國(guó)內(nèi)外生活垃圾分類(lèi)現(xiàn)狀及分選技術(shù)

1、國(guó)內(nèi)外生活垃圾分類(lèi)現(xiàn)狀及分選技術(shù)國(guó)內(nèi)外生活垃圾分類(lèi)現(xiàn)狀生活垃圾是指人們?cè)谌粘Ｉ钪谢驗(yàn)槿粘Ｉ钐峁┓?wù)的活動(dòng)中產(chǎn)生的固體廢物以及法律、行政法規(guī)規(guī)定視為城市生活垃圾的固體廢物。城市生活垃圾主要包括居民生活垃圾、集市貿(mào)易與商業(yè)垃圾、公共場(chǎng)所垃圾、街道清掃垃圾及學(xué)校、企事業(yè)單位生活垃圾等。改革開(kāi)放以來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)的持續(xù)高速發(fā)展與城市化的迅速擴(kuò)大，中國(guó)在超過(guò)美國(guó)后成為世界頭號(hào)生活垃圾生產(chǎn)國(guó)。由此帶來(lái)的生活垃圾任意堆放、大量侵占土地、環(huán)境污染嚴(yán)重、資源大量浪費(fèi)等問(wèn)題，己成為影響環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展的重要因素。由于城市生活垃圾是多種廢棄物的混合體，無(wú)淪是采取衛(wèi)生填埋、堆肥，還是采取焚燒的處置技術(shù)方式，通過(guò)生

2、活垃圾分類(lèi)改變垃圾的混雜性是實(shí)現(xiàn)生活垃圾分類(lèi)處置、處理的資源化、減量化、無(wú)害化的重要前提。在生活垃圾分類(lèi)方面，西方發(fā)達(dá)國(guó)家經(jīng)過(guò)半個(gè)多世紀(jì)的研究和經(jīng)驗(yàn)積累，己經(jīng)形成了各自完整的分類(lèi)體系，并取得了顯著成效，對(duì)我國(guó)生活垃圾分類(lèi)有著重要參考意義。在德國(guó)80%的居民參與生活垃圾源頭分類(lèi)，德國(guó)的生活垃圾分類(lèi)起步于20世紀(jì)70年代，到90年代玻璃的同收量己達(dá)到其產(chǎn)生量的50%，紙張的同收量己達(dá)到其產(chǎn)生量的41%，塑料的同收量己達(dá)到其產(chǎn)生量的5%，紙板的同收量己達(dá)到其產(chǎn)生量的三分之一：85%的美國(guó)人參與街道資源化利用的廢物收集工作:加拿大也是在20世紀(jì)70年代就己經(jīng)開(kāi)始進(jìn)行城市生活垃圾的分類(lèi)同收，并形成了一套

3、完整有效的垃圾分類(lèi)同收系統(tǒng):瑞士、奧地利人保護(hù)環(huán)境是非常自覺(jué)的，他們不需要任何“環(huán)境衛(wèi)生條例”來(lái)約束，其生活垃圾分類(lèi)自覺(jué)執(zhí)行：我國(guó)的近鄰日本是生活垃圾分類(lèi)做得最好的國(guó)家之一，其國(guó)民是生活垃圾分類(lèi)的主體，其生活垃圾分類(lèi)教育是“從娃娃抓起”的，目前己經(jīng)形成一套完整的生活垃圾分類(lèi)法律體系和分類(lèi)后的垃圾分類(lèi)處理處置體系。無(wú)淪后期生活垃圾處理工藝路線焚燒、生化處理、填埋的技術(shù)如何純熟過(guò)硬，實(shí)施如何嚴(yán)密合規(guī)，如果沒(méi)有前端的有效分類(lèi)，就都無(wú)法有序進(jìn)行。我國(guó)關(guān)于生活垃圾管理方面的研究和技術(shù)應(yīng)用主要從20世紀(jì)80年代末開(kāi)始，最初重點(diǎn)關(guān)注垃圾的末端處理處置到90年代后期，生活垃圾管理逐漸由末端處置向全過(guò)程方向延仲

