生物堆肥預(yù)處理對生活垃圾含水率和發(fā)熱量的影響

1、生物堆肥預(yù)處理對生活垃圾含水率和發(fā)熱量的影響陶華 ， 張勁松(中國城市環(huán)境衛(wèi)生協(xié)會，北京 100835)摘要：采用生物堆肥技術(shù)對生活垃圾進行為期10d左右的預(yù)處理后，物料中的含水率從預(yù)處理前的69.10下降到32.40，而濕基高位發(fā)熱量和濕基低位發(fā)熱量分別由預(yù)處理前的6 694kJkg上升到14 512kJkg，4 594Hkg升高到12 888kJkg，分別提高了1.2倍和1.8倍。經(jīng)過生物堆肥預(yù)處理的生活垃圾更適合焚燒。關(guān)鍵詞：生物處理；堆肥；預(yù)處理；生活垃圾；焚燒中圖分類號：X705 文獻標識碼：A文章編號：10058206(2004)04019602 Effect of Biologi

2、cal Composting Pretreatment on Moisture and Caloric Value of Domestic WasteTao Hua， Zhang Jinsong(China City Environmental Sanition Association，Beijing 100835) Abstract： After pretreated by biological composting process for about 10 days，the moisture in the domestic waste was decreased from 9.10 tO

3、32.40.Meanwhile the high caloric value of domestic waste in arrival base was greatly increased from6 694 kJkg up to 14 512 kJkg，and for low caloric value from 4 594 kJkg up to 12 888 kJkg.The pretreated domesticwaste by biological composting process is more suitable to be incinerated.Keywords： Biolo

4、gical process； Composting； Pretreatmeat； Domesitc waste； Incineration 我國城市生活垃圾的發(fā)熱量普遍不高，平均濕基低位發(fā)熱量多為4 200-5 000kJkg，不能完全滿足生活垃圾焚燒爐的最佳運行工況要求，致使一些生活垃圾焚燒廠在實際運行時不得不添加輔助燃料，或采取預(yù)處理等其他措施，以彌補生活垃圾的發(fā)熱量不足。為了提高進入焚燒爐的生活垃圾的低位發(fā)熱量，通常采用的預(yù)處理技術(shù)有生物預(yù)處理、機械脫水法等。近年來，德國針對混合生活垃圾處理，先后開發(fā)出機械生物技術(shù)和干燥穩(wěn)定化技術(shù)，可以大幅提高人爐垃圾的低位發(fā)熱量。我們重點討論生物預(yù)處理

5、對生活垃圾含水率和發(fā)熱量的影響。1 試驗材料及方法從北京市順義區(qū)收集來的生活垃圾，在順義生活垃圾焚燒廠發(fā)酵倉內(nèi)堆放10d，完成厭氧生物堆肥過程。堆肥期間沒有對生活垃圾堆體進行翻堆、攪拌，發(fā)酵倉底部和四周沒有設(shè)置通風(fēng)溝、管。試驗設(shè)對照組和試驗組，對照組樣品取自進入發(fā)酵倉前的生活垃圾，即原生生活垃圾，試驗組樣品取自經(jīng)過10d發(fā)酵后的生活垃圾，即經(jīng)過生物堆肥預(yù)處理后的生活垃圾。二組之間除存在發(fā)酵與否的區(qū)別外，對照組和試驗組的其他條件都一致。對取自對照組和試驗組的樣品，分別測試其物理組成、含水率、灰分、干基和濕基高位發(fā)熱量、濕基低位發(fā)熱量。采樣和測試所用方法遵循CJT 30391995城市生活垃圾采樣

