生活垃圾中固體廢棄物破碎技術概述

郝春霞　趙玉柱　吳振宇

摘要：指出了隨著社會的不斷發展，人們丟棄的固體垃圾不斷增加，超過了環境承載能力，因此找到一種科學的垃圾破碎技術十分有必要，從破碎機類型入手探討了生活垃圾中固體廢棄物的破碎技術。

關鍵詞：生活垃圾；固體廢棄物；破碎

中圖分類號：X705文獻標識碼：A文章編號：16749944（2014）01016002

1引言

隨著人們生活水平的提高，生活垃圾中固體廢棄物越來越多，正呈逐年上漲的趨勢，因此對固體廢棄物進行破碎非常必要。而固體廢棄物的處理是垃圾處理中的一項難題，固體廢棄物的破碎是處理垃圾必不可少的預處理工藝，是后續處理與處置必須經過的過程。破碎技術五花八門，而找到一種適合于處理破碎生活垃圾中固體廢棄物的技術非常必要。因此，研發一套適合破碎固體廢棄物的技術迫在眉睫。

生活垃圾中固體廢棄物的破碎是利用外力克服固體廢棄物之間的內聚力使大塊固體廢物分裂成小塊的過程。固體廢棄物經破碎，從而達到縮容，提高處理效率。經過破碎后固體廢棄物密度減少，容量減少、便于壓縮、運輸和存儲，便于高密度填埋和加速復土還原等；原來不均勻的固體廢棄物經過破碎后容易均勻一致，更容易進行焚燒、厭氧發酵、熱解、熱熔等處理，從而提高處理效率。

2破碎方式

破碎方式可分為干式破碎、濕式破碎、半濕式破碎三類。干式破碎即通常所說的破碎。按所用的外力即消耗能量形式的不同，干式破碎可分為機械能破碎和非機械能破碎兩種方法。機械能破碎是利用工具對固體廢棄物施力而將其破碎。非機械能破碎則是利用電能、熱能等對固體廢棄物進行破碎的新方法，如低溫破碎、熱力破碎、熱壓破碎和超聲波破碎等。機械能破碎技術是比較成熟，并在實際應用中比較廣泛。

機械能破碎常用的方法有壓碎、劈碎、剪碎、磨碎、沖擊等破碎作用方式。壓碎是將固體廢棄物放置到擠壓設備兩個堅硬的物體表面的中間來碾碎廢棄物。劈碎需要刃口，適合破碎機械強度較小的廢物，如生活垃圾、秸稈、塑料等。剪碎是指切開或割裂廢棄物，特別適合于二氧化硅含量低的松軟廢棄物。磨碎是在兩個堅硬物體表面中間來碾碎廢棄物。沖擊有重力沖擊和動沖擊，重力沖擊是物體落到一個硬表面上，在自重作用下廢棄物被撞碎的過程；動沖擊是指廢棄物碰到一個比其硬的快速旋轉的表面進行破碎。一般的破碎機同時兼有多種破碎方法，通常是破碎機的組件與要被破碎的物料間多種作用力混合作用。機械能破碎技術在處理固體廢棄物方面比較成熟，并在很多垃圾處理技術中得到應用。

固體廢棄物的機械強度特別是廢棄物的硬度，直接影響到破碎方法的選擇。對于脆性的廢棄物宜采用劈碎、沖擊、擠壓破碎等；對于柔韌性廢棄物宜利用其低溫變脆的性能而有效地破碎，或是采用剪切、沖擊破碎和磨碎；而當廢棄物體積較大不能直接將其放置到破碎機時，需先將其切割到可以放入破碎機裝料口的尺寸，再送入破碎機內；對于含大量廢紙的城市垃圾，近年來國外已采用半濕式和濕式破碎。

3破碎機類型

常用破碎機有顎式破碎機、錘式破碎機、沖擊式破碎機、剪切式破碎機、輥式破碎機、粉磨機及特殊破碎設備等。

（1）顎式破碎機屬于擠壓型破碎設備，廣泛應用于冶金、建材和化學工業部門，適用于堅硬和中硬廢棄物的破碎。根據可動顎板的運動特性分為簡單擺動型、復雜擺動型和綜合擺動型。復雜擺動型顎式破碎機破碎粒度較細，破碎比可達4～8，簡單擺動型只能達3～6；規格相同時，復擺型比簡擺型破碎機的生產率高20%～30%。

