第十章城市垃圾處理技術(shù)本章要點(diǎn)：1、壓實(shí)：掌握壓實(shí)的原理、目的和主要設(shè)備。2、破碎：掌握破碎的原理、目的、主要方法和設(shè)備。3、分選：掌握分選的原理、目的、主要方法。（資源化）4、脫水：掌握脫水的主要方法原理與設(shè)備5、干燥（熱處理）：了解熱處理的主要方法原理與設(shè)備。第一節(jié)城市垃圾壓實(shí)技術(shù)一、概念與目的1、概念：通過(guò)外力加壓于松散的固體廢物，以縮小其體積，使固體廢物變得密實(shí)的操作簡(jiǎn)稱為壓實(shí)，又稱為壓縮。如若采用高壓壓實(shí)，除減少空隙外，在分子之間可能產(chǎn)生晶格的破壞使物質(zhì)變性。2、目的：經(jīng)過(guò)壓實(shí)處理，一方面可增大容重、減少固體廢物體積以便于裝卸和運(yùn)輸，確保運(yùn)輸安全與衛(wèi)生，降低運(yùn)輸成本；另一方面可制取高密度惰性塊料，便于貯存、填埋或作為建筑材料使用。二、壓實(shí)的原理

大多數(shù)固體廢物是由不同顆粒與顆粒間的空隙組成的集合體。自然堆放時(shí)，表觀體積是廢物顆粒有效體積與孔隙占有的體積之和，即:

Vm為固體廢物的表觀體積；

Vs為固體顆粒體積（包括水分）；

Vv為孔隙體積。進(jìn)行壓實(shí)操作時(shí)，隨壓力強(qiáng)度的↑，孔隙體積↓，表觀體積也隨之↓，而容重↑。容重就是固體廢物的干密度，用

d表示。Ws為固體廢物顆粒重；Wm為固體廢物總重，包括水分重；Ww為固體廢物中水分重。固體廢物經(jīng)過(guò)壓實(shí)處理后體積減少的程度叫壓縮比，可用公式表示：R為固體廢物體積壓縮比；Vi為廢物壓縮前的原始體積；Vj為廢物壓縮后的最終體積。一般固體廢物壓實(shí)后的壓縮比為3～5，若破碎后再壓實(shí)其壓縮比可達(dá)5～10倍。固體廢物的壓縮比取決于廢物的種類及施加的壓力，一般可以在幾kg/cm2～幾百kg/cm2(1kgf/cm2=98066.5Pa)。

壓實(shí)的實(shí)質(zhì)可看作是消耗一定的壓力能，提高廢物容重的過(guò)程。當(dāng)固廢受到外界壓力時(shí)，各顆粒間相互擠壓，變形或破碎，從而達(dá)到重新組合的效果。