6、和物理分析方法1。2 結(jié)果與討論試驗結(jié)果見表1和表2。2.1 垃圾含水率變化從表1可以看到，經(jīng)過生物堆肥預(yù)處理的生活垃圾的含水率，已由預(yù)處理前的69.10，顯著下降到32.40。這一變化主要與下列因素有關(guān)：(1)由于微生物的急劇繁殖和生長，要消耗一定的水分。(2)生活垃圾中含水率高的食品部分(見表3)被大量降解，生成的水和游離出來水一部分被蒸發(fā)，一部分從垃圾堆體中瀝出，成為滲瀝液。(3)在生物堆肥過程中，垃圾堆體的溫度通常在50以上，最高可達70左右，遠遠高于氣溫，因此水分的蒸發(fā)十分顯著。北京市環(huán)境衛(wèi)生科學(xué)研究所的研究表明，食品、其它動植物因其含水率高，如常見蔬菜中，黃瓜含水率可高達96.20

7、，土豆為77.15，對整個生活垃圾含水率的貢獻率最大，當生活垃圾中的食品和其它動植物含量高時，生活垃圾含水率就高2。 影響水分表面蒸發(fā)的因素除溫度外，還有其他一些條件，如濕度、風(fēng)速、太陽輻射等。在本試驗條件下，由于時間相對較短，環(huán)境相對封閉，因而這些因素也相對較穩(wěn)定，可以認為溫度是影響蒸發(fā)的最主要因素，而發(fā)酵產(chǎn)生的熱能則是供蒸發(fā)所需的最主要能源。2.2 垃圾發(fā)熱量變化試驗結(jié)果表明，經(jīng)過生物堆肥預(yù)處理后，垃圾的濕基發(fā)熱量得到大幅度提高，其中濕基高位發(fā)熱量由預(yù)處理前的6 694kJkg，上升到14 512kJkg，提高了約1.2倍，濕墓低位發(fā)熱量由預(yù)處理前的4 594kJkg，升高到12 888

8、kJkg，提高了約1.8倍。生活垃圾的濕基發(fā)熱量的提高，也是因為物料中水分的大量減少，從而減少了蒸發(fā)、干燥物料所需的熱能3。蒸發(fā)1 kg水大約需要消耗2 496kJ的能量。與濕基發(fā)熱量變化相反，生物堆肥預(yù)處理前后，生活垃圾干基發(fā)熱量變化不大，而且從與處理前的21 666 kJkg，略降至預(yù)處理后的21 466kJkg，因此，干基高位發(fā)熱量的微略降低，可能與生物降解過程中，生活垃圾中的部分氫元素被轉(zhuǎn)化為水并被蒸發(fā)，從而導(dǎo)致固態(tài)物料中氫元素含量減少，也可能與測量誤差有關(guān)。在生物堆肥處理過程中，可生物降解有機物被微生物轉(zhuǎn)化二氧化碳(CO2)，水(H20)，礦物質(zhì)和穩(wěn)定的有機質(zhì)。低位發(fā)熱量的高低除與可

9、燃物的發(fā)熱量大小有直接關(guān)系外，還與水蒸氣的多少有關(guān)。3結(jié)論 經(jīng)過大約10d的厭氧生物堆肥預(yù)處理，可以顯著提高生活垃圾的濕基高位發(fā)熱量和濕基低位發(fā)熱量，分別由預(yù)處理前的6 694 kJkg上升到14512kJkg，594kJkg升高到12888kJkg。 經(jīng)過大約10d的厭氧生物堆肥預(yù)處理，可以大幅減少生活垃圾含水率，由預(yù)處理前的69.10下降至，到32.40。 由于生活垃圾含水率的明顯降低，濕基低位發(fā)熱量的大幅提高，經(jīng)過生物堆肥預(yù)處理后的垃圾更適于焚燒處理。 在北京地區(qū)，垃圾經(jīng)10d左右的厭氧生物堆肥即可取得較好的去除水分、提高濕基低位發(fā)熱量的預(yù)處理效果。4 參考文獻1中華人民共和國建設(shè)部.CJT30391995城市生活垃圾采樣刊物理分析力法中華人民共和國城鎮(zhèn)建設(shè)行業(yè)標準。城鎮(zhèn)市容環(huán)境衛(wèi)生標準匯編M.北京：中國標準出版社，20012北京市環(huán)境衛(wèi)生科學(xué)研究所.城市垃圾糞便無害化處理及綜合利用M.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，19883龔佰勛，吳學(xué)龍，城市