固体废物处理与资源化——城市垃圾与农业固废的资源化

1.物理处理
（1）切短、粉碎机软化
简单有效，采食量增加20~30%。 （2）粉碎后压块成型
铡切（5cm段）→烘干（含水16%） →压制成型
（圆柱或块状）。 优点：密度大，含水量低，便于运输、贮存和饲 喂；高温挤压使消化率提高25% ；有浓郁糊香味 和轻微甜度感，适口性提高；卫生条件好；可实 现工厂化生产，全年进行加工。 设备：挤压式环模压块机、平模压块机和压缩式 压块机等。
提取工业乙醇试验
主要用盐酸作为催化剂，在高温下将垃圾
浮选后产生的轻质成分(含有大量纤维素) 进行水解，同时提取糖，糖水发酵后还原 成乙醇，在水解过程中还产生电能。试验 室提取乙醇浓度为1.6％，经蒸馏后其浓度 可达95％。
2．垃圾制取纸浆技术
要求精制纸浆含纸率在80％以上才能供给
工程应用，因此预处理装置提供符合要求 的纸浆化原料成为实现工艺目的的关键。
（二）城市垃圾堆肥技术
1.德国FLESBURG高速堆肥系统 FLESBURG高速堆肥厂位于德国FLESBURG，每天处理量
350-400吨。堆肥原料是城市生活废弃物及污泥 。
液压式压力机 金属 填埋
垃 圾
破 碎 机
磁 选 机
转化 动滚 消筒
筛 分 机
分 选 机
农用
水处理系统 除臭系统
2. 法国SILODA快速堆肥系统
2.青贮 由于粪便中碳水化合物的含量低，不宜单独
青贮，常和一些禾本科青饲料一起青贮。青 贮饲料具有酸香味，且可杀死粪便中病原微 生物、寄生虫等。 3.干燥法 常用的处理方法。主要利用热效应和喷放机 械。处理效率较高。 干燥方法主要有以下4种：日光自然干燥、高 温快速干燥、烘干膨化干燥、机械脱水。
法国贝鲁特家庭废物处理厂，建筑面积
4500m2，日处理量700吨，原料为城市生 活垃圾。 城市生活垃圾→破碎、筛选、磁选→一定 粒径(约5cm)的可堆废物→可逆式皮带机 →一次发酵仓（旋转式搅拌机翻动、搅拌 及输送）7~10天→二次静态发酵场 30~60天→振动筛分→优质肥料
3.北京南宫垃圾堆肥厂
(三)城市特征对垃圾构成的影响
1.大城市与中小城市垃圾构成有十分明显的区别。
大城市：有机物成分占总量的31％～36％，无机成 分约占60％，废品约占4％-6％；中小城市的生活垃 圾有机成分约占其总量的20％，无机成分约占65％， 废品的比重更低。 2.城市气化率、集中供热面积及人均煤购买量对垃 圾的产量和构成具有明显的影响。 3.包装废物在城市垃圾中的比重增加，并对环境造 成极大污染。
3.秸秆生化腐熟快速还田 采用先进技术培养能分离粗纤维的优良微生物菌种，生
产出可加快秸秆腐熟的化学制剂，并采用现代化设备控 制温度、湿度、数量、质量和时间，经机械翻抛、高温 堆腐、生物发酵等过程，使秸秆→有机肥。
（1）催腐剂堆肥技术
（2）速腐剂堆肥技术
（3）酵素菌堆肥技术 实例：由工业废液生产高浓缩秸秆复合肥 造纸黑液→工业化沤制发酵→氨化处理→磷化处理→高
2 .我国秸秆资源化利用现状
3.秸秆焚烧的危害
（1）浪费资源 田间焚烧仅能利用所含



