混合垃圾原位筛分异地处置关键技术

2022-12-30代宏峰刘明军朱明华张秀川

天津建设科技 2022年6期

代宏峰，刘明军，朱明华，张秀川

（中建一局集团建设发展有限公司，北京 100102）

近年来，随着经济的快速发展及城市化进程的不断加快，人们居住的密集性不断增长；“垃圾围城”已成为我国面临的最严峻、最现实问题。目前我国垃圾处理主要采取传统的填埋方式，既占用土地，又严重污染土壤、水源，发酵过程中产生的二氧化碳、甲烷等气体易引起温室效应并存在爆炸的危险[1]。垃圾分类及无害化处理技术积累较少，缺乏相关的科学研究和系统总结，本文以某河道开挖垃圾处置项目为例，对填埋场垃圾进行注气处理，使其满足开挖条件，然后对垃圾进行开挖、筛分、转运、利用或处置，形成非常规混合垃圾原位筛分异地处置技术，可对河道治理过程中的垃圾处置提供相关技术参考。

1 工艺原理

非常规混合垃圾原位筛分异地处置关键技术是采用抽注气系统对垃圾内部注入新鲜空气并抽出甲烷、硫化氢等有害气体，降低陈腐垃圾中恶臭气体及甲烷的浓度；然后对待处理垃圾进行安全开挖，将开挖出的垃圾运送至就近设置的高效筛分设备上进行分类，分成轻质可燃筛上物、筛下腐殖土、无机骨料、塑料和橡胶等；最后进行综合资源化回收利用，其中无机组分满足回填土要求的可就地回填，轻质组分可压缩后转运至卫生填埋场或焚烧厂规范处置，腐殖土可出售，用于园林绿化项目，废旧金属可回收利用[2]。见图1。

图1 国内主要筛分设备组成及筛分物

2 施工工艺流程

2.1 施工准备

1）现场踏勘。施工前先对混合垃圾填埋场周边环境进行详细调研，落实垃圾填埋场周边交通、建筑物、河流等与填埋场的位置关系，重点落实填埋场的范围、埋深、筛分设备可设置场地、周边环境保护要求等。

2）方案制定。根据踏勘情况及填埋场相关资料制定填埋场治理机械选型、筛分设备布置区域、垃圾开挖方向、车辆行走路线、抽注气系统布置等。

3）场地布置，设备就位。根据方案部署将筛分设备布置场地、车辆行走道路平整并铺设钢板；将选好的机械进场组装并根据环保要求在筛分设备四周搭设防护架，防护架顶部采用塑料布覆盖，四周采用密目网封闭，仅保留上料口及筛分物清理口。

2.2 垃圾填埋场好氧处理

目前，我国大部分垃圾均采用非正规垃圾填埋技术，填埋后由于微生物作用将产生大量甲烷、硫化氢等有害气体，为降低垃圾填埋场有害气体浓度及垃圾开挖、运输过程中中毒、爆炸风险和对环境的影响，垃圾开挖前首先采用好氧处理方式对填埋场进行处理[3]。

1）根据填埋场堆体范围设置注入井和抽气井，注气井与抽气井数量一致，约400 m2范围设置一口注气井和一口抽气井。垃圾堆体以上井管为实管，以下为花管，管井埋深同垃圾埋深。

2）管井施工完成后，采用空气压缩机从注气井往垃圾中注入新鲜空气；采用离心式风机从垃圾抽气井往外抽有害气体并对反应物的温度、湿度、气体进行监测，激活垃圾中的微生物，创造出一个比较理想的有氧反应环境，使反应达到最佳状态，从而加速有机物的降解，消除有毒、有害物质。

2.3 混合垃圾开挖施工

1）混合垃圾开挖前，实地勘察施工现场地下管线，如开挖过程中遇到地下管线，需核实确认已经切断并废除后才进行开挖。

2）为减少雨水等渗入作业区域，沿开挖垃圾坑口设置上口1 m宽、坝高1 m临时拦挡坝（黏土坝），边坡比1∶1，压实系数0.95，为防止雨水冲刷，坡面进行绿化。

3）根据坑深计算上口位置，在靠近筛分设备处设置1∶7行车通道，供给挖掘机及车辆行走，开挖时由中心向三面开挖，通过坡道向外运输，直至开挖至原土层。

4）施工现场做好粉尘、噪音控制，垃圾堆场四周设置临时围挡；垃圾运输时严格控制工地扬尘。施工时现场洒水，为防止运输过程中车辆洒落土粒影响环境，严禁运输车辆超载，同时应加盖盖板，确保在装运垃圾过程中不往外洒落。