適于壓實(shí)處理的主要是壓縮性能大而復(fù)原性小的物質(zhì)。木材、金屬、玻璃、塑料塊等本身已經(jīng)很密實(shí)的固體或焦油、污泥等半固體廢物不宜作壓實(shí)處理。三、壓實(shí)設(shè)備類別：固定和移動(dòng)構(gòu)造：容器單元和壓實(shí)單元二部分容器單元接受廢物，壓實(shí)單元具有液壓或氣壓操作的壓頭，利用高壓使廢物致密化。固定式壓實(shí)器：凡用人工或機(jī)械方法（液壓方式為主）把廢物送進(jìn)壓實(shí)機(jī)械中進(jìn)行壓實(shí)的設(shè)備稱為固定式壓實(shí)器。如各種家用小型壓實(shí)器、廢物收集車上配備的壓實(shí)器及中轉(zhuǎn)站配置的專用壓實(shí)機(jī)。移動(dòng)式壓實(shí)器：是指在填埋現(xiàn)場(chǎng)使用的輪胎式或履帶式壓土機(jī)、鋼輪式布料壓實(shí)機(jī)以及其他專門設(shè)計(jì)的壓實(shí)機(jī)具。1、常見(jiàn)的固定式壓實(shí)器(1)水平式壓實(shí)器(2)三向垂直壓實(shí)器(3)回轉(zhuǎn)式壓實(shí)器(4)城市垃圾壓實(shí)器(1)、水平式壓實(shí)器靠做水平往復(fù)運(yùn)動(dòng)的壓頭將廢物壓到矩形或方形的鋼制容器中。適用于壓實(shí)城市垃圾。先將垃圾加入裝料室，啟動(dòng)具有壓面的水平壓頭，使垃圾致密化和定形化，然后將坯塊推出。推出過(guò)程中，坯塊表面的雜亂廢物受破碎桿作用而被破碎，不致防礙坯塊移出。水平壓實(shí)器A—有效頂阜開(kāi)口長(zhǎng)度；B—裝料室長(zhǎng)度；C—壓頭行程；D—壓頭導(dǎo)軌長(zhǎng)度；E—裝料室寬度；F—有效頂部開(kāi)口寬度；G—出料口寬度；H—壓面高度；I—裝料室高度；J—壓頭高度；K—破碎桿高度；L—出料口高度(2)、三向聯(lián)合式壓實(shí)器具有三個(gè)互相垂直的壓頭，依次施壓。適合于壓實(shí)松散金屬?gòu)U物。它具有三個(gè)互相垂直的壓頭，金屬等類廢物被置于容器單元內(nèi)，而后依次啟動(dòng)1、2、3三個(gè)壓頭，逐漸使固體廢物的空間體積縮小，容重增大，最終達(dá)到一定的尺寸。壓后尺寸一般在200－1000mm之間。一般用作金屬類廢物壓實(shí)器。(3)、回轉(zhuǎn)式壓實(shí)器具有兩個(gè)壓頭和一個(gè)旋動(dòng)式壓頭。適于體積小、質(zhì)量小的廢棄物。廢棄物裝入容器單元后，先按水平式壓頭1的方向壓縮，然后按箭頭的運(yùn)動(dòng)方向驅(qū)動(dòng)旋動(dòng)式壓頭2,使廢棄物致密化，最后按水平壓頭3的運(yùn)動(dòng)方向?qū)U棄物壓至一定尺寸排出。(4)、城市垃圾壓實(shí)器a、高層住宅垃圾滑道下的壓實(shí)器

