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P1-生活垃圾分仓熟化新技术及其以污治污功效

2015-02-06 13:27:06来源:互联网浏览:评论:0

  在农村建造沼气池产生了很好的经济效益和社会效益。不仅改善了环境卫生,提供优质肥料,又为农户厨房炉灶、照明等提供了廉价能源,可谓变污染物为宝一举多得。试想如果能够使所有城市生活垃圾和生活污水也都能够经过充分厌氧发酵产生沼气,那将会是具有何等重大意义:不仅根治了环境污染,而且还能获得巨大再生能源。若要实现这一目标,那么首先要解决的问题就是储存容器,这样一个容器必须满足以下三个条件:其一是应具有超大容量;其二是必须结构安全且密封可靠;其三是必须廉价。本文介绍的刚柔组合筒仓经在安徽省舒城县垃圾处理场实践证明可以满足上述条件。
 

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  1. 背景技术 1.1 垃圾厌氧发酵技术目前生活垃圾通过厌氧发酵获得沼气的现有技术主要有以下两种:其一是从垃圾填埋场获得沼气。这种方法的优点是获取成本低,待填埋场填埋垃圾足够多,通常是在即将封场之际,直接插管入被填埋垃圾深处抽取即可。此方法的缺点是厌氧产沼效率差,并污染大气。这是因为垃圾填埋场是一直处在完全开放的环境中,垃圾中的可腐有机物绝大部分是在好氧状态(或者是半好氧状态)腐熟,只有等数年甚至十年以上使先前被填埋垃圾上方有足够厚的垃圾覆盖层(一般在10米左右)时,才能真正使先前被填埋垃圾处于厌氧状态,但此时垃圾中的可腐有机物已经很少了。不过我们有时仍会感觉填埋场沼气量很大,那仅仅是因为被填埋的垃圾量实在是太大了的缘故。故此方法虽然廉价,但垃圾厌氧产沼效率很差,不能获得高效益。其二是将垃圾储存在密封容器中经厌氧发酵获得沼气。这种方法的优点是获得沼气效率高,因为垃圾中的可腐有机物是基本完全处在厌氧环境中腐熟稳定的,所以厌氧产沼效率很高。然而不足之处是耗费成本太高,具体表现在:①密封容器制造昂贵故容量有限;②运营费用高:包括垃圾分选(将有机垃圾分选出来)、有机垃圾粉碎、强制搅拌、加温和循环通气等。所有这些成本花费都是为了加速有机垃圾尽快腐熟,缩短发酵周期,一般可以控制在30天以内。其结果是尽管产沼效率很高,但仍不足以抵消成本开支,若无政府足够补贴将难以维持运转。故此方案虽然厌氧产沼效率高,但因成本太高,也不能获得高效益。

  1.2 大型筒仓构筑物现有储存散装物料的大型筒仓一般采用钢结构或者钢筋混凝土结构,一旦建造完成,其仓体高度都是固定不变的。仓体材料除应满足强度要求外,还必须有足够厚度以形成整个筒仓体具有抵抗变形的刚度,这样才能确保筒仓内无论是满仓还是空仓,整个筒仓体都是稳定的,这种筒仓我们称之为“刚性筒仓”,现有筒仓基本属于刚性筒仓。因刚性筒仓的仓体厚度是随筒仓容量增加而增厚,所以如若建造大容量刚性筒仓,造价会非常昂贵。

  1.3加筋土挡墙加筋土挡墙是由法国工程师亨利?维达尔(Henri Vidal)在1963年发明[1]。加筋土挡墙不同于一般圬工挡墙的主要特征在于:通过在填料中设置加筋材料使得原本作为外荷载的墙后填料转变为挡墙墙体的一部分。正是由于这种创造性的突破,加筋土挡墙的外墙面可以做得很薄,故造价较一般圬工挡墙低,而且适用于建造高挡墙,据有关资料记载[2],我国陕西省境内某一特高型加筋土挡墙的挡土高度已达84米。

  2. 分仓熟化新技术

  2.1 新观点采用密封容器厌氧腐熟生活垃圾无疑是高效率获得沼气的最好途径,需要解决的问题是必须把制造密封容器的成本,以及垃圾厌氧产沼的运营费用大幅度降下来,只有这样才能真正获得高效益。另外还需要一些观念上的转变:认为耗费高额运营费用来强制缩短垃圾厌氧发酵周期其实完全没有必要,相反恰恰认为可以利用垃圾自然厌氧发酵周期长的特性来消灭外来污水,并同时进一步增加沼气效益。分仓熟化新技术是采用多个大容量刚柔组合筒仓对城市生活垃圾进行长时间厌氧熟化,因在此过程中需要消耗大量外引污水,故而同时还是一座污水处理厂,更确切地说是污水消灭厂,因为污水处理的最终结果是零排放。

  2.2 刚柔组合筒仓构造刚柔组合筒仓的底座是一圆形钢筋混凝土污水池(图1),污水池内均匀分布众多支墩,支墩上架设格栅板,格栅板上部储存生活垃圾,垃圾渗沥液经格栅板缝隙流入污水池。 筒仓体安放在污水池壁上,筒仓体是由多个相同的仓体圆筒段竖向拼装而成,单个仓体圆筒段是由钢筋网片内附着铅丝网以及衬垫裙制作而成(图3、图4),衬垫裙可采用垃圾填埋场衬垫材料。因制作简单且耗费材料不多故造价低廉。因筒仓体很薄,所以整座筒仓的稳定是必须依靠筒仓内填充物料来支撑的,如果筒仓内物料增加,则筒仓体应该随之升高,反之若筒仓内物料的减少则筒仓体必须随之下降。如果很薄的筒仓体在较大竖向空间没有物料的填充支撑,将难以维持稳定,或许一阵风即可将其吹倒,故此筒仓体具有“柔性仓体”特征。当入仓垃圾到达设计满仓容量后进行仓顶覆盖密封。覆盖物也可采用填埋场衬垫,仓顶覆盖物周边与筒仓体衬垫层搭接密封。

  2.3 筒仓内部装置

   集气装置在垃圾进料过程中埋入集气装置,包括竖向集气管和环形集气笼(图1、图2)。竖向集气管采用塑料盲沟或软式透水管制作,环形集气笼采用强度高且耐腐蚀好的玻璃钢材料制作。所有竖向集气管均与环形集气笼连通,排气支管接入环形集气笼排出沼气到筒仓外发电机组,既可以自然排放,也可以根据需要开启引风机强制抽取筒仓内沼气。

 

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