“生活垃圾分選+可燃物（RDF）熱解+好氧發(fā)酵”的生活垃圾無害化處理工藝-商丘利菲爾特

焚燒是一種熱化學(xué)處理方法，在800～1000℃的焚燒爐爐膛內(nèi)，垃圾的可燃成分與空氣中氧氣進行劇烈的化學(xué)反應(yīng)，放出熱量，轉(zhuǎn)化為高溫的燃燒煙氣和少量殘渣。生活垃圾經(jīng)過焚燒，一般體積可減少80～90%。焚燒工藝在日本及歐洲的一些國家應(yīng)用較多，單位處理量占地面積小，還可發(fā)電及供熱。近年來，焚燒廠在我國發(fā)展迅速，目前已有200多座在運行。

通過分類投放、分類收集，把有用物資，如紙張、塑料、橡膠、玻璃、瓶罐、金屬以及廢舊家用電器等從垃圾中分離出來重新回收、利用，變廢為寶，既提高垃圾資源利用水平，又可減少垃圾處置量，是實現(xiàn)垃圾減量化和資源化的重要途徑和手段。垃圾分類是對垃圾收集處置傳統(tǒng)方式的改革，是對垃圾進行有效處置的一種科學(xué)管理方法，成為當前和今后垃圾管理變革的發(fā)展趨勢，是當前世界各國共同關(guān)注的迫切問題之一。同時，將分類后難以利用的生活垃圾制成新能源產(chǎn)品——垃圾衍生燃料（RDF）是目前世界范圍內(nèi)生活垃圾減量化、無害化、資源化的首選方式。

固體廢物/垃圾衍生燃料RDF（RefuseDerivedFuel），是指從垃圾中剔除金屬、玻璃、砂石等不燃物后，將其中的可燃組分（如塑料、橡膠、木頭、織物纖維、食物殘渣等）經(jīng)加工處理得到的具有一定熱值，滿足一定使用要求的燃料。是一種來源于垃圾，制造簡單，可持續(xù)再生的新能源燃料，被稱為未來第四大綠色能源產(chǎn)品。商丘利菲爾特從事垃圾衍生燃料（RDF）研究多年，目前已研發(fā)出“生活垃圾分選+可燃物（RDF）熱解+好氧發(fā)酵”的生活垃圾無害化處理工藝。

生活垃圾分選+可燃物（RDF）熱解+好氧發(fā)酵”的生活垃圾無害化處理工藝，其生產(chǎn)環(huán)節(jié)主要包括“生化垃圾預(yù)處理+篩下物腐熟處理+篩上物熱解處理”三個生產(chǎn)環(huán)節(jié)，各環(huán)節(jié)工藝簡介如下：

生活垃圾分選包括垃圾堆存給料、滲濾液收集、篩分等處理環(huán)節(jié)。

垃圾運輸車在運至垃圾處理廠通過垃圾地磅稱量后，運至垃圾堆存給料間。垃圾堆存給料間主要設(shè)置原生垃圾暫存池、垃圾裝卸通道和垃圾裝卸設(shè)備。原生垃圾由卸料通道倒入原生垃圾儲存坑，再由起重機抓斗抓入粗碎機的受料漏斗里進行初步破碎。

垃圾卸料通道布置緊貼垃圾儲存坑，采用室內(nèi)型，以防止臭氣外泄和降雨。原生垃圾儲存坑位于生活垃圾分選車間內(nèi)，設(shè)計能夠滿足3天的產(chǎn)能需求。垃圾卸料通道周圍設(shè)置清洗地面的水栓，垃圾卸料通道高于原生垃圾暫存池，垃圾卸料通道清洗水由專用收集系統(tǒng)收集并和廠房沖洗廢水一同送往污水處理系統(tǒng)。垃圾卸料通道和原生垃圾儲存坑的設(shè)計充分利用原始地形南北高差，最大限度的減少了儲存坑的開挖深度。生活垃圾分選車間為密閉、微負壓設(shè)計（負壓條件來自除臭塔的風(fēng)機）。

由于原生垃圾含有一定水分，在存放過程中將有部分水份從垃圾中滲出，因此原生垃圾暫存池端部設(shè)計滲濾液收集池及滲濾液泵房，同時原生垃圾暫存池與地面保持一定坡度方便垃圾滲濾液的收集。垃圾滲濾液收集池均采用防腐處理，以免滲濾液腐蝕混凝土墻壁。

