混合垃圾原位篩分異地處置關鍵技術

代宏峰，劉明軍，朱明華，張秀川

（中建一局集團建設發展有限公司，北京 100102）

近年來，隨著經濟的快速發展及城市化進程的不斷加快，人們居住的密集性不斷增長；“垃圾圍城”已成為我國面臨的最嚴峻、最現實問題。目前我國垃圾處理主要采取傳統的填埋方式，既占用土地，又嚴重污染土壤、水源，發酵過程中產生的二氧化碳、甲烷等氣體易引起溫室效應并存在爆炸的危險[1]。垃圾分類及無害化處理技術積累較少，缺乏相關的科學研究和系統總結，本文以某河道開挖垃圾處置項目為例，對填埋場垃圾進行注氣處理，使其滿足開挖條件，然后對垃圾進行開挖、篩分、轉運、利用或處置，形成非常規混合垃圾原位篩分異地處置技術，可對河道治理過程中的垃圾處置提供相關技術參考。

1 工藝原理

非常規混合垃圾原位篩分異地處置關鍵技術是采用抽注氣系統對垃圾內部注入新鮮空氣并抽出甲烷、硫化氫等有害氣體，降低陳腐垃圾中惡臭氣體及甲烷的濃度；然后對待處理垃圾進行安全開挖，將開挖出的垃圾運送至就近設置的高效篩分設備上進行分類，分成輕質可燃篩上物、篩下腐殖土、無機骨料、塑料和橡膠等；最后進行綜合資源化回收利用，其中無機組分滿足回填土要求的可就地回填，輕質組分可壓縮后轉運至衛生填埋場或焚燒廠規范處置，腐殖土可出售，用于園林綠化項目，廢舊金屬可回收利用[2]。見圖1。

圖1 國內主要篩分設備組成及篩分物

2 施工工藝流程

2.1 施工準備

1）現場踏勘。施工前先對混合垃圾填埋場周邊環境進行詳細調研，落實垃圾填埋場周邊交通、建筑物、河流等與填埋場的位置關系，重點落實填埋場的范圍、埋深、篩分設備可設置場地、周邊環境保護要求等。

2）方案制定。根據踏勘情況及填埋場相關資料制定填埋場治理機械選型、篩分設備布置區域、垃圾開挖方向、車輛行走路線、抽注氣系統布置等。

3）場地布置，設備就位。根據方案部署將篩分設備布置場地、車輛行走道路平整并鋪設鋼板；將選好的機械進場組裝并根據環保要求在篩分設備四周搭設防護架，防護架頂部采用塑料布覆蓋，四周采用密目網封閉，僅保留上料口及篩分物清理口。

2.2 垃圾填埋場好氧處理

目前，我國大部分垃圾均采用非正規垃圾填埋技術，填埋后由于微生物作用將產生大量甲烷、硫化氫等有害氣體，為降低垃圾填埋場有害氣體濃度及垃圾開挖、運輸過程中中毒、爆炸風險和對環境的影響，垃圾開挖前首先采用好氧處理方式對填埋場進行處理[3]。

1）根據填埋場堆體范圍設置注入井和抽氣井，注氣井與抽氣井數量一致，約400 m2范圍設置一口注氣井和一口抽氣井。垃圾堆體以上井管為實管，以下為花管，管井埋深同垃圾埋深。

2）管井施工完成后，采用空氣壓縮機從注氣井往垃圾中注入新鮮空氣；采用離心式風機從垃圾抽氣井往外抽有害氣體并對反應物的溫度、濕度、氣體進行監測，激活垃圾中的微生物，創造出一個比較理想的有氧反應環境，使反應達到最佳狀態，從而加速有機物的降解，消除有毒、有害物質。

2.3 混合垃圾開挖施工

1）混合垃圾開挖前，實地勘察施工現場地下管線，如開挖過程中遇到地下管線，需核實確認已經切斷并廢除后才進行開挖。

2）為減少雨水等滲入作業區域，沿開挖垃圾坑口設置上口1 m寬、壩高1 m臨時攔擋壩（黏土壩），邊坡比1∶1，壓實系數0.95，為防止雨水沖刷，坡面進行綠化。

3）根據坑深計算上口位置，在靠近篩分設備處設置1∶7行車通道，供給挖掘機及車輛行走，開挖時由中心向三面開挖，通過坡道向外運輸，直至開挖至原土層。

4）施工現場做好粉塵、噪音控制，垃圾堆場四周設置臨時圍擋；垃圾運輸時嚴格控制工地揚塵。施工時現場灑水，為防止運輸過程中車輛灑落土粒影響環境，嚴禁運輸車輛超載，同時應加蓋蓋板，確保在裝運垃圾過程中不往外灑落。

5）混合垃圾開挖時應注意現場安全，對井坑周邊以及落差較大的部分設置腳手架欄桿并設專人指揮機械，以免發生滑坡。

2.4 滲濾液處理

1）將開挖出的含有滲濾液的污染土用密封罐運送至專業滲濾液處理廠，運送過程中確保滲濾液不滲漏。

2）運送至處理廠后將垃圾滲濾液引入調節池，與回流入調節池的污泥混合沉降后，出水進入反硝化池進行反硝化脫氮[4]。

3）反硝化池出水進入微氧曝氣池進行同步硝化反硝化，微氧曝氣池設有至少三級曝氣單元，各曝氣單元中溶解氧濃度在0.1～0.5 mg/L，最后一級曝氣單元的泥水回流至第一級曝氣單元，回流比為100%～200%。

