唐中呈 唐中祥

（1.蓝天众成环保工程有限公司，江苏 徐州 221116；2.江苏省精创电气股份有限公司，江苏 徐州 221106）

1 概述

目前，我国生活垃圾普遍采用填埋、焚烧和发电等方式。特别是在我国中、小县城，绝大多数位于主要河流的上游和农村附近，这些地方由于缺乏较大规模和比较标准的生活垃圾处置设施，只好采用简单的生活垃圾焚烧或简易填埋、露天堆放等办法，造成臭气外溢、二噁英超标、灰渣和渗滤液泛滥等二次污染，给周边环境带来极大影响。二噁英属于强致癌物，给人类健康带来极大危害。

2 水泥窑协同处置优势特点和对水分处理的要求

2.1 水泥窑协同处置固体废物的优势

（1）处置温度高。水泥窑内气体最高温度可达1 650℃以上，主要有机物的有害成分焚毁率可达99.999%以上，即使很稳定的有机物也能被完全分解。（2）焚烧空间大。水泥窑是一个体积较大的旋转筒体，不仅可以处理大量废料，还可维持均匀、稳定的焚烧气氛。（3）焚烧停留时间长。固体废物在炉中高温下停留时间长达 20～30min，焚烧充分，可扼制二噁英等有害物质的生成。（4）处理规模大。新型水泥窑处理危险废物量占水泥窑产量的5%左右。（5）新型水泥窑内呈碱性气氛，更容易处理危险废物和生活垃圾等。（6）新型水泥窑处置有毒有害废料，可使有害废料中存在的金属元素固化在水泥熟料中，起到尾气净化和重金属高温固化的双重作用。（7）新型水泥窑系统是负压状态运转，烟气和粉尘不会外溢，从根本上防止处理过程中的再污染。（8）新型水泥窑处理废物的过程有吸硫、吸氯作用，因此，能改善和降低污染物综合排放量。

2.2 水泥窑处理对生活垃圾水分要求

国内生活垃圾的含水率与气候、季节、区域都有关联，不同地区、不同季节、不同天气状况都会使其含水率发生变化，所以，没有固定统一的数值。垃圾填埋场中，生活垃圾一般饱和含水率为30%～45%，国内生活垃圾的初始含水率平均约52%。根据水泥窑处理入窑要求水分要小于40%，否则，会因生活垃圾水份含量高、热值低、燃烧不稳定而对炉窑内部造成损坏，影响水泥成分。

3 垃圾脱水机的设计

3.1 脱水机用途

由华润水泥、蓝天众成、史密斯三方联合首创的“机械生物法预处理+热盘炉焚烧”处置生活垃圾工艺技术路线中，机械脱水是必不可少的环节。设计出一款新的脱水设备，充分模拟现场工况，做了大量的带料实验。实验数据显示，目前设计出的脱水机具有能耗低、防堵料、故障率低、自动化程度更高等特点。

本款生活垃圾脱水机是针对垃圾水份含量高、热值低、燃烧不稳定而专门研制的一款产品。垃圾进行脱水处理，减少垃圾含水量，缩小垃圾体积，提高垃圾热值，减少燃煤量，便于生活垃圾装卸运输、储存和填埋焚烧，是生活垃圾综合利用过程中的最佳选择。

3.2 脱水机工作原理

物料从进料口由主推进油缸填满整个腔体进行挤压，挤压最大压力为25MPa，主推进油缸设有两个行程开关；主推进油缸行程开关未被触碰到超出23s后，物料出料控制油缸缩回，此时，主推进油缸继续向前推进，经过三次挤压的物料被推出，从而往复运转（见图1）。

图1 脱水机工作原理

3.3 脱水机主体结构特点

脱水机主体结构采用高强度轻质钢材，耐腐蚀性能优越；脱水垃圾出料口以0°设计，便于垃圾脱水后输出，不易发生堵料事件；填料腔容积大，单次最大处理0.5t，处理效率高；检修腔两侧结构均可拆卸，方便维护；液压油缸、销轴及主塞体、各腔体均可拆卸，方便运输、安装（见图2）。

图2 脱水机主体结构

3.4 脱水机优势

（1）人机界面，智能化程度高。操作台采用液晶触摸显示屏，显示运行、故障等各种状态，参数设置、故障处理方便简单。（2）采用PLC程序集中控制，通过远程数字监控，随时了解设备运转情况，最大限度减轻人员负担。（3）人性化设计，有自动运行和手动运行两种模式。

3.5 脱水实验及结果

（1）原生态环卫垃圾进场，称重后卸料到实验指定料场，转入实验环节。（2）经多次试验，平均出水率6%～8%（见图3）。

图3 实验渗滤液数据收集

4 设备使用情况

目前，脱水机已在华新环境工程（鄂州）有限公司、金隅、华润、红狮集团进行多次安装使用，取得较好的使用效果。水泥窑协同处置工况下，减少对窑系统影响，节约烧成系统煤耗和电耗，可以减少有毒气体排放（见图4）。

图4 唐县水泥脱水机安装现场

5 结语

据统计，我国目前有400多座城市遭遇“垃圾围城”，80多万亩土地被垃圾侵占。固体废物，特别是危险废物大多含有对人类自身和人类赖以生存的自然环境以严重影响的有毒有害成分，如何科学合理地处置、实现无害化和资源化是全社会关注的热点。垃圾脱水机经过不断改进优化，其结构简单，便于运输、安装、维护；脱水效率高，能耗低； 高配置，可靠性高，维护率低。脱水机的问世为水泥窑协同处置可行性提供了保障。