國內(nèi)外生活垃圾分類現(xiàn)狀及分選技術(shù)(精)

1、國內(nèi)外生活垃圾分類現(xiàn)狀及分選技術(shù)國內(nèi)外生活垃圾分類現(xiàn)狀生活垃圾是指人們在日常生活中或?yàn)槿粘Ｉ钐峁┓?wù)的活動中產(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。改革開放以來,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,中國在超過美國后成為世界頭號生活垃圾生產(chǎn)國。由此帶來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,通過生

2、活垃圾分類改變垃圾的混雜性是實(shí)現(xiàn)生活垃圾分類處置、處理的資源化、減量化、無害化的重要前提。在生活垃圾分類方面,西方發(fā)達(dá)國家經(jīng)過半個多世紀(jì)的研究和經(jīng)驗(yàn)積累,己經(jīng)形成了各自完整的分類體系,并取得了顯著成效,對我國生活垃圾分類有著重要參考意義。在德國80%的居民參與生活垃圾源頭分類,德國的生活垃圾分類起步于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)開始進(jìn)行城市生活垃圾的分類同收,并形成了一套

3、完整有效的垃圾分類同收系統(tǒng):瑞士、奧地利人保護(hù)環(huán)境是非常自覺的,他們不需要任何“環(huán)境衛(wèi)生條例”來約束,其生活垃圾分類自覺執(zhí)行:我國的近鄰日本是生活垃圾分類做得最好的國家之一,其國民是生活垃圾分類的主體,其生活垃圾分類教育是“從娃娃抓起”的,目前己經(jīng)形成一套完整的生活垃圾分類法律體系和分類后的垃圾分類處理處置體系。無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)如何純熟過硬,實(shí)施如何嚴(yán)密合規(guī),如果沒有前端的有效分類,就都無法有序進(jìn)行。我國關(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。生活垃圾分類的概念也是在上世紀(jì)90年代末進(jìn)入中國,對國人而言己不再陌生:但真正落實(shí)起來,情況卻不容樂觀,目前我國生活垃圾在所有鏈條中的分類情況幾乎都很混亂。中國經(jīng)濟(jì)向發(fā)達(dá)國家迅速靠攏的同時,環(huán)境水平卻與世界上最貧窮的國家近似。自2000年我國確定將北京、上海、廣州、深圳、杭州、南京、廈門、桂林等八個城市作為生活垃圾分類收集試點(diǎn)城市至今,中國的生活垃圾分類己經(jīng)走過了十余年,但生活垃圾分類似乎仍是一個口號。目前,我國大多數(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有配置生活垃圾分類收集設(shè)施,有生活垃圾分類收集設(shè)施的城市,市民和路人也

5、做不到垃圾分類投放,即使分類投放,由于沒有垃圾分揀中心,最后還是混合后運(yùn)送至垃圾處理場集中處理。在“2008中國固廢高級淪壇”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,難道那些分類同收桶僅僅只是擺設(shè),生活垃圾分類的瓶頸何在?經(jīng)分析,我國生活垃圾分類收集和可持續(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題,但在我國首部城市生活垃圾分類管理政府規(guī)章廣州市城市生活垃圾分類管理暫行規(guī)定于2011年4月1日開始實(shí)施的當(dāng)前國內(nèi)背景下,

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

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)物料的分離過程。篩分包括物料分層、細(xì)粒透篩兩個階段,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)通過篩孔的可能性增大,使得分選效率上升;缺

8、點(diǎn)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。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、滾筒篩和圓盤篩3類。張弛篩通過柔性網(wǎng)面的張弛運(yùn)動實(shí)現(xiàn)粒徑分級和自清篩面的功能,多用于含水率較高的生活垃圾小粒徑組分的分離。滾筒篩按粒徑分級和處理量的不同可分為單節(jié)單級、單節(jié)多級、雙節(jié)多級的結(jié)構(gòu)類型,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。圓盤篩多用于生活垃圾的初、預(yù)篩,可以通過調(diào)節(jié)圓盤軸之間的距離適應(yīng)不同尺寸物料的分離,且具有自凈能力,無須另外的清理裝置,但篩分過程中可能會有長繩類物料纏繞問題出現(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