4）微氧曝氣池出水進入沉淀池沉淀后，分為生化尾水部分與污泥部分。污泥回流至調節池，回流比為400%～600%，剩余污泥排放至污泥濃縮池進行壓濾處理；生化尾水進入硫酸根自由基氧化池，向其中加入過硫酸鹽及亞鐵鹽至過硫酸根離子濃度為0.5～1 g/L、亞鐵離子濃度為1～1.5 g/L，調節pH值為4～5、溫度為30～35℃，攪拌均勻后進行氧化反應反后出水進入中和池，污泥排放至污泥濃縮池進行壓濾處理。

5）向中和池內加入石灰水，調節pH值至7～8，出水進入物化沉淀池沉淀后，進入移動床生物膜反應器單元，經微生物降解后排放。

2.5 垃圾篩分

混合垃圾分類、分選方法主要有篩分、重選、浮選、磁選、電選、靜電分選、電磁分選及光選等。分選工程可以是上述分選方式的多樣化組合，應針對混合垃圾組分的現狀調查和分析加以選擇。見圖2。

圖2 混合垃圾分選工程工藝流程

1）卸料倉位。符合進場要求的城市生活垃圾由密閉式垃圾運輸車經地磅計量稱重后，進入3個卸料倉位的卸料區，車輛自卸垃圾到卸料區堆放。

2）給料機。卸料倉內的生活垃圾由抓斗抓入給料機料斗，經布料器均勻布料后進入板式給料機，物料由板式給料機輸送至滾筒篩。

3）人工分選平臺。皮帶輸送機兩側設置手選鋼平臺，每組手選鋼平臺設2組人工手選位，共4個手選位。每組人工手選位分揀平臺下部設置拉臂車車箱（或直接停放運輸車輛），人工分選出的不宜于篩分或發酵的大件物品（如家具、樹木、建筑垃圾及玻璃瓶等）投入車內，最后進行填埋處理。

4）滾筒篩。經前人工分選和磁選后輸送機上的物料直接進入滾筒篩進行篩分，篩下物（篩孔直徑80 mm，主要成分為渣土和有機質）經過皮帶輸送機送至轉送皮帶運送至下一級的圓盤篩，篩上物（主要成分為紙張、布料、塑料袋和大塊的有機質）經轉送皮帶運送至精細破碎機。

5）正壓風選機。滾筒篩篩上物經轉送皮帶運送至正壓風選機，利用密度差異和風力來分選其中的重物料（主要成分為渣土等）、中重物料（主要成分為有機質）、輕物料（主要成分為紙張、塑料等），重物料經轉送皮帶轉送至渣土用于原地回填；輕物料經輕物料轉送皮帶經打包機打包，最后運出暫存后焚燒。

2.6 分選物處置

分選工程選出的分選物主要有篩下腐殖土、篩上輕質物、篩上重質物、一般工業固體廢物及危險廢物等。篩下腐殖土主要粒徑＜20 mm，可用于園林綠化、山體修復、商業服務和公共非敏感用地用土或深加工為綠化肥料。篩上輕質物以塑料、橡膠、織物等可燃物為主，用打包機壓縮打包后，使用裝載設備運輸至庫區堆放地點，碼放整齊。為防止飄散，使用罩網進行覆蓋并做好相應的防火措施后，轉運至指定地點進行資源化利用。篩上重質物多為建筑垃圾，采用反擊式破碎機及多級篩進一步分選成不同粒徑的骨料。有機物含量不超過5%后，用于土方回填、制磚及建筑路基等。一般工業固體廢物及危險廢物應交由有資質單位進行無害化處理、處置。

3 質量控制

1）骨料回填前，要求把回填部位的垃圾雜物清理干凈，保證回填部位清潔無雜物方可進行回填施工。進行骨料土工試驗，內容主要包括液限、塑限、塑性指數、強度、含水量等。檢驗方法、標準應符合相應規定，檢驗回填土有無雜物及含水量是否在控制范圍內。

2）根據每層回填土厚度計算用土量，均勻攤平。回填土采用蛙式打夯機打夯，分層虛鋪厚度為250 mm。非同時進行回填段之間的搭接處，不得形成陡坎，夯實層應成階梯狀，階梯的寬度應大于高度的2倍，每階高度宜為50 cm、寬度100 cm。

3）嚴格把好機械設備質量關，收集各類設備完好檢測證明、技術參數滿足要求證明。

4）鋪平后的回填土須立即夯實。打夯機按一定順序打夯，后打夯前半夯，夯夯相連且夯位應壓前遍位的縫隙上，每層夯實3～4遍。每層填土夯實后，應按規范規定進行環刀取樣，測出干土的質量密度，達到設計要求后，再進行上一層的鋪土。

5）篩分過程中加強人員分選的監督和操作，迅速將輕質物分選出來，避免輕質物與腐殖土再混合在一起。

6）對存在滲濾液的區域嚴格清理干凈，嚴禁遺留。

4 結語

將開挖處的陳腐垃圾按粒徑篩分后再進行分類利用或處置，分選工程組合多樣化，通過多級分選、多方式分選、多層次分選，有效解決陳腐垃圾成分復雜的問題，降低了陳腐垃圾中惡臭氣體及甲烷的濃度，消除了有毒、有害物質的再生，施工效率高，節約成本，降低對大氣、土壤及水源的污染，節能環保。