5）混合垃圾开挖时应注意现场安全，对井坑周边以及落差较大的部分设置脚手架栏杆并设专人指挥机械，以免发生滑坡。

2.4 渗滤液处理

1）将开挖出的含有渗滤液的污染土用密封罐运送至专业渗滤液处理厂，运送过程中确保渗滤液不渗漏。

2）运送至处理厂后将垃圾渗滤液引入调节池，与回流入调节池的污泥混合沉降后，出水进入反硝化池进行反硝化脱氮[4]。

3）反硝化池出水进入微氧曝气池进行同步硝化反硝化，微氧曝气池设有至少三级曝气单元，各曝气单元中溶解氧浓度在0.1～0.5 mg/L，最后一级曝气单元的泥水回流至第一级曝气单元，回流比为100%～200%。

4）微氧曝气池出水进入沉淀池沉淀后，分为生化尾水部分与污泥部分。污泥回流至调节池，回流比为400%～600%，剩余污泥排放至污泥浓缩池进行压滤处理；生化尾水进入硫酸根自由基氧化池，向其中加入过硫酸盐及亚铁盐至过硫酸根离子浓度为0.5～1 g/L、亚铁离子浓度为1～1.5 g/L，调节pH值为4～5、温度为30～35℃，搅拌均匀后进行氧化反应反后出水进入中和池，污泥排放至污泥浓缩池进行压滤处理。

5）向中和池内加入石灰水，调节pH值至7～8，出水进入物化沉淀池沉淀后，进入移动床生物膜反应器单元，经微生物降解后排放。

2.5 垃圾筛分

混合垃圾分类、分选方法主要有筛分、重选、浮选、磁选、电选、静电分选、电磁分选及光选等。分选工程可以是上述分选方式的多样化组合，应针对混合垃圾组分的现状调查和分析加以选择。见图2。

图2 混合垃圾分选工程工艺流程

1）卸料仓位。符合进场要求的城市生活垃圾由密闭式垃圾运输车经地磅计量称重后，进入3个卸料仓位的卸料区，车辆自卸垃圾到卸料区堆放。

2）给料机。卸料仓内的生活垃圾由抓斗抓入给料机料斗，经布料器均匀布料后进入板式给料机，物料由板式给料机输送至滚筒筛。

3）人工分选平台。皮带输送机两侧设置手选钢平台，每组手选钢平台设2组人工手选位，共4个手选位。每组人工手选位分拣平台下部设置拉臂车车箱（或直接停放运输车辆），人工分选出的不宜于筛分或发酵的大件物品（如家具、树木、建筑垃圾及玻璃瓶等）投入车内，最后进行填埋处理。

4）滚筒筛。经前人工分选和磁选后输送机上的物料直接进入滚筒筛进行筛分，筛下物（筛孔直径80 mm，主要成分为渣土和有机质）经过皮带输送机送至转送皮带运送至下一级的圆盘筛，筛上物（主要成分为纸张、布料、塑料袋和大块的有机质）经转送皮带运送至精细破碎机。

5）正压风选机。滚筒筛筛上物经转送皮带运送至正压风选机，利用密度差异和风力来分选其中的重物料（主要成分为渣土等）、中重物料（主要成分为有机质）、轻物料（主要成分为纸张、塑料等），重物料经转送皮带转送至渣土用于原地回填；轻物料经轻物料转送皮带经打包机打包，最后运出暂存后焚烧。

2.6 分选物处置

分选工程选出的分选物主要有筛下腐殖土、筛上轻质物、筛上重质物、一般工业固体废物及危险废物等。筛下腐殖土主要粒径＜20 mm，可用于园林绿化、山体修复、商业服务和公共非敏感用地用土或深加工为绿化肥料。筛上轻质物以塑料、橡胶、织物等可燃物为主，用打包机压缩打包后，使用装载设备运输至库区堆放地点，码放整齐。为防止飘散，使用罩网进行覆盖并做好相应的防火措施后，转运至指定地点进行资源化利用。筛上重质物多为建筑垃圾，采用反击式破碎机及多级筛进一步分选成不同粒径的骨料。有机物含量不超过5%后，用于土方回填、制砖及建筑路基等。一般工业固体废物及危险废物应交由有资质单位进行无害化处理、处置。