9、質(zhì)間的密度差異,顆粒群在運(yùn)動介質(zhì)中受重力、介質(zhì)動力和機(jī)械力的作用,會發(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,且終處理時塑料純度的波動性大,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、塑料薄膜等的自

10、動分選。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,主要針對表面性質(zhì)不同的物料進(jìn)行分選。該技術(shù)通過投加浮選劑,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),而與其密度無關(guān)。能浮出液面的物質(zhì),對空氣的表面親和力比對水的表面親和力大。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。2.4

11、 磁力分選磁選原用于選礦工藝,主要針對磁性不同的物質(zhì)進(jìn)行分離。磁選有兩種類型: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,采用磁流體可以進(jìn)行高效分離。磁選技術(shù)相對成熟,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)入電暈電場區(qū),此時導(dǎo)體和非導(dǎo)體都

12、獲得負(fù)電荷,因它們進(jìn)入靜電區(qū)時放電速度不同,從而實(shí)現(xiàn)分離。電選法分離耗能較少,結(jié)構(gòu)緊湊,對重選法無法分離的塑料易于分選,但該方法對分選物料的濕度及粒度要求較高。靜電分選主要針對生活垃圾中的廢舊塑料。該技術(shù)通過不同種類的物料在一個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,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。該類技術(shù)可將混合塑料分離成純度達(dá)到99%以上的單類塑料。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。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)電池處于激勵線圈產(chǎn)生的高頻磁場,電池的不同結(jié)

13、構(gòu)和物質(zhì)成分產(chǎn)生不同的渦流,此時探測線圈通過探測渦流在電磁場中產(chǎn)生的變化來鑒別電池的種類。電池的分類過去由人工完成,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鑒別垃圾的種類。此技術(shù)要求對垃圾進(jìn)行預(yù)分類,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,利用高壓氣體將物體吹離原來的軌道使物料分離。光電分選法適合于塊狀垃圾的分選,對于破碎后的細(xì)顆粒物質(zhì),由于光譜中某些波段會發(fā)生偏移,難以分選。此

14、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)備是近年來國外發(fā)展起來的一項(xiàng)新技術(shù)裝備,目前在國內(nèi)已有應(yīng)用。光電分選多用于不同種類塑料的分離,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，可將塑料分類為PVC（聚氯乙烯、PP（聚丙烯、PS（聚苯乙烯、PE（聚乙烯、PET（聚對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。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)確度發(fā)展起來的。利用有

15、機(jī)物的不同官能團(tuán)在紅外光照射下會產(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)。按紅外光波長不同,將紅外吸收光譜分析技術(shù)主要劃分為近紅外分析技術(shù)（NIR和中紅外分析技術(shù)（MIR。近紅外區(qū)的波長范圍為0.75-2.5m,中紅外區(qū)的波長范圍為2.5-25m。該技術(shù)響應(yīng)時間短，靈敏度高,穿透試樣的能力強(qiáng),對體積大、光徑長的物料（如塑料瓶其譜圖也可準(zhǔn)確記錄且重現(xiàn)性好。但NIR般不適于鑒別黑色或深色的塑料，且某些峰有時不清晰,需要一些新光源來克服這一缺點(diǎn)。2.8.2圖像識別技術(shù)圖像識別技術(shù)主要針對特定的垃圾進(jìn)行分揀。該方法通過工業(yè)相機(jī)對目標(biāo)區(qū)域不斷進(jìn)行拍攝,圖像經(jīng)計(jì)算機(jī)處理,當(dāng)識別為特定形狀及顏色物體時發(fā)出信號,繼電器控制相應(yīng)的氣動電磁閥,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)、圖像識別算法及顆粒種類等。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,將次風(fēng)選后的混合物料在水池中浸泡段時間后撈出,通過液壓系統(tǒng)對浸濕的垃圾進(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密度