(a)為壓縮循環(huán)開(kāi)始，從滑道中落下的垃圾進(jìn)入料斗。(b)為壓縮臂全部縮回處于起始狀態(tài)，壓縮室內(nèi)充入垃圾。當(dāng)壓臂全部伸展，垃圾被壓入容器中，如(c)圖，當(dāng)垃圾不斷充人最后在容器中壓實(shí)?？梢詫簩?shí)的垃圾裝入袋內(nèi)。b、城市垃圾壓實(shí)器城市垃圾壓實(shí)器與金屬類廢物壓實(shí)器構(gòu)造相似。常采用的有三向聯(lián)合式壓實(shí)器及水平式壓實(shí)器。為了防止垃圾中有機(jī)物腐敗，要求在壓實(shí)器的四周涂敷瀝青。2、壓實(shí)器的選擇壓實(shí)器的選擇主要針對(duì)壓縮比，應(yīng)當(dāng)選擇合適的壓縮比和使用壓力。此外，應(yīng)注意壓縮過(guò)程中的情況，如城市垃圾壓縮過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)水分，塑料熱壓時(shí)會(huì)粘在壓頭上等，應(yīng)對(duì)不同廢物采用不同壓縮機(jī)。在城市垃圾的綜合利用中，垃圾壓實(shí)后產(chǎn)生水分，在風(fēng)選分離時(shí)是不利的，因此，是否選用壓實(shí)裝置與后繼處理過(guò)程也有關(guān)、應(yīng)當(dāng)綜合考慮。第二節(jié)城市垃圾的破碎技術(shù)定義：在外力作用下破壞固體廢物質(zhì)點(diǎn)間的內(nèi)聚力使大塊的固體廢物分裂為小塊的過(guò)程。目的：減小固體廢物的顆粒尺寸；降低空隙率、增大廢物容重，有利于后續(xù)處理與資源化利用。一、固體廢物破碎的基礎(chǔ)理論（一）固廢破碎的難易程度1、機(jī)械強(qiáng)度：指固廢抗破碎的阻力，通常用靜載下測(cè)定的抗壓強(qiáng)度為標(biāo)準(zhǔn)來(lái)衡量。（抗壓>抗剪>抗彎>抗拉）。一般，抗壓強(qiáng)度>250MPa為堅(jiān)硬固廢；40~250MPa為中硬固廢；<40MPa為軟固廢。粒度越小，機(jī)械強(qiáng)度越高。2、硬度：指固廢抵抗外力機(jī)械侵入的能力。（1）對(duì)照礦物硬度確定，按莫氏硬度分為十級(jí)。軟→硬排列順序?yàn)椋夯⑹?、方解石、螢石、磷灰石、長(zhǎng)石、石英、黃玉石、剛玉和金剛石。（2）按廢物破碎時(shí)的性狀確定。分為最堅(jiān)硬、堅(jiān)硬、中硬和軟質(zhì)物料。3、有些固廢在常溫下呈現(xiàn)較高的韌性和塑性，難以破碎，需要特殊的破碎方法（如低溫破碎）。（二）破碎方法1、干式破碎（1）機(jī)械法：利用破碎工具對(duì)固廢施力而將其破碎的方法。破碎作用分為擠壓、劈碎、剪切、磨剝、沖擊破碎等。（2）物理法（非機(jī)械破碎）：利用電能、熱能、水等對(duì)固廢進(jìn)行破碎的新方法。如濕式破碎、低溫、熱力、減壓及超聲波破碎等。2、濕式破碎利用特制的破碎機(jī)將投入機(jī)內(nèi)的含紙垃圾和大量水流一起劇烈攪拌和破碎成為漿液的過(guò)程。3、半濕式破碎破碎和分選同時(shí)進(jìn)行。利用不同物質(zhì)在一定均勻濕度下其強(qiáng)度、脆性（耐沖擊性、耐壓縮性、耐剪切力）不同而破碎成不同粒度。（三）破碎流程破碎的基本工藝流程圖(a)單純破碎；(b)帶預(yù)先篩分破碎工藝；(c)帶檢查篩分破碎工藝；(d)帶預(yù)先篩分和檢查篩分破碎工藝二、固體廢物破碎設(shè)備

處理固體廢物的破碎機(jī)通常有顎式、錘式、剪切式、沖擊式、輥式破碎機(jī)和粉磨機(jī)。（一）剪切式破碎機(jī)1、原理：通過(guò)固定刀和可動(dòng)刀之間的嚙合作用，將固體廢物切開(kāi)或割裂成適宜的形狀和尺寸，特別適合破碎低二氧化硅含量的松散物料。2、類型：（1）Vonroll型往復(fù)剪切式破碎機(jī)（2）Linclemann型剪切式破碎機(jī)（3）旋轉(zhuǎn)剪切式破碎機(jī)往復(fù)刀和固定刀之間寬度為30cm，剪切尺寸為30cm。刀具由特殊鋼制成，磨損后可以更換，液壓油泵最高壓力為13MPa/cm2，電機(jī)功率為374kW，處理量為80～150m3/h，可將厚度為220mm以下的普通型鋼板剪切成30cm的碎塊。（1）馮·羅爾(Vonroll)型往復(fù)剪切式破碎機(jī)（2）林德曼(Lindemann)型剪切式破碎機(jī)該機(jī)由預(yù)壓機(jī)和剪切機(jī)兩部分組成。固體廢物先進(jìn)入預(yù)壓機(jī)，通過(guò)一對(duì)鉗形壓塊的開(kāi)閉將廢物壓縮后進(jìn)入剪切機(jī)。剪切機(jī)由送料器、壓緊器和剪切刀片組成。固體廢物由送料器推倒刀口下方，壓緊器壓緊后由剪切刀將其剪斷。（3）旋轉(zhuǎn)剪切式破碎機(jī)該機(jī)裝有1～2個(gè)固定刀和3～5個(gè)旋轉(zhuǎn)刀，固體廢物投入腔體后，在固定刀和高速旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)刀夾持下而被剪切破碎。