原生垃圾暫存池隔柵門設(shè)計充分考慮易堵塞情況。由于在垃圾車傾倒垃圾時，容易將垃圾堵在隔柵處，雖有垃圾吊及時清理，但不可完全避免堵塞情況發(fā)生，為此，設(shè)計上、下兩排共隔柵門，即使在部分隔柵門被堵的情況下其他隔柵門仍可將滲濾液順利排出。在外側(cè)設(shè)置了檢修通道，檢修通道內(nèi)設(shè)有通風(fēng)系統(tǒng)，一側(cè)鼓風(fēng)機鼓入外界新鮮空氣，另一側(cè)引出并排入垃圾池，以保證檢修人員的安全。原生垃圾暫存池底在寬度方向設(shè)計2%的坡度，使?jié)B濾液能自流到垃圾池底的一個滲濾液收集池內(nèi)。滲濾液收集池可儲存約1天的垃圾滲瀝液。滲濾液收集池上方設(shè)有滲濾液輸送泵，將滲濾液輸送至污水處理系統(tǒng)。

原生垃圾經(jīng)破袋后由密閉的皮帶輸送系統(tǒng)進入篩分系統(tǒng)，采用滾筒篩分（80mm孔徑），可將物料篩分為篩上物和篩下物兩類。篩下物主要為金屬、無機質(zhì)和易腐有機物（食物殘渣等），送入篩下物處理系統(tǒng)。篩上物為可燃物（RDF），由皮帶輸送系統(tǒng)送入后續(xù)篩上物處理環(huán)節(jié)。

生活垃圾分選工序廢水主要為垃圾滲濾液，地磅、垃圾卸料通道和車間地面清洗廢水；廢氣主要為原生垃圾暫存池惡臭。

篩上物（RDF）處理工序包括磁選、細碎、緩存、熱解等處理環(huán)節(jié)。

垃圾預(yù)處理篩分工序產(chǎn)生的篩上物（RDF）由密閉的皮帶輸送系統(tǒng)，送入磁選機，選出鐵類重金屬后，再進入細碎機，進一步破碎至30×200mm粒徑，然后送入RDF暫存間。

細碎后的物料送入暫存池內(nèi)堆存6-7天，進行好氧生物干化，同時通過底部余熱促進水分的快速蒸發(fā)。在緩存池底部豎向布置通風(fēng)管道，保證足夠的通風(fēng)與供氧；底部橫向布置盤管，管內(nèi)通入利用熱解煙氣余熱加熱的60℃-70℃熱水，對RDF進行脫水干燥。RDF暫存間設(shè)置一座RDF滲濾液儲池，以備RDF堆存過程中產(chǎn)生少量滲濾液暫存使用，滲濾液收集后送污水處理系統(tǒng)。

RDF緩存間為密閉、微負壓設(shè)計。RDF緩存間產(chǎn)生的惡臭氣體由集氣系統(tǒng)收集至惡臭處理系統(tǒng)。RDF緩存后送往熱解車間。

熱解工序采用低溫?zé)峤夤に?，包括RDF熱解、熱解氣冷凝、熱解氣預(yù)處理、熱解油水分離、熱解碳冷卻包裝及燃燒室尾氣綜合處理等環(huán)節(jié)。

來自RDF暫存間初步干化后的RDF（含水率小于15%）,通過預(yù)處理車間暫存坑抓斗轉(zhuǎn)運至步進式給料機，經(jīng)預(yù)處理車間和熱解生產(chǎn)區(qū)之間的的皮帶輸送機進入熱解車間熱解工序前端設(shè)有密閉料倉，作為暫存預(yù)處理車間來的RDF使用，其設(shè)計能力為保證8個小時左右充足的連續(xù)供料。熱解爐采用連續(xù)螺旋擠壓進料，保證RDF在連續(xù)、密閉條件下進料。熱解環(huán)節(jié)采用熱解爐對RDF進行熱解，熱解爐分為燃燒室和熱解室，為間接加熱方式。燃燒室內(nèi)采用液化石油氣和熱解氣混合燃料進行燃燒加熱（起爐采用液化石油氣，待熱解不凝氣產(chǎn)生穩(wěn)定后，再減少石油氣量），給熱解室升溫，控制溫度在400℃-550℃左右，在催化劑作用下，主要進行四個階段的反應(yīng)：