钾的40% ，其余氮、磷、有机质和热能 则全部损失。 （2）污染环境 （3）引发火灾 （4）损伤地力 （5）危害周围生态动植物
（二）秸秆还田技术
宏观秸秆还田可以草养田、以草压草，达
到用地养地相结合，培肥地力。 微观秸秆还田能提高土壤有机质含量；改 善土壤理化状况，增加通透性；保存和固 定土壤氮素，避免养分流失，归还氮、磷、 钾和各种微量元素；促进土壤微生物活动， 加速土地养分循环。
温高压处理→颗粒型复合肥。
4. 配套的农艺技术和机具
（1）技术：为秸秆腐解创造条件；调解土壤水分
和C/N比、C/P比（土壤湿度要求在田间持水量的 60~80% 、每亩应补施7~10kg尿素和20~25kg过 磷酸钙；加强后续田间管理；因地制宜，采取不 同的还田时间和方法；避免有病秸秆还田。 （2）机具：秸秆还田旋耕机；甩刀式碎土灭茬机； 装有覆土器的深耕犁、高架深耕犁；秸秆粉碎抛 撒机。
——城市垃圾与农业固废的资源化
2007级环境科学专业
第三节 城市垃圾的资源化
本节要点
了解目前城市垃圾资源化的特点与趋势。
掌握根据垃圾的组成与性质设计垃圾综
合利用的方法。
一、概述
(一)城市垃圾的分类
1、据垃圾的性质： 可燃性、燃烧热值→可否焚烧的参考指标 化学成分、堆腐性→选择处理方式的重要指标，特别是堆 肥化及其他生物处理法。 2、据垃圾的组成：可回收废品、易堆腐物、可燃物、其他 无机废物。 简单分为：有机物(动物、植物)→堆肥；无机物→填埋； 可回收废品(纸张、塑料、破布、金属、玻璃)→回收使用。 3、据产生及收集来源 家庭垃圾(食品垃圾和普通垃圾)是城市垃圾的主要对象。
(二)城市垃圾的性质
城市垃圾的性质主要包括物理、化学、生物化学
及感观性能。 1、感观性能 废物的颜色、臭味、新鲜或腐败的 程度等。 2、物理性质 与组成密切相关，含水量、垃圾容 重、垃圾的粒度组成。 3、化学性质 挥发分、灰分及灰分熔点、元素组 成、发热值。 4、生物学性质 1)垃圾本身的生物性质 2)垃圾的 可生化性
铡草粉碎机
饲草秸秆揉搓机
环模颗粒饲料压制机
（3）秸秆挤压膨化技术
原理：将秸秆加水调质后输入专用挤压
机的挤压腔，依靠秸秆与挤压腔中螺套 壁及螺杆之间相互挤压、摩擦作用，产 生热量和压力，当秸秆被挤出喷嘴后， 压力骤然下降，使秸秆体积膨大。 主要设备：螺杆式挤压膨化机。 工艺流程：秸秆→清选→粉碎→调质→ 挤压膨化→冷却→包装。 膨化后易吸收的无氮浸出物含量提高， 粗纤维与酸性洗涤纤维下降；且适口性 好；便于运输贮存。
贮气柜
养 殖 场
固液 分离
沉 淀
酸化 调节
污泥脱水
厌氧反 应器
SBR
污泥浓缩池 复合有 机肥料
好氧连续式生物堆肥发酵
二、农作物秸秆的资源化
（一）概述
1.秸秆的组成和特点
组成：有机质含量平均为15%，平均含碳
44.22%、氮0.62%、磷0.25%、钾1.44%，还 有镁、钙、硫及其他重要的微量元素。 特点：1.蛋白质、可溶性碳水化合物、矿物质 和胡萝卜素含量低，而粗纤维含量高，适口性 不好，家畜采食量小，消化率低。 2.与纺织纤维相类似，但粗纤维含量较高，密 度小于粘胶纤维，堆积密度和断裂强度较小； 而自身含有大量孔隙，吸湿回潮率大于棉纤维， 灰分含量较大。
一、畜禽粪便的资源化
2002年全国畜禽wk.baidu.com便年排放量达18.84亿
吨，相当于工业废物排放量的3.4倍。 其中氮约1597万吨、磷约363万吨、COD 约6400万吨、BOD约5400万吨。 流失率：25~30% ； COD排放总量、氮、 磷流失量已超过化肥。 氮磷污染：地下水硝酸盐超标；地表水富 营养化；重金属铜、锌、砷污染；恶臭物 质污染；生物病源污染；药物添加剂污染。
3．蒸氧垃圾砖技术
蒸氧垃圾砖是一种水胶性硅酸盐建筑 材料，是利用无机垃圾中的活性SiO2和 A12O3 (主要在煤灰中)，在一定的温度和 湿度条件下，与石灰中的有效CaO作用， 生成有胶结能力的水化硅酸钙和水化铝酸 钙。垃圾砖具有墙体材料所需要的强度和 力学性能。 此方法可以根据实际情况应用在燃煤为主 的中小城市。
4.分解法
利用优良品种的蝇、蚯蚓和蜗牛等低等
动物分解畜禽粪便，达到既提供动物蛋 白质又能处理畜禽粪便的目的。 比较经济，生态效益显著。 5.热喷技术 利用热效应和喷放机械，使畜禽粪转变 为鸡朊粉，生产高蛋白饲料，既除臭又 能彻底杀菌灭虫卵，达到卫生防疫和生 产商品饲料的要求。
（二）肥料化技术
家用多功能饲料膨化机
（4）热喷处理
原理：铡碎的秸秆（8cm），混入饼粕、
鸡粪等，装入饲料热喷机内，在一定的热 饱和蒸汽下，保持一定时间，然后突然降 压，使物料从机内喷爆而出，从而改变其 结构和某些化学成分，并消毒、除臭，使 物料可食性和营养价值提高。 设备：饲料热喷机，实质为一种间歇式蒸 汽膨化机。
（四）处理趋势
城市生活垃圾处理方式主要有卫生填埋、高