（二）錘式破碎機(jī)1、主體破碎部件包括多排重錘和破碎板。錘頭以鉸鏈方式裝在各圓盤之間的銷軸上，可以在銷軸上擺動(dòng)。電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)主軸、圓盤、銷軸及錘頭（合成轉(zhuǎn)子）高速旋轉(zhuǎn)。2、類型：

a、按轉(zhuǎn)子數(shù)目可分為兩類：?jiǎn)无D(zhuǎn)子錘式破碎機(jī)（可逆式和不可逆式）；雙轉(zhuǎn)子錘式破碎機(jī)。

b、按破碎軸安裝方式分為臥軸和立軸兩種。（1）BJD型普通錘式破碎機(jī)（2）BJD型破碎金屬切屑錘式破碎機(jī)（3）HammerMills型錘式破碎機(jī)（4）Novorotor型雙轉(zhuǎn)子錘式破碎機(jī)3、目前專用于破碎固體廢物的錘式破碎機(jī)類型：它主要用于破碎家具、電視機(jī)、電冰箱、洗衣機(jī)、廚房用品等大型廢物，破碎塊可達(dá)到50mm左右。該機(jī)設(shè)有旁路，不能破碎的廢物由旁路排出。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速1500～450r/min，處理量為7～55t/h。(1)BJD普通錘式破碎機(jī)錘頭呈鉤形，對(duì)金屬切屑施加剪切拉撕等作用而破碎。經(jīng)該機(jī)破碎后，可使金屬切屑的松散體積減小3～8倍，便于運(yùn)輸。（2）BJD型金屬切屑錘式破碎機(jī)

機(jī)體分成兩部分：壓縮機(jī)部分和錘碎機(jī)部分。大型固體廢物先經(jīng)壓縮機(jī)壓縮，再給入錘式破碎機(jī)，轉(zhuǎn)子由大小兩種錘子組成，大錘子磨損后，改作小錘用，錘子鉸接懸掛在繞中心旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子上做高速旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子下方半周安裝有箅子篩板，篩板兩端安裝有固定反擊板，起二次破碎和剪切作用。這種錘式破碎機(jī)用于破碎廢汽車等粗大固體廢物。（3）HammerMills式錘式破碎機(jī)該破碎機(jī)具有兩個(gè)旋轉(zhuǎn)方向相同的轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子下方均裝有研磨板。物料自右方給料口送入機(jī)腔內(nèi)，經(jīng)右方轉(zhuǎn)子破碎后顆粒排至左方破碎腔。再沿左方研磨板運(yùn)動(dòng)3/4圓周后，借風(fēng)力排至上部的旋轉(zhuǎn)式風(fēng)力分級(jí)板排出機(jī)外。該機(jī)破碎比可達(dá)30。（4）Novorotor型雙轉(zhuǎn)子錘式破碎機(jī)4、應(yīng)用5、優(yōu)點(diǎn)：可用于大體積、硬質(zhì)廢物的破碎，破碎顆粒較均勻。缺點(diǎn)：噪聲大，安裝需采取防震、隔音措施。

中等硬度且腐蝕性弱的固廢；含水分及油脂的有機(jī)物、纖維結(jié)構(gòu)、彈性和韌性較強(qiáng)的木塊、石棉水泥廢料、回收石棉纖維和金屬切屑等。如礦業(yè)廢物、硬質(zhì)塑料、干燥木質(zhì)廢物以及廢棄的金屬家用電器。