（2）錘式破碎機按轉子數目不同可分為單轉子和雙轉子兩種。單轉子錘式破碎機根據轉子的轉動方向不同又可分為可逆式和不可逆式。按破碎軸安裝方式不同可分為臥軸和立軸錘式破碎機，常見的是臥軸錘式破碎機，即水平軸式破碎機。破碎固體廢棄物的錘式破碎機還有：Hammer Mills式錘式破碎機、BJD型錘式破碎機和Movorotor型雙轉子錘式破碎機等。

錘式破碎機主要用于破碎中等硬度且腐蝕性弱、體積較大的固體廢棄物，還可用于破碎含水及含油的有機物、纖維結構物質、彈性和韌性較強的木塊、石棉水泥廢料、石棉纖維和金屬切屑等。

（3）沖擊式破碎機大多是利用沖擊作用進行破碎的設備，主要有Universa型和Hazemag型。沖擊式破碎機適用于破碎中等硬度、軟質、脆性、韌性及纖維狀等固體廢棄物。

（4）剪切式破碎機根據活動刀的運動方式，剪切式破碎機可分為復式和回轉式。廣泛使用的主要有Von Roll型往復剪切式破碎機、Lincle-mann型剪切式破碎機、旋轉剪切式破碎機等。剪切式破碎機適用于處理松散狀態的大型廢物，剪切后的物料尺寸可達30mm；也適用于切碎強度較小的可燃性廢棄物。

（5）輥式破碎機根據棍子的特點，可將輥式破碎機分為光棍破碎機和齒輥破碎機。光棍破碎機可用于破碎硬度較大的固體廢棄物的中碎和細碎。齒輥破碎機可用于破碎脆性或黏性較大的廢棄物，也可用于堆肥物料破碎。按齒輥數目的多少，可將齒輥破碎機分為單齒輥和雙齒輥兩種。

（6）粉磨機是進行破碎廢棄物的最后一項破碎，使其中各種成分單體分離，為下一步分選創造條件。常用的粉磨機主要有球磨機和自磨機兩種。球磨機由圓柱形筒體、端蓋、中空軸頸、軸承和傳動大齒圈組成。自磨機又稱無介質磨機，分為干磨和濕磨兩種。球磨機在破碎生活垃圾中的有機物效果很好，并在很多做聯合厭氧發酵的垃圾處理廠得到廣泛的應用。干式自磨機給料粒度一般為350mm左右，一次磨細到0.1mm左右，粉碎比可達3500左右，比有介質磨機大數十倍。

（7）特殊破碎設備主要有低溫破碎、濕式破碎和半濕式破碎等。低溫破碎是利用物料在低溫變脆的性能對一些在常溫下難以破碎的固體廢棄物進行有效破碎的過程，也可利用不同廢棄物脆化溫度的差異在低溫下進行選擇性破碎。低溫破碎與常溫破碎相比，動力消耗可減至1/4以下，噪音降低4dB，振動減輕1/4左右。濕式破碎是利用特制的破碎機將投入破碎機內含紙垃圾和大量流水一起劇烈攪拌和破碎成為漿液的過程。半濕式破碎是利用不同物質在一定均勻濕度下的強度、脆性不同而破碎成不同粒度的過程。

4結論

使生活垃圾中的固體廢棄物縮容，減少廢棄物的轉運趟數，降低轉運成本，減少轉運過程中的二次污染，同時在破碎的中間可以進行一些垃圾的分離，一部分廢棄物可以填埋、一部分廢棄物可以回收，一部分廢棄物進行發酵、一部分廢棄物焚燒等，從而提高固體廢棄物的處理效率。因此，研制一套適合破碎生活垃圾中固體廢棄物的技術相當必要，中國科學院生態中心鄂爾多斯固廢研究所研制出一套專門針對生活垃圾中固體廢棄物處理的破碎設備，并在當地垃圾處理廠應用，效果顯著。

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