物占比由南(25%)向北(17%)递减,灰土占比由北(27%)向南(11%)递减。生活垃圾热值与经济发展水平呈正相关。该结论可为生活垃圾因地制宜处理选择提供数据支持。     

重庆市农村生活垃圾污染特征及其变化动力机制研究

本文对重庆市农村生活垃圾进行了深入调查,并对垃圾进行采样分析,根据不同类型农村地区的经济、生活情况等因素,得出农村生活垃圾污染的主要特征有:垃圾中以灰土和厨余为主,分别是19.83%和19.33%;其次是砖瓦陶瓷类,占总量的15.26%;玻璃类和金属类垃圾所占比例最小,为1.0%~3.3%;垃圾的焚烧热值较低,平均热值为2729k J/kg,显著低于我国城市生活垃圾的热值均值。有机垃圾比例越大,灰土所占比例越小,含水率越高;影响乡村生活垃圾日产生量的主要因素有常驻人口数量和经济情况;影响乡村生活垃圾组成成分的因素主要有经济因素和燃料变化。同时针对于农村生活垃圾处置及产生量的减少提出了两点建议,以期对以后的农村生活垃圾处理有所帮助。     

基于减量与资源化家庭厨余垃圾堆肥参数研究

中国50%以上的生活垃圾为厨余垃圾,在家庭尺度进行厨余垃圾减量化、资源化处理对于城市生活垃圾综合管理具有重要意义。家庭处理机在国外广泛应用,但由于中国厨余垃圾的差异性,国外参数组合不能适用于国内家庭处理机研发。文章针对中国家庭厨余垃圾特点,对主要影响因子通风量、温度、菌剂及含水率进行正交控制试验,选择失重率为评价减量化效益指标,选择E4/E6、N、P、K含量为评价资源化效益指标,分别研究基于减量化与资源化目标的优化工艺参数组合。研究结果显示,含水率和温度对于减量化效果影响较大,高温、低含水率有利于厨余减重;而影响资源化效果主要为菌剂,具有很好的保磷和保钾作用。最后得到减量化效果最优组合:通风量为5 L/min、温度65℃、添加5 g菌剂、含水率63.4%;而资源化效果最佳组合为通风13 L/min、温度45℃、菌剂5 g、含水率为70.4%。     

生活垃圾源头沥水的减量提质效应研究

针对我国生活垃圾厨余组分含量高、含水率高和热值低的特点,提出以降低厨余组分含水率为主要手段,实现生活垃圾源头减量和提质为主要目标的源头沥水和选择性分质收集模式.在苏州市两个居民小区进行了为期10个月的项目试点,监测结果显示,居民家庭采取源头沥水措施后,生活垃圾产生量减少6.47%,含水率降低2.23%,低位热值提高10.94%.生活垃圾源头沥水的减量提质效应良好,有助于提高后续焚烧及填埋处理设施运行效率和二次污染控制水平,降低运输及处理成本.     

应用含水率评价厨余垃圾和其他垃圾的分类效果以及垃圾的能源利用效率:以张家港市为例

随着垃圾分类的快速推广,厨余垃圾单独处理将会影响城市垃圾的能源回收效率,因此应考虑城市固有处理设施规模合理规划。通过实地调研和文献研究,测定了张家港市20个居民小区生活垃圾的含水率及热值,并预测了该市其他垃圾含水率及热值随着厨余垃圾分离效率的变化。研究发现,根据张家港市现有的生活垃圾处理设施情况,能源回收效率随着厨余垃圾分出率的提高先增加后降低。在最优分出率（70.8%）条件下,全市生活垃圾的管理可实现原生垃圾零填埋,且可实现能源最大化利用。对于垃圾分类新形势下城市管理部门设计垃圾分类投放、收集和处理方案具有一定指导意义。     

散点状小规模厨余垃圾回收技术研究和应用

研究开发了一种利用"高温好氧消化技术"的小型餐厨垃圾处理设备,处理量为100kg/d,通过筛选驯化能对厨余垃圾进行有效处理的菌种,将厨余垃圾进行油水分离后,调整厨余垃圾的含水率至55%,接种底物1%的菌制剂,通过PLC温度控制系统控制温度,对厨余垃圾进行转化处理。进行发酵处理后的产物基本满足国家有机肥标准,可做有机肥料进行再利用,并且降低致病菌繁殖危害。这种小型的厨余垃圾处理设备,能针对性地对呈"散点状"分布的学校及交通干线沿线的餐厨垃圾进行处理。     