（三）顎式破碎機(jī)擠壓形破碎機(jī)械，適于堅(jiān)硬和中硬廢物。主要部件：固定鄂板、可動(dòng)鄂板、連動(dòng)于傳動(dòng)軸的偏心轉(zhuǎn)動(dòng)輪。兩塊鄂板構(gòu)成破碎腔。根據(jù)可動(dòng)鄂板分：簡(jiǎn)單擺動(dòng)、復(fù)雜擺動(dòng)顎式破碎機(jī)。偏心軸帶動(dòng)連桿作上下運(yùn)動(dòng)，連桿帶動(dòng)前后推力板作張、縮運(yùn)動(dòng)，前推力板帶動(dòng)顎板作水平運(yùn)動(dòng)，從而對(duì)廢物進(jìn)行破碎。簡(jiǎn)單擺動(dòng)型給料口水平行程小，因此壓縮量不夠，生產(chǎn)率較低。1、簡(jiǎn)單擺動(dòng)顎式破碎機(jī)簡(jiǎn)單擺動(dòng)型顎式破碎機(jī)的區(qū)別是少了一根動(dòng)顎懸掛的心軸，沒(méi)有垂直連桿，軸板也只有一塊，動(dòng)顎與連桿合為一個(gè)部件（被偏心轉(zhuǎn)動(dòng)軸帶動(dòng)在垂直水平方向上均有作復(fù)雜運(yùn)動(dòng)）?？梢?jiàn)，復(fù)雜擺動(dòng)型顎式破碎機(jī)構(gòu)造簡(jiǎn)單。復(fù)雜擺動(dòng)型動(dòng)顎上部行程較大，可以滿足物料破碎時(shí)所需要的破碎量，動(dòng)顎向下運(yùn)動(dòng)時(shí)有促進(jìn)排料的作用，因而比簡(jiǎn)單擺動(dòng)顎式破碎機(jī)的生產(chǎn)率高30%左右。但是動(dòng)顎垂直行程大，使顎板磨損加快。2、復(fù)雜擺動(dòng)型顎式破碎機(jī)3、顎式破碎機(jī)的特點(diǎn)及應(yīng)用特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、堅(jiān)固、維護(hù)方便、高度小、工作可靠等。應(yīng)用：破碎強(qiáng)度及韌性高、腐蝕性強(qiáng)的廢物（四）沖擊式破碎機(jī)1、工作原理：利用沖擊作用進(jìn)行破碎。給入破碎機(jī)空間的物料塊，被繞中心軸高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子猛烈沖擊后，受到第一次破碎，然后從轉(zhuǎn)子獲得能量高速飛向機(jī)壁，受到第二次破碎。在沖擊過(guò)程中彈回的物料再次被轉(zhuǎn)子擊碎，難于破碎的物料被轉(zhuǎn)子和固定板挾持而剪斷。破碎產(chǎn)品由下部排出。2、類型（1）Universa型沖擊式破碎機(jī)破碎機(jī)的板錘有兩個(gè)，一般利用楔塊或液壓裝置固定在轉(zhuǎn)子的槽內(nèi)。沖擊板由一組鋼條組成（10個(gè)），用彈簧支承。沖擊板下面是研磨板，后面有篩條。當(dāng)要求的破碎產(chǎn)品粒度為40mm時(shí)，僅用沖擊板即可，研磨板和篩條可以拆除。粒度為20mm時(shí)需裝上研磨板。當(dāng)粒度較小或破碎較輕的軟物料時(shí)，沖擊板、研磨板和篩條都需要裝上。由于研磨板和篩條可以裝上或拆下，因而對(duì)固體廢物的破碎適應(yīng)性較強(qiáng)。（2）Hazemag型沖擊式破碎機(jī)轉(zhuǎn)子上安裝有兩個(gè)堅(jiān)硬的板錘。機(jī)體內(nèi)表面裝有特殊鋼板襯板，用以保護(hù)機(jī)體不受損壞。有兩塊反擊板，形成兩個(gè)破碎腔。這種破碎機(jī)主要用于破碎家具、電視機(jī)、雜物等生活廢物。3、特點(diǎn)和應(yīng)用：

