城市生活垃圾生物干化的影响因素分析

王汝佩 韩国柱 冯艳 马凡超

摘要：中国城市生活垃圾组分复杂多变，受季节、地域、当地生活水平等各方面因素影响较多，而垃圾的含水率也是参差不齐，给生活垃圾的能源化利用带来了困难。本文阐述了一种新型的生活垃圾生物干化技术，并分析了干化时间和活性菌种等因素对垃圾干化效果的影响。结果发现延长干化时间虽能提升干化效果，但不太明显。加入活性菌种可以有效的提升干化效果、降低垃圾的含水率，从而提高垃圾的热值。

关键词：城市生活垃圾;生物干化;影响因素

中图分类号：X705 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2019）11-00-01

Abstract： The components of Chinese MSW is totally different， depending on the season， region， local living standard and so on. The moisture content also varies with the mentioned parameters， which increase the difficult of the waste-to-energy. In this article， one new type MSW bio-drying technology is present， and the influence of different factors on the performance of bio-drying is analyzed， like the bio-drying time and bacteria etc. It was found that although the extended drying time can improve the drying effect， it is not obvious. The addition of active bacteria can effectively improve the drying effect， reduce the moisture content of the MSW， and thereby increase the calorific value.

Key words： Urban domestic waste; Biological drying; Influencing factors

1 背景

随着我国城市进程的加快，城市生活垃圾大量产生和肆意排放，其引发的环境污染已成为当前城市建设与发展中迫切需要解决的重大问题之一。根据国家统计显示，2017年我国城市生活垃圾清运量已经超过2亿t，无害化处置率达到96.6%，其中焚烧处理占比37.5%[1]。根据我国十三五规划要求，2020年底生活垃圾清洁焚烧处置率将要达到50%以上，而且由于焚烧技术在其减量化和资源化等方面具有突出优势，因此，已经成为我国生活垃圾能源化利用的主要技术途径[2]。但是我国城市生活垃圾成分复杂，其含水率、组分等受季节、地域以及生活水平影响较大[3]，同一城市随着季节的不同其垃圾的组分也存在较大波动[4-5]，从而大大增加了焚烧处理的难度。本文介绍了一种生活垃圾干化处理技術，不仅可以将高含水率的生活垃圾干化后水分大大降低，而且大大提升了干化后垃圾的热值，从而降低了后续垃圾焚烧的困难。

2 生物干化技术

生物干化技术不仅能够去除垃圾中的吸附水和自由水，还能够有效的去除生物结合水，图1为某电厂垃圾的生物干化仓模型，新鲜生活垃圾在干化仓内进行干化，在强制通风的情况下新鲜空气从仓底进入干化仓，仓底布有通风口，新风与微生物利用混合垃圾中的易腐有机物发酵产生的热进行热交换，加速垃圾中水分的挥发，同时产生的废气和水蒸气一起排出干化仓，从而完成垃圾的干化过程。在6-8天的生物干燥后，极大的降低了垃圾的含水率。

3 生物干化的影响因素

生物干化技术的影响因素较多，本文以城市生活垃圾为研究对象，以某电厂已建成的生物干化装置为实验基础，研究了干化时间和活性菌种对城市生活垃圾生物干化的影响。

3.1 干化天数对干化效果的影响

图2为干化时间对干化效果的影响结果，从图中可以看出，随着干化时间从6天延长到7天和8天，干化减重比略有提升，说明延长干化时间可以提升水分的去除率，但效果不太明显。1号线干化仓干化6、7和8天的垃圾干化后水分减重比的正太分布图，从图中可以看出干化6、7、8天时，垃圾干化后的减重比在25%-35%范围内的概率分别为67.18%、26.33%、28.65%，减重比的平均值分别为30.18%、30.44%、31.80%。可以看出随着干化天数的增加，垃圾干化后的减重比的波动范围变小，干化垃圾减重比平均值随着干化天数的增加而增加。干化6天的垃圾，水分减重比较集中，主要集中在30%左右，减重比大于30%的概率较小，而对于干化7天、8天的垃圾来说减重比的分布较干化6天的垃圾减重比分布均匀。

3.2 干化仓加菌对干化效果的影响

为了研究加菌种对垃圾在干化仓内的干化效果，本论文中采用8组试验，干化仓17、8、15、18、16、11、14、12加入菌种（试验组），化仓3、7、13、12、4、17、18、16未加菌（对照组）。试验数据如表1所示。

可以看出加菌组干化垃圾的减重比均大于未加菌组。其中差别最大的为第四组，两者相差7.5%;差别最小的为第八组，仅差0.05%。加菌组干化垃圾减重比平均值为21.53%，未加菌组垃圾干化减重比平均值为18.06%，两者相差3.47%。由以上分析可以看出，加菌可以增加干化垃圾减重比。生物干化作用主要是：在好氧条件下微生物降解可降解的有机质垃圾沥出水分，同时提升堆温，加速水分挥发。

4 结论

本文从垃圾初始含水率、干化时间以及菌种三个方面研究了城市生活垃圾干化效果的影响因素，结果表明：延长干化时间对提升干化效果有一定影响，但并不明显，加入活性菌种以提升生活垃圾的干化速度从而达到提升干化效果的目的可行性较高，因此可以作为提升生活垃圾干化效果、降低水分的有效手段。

参考文献

[1]中华人民共和国统计局.中国统计年鉴-2017[Z].北京：中国统计出版社，2017.

[2]郭鹏飞，张金流.我国城市生活垃圾处理技术现状及展望[J].安徽农业科技，2013，41（25）：10560-10562.

[3]程炬，董晓丹.上海市生活垃圾理化特性浅析[J].环境卫生工程，2017，25（04）：36-40.

[4]王桂琴，张红玉，王典，张丽，孙巍.北京市城区生活垃圾组成及特性分析[J].环境工程，2018，36（04）：132-136.

[5]董瑞程，丁志斌，郭浩男，连小莹，赵小兰.广东省海岛生活垃圾产量及理化特性[J].科学技术与工程，2019，19（18）：369-374.

收稿日期：2019-05-13

基金项目：国家重点研发计划-固废资源化专项（2018YFC1901306）。

作者简介：王汝佩（1987-），男，汉族，博士研究生，中级，研究方向为固体废弃物能源化利用。