通风温度对生活垃圾生物干化脱水的影响

以高含水率生活垃圾为研究对象,研究了不同的通风温度(室温、40℃低温、55℃中温、65℃高温)对生物干化的影响。结果表明,通风温度变化对堆体温度影响较小;高温通风(65℃)能有效地降低垃圾含水率,但不利于有机物的降解,产物的挥发性固体(VS)和可生物降解物质(BDM)值最高,稳定度最低;经过15 d的干化作用,4组反应器垃圾含水率显著降低,水分去除率分别为77.99%,79.37%,79.85%,79.47%;另外还伴随着厨余和纸张的降解;通风温度与热值提升呈正相关关系,各组出料的湿基低位热值分别为7 202 kJ/kg,9 276.4 kJ/kg,9 358.5 kJ/kg,10 064 kJ/kg,分别提高了72.2%,122.7%,123.7%,140.6%。     

通风方式对高含水率垃圾生物干化的影响

以高含水率混合收集生活垃圾为研究对象,研究了不同的通风方式(间隙通风10min/20min、间隙通风5min/25min、40℃热空气通风和间隙-连续通风)对生物干化影响.结果表明,40℃热空气通风和间隙-连续通风可提高产物含水率下降幅度、单位质量垃圾水分去除率、单位有机物降解脱水容量、产物低位热值;但堆体高温持续时间短,VS消耗量小,并且有机物稳定化程度低.经过18d的干化试验,4组试验产物含水率分别为39.6%,34.4%,23.7%,24.5%,相应的单位去除率(以原生垃圾质量计)为0.437,0.476,0.523,0.517kg/kg,低位热值为11954,12994,15760,14801kJ/kg,与原生垃圾相比,热值分别提高了121%、140%、191%及173%,以40℃空气通风产物热值最高.     

北京市垃圾问题的现状及对策

介绍了北京市近年垃圾的产量、成分、热值及其变化情况。并对北京市垃圾处理所遵循的方针以及为处理垃圾做的工作,垃圾处理项目建设的进展情况作了简要介绍。目前北京市垃圾处理率约40%,到2000年可达到60%以上,处理垃圾要逐步达到以焚烧和实现资源化为主,适当发展堆肥处理,尽量减少填埋处理的垃圾量。文中另就垃圾的资源化、产业化发表了意见。为了加快处理垃圾、减轻政府负担,应逐步建立处理垃圾的产业,并逐步实现社会化,为此建议政府应制定相应的优惠政策。      

某生活垃圾处理中心厨余垃圾处理工程实例分析

厨余垃圾作为城市有机生活垃圾的主要成分之一,因其具有高水分、高油脂、高盐分以及易腐发臭、易生物降解等特点,不宜直接填埋和焚烧。对某生活垃圾综合处理厂生物处理中心采用"预处理+酸化水解-厌氧+沼渣脱水后生化处理"组合工艺的厨余垃圾处理工程进行了实例分析。该工艺处理厨余垃圾具有无害化、减量化、资源化程度较高和能耗较低的优势,具有良好的推广潜力。     

城市社区生活垃圾减量化的集成技术研究

针对我国城市社区垃圾管理中分类收集程度不足、厨余垃圾高水分含量的问题,研究了社区人工分类混合垃圾、厨余垃圾简易机械压缩、压缩后厨余垃圾和渗滤液的资源化利用相结合的集成技术模式.研究表明,生活垃圾的人工分拣效率为36.8kg/h,随分拣熟练程度提高而增加.社区分拣出的厨余垃圾有机质含量高达44.693%,营养元素N、P、K的含量分别为2.586%、0.649%和1.274%,C/N为17.427,而重金属含量仅为从混合垃圾集中分选出的可堆肥原料的0.07～0.82倍.厨余垃圾压缩脱水后含水率仍高达78.7%,影响后续堆肥效果.采用生物稳定和稀释的渗滤液浇灌凤仙花具有一定的肥效,植株干重是清水浇灌的1.46～2.94倍.基于社区人工分拣的集成技术模式可减排垃圾产生量的52.6%.