特點(diǎn)：破碎比大、適應(yīng)性強(qiáng)、構(gòu)造簡(jiǎn)單、外形尺寸小、操作方便、易于維護(hù)等特點(diǎn)。應(yīng)用：中等硬度、軟質(zhì)、脆性、韌性以及纖維狀等多種固體廢物。（五）輥式破碎機(jī)1、又稱對(duì)輥破碎機(jī)，主要靠剪切和擠壓作用破碎廢物。2、類型：（1）光輥破碎機(jī)：擠壓與研磨作用，較硬物。（2）齒輥破碎機(jī)：?jiǎn)锡X輥和雙齒輥，劈裂作用，干脆性和黏性較大廢物。3、特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、輕便、工作可靠、價(jià)格低廉、能耗低、產(chǎn)品過(guò)度粉碎程度小等優(yōu)點(diǎn)，廣泛用于處理脆性物料和含泥粘性物料，作為中、細(xì)碎之用。（六）粉磨機(jī)粉磨一般有三個(gè)目的：①對(duì)廢物進(jìn)行最后一段粉碎，使其中各種成分單體分離，為下一步分選創(chuàng)造條件；②對(duì)多種廢物原料進(jìn)行粉磨，同時(shí)起到把它們混合均勻的作用；③制造廢物粉末，增加物料比表面積，加速物料化學(xué)反應(yīng)的速度。粉磨廣泛應(yīng)用于煤矸石生產(chǎn)水泥、制磚、矸石棉、提取化工原料等；電石渣和鋼渣生產(chǎn)水泥、制磚、提取化工原料；鐵硫礦燒渣煉鐵制造球團(tuán)、回收金屬、制造鐵粉和化工原料等作業(yè)。常用的粉磨機(jī)主要有球磨機(jī)和自磨機(jī)。

1、球磨機(jī)(1)構(gòu)造和工作原理：構(gòu)造：主要由圓柱形筒體、端蓋、中空軸頸、軸承和傳動(dòng)大齒圈等部件組成。筒體內(nèi)裝有直徑為25～150mm的鋼球。筒體內(nèi)壁敷設(shè)有襯板。工作原理：磨擦力、離心力和重力；沖擊和研磨作用。當(dāng)筒體回轉(zhuǎn)時(shí)，在摩擦力、離心力和突起于筒壁的襯板共同作用下，介質(zhì)自由瀉落和拋落，從而對(duì)筒內(nèi)底腳區(qū)內(nèi)的物料產(chǎn)生沖擊、研磨和碾碎，當(dāng)物料粒徑達(dá)到粉磨要求后排出。(2)應(yīng)用

在礦業(yè)和工業(yè)固廢處理與利用中占有重要位置，例如，用煤矸石生產(chǎn)水泥、磚瓦、矸石棉、化肥和提取化工原料等；用鋼渣生產(chǎn)水泥、磚瓦、化肥、溶劑以及對(duì)垃圾堆肥深加工等。自磨機(jī)亦稱無(wú)介質(zhì)磨機(jī)，分為干磨和濕磨兩種。干式自磨機(jī)的給料塊度一般為300～400mm，一次磨細(xì)到0.1mm以下，粉碎比可達(dá)3000～4000，比球磨機(jī)等有介質(zhì)磨機(jī)大數(shù)十倍。干式自磨機(jī)工作原理如下圖所示。該機(jī)由給料斗、短筒體、傳動(dòng)部分和排料斗等組成。2、自磨機(jī)（二）濕式破碎1、原理和設(shè)備：這種使含紙垃圾漿液化的特制破碎機(jī)叫濕式破碎機(jī)。由圓形槽、多孔篩、切割回轉(zhuǎn)器等組成。該設(shè)備為一圓形立式轉(zhuǎn)筒裝置，底部有許多篩眼，轉(zhuǎn)筒內(nèi)裝有六只破碎刀，當(dāng)廢紙投入轉(zhuǎn)筒內(nèi)，因受大水量的急流攪動(dòng)和破碎轉(zhuǎn)子的破碎形成漿狀，漿體由底部篩孔流出。經(jīng)固液分離器把其中的殘?jiān)殖?，紙漿送到纖維回收工段，經(jīng)過(guò)洗滌、過(guò)篩，將分離出纖維素后的有機(jī)殘?jiān)?jīng)脫水后送去焚燒。2、特點(diǎn)①垃圾變成均質(zhì)漿狀物，可按流體處理；②不會(huì)滋生蚊蠅和惡臭，符合衛(wèi)生條件；③不會(huì)產(chǎn)生噪聲、發(fā)熱和爆炸的危險(xiǎn)性；④脫水有機(jī)殘?jiān)?，無(wú)論質(zhì)量、粒度大小、水分等變化都小；⑤在化學(xué)物質(zhì)、紙和紙漿、礦物等處理中均可使用，可以回收紙纖維、玻璃、鐵和有色金屬，剩余污泥等可做堆肥。