4、、由單一處理方式向綜合處理系統(tǒng)方向發(fā)展。生活垃圾分類(lèi)的概念也是在上世紀(jì)90年代末進(jìn)入中國(guó)，對(duì)國(guó)人而言己不再陌生：但真正落實(shí)起來(lái)，情況卻不容樂(lè)觀，目前我國(guó)生活垃圾在所有鏈條中的分類(lèi)情況幾乎都很混亂。中國(guó)經(jīng)濟(jì)向發(fā)達(dá)國(guó)家迅速靠攏的同時(shí)，環(huán)境水平卻與世界上最貧窮的國(guó)家近似。自2000年我國(guó)確定將北京、上海、廣州、深圳、杭州、南京、廈門(mén)、桂林等八個(gè)城市作為生活垃圾分類(lèi)收集試點(diǎn)城市至今，中國(guó)的生活垃圾分類(lèi)己經(jīng)走過(guò)了十余年，但生活垃圾分類(lèi)似乎仍是一個(gè)口號(hào)。目前，我國(guó)大多數(shù)城市的生活垃圾收集方式都是混和收集，除試點(diǎn)城市外還有許多城市根本就沒(méi)有配置生活垃圾分類(lèi)收集設(shè)施，有生活垃圾分類(lèi)收集設(shè)施的城市，市民和路人也

5、做不到垃圾分類(lèi)投放，即使分類(lèi)投放，由于沒(méi)有垃圾分揀中心，最后還是混合后運(yùn)送至垃圾處理場(chǎng)集中處理。在“2008中國(guó)固廢高級(jí)淪壇”上，北京桑德環(huán)保集團(tuán)王凱總工程師將“混合收集為主”的現(xiàn)狀歸納為中國(guó)生活垃圾特性之一，這樣的結(jié)淪不免讓人大跌眼鏡，難道那些分類(lèi)同收桶僅僅只是擺設(shè)，生活垃圾分類(lèi)的瓶頸何在？經(jīng)分析，我國(guó)生活垃圾分類(lèi)收集和可持續(xù)處理技術(shù)政策推行“步履緩慢”的原因主要包括：環(huán)保意識(shí)欠缺、宣傳不夠、成本太高、監(jiān)管不嚴(yán)、投資集中于終端焚燒或填埋、缺少全程布局。盡管存在上述諸多問(wèn)題，但在我國(guó)首部城市生活垃圾分類(lèi)管理政府規(guī)章廣州市城市生活垃圾分類(lèi)管理暫行規(guī)定于2011年4月1日開(kāi)始實(shí)施的當(dāng)前國(guó)內(nèi)背景下，

6、隨著生活垃圾污染問(wèn)題的日益惡化，生活垃圾分類(lèi)尋求突破勢(shì)在必行。我國(guó)目前需要的是更好的生活垃圾分類(lèi)、收集方式，以使生活垃圾得到更有效更可靠的處理。但對(duì)生活垃圾分類(lèi)，目前國(guó)內(nèi)的研究工作投入太少。政府與分類(lèi)者之間存在概念隔離，分類(lèi)需要搞清楚要分千一么，分出來(lái)后有穩(wěn)定的去向，成本也能承受，這是一個(gè)系統(tǒng)工程，而不是愿望。生活垃圾分類(lèi)必須先易后難、逐步推進(jìn)，通過(guò)規(guī)劃淪證，逐步建立起分類(lèi)同收系統(tǒng)，做好前期的公眾教育，再通過(guò)立法來(lái)強(qiáng)制。生活垃圾分類(lèi)收集首先是要建立家庭有害類(lèi)生活垃圾的收集系統(tǒng)，對(duì)于廚余垃圾的分類(lèi)行為應(yīng)從容易的著手，逐步地推廣，而且必須研究配套的步驟。國(guó)外的生活垃圾分類(lèi)有一個(gè)從頭至尾的“全過(guò)程管

