袁艺东

摘  要：我国各城市正如火如荼的开展垃圾分类，尤其是一线城市北京、上海、广州、深圳出台垃圾强制分类条例后，突飛高涨的厨余垃圾产生量催生终端处理设施设计建设热潮，本文主要介绍国内厨余垃圾主流的机械预处理设备应用特点及应用处理效果进行分析总结。

关键词：垃圾分类;厨余垃圾;机械预处理、筛分设备;干湿分离设备;

引言

新修订的《北京市生活垃圾管理条例》2020年5月1日正式施行，与以往显著不同的是，《条例》对个人生活垃圾分类由倡导性上升为义务性条款，并明确了对生活垃圾混投混放、收运企业混装混运等行为的处罚措施。这意味着我国的垃圾分类从此步入强制分类时代。分类后的厨余垃圾如何更好地资源化利用、如何减少易腐有机质的流失取决于机械设备的合理选配。

机械预处理

MBT（机械-生物处理）技术包括机械和生物处理两个部分，前端目的是分选后端目的是降解和资源化利用，前后处理技术相辅相成。 MBT中的机械预处理部分是利用破碎、筛分、挤压等机械设备把厨余垃圾中的易腐有机质分选出来;其分选剔除的杂物塑料、纸张、木材、织物等用于生活垃圾发电的燃料;生物处理部分是将易腐有机质选配好氧或厌氧的技术将其降解。本文所分析的厨余垃圾机械预处理主指与厌氧发酵处理技术结合的主要机械分选设备。

在生活垃圾强制分类之前厨余垃圾主要随同生活垃圾处理，由此厨余垃圾机械预处理时间年限较短，各城市的厨余垃圾处理厂设备配套均有所不同，且尚无行业标准化设备，由此在工程设计选型上易走弯路。以下对我国现有处理技术介绍分析了不同原理的机械设备处理特点及效果。

筛分设备

用带孔的筛面把粒度大小不同的厨余垃圾分成各种粒度级别的设备叫做筛分设备。在具有规模化的案例中筛分设备是主要选配的机械设备之一。根据其不同的结构装置可分为：滚筒筛、弹跳筛、三角盘筛、指型筛、蝶形筛等。虽机械设备的结构不同，但其分选原理都是通过设备设定的筛孔直径或缝隙大小进行物料性状大小的筛分，物料在设备内通过物料自身的重力和机械能的翻抛分为筛上物和筛下物。 厨余垃圾选配的筛分设备筛分粒径通常是80mm、100mm、120mm的孔径。

如杭州市厨余垃圾分选减量暨生化利用一期工程选配筛分工艺设备，其公开机械设备流程为：鳞板给料机→分工分选室→磁选机→破袋机→风选机→滚筒筛→生物质分离器，通过该流程分选出厨余有机垃圾，去除塑料袋、粗纤维等垃圾中的杂物;如宁波市厨余垃圾处理厂选配筛分工艺设备，其公开机械设备流程为：抓斗给料→滚筒筛→磁选机→弹跳筛→弹跳板，通过该流程分选出厨余有机垃圾，去除塑料袋、粗纤维等垃圾中的杂物;如上海市上海生物能源再利用项目厨余处理选配筛分工艺设备，其公开机械设备流程为：步进给料机→破碎机→筛分机→磁选机→生物质破碎分离一体机→挤压脱水机，通过该流程分选出厨余有机垃圾，去除塑料袋、粗纤维等垃圾中的杂物。

筛分工艺在厨余垃圾分选处理工程应用中具有以下特点：

1）物料过流量大单机处理能力高，输送处理过程顺畅稳定;

2）能顺利的通过分类质量差含生活比例较高的厨余垃圾;

3）当厨余垃圾原料高湿、含水率高时筛孔堵孔率高，超出城市生活垃圾按粒度分级的性能指标堵孔率不应大于25%;

4）当含有果蔬市场垃圾、袋装厨余垃圾时分选后筛余物占比偏大，筛余物有机质含量偏高;

螺旋挤压设备

螺旋挤压设备其机械结构是利用旋转变径和变距的螺旋体的推进作用对物料进行挤压脱水的设备。工作原理脱水过程第一阶段利用螺旋叶脱水，螺旋叶分传输区、压缩区和出料区，传输区保证物料平稳进入设备，脱水区螺旋叶片螺距和螺旋内径逐级变小，从而传输空间逐级变小，由于传输空间的逐级变小对物料形成逐级增加的压力，强制物料体积输小压榨出水分;脱水过程第二阶段利用阻料装置脱水，当物料进入螺旋出料段，螺旋会对物料施加轴向推力将其推出出料口，同时由气压（或油压）装置加压的阻料装置会对即将被推出的物料施加反向作用力，从而形成挤压对物料进行二阶段脱水。