第一階段為吸熱脫水階段，溫度較低，附著水蒸發(fā)，結(jié)合水析出，聚合物開始裂解。

第二階段為揮發(fā)分大量析出階段，一氧化碳出現(xiàn)最大生成速率，同時生成少量液體產(chǎn)品。前兩階段均為吸熱反應(yīng)。

第三階段為二次裂解階段，是液體產(chǎn)物的主要生成階段，氣體產(chǎn)物可燃成分大量增加，釋放大量的熱。

第四階段固體產(chǎn)物焦結(jié)構(gòu)固化、壓縮，揮發(fā)物質(zhì)減少，固定碳含量增加，同時生成氫和CO等。該階段也是放熱反應(yīng)。

從化學(xué)反應(yīng)的角度對熱解進行分析，垃圾在熱解過程中發(fā)生了復(fù)雜的熱化學(xué)反應(yīng)，包括分子鍵斷裂、異構(gòu)化和小分子聚合等反應(yīng)。以木材、農(nóng)作物廢棄物為例，其主要成分為纖維素、木質(zhì)素，其熱解過程為：

熱解過程由外至內(nèi)逐層進行。熱解產(chǎn)物為氣固兩相，氣相為不同碳原子數(shù)的烴、醛、酮、醚、酯等有機物，固相為含碳量高的有機物剩余殘?zhí)?。氣相在熱解爐內(nèi)外溫差產(chǎn)生的壓力差（0.02MPa左右）的作用下排出爐腔，作為熱解氣全部送往冷凝環(huán)節(jié)進行冷凝，剩余的殘?zhí)甲鳛闊峤馓既峤馓祭鋮s包裝環(huán)節(jié)。

采用三級常溫冷凝工藝對熱解氣進行冷凝處理，冷凝后得到氣液兩項，液相為醇類、烴類、芳香烴、酮類、酸類等可燃性油類，由于含有部分水分，需進行油水分離。

冷凝液相含水率在30%~70%之間，同時存在油包水和水包油兩種乳化液，乳化程度變化大，因此熱解氣油水分離工藝首先經(jīng)過低溫破壞乳化度，然后使用重力沉降設(shè)備對其進行油水分離。

油水分離過程為熱解工序冷凝液通過輸送泵從儲罐打入熱交換器進行制冷降溫，降至常溫，再進入到沉降分離罐靜置8h進行油水分離。油組分從上端出來，含水量≤10%，用儲罐儲存外銷，熱解水從下端出來進入污水處理系統(tǒng)處理達標后排放。油水分離系統(tǒng)主要包括油水分離罐、熱解液緩存罐等。

熱解氣冷凝環(huán)節(jié)產(chǎn)生的不凝氣為C2-C3等低分子碳氫化合物，屬于可燃性熱解氣，由于其中含有酸性物質(zhì)，為了最大限度減少HCl和二噁英污染，在其作為燃燒室燃料燃燒之前需進行預(yù)處理。

熱解氣預(yù)處理系統(tǒng)工藝為“緩沖罐+一級5%燒堿液噴淋吸收+緩沖罐”，共三套此設(shè)施，分別對應(yīng)一座熱解爐。熱解不凝氣進入一級5%燒堿堿液吸收，除去不凝氣中的酸性物質(zhì)后，再進入燃燒室燃燒供熱。

熱解工序燃燒室煙氣含有二噁英、HCl、HF、重金屬（汞、鎘、鉻等）和少量有機物，其綜合處理系統(tǒng)治理工藝為“堿洗+酸洗+酯洗+活性炭吸附”，經(jīng)治理達標后，由一座20m排氣筒排放?！皦A洗+酸洗+酯洗”均為一級、噴淋設(shè)計，其中堿液噴淋的目的是吸收酸性氣體，酸液噴淋的目的是吸收堿性氣體，酯噴淋的目的是吸附二噁英，活性炭吸附非甲烷總烴。液體噴淋本身就有降溫、除塵效果，本系統(tǒng)無需額外添加除塵設(shè)施。

