我國城市垃圾回收治理技術裝備獲重大突破

　　今年年初，江蘇河海設備公司聯手美國亞特蘭大大學教授王志成博士簽訂了從城市垃圾無害化綜合治理，到垃圾衍生物燃料和有機復合肥制備的成套設備開發研制聯合合作協議。此套無氧熱解法固體垃圾綜合處理系統，已發展為工藝技術開發、成套設備供應、綜合回收治理、聯合投資運營一條龍服務的系統工程，成為當前我國城市生活垃圾無害化處理與廢棄物再生利用的成熟技術，并成為擁有多項自主知識產權與科技創新成果的國產化核心技術裝備。目前該系統整體技術裝備達國內領先水平。
　　隨著全球經濟日新月異的發展和人類生產與生活狀態的不斷改善，伴隨產生的城市生活垃圾已成為國際關注的災難性問題。為了減少固體垃圾的大面積積壓，并進一步實施垃圾廢棄物的回收利用，長期以來各國不遺余力地探討垃圾綜合處理的良策。城市垃圾的治理和綜合利用，已成為目前世界各國政治、經濟和科技界緊迫而又重大的目標課題。
　　無氧熱解法固體垃圾處理系統，是建立在綜合考察全球城市垃圾的生成、結構、儲量及處理技術的基礎之上，按照國際環境組織對城市垃圾減量化、資源化、無害化處理解決方案的要求，采用物理、生物、化學領域綜合原理開發研制的系列化工藝技術和成套設備。王志成介紹，目前國際通用的治理辦法主要有生化處理法、地下填埋法以及焚燒發電等方式。應用實踐證明，前兩種方法均存在長期占用大面積土地，污染空氣與水源，引發二次污染，滋生病菌病毒等嚴重弊端。而進行垃圾焚燒發電卻存在成本高、效率低，相應存在污染大氣、殘渣存量多、重金屬及大量可用資源流失浪費等現實。尤為嚴重的是，垃圾焚燒過程會產生大量在自然環境中難以降解的強致癌物質——二惡英等有害氣體，對人類健康的危害極其嚴重。
　　為了尋求固體生活垃圾的有效治理方案，王志成于1993~2000年用7年時間參與了美國再生能源國家實驗室的新型催化重整工藝研究，進行了大量將有機廢棄物轉化為燃料的可行性實驗。在取得突破性科研成果的基礎上，又于2000~2007年再用7年時間在美國佐治亞洲創建了中試實驗廠，放大生產工藝直接進行從有機廢棄物中制取清潔燃料和高效化肥的開發研究。在進一步取得實質性成效的基礎上，王志成決定回中國內地進行推廣應用，并采用這一成熟技術在福建省平和縣主持興建了一座日處理能力達150噸規模的固體垃圾處理廠，不但“通吃”當地集中采集的城市生活垃圾，并成功地利用垃圾廢棄物資源批量生產燃料油和農田普遍適用的緩釋有機復混肥，實現了城市垃圾的無害化處理。
　　城市生活垃圾的構成主體是餐飲、屠宰場、水產品市場、果品市場、城市物流、市民及家庭生活廢棄物、旅游景區及商業流動場等所產生的大量垃圾，其有機物質占2/3以上，資源利用率極高。無氧熱解工藝是通過對生活垃圾有機物進行高溫熱裂解，形成多種成分的有機氣體及固態有機碳，再經過過濾回收工序轉化吸收氯、硫、汞等有害物質，并將其催化轉換產生氯化鈉、硫酸鈉、氧化鋅等可回收利用物質。除去有害物質的各類氣體進入催化重整工序，產生H2、CO、CO2、CH4等混合氣體，將其送入合成工序形成燃料混合體，可分餾出汽油、柴油、石蠟及包括CO2、CO、CH4和蒸汽等混合尾氣，混合尾氣經循環使用，將被逐步吸收，固體有機碳進入化肥合成工序，經過相關配合物的合成反應，制成農田適用而又緊缺的高效有機緩釋復混肥。
