固废设计 垃圾分选处理

摘要

随着社会经济的发展，各种垃圾也逐渐增多，尤其是固体废物的增加，使得固体废物的处理变成了一项很大的负担，因此固体废物的分选处理变的尤为重要。分选是固体废物回收与利用过程中一道重要的操作工序，是实习固体废物资源化、减量化、无害化的重要手段。通过分选可将固体废物中各种有用的资源分门别类地回用于不同的生产过程，或将其中不利于后续处理、处置工艺的物质分离出来。生活垃圾的综合利用已经成为垃圾处理的发展方向。对垃圾进行分选是垃圾综合利用的前提。垃圾分选设备的研究已列为国家重点项目之一。

关键词：固体废物分选处理废物回收设备选择

1 绪论

1.1 垃圾分选目的和意义

垃圾分选的目的就是将混合垃圾进行有效的分类，对垃圾成分中的不同组分进行分离，得到较为单一的组分，或是从混合垃圾中分离出某种少含量垃圾组分，有利于垃圾的回收再利用和后续处理。分选系统拣出部分可回收物资，经简单处理后进行二次加工回用。业内人士以称其为第四种垃圾处理方式。

垃圾分选的意义在于提高垃圾处理的有效性。垃圾中有机成分分选出后进行厌氧消化，剩余的无机矿化成分填埋，可以避免填埋处理过程中的种种弊端。同时推行垃圾分选，让可焚烧的进行焚烧，可厌氧消化或堆肥的制作肥料，可回收再生的进行回收再生，最终的残渣进行填埋，以及有害垃圾被单独分类收集和处理，从而提高垃圾处理的有效性[1]。

1.2 国外分选技术举例

采用风筛的WS720ETAIFUN 型固定风筛垃圾分选机。该设备由德国DOPPSTADT 公司生产。本机用来清理掉堆肥产品或堆肥原料垃圾以及建筑垃圾中的轻质杂质。给料装置设计成振动输送带，利用其振动可使轻重物料分层，纵向鼓风机鼓风使轻质物浮于重质物上，有助于后续分选工作的继续进行。可以通过调整鼓风机的速度，适合不同的分选目的对于特别难分选的物料，比如水分含量过高时，可以调整振动滚来改善分选效果。垂直气流把轻物料集中起来，通过筛分室送到机器旁的收集箱内[2]。

风筛的设计基于空气的压缩过程，由于分离物不需通过专门管道，而直接排出，所以操作安全性好。尤其是在处理湿重物料时，就消除了风管的堵塞和风机的过载问题。两块机械挡板可根据物料的差异进行风向的调整。

为减少灰尘，风筛实现了空气的循环。轻质物料卸载后，含尘空气被吸回机器内，就可免去了单独的除尘设备。侧门较大，容易进入，采用中央润滑，维护方便。控制部分比较集中，机器操作安全可靠。

从资料可以看出，目前国外（特别是德国和日本）的垃圾分选机技术已经相当成熟。目前垃圾分选机械主要是筛分机和磁选机，分别是按物料尺寸和磁特性进行工作的，将垃圾物料进行分类回收利用。

2 垃圾的破碎

固体垃圾的破碎是指通过外力的作用，破坏固体废物物质点间的内聚力，使大块固体废物分裂成小块，小块固体废物分裂成细粉的过程。破碎的目的如下[3]：

⑴使垃圾均匀化。可提高焚烧、热解、熔烧、压缩等作业的稳定性和处理效率。

⑵增加垃圾的容重、减少垃圾的体积，以便于垃圾的压缩，降低运输费用。

⑶便于通过风选、磁选等方法回收有价值的物质和材料。

⑷防止粗大、锋利的废物损坏分选、焚烧、热解等处理处置设备。

固体废物破碎方法按原理可分为物理方法和机械方法。物理方法包括低温冷冻破碎和湿式破碎；机械方法包括剪切破碎、冲击破碎和挤压破碎。破碎固体废物常用的破碎机有颚式破碎机、冲击式破碎机、剪切式破碎机、球磨机及特殊破碎设备等。

2.设计计算

2.1 设计依据

垃圾主要成分见表：

垃圾组

有机物无机物纸类金属塑料玻璃其他分

含量/% 54.3 31.3 2.68 2.58 5.13 1.2 2.81

有机物组分包括：食品残余、果皮、植物残余等。

无机物组分包括：砖瓦、炉灰、灰土、粉尘等。

垃圾容重平均值为0.43吨/立方米，含水率为49.4%。

垃圾中塑料以超薄型塑料袋为主，废纸以卫生间的废纸为主。

垃圾热值：1923kJ/㎏

分选系统工作量为190吨/天，日工作时间为10小时。

2.2 设计方案

本次课程设计确定工艺从我国目前城市生活垃圾处理现状出发，考虑到原生垃圾成分复杂，劳动力资源又丰富，采用机械为主，辅以人工粗选的方法；废塑料和废纸主要为塑料袋和卫生间废纸，回收利用经济效率不高。故可直接将这部分作为垃圾焚烧原料。分选工艺采用城市生活垃圾简易处理方法，以分选产物作为填埋、堆肥和焚烧为目的。分选工艺流程如图1-1所示。

图2-1 垃圾分选工艺流程

5 具体计算

5.1 分选工艺物料恒算

⑴ 垃圾分选厂每小时的处理量为：

T Q Q =0h t 1910190==

式中：Q —每天的垃圾处理量

T —每天的工作时间

⑵ 人工分选 人工分选去除垃圾中的大块金属、塑料、玻璃瓶、建筑材料等，以利于后续处理。

据经验，经人工手选后大约1％的大块金属、0.6％的玻璃、2％的塑料和约0.5％其他无机物质被选出，即：

金属 h t Q q 19.0%119%101=⨯=⨯=； 玻璃 h t Q q 114.0%6.019%6.002=⨯=⨯=； 塑料 h t Q q 38.0%0.219%0.203=⨯=⨯=； 其他 h t Q q 095.0%5.019%5.004=⨯=⨯=；

则经过人工手选可分出的垃圾有：

h t Q 78.0095.038.0114.019.01=+++=；

⑶ 磁选 垃圾经过磁选滚筒理论上可以分选所有的金属，则：

h t Q Q 30.0%58.119%58.102=⨯=⨯=；

⑷ 选择性破碎机

① 筛上物主要是纸布革塑料部分有机物等d µ>50mm 的物质，设定留在筛上的部

分有机物的含量为20%，则：

h t Q Q 90.4%81.2519%)13.3%68.2%20(03=⨯=++⨯=；

② 筛下物为dμ<50mm 的被破碎的无机物、有机物、玻璃及其他碎土等。 ⑸ 风选

①轻组分主要为粉尘、塑料、纸张等，则：

h t Q Q 10.1%81.519%)13.3%68.2(04=⨯=+⨯=；

②重组分主要是有机物，则：

h t Q Q 80.3%2019%2005=⨯=⨯=；