规模≥100吨/天厨余垃圾处理项目中几乎无直接选配螺旋脱水机对厨余垃圾原料进行处理。多数案例应用在经人工精分拣的纯果蔬物料，处理能力1-20吨/天果蔬市场，其限制选配的主要原因如下：

1.由于螺旋轴临近出口螺旋叶片有效的齿高对进料的物料有特定的尺寸要求，否则造成卡堵。小机型腔室直径400mm的进料粒径需≤60mm，大机型腔室直径800mm的进料粒径需≤80mm;

2.当厨余垃圾成分复杂时，设备内有架桥、抱轴、打滑、拉稀等故障现象，前端配套破碎机控制物料尺寸稍有好转，但不能彻底解决故障现象;

3.适于成分和性状单一的物料，多数应用于厨余垃圾发酵后的残渣脱水，以及去除粗大杂质后的有机食糜，如分类较好的餐厨垃圾;

4.对厨余垃圾原料的分类质量要求高，现有的项目案例中多数应用在精分选后端细杂质的脱水。

干湿分离设备

干湿分离设备俗称压榨机，特指通过柱塞式的方式直接对物料进行挤压的设备。是种较为新型应用于厨余垃圾分类分质的设备。干湿分离设备功能是将厨余垃圾中的易腐有机物分离出来，不仅具有挤压、脱水还具有有机质浆化和分离的功能。

分离设备原理是以柱塞的方式将厨余垃圾在布满分离孔眼的腔室里进行封闭式挤压，从而将垃圾中的易腐有机物料（如食物残渣、瓜果和蔬菜残渣等）压榨成胶体状从腔室内蹦出，在高压压榨分离过程易腐有机物受到强大的压力从孔眼释放卸压时爆破浆化，具有浆化的作用;残余在腔内的干组分（如塑料、织物等惰性物料）经腔室出渣口处推送排出。

柱塞式推头与分离腔室紧密配合在推送干组分的同时将分离孔眼中的杂物清刮一遍由此每个周期循环都进行分离孔眼的疏通，保持着良好的分离作用。

如广州市福山生物质综合处理厂厨余垃圾处理选配干湿分离设备，无配置筛分设备。其公开机械设备流程为：抓斗给料→破碎机→高压分离机→除杂制浆机，通过该流程分选出厨余有机质，去除塑料袋、粗纤维等垃圾中的杂物。

干湿分离工艺设备在厨余垃圾分选处理工程应用中具有以下特点：

1.设备适应性强，对垃圾分类水平要求不高，可适用于农贸市场垃圾、果蔬垃圾;

2.与现有的分选设备比较，可最大化的分离出厨余垃圾中的有机质，最大化的将物料资源化利用;

3.出渣类同生活垃圾，含水率低，分离去除的杂物中有机物、水分比传统的分选设备处理效果有较大的提升。

4.设备造价成本高，比筛分设备投资成本约高出5倍以上;

结束语

现行技术主流的厨余垃圾机械预处理设备应用案例、原理分析、处理效果比较，筛分设备虽投资成本较低、可适用于分类过渡期的厨余垃圾分选，其机理是通过物料的大小进行区分，高湿物料易堵孔的因素由此导致有机质流失量大的缺陷;螺旋挤压设备由于厨余垃圾成分复杂处理过程经常性出现抱轴、打滑、拉稀等故障现象，对物料前端的分类、破碎粒径要求较高，且其挤压压力低不具备有机质浆化分离的功效，由此该设备不适于直接应用于厨余垃圾有机质的提取;干湿分离设备是现阶段技术水平下应对我国厨余垃圾复杂的特性较为合适的浆化干湿分离设备，能对易腐有机质挤压浆化与非易腐有机物惰性物料分离出来，可最大化的对厨余垃圾资源化利用，减少杂物含水率提升杂物的热值。

参考文献

[1] 赵由才、宋玉.《生活垃圾处理与资源化技术手册：2007.5： 15—20页，97—138页;

[2] 范祖尧、胡宗武、徐履冰、张邻康.《现代机械设备设计手册》第3卷 非标准机械设备设计 1996.10： 78—101页，227—228页;

[3] 国家标准化管理委员会.粮油机械 螺旋脱水机 2010.12：1—3页;

[4] 住房和城乡建设部.《餐厨垃圾处理技术规范》2012.12：7—13页;

[5] 住房和城乡建设部.《垃圾分选机 垃圾滚筒筛》1995.02：1—4页;

2048501705264