　　固體垃圾的無氧熱解及資源的回收利用過程，必須通過嚴密的工藝技術和精良而連貫的成套設備去完成。固體廢棄物的回收利用首先必須經過多層次的篩選和破碎，將各種有機混合物切割成微細顆粒。裂解過程必須經過500℃~1000℃高溫狀態與特定壓差下的流化床反應，再經多種催化劑的聚合反應以及漿液費-托合成等若干工藝過程的分解與催合；反應過程的氣、汽、液中間產物進行循環回收，惰性殘渣通過熱能改性，用于制磚和建筑路、橋、堤、涵等基本設施建設。
　　王志成指出，無氧熱解固體垃圾處理系統是國際聯合開發與合作創新的產物。它的自主創新點首先體現在高速、高效、連續運行功能。垃圾廢棄物的無害化熱解處理過程在20分鐘之內進行，實施智能化、流水線運作，應用效率高，能源消耗低。二是能有效實施垃圾的無害化處理。工藝流程連續化、成套化、自動化、全封閉，高溫滅菌與除臭率達100%，避免污染物外泄，實行清潔化生產，杜絕了二次污染。三是能有效實施變廢為寶的綜合利用，城市干基固體生活垃圾有效資源利用率接近100%，合成燃油為無硫、無菌、高效純凈燃料，所產緩釋復混肥為生態清潔、無害有機肥，作物吸收快，具有解除土地結塊和改良土壤的功能。整個固體垃圾的回收處理過程達到了國際提出的減量化、無害化、資源化的高難度要求。
　　據了解，福建平和垃圾處理應用工藝由王志成領銜擔綱設計，系統關鍵設備由江蘇河海設備公司自主研發與制造。該公司自2010年6月局部投產運行以來，已累計處理、降解城市固體生活垃圾1.2萬噸，并通過綜合利用變廢為寶，生產出無機建筑材料300多噸、高效緩釋有機復混肥5500多噸，創出一噸垃圾半噸有機肥的廢棄資源利用價值。其干基固體垃圾有效資源利用率接近100%，項目投資僅為國內焚燒發電工程的1/2~2/3。
　　該系統主導設備包括固體垃圾處理前的輔助裝置，含包裝物破解設備、金屬磁選設備、廢棄硬件振動篩選設備、有機物清洗及污水排放設備以及垃圾處理過程的固體分級破碎設備，熱裂解轉化過程的造粒設備、濕解烘干設備、篩選分裝設備、復混肥合成設備、垃圾衍生燃料催化制備等30多臺套組合裝備。
　　在眾多設備應用環節中，廢棄物的破碎是決定治理效率與綜合利用效果的重要因素，而固體垃圾的等級破碎，又是國內外尚未取得突破的制約瓶頸。城市垃圾中既含有金屬、石塊、瓷片、玻璃、水泥砂漿等各類硬性無機物，又包容棉紗、布片、木材、塑料、化纖、毛發等纖維軟件，實施綜合粉碎技術難度極大。河海設備公司自主研制的LSF型粉碎設備由驅動系統、切割系統和控制系統組成。其驅動系統采用自主研發的連體傳動結構；切割系統采用別具一格的雙軸多組合螺旋型切割專利技術；為確保切割精度和效率，粉碎設備的平衡軸與螺旋結構刀片采用特殊配方硬質合金鋼制作，其鋒利度、耐磨性能、防腐性能、抗疲勞強度等均達國際先進水平。整個系統實施程序化控制，能按照設定程序將各類生活垃圾粉碎切割成微細顆粒而流轉下道工序。如今河海設備公司僅破碎設備系統就已獲得4項技術專利。
　　江蘇河海給排水成套設備公司總經理丁永芝表示，無氧熱解法垃圾處理系統目前是國內領先的環保技術裝備，他們會盡快將這一國際性重大創新成果申報國家重大專項，以期在全國大中城市乃至小城鎮加以廣泛推廣應用。