温堆肥和焚烧等 。 1.工业发达国家由于能源、土地资源日益紧 张，焚烧处理比例逐渐增多； 2.填埋法作为垃圾的最终处置手段一直占有 较大比例； 3.农业型的发展中国家大多数以堆肥为主； 4.其它一些新技术，如热解法、填海、堆山 造景等技术，正不断取得进展。
强制通风隧道式耗氧发酵技术处理垃圾。日
处理垃圾能力为400吨，每年可处理垃圾14 万吨。 垃圾 →称重计量 →布料机 →主发酵隧道 （2个星期的高温发酵）→后熟化区 （3周） →筛分→肥料（熟化3周） →成品垃圾肥。
（三）其他资源化技术
1.生活垃圾提取乙醇和气体技术
乌克兰、美国和英国
1.秸秆直接还田 （1）机械直接还田
（2）覆盖栽培还田
（3）机械旋耕翻埋还田

2.秸秆间接还田 （1）堆沤腐解还田 （2）烧灰还田 （3）过腹还田 （4）菇渣还田 （5）沼渣还田
注意：秸秆覆盖量，一般每亩300~400kg；
配合施用氮、磷肥，施N0.6~0.8kg/100kg； 减少病虫害传播。
二、处理技术实例
（一）城市垃圾分选技术
发达国家设计了一系列的分选回收成套设备。将破



碎、输送、分选等工序有机的结合起来。 分选回收工艺系统的特点： 1.基本上“干式”回收有用成分，极少数在工艺结束 时辅以“湿式”回收。 2.通用工艺流程均为原始垃圾→破碎→分选→处理→ 回收。 3.采用综合技术方法进行，很少用单一方法处理。 4.各处理工艺能回收的产品有黑色金属、有色金属、 纸浆、塑料、有机肥料、饲料、玻璃以及焚烧热等。
1.用新鲜粪便直接作饲料 适用于鸡粪，鸡的肠道短，70%的营养
物质未吸收而排出。鸡粪中粗蛋白含量 为20~30% ，氨基酸含量与玉米等谷物 饲料相当，还含有微量元素等。 但也含有病原微生物等有害物质。可用 含甲醛37% 的福尔马林混合24h去除， 也可先接种米曲霉或白地霉，然后用瓮 灶蒸锅杀菌。
（一）饲料化技术
畜禽粪便中含有大量的蛋白质
(15.8~23.5%)、粗纤维（12.7~16.8%）、 维生素B12 17.6μg/g。处理后可做饲料。 畜禽粪便经适当处理，禁用治疗期的粪便， 在动物宰杀前减少粪便的使用量或停用， 畜禽粪便饲料化是安全的。 饲料化对畜产品的影响不大，且经济效益 较高。
（三）秸秆饲料利用技术
秸秆的主要成分是粗纤维，包括纤维素、半纤维素
和木质素等，一般约占秸秆干物质的20~50%。 未经处理的秸秆消化率和能量利用率较低，因为秸 秆中的木质素和糖类结合在一起，很难分解；蛋白 质含量低和其他必要营养物质缺乏。 处理目的：为动物的消化吸收创造条件；提高秸秆 饲料的营养价值。 处理方法：物理；化学；生物。
（四）亟待解决的技术问题
1．细化垃圾成分指标 2．垃圾分选的细化 3. 二次污染的预防措施
第四节 农业固废的资源化
本节要点：
了解畜禽粪便的组成与性质；
掌握畜禽粪便肥料化、饲料化和能源化的
主要技术； 了解畜禽粪便的综合处理发展趋势 了解农作物秸秆的组成和特点； 掌握农作物秸秆的主要资源化技术 了解秸秆综合利用的现状与途径。
1、好氧堆肥技术 2、厌氧发酵－－沼渣、沼液
（三）能源化技术
1、焚烧 2、厌氧发酵－沼气
（四）技术展望
将现有的资源化技术在一定程度上进行科学组合，
综合治理，使畜禽粪便得到多层次的循环利用， 才能有效地解决养殖业的环境污染问题。 发展方向：几种方法有机结合。
气体净化 发电、烧锅 炉、民用 混凝 沉淀 排 放
2.化学处理
利用化学制剂作用于作物秸秆，破坏秸
秆细胞中半纤维素与木质素形成的共价 键，以利于瘤胃微生物对纤维素与半纤 维素的分解，从而达到提高秸秆消化率 与营养价值的目的。 方法：碱化、氨化、氧化还原、复合化 学处理。