“堿洗+酸洗”環(huán)節(jié)酸堿噴淋吸收液在噴淋塔底設(shè)計的循環(huán)槽內(nèi)清理殘渣后，循環(huán)使用，定期添加噴淋液；“酯洗”環(huán)節(jié)噴淋液一季度更換一次，“堿洗+酸洗+酯洗”環(huán)節(jié)產(chǎn)生的殘渣和廢吸收液全部作為危廢處置?；钚蕴课江h(huán)節(jié)產(chǎn)生的廢活性炭經(jīng)脫附、再生后重新利用。

熱解工序產(chǎn)生的固相為含碳量較高的有機物剩余殘?zhí)?。采用滾筒式冷渣機對其冷卻，其冷卻方式為間接常溫水冷，冷卻至＜60℃后的熱解碳采用連續(xù)螺旋擠壓出料方式進入篩分機篩分出石塊、瓷片等無機物后，再送入熱解碳緩存罐暫存。篩分出的無機物作為一般固廢送填埋場填埋。

熱解工序廢水為熱解廢水；廢氣為熱解煙氣、烘干尾氣；固廢為酸堿噴淋塔殘渣，除塵系統(tǒng)、除臭系統(tǒng)底泥以及廢活性炭和廢酯吸收液。

篩分機篩分得到的篩下物水分含量為30%左右，為富含一定有機質(zhì)和氮磷鉀的營養(yǎng)基質(zhì)（俗稱營養(yǎng)土），可用于土壤改良或林業(yè)種植，經(jīng)包裝后由園林綠化單位收購。

篩下物腐熟工序廢氣為腐熟過程中產(chǎn)生惡臭，工程篩下物腐熟車間為密閉、微負壓設(shè)計，篩下物堆料、覆膜以及發(fā)酵過程中產(chǎn)生的惡臭氣體可通過腐熟車間整體換氣系統(tǒng)收集至惡臭處理系統(tǒng)。腐熟工序廢水為發(fā)酵槽滲濾液，通過發(fā)酵槽底部設(shè)的滲濾液收集槽收集，產(chǎn)生量約為物料的2%左右，與原生垃圾滲濾液一起進入污水處理系統(tǒng)。送污水處理系統(tǒng)；固廢為篩分、磁選后產(chǎn)生的重物料。

在垃圾預(yù)處理工序和腐熟工序會有惡臭產(chǎn)生，主要產(chǎn)生在生活垃圾轉(zhuǎn)運、篩分、堆存等過程（如原生垃圾暫存池、RDF緩存池、腐熟車間發(fā)酵槽等），惡臭因子主要為氨氣和硫化氫。

惡臭治理采用源頭控制和臭氣消除的方法。首先在原生垃圾暫存池（包含滲濾液暫存池）、RDF緩存間（包含滲濾液暫存池）、腐熟車間（包含發(fā)酵槽）安裝智能除臭噴霧系統(tǒng)，即將植物除臭液噴灑到物料表面，定期噴灑從源頭上對臭味的產(chǎn)生進行抑制及控制。在垃圾預(yù)處理車間和廠界四周設(shè)置智能除臭噴霧系統(tǒng)，定期噴灑，噴灑頻次為2h/次，每次10分鐘，使植物除臭液與散發(fā)至空氣中的惡臭因子進行作用，起到消除作用。再次對于能夠收集的惡臭氣體，采用布設(shè)臭氣收集風(fēng)管，經(jīng)風(fēng)機收集后引入惡臭排放治理系統(tǒng)。

惡臭排放治理系統(tǒng)主要收集和治理原生垃圾暫存環(huán)節(jié)、篩上物緩存環(huán)節(jié)、腐熟車間產(chǎn)生的惡臭，通過臭氣收集風(fēng)管收集，并由引風(fēng)機引入兩級植物液噴淋除臭塔+一級生物濾床進行治理。經(jīng)治理后各環(huán)節(jié)惡臭因子NH3、H2S，均能滿足相應(yīng)環(huán)保標準，各由一座20m排氣筒達標排放。

廢水包括熱解廢水、滲濾液廢水等。其中熱解廢水采用“蒸發(fā)+高級氧化+活性炭吸附”工藝，滲濾液等廢水采用“混凝沉淀+高級氧化+MBBR+活性炭吸附”工藝，經(jīng)治理后達到《城市污水再生利用工業(yè)用水水質(zhì)》（GB/T19923-2005）中相關(guān)回用水指標要求后，做煙氣凈化系統(tǒng)和循環(huán)水系統(tǒng)的補水使用，可以做到完全回用不外排。