7、理”，具備較為清晰詳細(xì)的條例、法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)，這很值得借鑒。2、垃圾分選技術(shù)傳統(tǒng)的生活垃圾分選方法主要有篩分、重選、風(fēng)選、浮選、磁選、電選、靜電分選、電磁分選及光選等。隨著社會(huì)的發(fā)展，垃圾分選也出現(xiàn)了一些新的技術(shù)。2.1 篩分篩分是依據(jù)固體廢物的粒徑不同，利用篩子將物料中小于篩孔的細(xì)粒物料透過(guò)篩面，而大于篩孔的粗粒物料留在篩面上，完成粗細(xì)物料的分離過(guò)程。篩分包括物料分層、細(xì)粒透篩兩個(gè)階段，物料分層是完成分離的條件，細(xì)粒透篩是分離的目的。篩分主要可篩分出垃圾中的紙張、塑料、玻璃等有用物質(zhì)。該方法的優(yōu)點(diǎn)是生活垃圾中有近90的物質(zhì)為易篩物，因而碰撞可以導(dǎo)致物質(zhì)通過(guò)篩孔的可能性增大，使得分選效率上升；缺點(diǎn)

8、是生活垃圾組分復(fù)雜及成分不規(guī)則，易導(dǎo)致分選效率有極大的波動(dòng)。目前，應(yīng)用于垃圾處理行業(yè)的篩分設(shè)備主要有張弛篩、滾筒篩和圓盤(pán)篩3類(lèi)。張弛篩通過(guò)柔性網(wǎng)面的張弛運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)粒徑分級(jí)和自清篩面的功能，多用于含水率較高的生活垃圾小粒徑組分的分離。滾筒篩按粒徑分級(jí)和處理量的不同可分為單節(jié)單級(jí)、單節(jié)多級(jí)、雙節(jié)多級(jí)的結(jié)構(gòu)類(lèi)型，設(shè)備通用性強(qiáng)，滾筒篩的效率較高，適合不同尺寸物料的分離，但需要拆換篩面。圓盤(pán)篩多用于生活垃圾的初、預(yù)篩，可以通過(guò)調(diào)節(jié)圓盤(pán)軸之間的距離適應(yīng)不同尺寸物料的分離，且具有自?xún)裟芰?，無(wú)須另外的清理裝置，但篩分過(guò)程中可能會(huì)有長(zhǎng)繩類(lèi)物料纏繞問(wèn)題出現(xiàn)。2.2 重力分選與風(fēng)力分選重力分選是根據(jù)固體廢物中不同物質(zhì)

9、間的密度差異，顆粒群在運(yùn)動(dòng)介質(zhì)中受重力、介質(zhì)動(dòng)力和機(jī)械力的作用，會(huì)發(fā)生結(jié)構(gòu)松散及遷移分層，從而得到不同密度產(chǎn)品的分選過(guò)程。風(fēng)力分選與重力分選的原理一致。其實(shí)施方法是以氣體為分選介質(zhì)，在氣體流動(dòng)的作用下，較輕的物料被向上吹向水平較遠(yuǎn)處，而重物料則由于慣性，只能在水平方向拋出較近的距離，這樣固體廢物顆粒即可按密度和粒度分離。風(fēng)力分選適用于重物質(zhì)與塑料的分選，但能耗偏大，尤其是在塑料分選的終處理中會(huì)表現(xiàn)出較低的分選率。這是因?yàn)榉诌x機(jī)內(nèi)氣流復(fù)雜，且終處理時(shí)塑料純度的波動(dòng)性大，這種情況下，僅存在的較窄風(fēng)速范圍，使分選效率只能維持在80%左右。風(fēng)選設(shè)備主要用于城市生活垃圾中輕質(zhì)物料（紙張、塑料薄膜等） 的

10、自動(dòng)分選。按主體空間布置分為臥式風(fēng)選機(jī)和立式風(fēng)選機(jī)。臥式風(fēng)選機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維修方便，但精度不高，常與破碎機(jī)和滾筒篩配合使用。立式風(fēng)選機(jī)又可分為下鼓風(fēng)、上抽風(fēng)和鼓抽風(fēng)結(jié)合等多種形式，具有占地面積小、布置靈活、分選精度高等特點(diǎn)。2.3 浮力分選浮選原用于廢舊塑料分選，主要針對(duì)表面性質(zhì)不同的物料進(jìn)行分選。該技術(shù)通過(guò)投加浮選劑，物料借助氣泡的浮力作用，從物料的懸浮液中分離。浮選與物料表面性質(zhì)有關(guān)，而與其密度無(wú)關(guān)。能浮出液面的物質(zhì)，對(duì)空氣的表面親和力比對(duì)水的表面親和力大。顆粒能否高效地附著在氣泡上，取決于能否最大限度地提高顆粒的表面疏水性。所以在浮選工藝中選擇和使用浮選藥劑是調(diào)整物料可浮性的主要外因。2.