（三）半濕式選擇性破碎分選1、構(gòu)造原理半濕式選擇性破碎分選是利用固體廢物中不同物質(zhì)的強(qiáng)度和脆性的差異，在一定濕度下破碎成不同粒度的碎塊，然后通過(guò)不同篩孔加以分離的過(guò)程。由于該過(guò)程是在半濕狀態(tài)下，通過(guò)兼有選擇性破碎和篩分兩種功能的裝置中實(shí)現(xiàn)的，因此，該裝置稱為半濕式選擇性破碎分選機(jī)。由兩段不同篩孔的外旋轉(zhuǎn)圓筒篩和篩內(nèi)與之反向旋轉(zhuǎn)的破碎板構(gòu)成。

2、特點(diǎn)（1）能使城市垃圾在一臺(tái)設(shè)備中同時(shí)進(jìn)行破碎和分選作業(yè)。（2）可有效地回收垃圾中的有用物質(zhì)，從第一組產(chǎn)物中可以得到純度為80%的堆肥原料——廚房垃圾；從第二組產(chǎn)物中可以得到純度為85%～95%的紙類；從第三組產(chǎn)物中可以得到純度為95%的塑料類，回收廢鐵純度為98%。（3）對(duì)進(jìn)料的適應(yīng)性好，易破碎的廢物首先破碎并及時(shí)排出，不會(huì)產(chǎn)生粉碎現(xiàn)象。

第三節(jié)城市垃圾分選技術(shù)

固體廢物的分選就是將固體廢物中各種可回收利用廢物或不利于后續(xù)處理工藝要求的廢物組分采用適當(dāng)技術(shù)分離出來(lái)的過(guò)程。

手工揀選:轉(zhuǎn)運(yùn)站或處理中心的廢物傳送帶兩邊。分類

機(jī)械分選:一般先經(jīng)過(guò)破碎，包括:篩選(分)、風(fēng)選、浮選、磁選、電選、摩擦與彈跳分選、光電分選和渦電流分選。在固體廢物處理、處置與回用之前應(yīng)該進(jìn)行分選，將有用的組分加以分選回收，將有害的成分分離出來(lái)，對(duì)固體廢物進(jìn)行分選有很重要的意義。一、篩選(一)篩選原理1、篩選過(guò)程：利用一個(gè)或一個(gè)以上的篩面，將不同粒徑顆粒的混合廢物分成兩組或兩組以上顆粒組的過(guò)程。該過(guò)程由物料分層和細(xì)粒透篩兩個(gè)階段組成。條件目的易篩粒：粒度小于篩孔尺寸3/4的顆粒，很易通過(guò)粗粒形成的間隙到達(dá)篩面而透篩。難篩粒：粒度大于篩孔尺寸3/4的顆粒，粒度越接近篩孔尺寸就越難透篩。2、篩分效率：篩選時(shí)實(shí)際得到的篩下產(chǎn)物的質(zhì)量與原料中所含粒度小于篩孔尺寸的物料的質(zhì)量比，用百分?jǐn)?shù)表示。(此時(shí)篩下產(chǎn)物全部為小于篩孔尺寸的顆粒)

(4-1)式中：

Q

1為篩下產(chǎn)物質(zhì)量，kg；Q為入篩固體廢物質(zhì)量，kg；α入篩固體廢物中小于篩孔尺寸的細(xì)粒含量，%。實(shí)際要測(cè)定Q

、Q1比較困難。設(shè)：

(4-2)

(4-3)式中：Q2為篩上產(chǎn)物質(zhì)量，kg；θ、β分別為篩上、篩下產(chǎn)品中小于篩孔尺寸的細(xì)粒含量，%。入篩固體廢物Q,α篩上產(chǎn)品Q2，θ篩下產(chǎn)品Q1，