11、4 磁力分選磁選原用于選礦工藝，主要針對(duì)磁性不同的物質(zhì)進(jìn)行分離。磁選有兩種類(lèi)型：一是傳統(tǒng)磁選法，直接用于磁性和非磁性物質(zhì)的分離。另一種是磁流體分選法，先將物料在磁場(chǎng)中按磁性差異分離，之后在似加重介質(zhì)中按密度差異進(jìn)行分離。當(dāng)固體廢物中各組分間的磁性差異小而密度或?qū)щ娦圆町愝^大時(shí)，采用磁流體可以進(jìn)行高效分離。磁選技術(shù)相對(duì)成熟，現(xiàn)主要用于生活垃圾與焚燒灰渣中磁性物質(zhì)的資源化回收。2.5 電力分選與靜電分選電力分選適用于分離導(dǎo)電性不同的導(dǎo)體、半導(dǎo)體和非導(dǎo)體。電力分選利用固體廢物中各組分在高壓電場(chǎng)中電性的差異而實(shí)現(xiàn)分選。將廢物顆粒用給料斗均勻給入滾筒，顆粒隨著滾筒的旋轉(zhuǎn)而進(jìn)入電暈電場(chǎng)區(qū)，此時(shí)導(dǎo)體和非導(dǎo)體

12、都獲得負(fù)電荷，因它們進(jìn)入靜電區(qū)時(shí)放電速度不同，從而實(shí)現(xiàn)分離。電選法分離耗能較少，結(jié)構(gòu)緊湊，對(duì)重選法無(wú)法分離的塑料易于分選，但該方法對(duì)分選物料的濕度及粒度要求較高。靜電分選主要針對(duì)生活垃圾中的廢舊塑料。該技術(shù)通過(guò)不同種類(lèi)的物料在一個(gè)容器中相互碰撞摩擦起電，使之分別帶正負(fù)電，并從排料口排出，進(jìn)入由正負(fù)電極形成的靜電場(chǎng)，利用旋轉(zhuǎn)電極使其產(chǎn)生靜電感應(yīng)，帶正電的物料被吸到負(fù)電極一側(cè)，從而實(shí)現(xiàn)分選。該類(lèi)技術(shù)可將混合塑料分離成純度達(dá)到99%以上的單類(lèi)塑料。2.6 電磁分選電磁分選技術(shù)一般應(yīng)用于廢舊電池分類(lèi)。利用電磁傳感器原理，按照電池的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和物質(zhì)成分進(jìn)行分揀。當(dāng)電池處于激勵(lì)線圈產(chǎn)生的高頻磁場(chǎng)，電池的不同

13、結(jié)構(gòu)和物質(zhì)成分產(chǎn)生不同的渦流，此時(shí)探測(cè)線圈通過(guò)探測(cè)渦流在電磁場(chǎng)中產(chǎn)生的變化來(lái)鑒別電池的種類(lèi)。電池的分類(lèi)過(guò)去由人工完成，電磁傳感器因?yàn)槟芸焖勹b別電池的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和物質(zhì)成分，因而效率可大幅提高。2.7 光電分選光電分選又稱(chēng)為顏色分選，原用于農(nóng)業(yè)選種，主是利用物質(zhì)表面的光反射特性不同來(lái)鑒別垃圾的種類(lèi)。此技術(shù)要求對(duì)垃圾進(jìn)行預(yù)分類(lèi)，之后由給料系統(tǒng)將垃圾物料均勻輸送給光檢系統(tǒng)，光檢系統(tǒng)通過(guò)光源照射，顯示出物料的顏色及色調(diào)。若預(yù)選物料的顏色與背景顏色不同，高頻氣閥被驅(qū)動(dòng)，利用高壓氣體將物體吹離原來(lái)的軌道使物料分離。光電分選法適合于塊狀垃圾的分選，對(duì)于破碎后的細(xì)顆粒物質(zhì)，由于光譜中某些波段會(huì)發(fā)生偏移，難以分選。

14、此外，也不宜分選厚度薄的片狀垃圾或黑色垃圾。光電分選設(shè)備是近年來(lái)國(guó)外發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)新技術(shù)裝備，目前在國(guó)內(nèi)已有應(yīng)用。光電分選多用于不同種類(lèi)塑料的分離，但易受物料清潔程度、光譜差異顯著性等影響。與光電分選原理類(lèi)似的還有紅外光分選機(jī)和顏色分選機(jī)，紅外光分選機(jī)主要用于塑料瓶的分選，可將塑料分類(lèi)為PVC（聚氯乙烯）、PP （聚丙烯）、PS （聚苯乙烯）、PE（聚乙烯）、PET （聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯） 等。顏色分選機(jī)主要用于玻璃瓶的分選，可利用瓶的透光性，根據(jù)其顏色將單行排列的瓶子進(jìn)行分類(lèi)。2.8 新分選技術(shù)2.8.1 紅外吸收光譜分析技術(shù)紅外吸收光譜分析技術(shù)主要是因?yàn)榛旌纤芰系脑偕眯枰^高的鑒別準(zhǔn)

15、確度發(fā)展起來(lái)的。利用有機(jī)物的不同官能團(tuán)在紅外光照射下會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的光譜圖，而這些紅外光譜又各有不同，由此作為精確鑒定的依據(jù)。按紅外光波長(zhǎng)不同，將紅外吸收光譜分析技術(shù)主要?jiǎng)澐譃榻t外分析技術(shù)（NIR）和中紅外分析技術(shù)（MIR）。近紅外區(qū)的波長(zhǎng)范圍為0.75-2.5 m，中紅外區(qū)的波長(zhǎng)范圍為2.5-25 m。該技術(shù)響應(yīng)時(shí)間短，靈敏度高，穿透試樣的能力強(qiáng)，對(duì)體積大、光徑長(zhǎng)的物料（如塑料瓶）其譜圖也可準(zhǔn)確記錄且重現(xiàn)性好。但NIR 一般不適于鑒別黑色或深色的塑料，且某些峰有時(shí)不清晰，需要一些新光源來(lái)克服這一缺點(diǎn)。2.8.2 圖像識(shí)別技術(shù)圖像識(shí)別技術(shù)主要針對(duì)特定的垃圾進(jìn)行分揀。該方法通過(guò)工業(yè)相機(jī)對(duì)目標(biāo)區(qū)域不斷進(jìn)行拍攝，圖像經(jīng)計(jì)算機(jī)處理，當(dāng)識(shí)別為特定形狀及顏色物體時(shí)發(fā)出信號(hào)，繼電器控制相應(yīng)的氣動(dòng)電磁閥，使氣流從噴嘴噴出，將顆粒吹至相應(yīng)物體容器中，從而達(dá)到分揀的目的。圖像處理技術(shù)的影響因素較多，主要有供料系統(tǒng)、圖像識(shí)別算法及顆粒種類(lèi)等。2.8.3 變重分選變重分選是輕物質(zhì)分選中的創(chuàng)新分選技術(shù)。該項(xiàng)技術(shù)根據(jù)塑料與紙等輕物質(zhì)的親水性差異，將一次風(fēng)選后的混合物料在水池中浸泡一段時(shí)間后撈出，通過(guò)液壓系統(tǒng)對(duì)浸濕的垃圾進(jìn)行擠壓，大部分水分?jǐn)D出后，混合物料的比重發(fā)生改變。紙等由于吸水性強(qiáng)，擠壓后體積變小，密度增大；塑料的吸水性差，擠壓后體積變化不大，密度幾乎不增加。塑料與紙等物料的相對(duì)密度