β將式（4-2）代入式（4-3），得將其代入式(4-1)，得實(shí)際生產(chǎn)中由于篩網(wǎng)磨損而常有部分大于篩孔尺寸的粗粒進(jìn)入篩下產(chǎn)品，此時(shí)，篩下產(chǎn)品不是100%Q1，而是βQ1，篩分效率的計(jì)算公式為：3、影響篩分效率的因素（1）固體廢物性質(zhì)的影響：

a、粒度組成（易篩粒含量越高，篩分效率越高）；

b、含水率和含泥量（含水量小于5%且含泥質(zhì)較少時(shí)，影響不大，屬干式篩分；含水量達(dá)5%~8%，且顆粒粒度較細(xì)又含泥質(zhì)時(shí)，顆粒間以及顆粒與網(wǎng)絲間產(chǎn)生較大凝聚力，堵塞篩孔，使篩分無(wú)法繼續(xù)進(jìn)行；含水量達(dá)10%~14%時(shí)，顆粒形成泥漿，凝聚力下降，顆粒團(tuán)聚體散成單體顆粒，篩分效率提高，屬濕式篩分。）c、顆粒形狀（球形最易，片狀或條狀顆粒，難通過(guò)圓形或方形篩孔的篩子，但易通過(guò)長(zhǎng)方形篩孔的篩子。）（2）篩分設(shè)備性能的影響：篩孔形狀、篩面、篩子運(yùn)動(dòng)方式及運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度、篩面寬度和長(zhǎng)度、篩面傾角(15o-25o為宜)。（3）篩分操作條件的影響：注意連續(xù)均勻給料、及時(shí)清理和維修篩面。（二）篩分設(shè)備1、固定篩2、滾筒篩3、振動(dòng)篩

(1)慣性振動(dòng)篩

(2)共振篩1、固定篩

篩分物料時(shí)，篩面固定不動(dòng)的篩分設(shè)備。篩面由許多平行排列的篩條組成，可以水平或傾斜安裝。（1）棒條篩：由平行排列的棒條組成，篩孔尺寸為篩下粒度的1.1~1.2倍（一般不小于50mm），棒條寬度應(yīng)大于固體廢物中最大快塊度的2.5倍。適于篩分粒度大于50mm的粗粒廢物，主要用在初碎和中碎之前，安裝傾角一般為30~35°。（2）格篩：由縱橫排列的格條組成，一般安裝在粗碎機(jī)之前，以保證入料塊度適宜。

亦叫轉(zhuǎn)筒篩，篩面為帶孔的圓柱形筒體或截頭的圓錐體。篩網(wǎng)一般為沖擊板。安裝傾角3～5°。物料在滾筒篩中的運(yùn)動(dòng)有三種狀態(tài)：（1）沉落狀態(tài)：顆粒被圓周運(yùn)動(dòng)帶起，滾落到向上運(yùn)動(dòng)的顆粒層表面。（2）拋落狀態(tài)：篩筒轉(zhuǎn)速足夠高時(shí)，顆粒沿筒壁上升，沿拋物線軌跡落回篩底。（3）離心狀態(tài)：轉(zhuǎn)速進(jìn)一步提高，顆粒附著在筒壁上不再落下，此轉(zhuǎn)速稱為臨界轉(zhuǎn)速。物料處于拋落狀態(tài)時(shí)效果最佳，一般，物料在筒內(nèi)滯留25~30S，轉(zhuǎn)速5~6r/min時(shí)篩分效率最佳。2、滾筒篩

振動(dòng)方向與篩面垂直或近似垂直，振動(dòng)次數(shù)600~3600r/min，振幅0.5~1.5mm。物料在篩面上發(fā)生離析現(xiàn)象，密度大而粒度小的顆粒穿過(guò)密度小而粒度大的顆粒間隙，進(jìn)入下層到達(dá)篩面，大大有利于篩分地進(jìn)行。安裝傾角一般控制在8~40°之間。（1）慣性振動(dòng)篩（2）共振篩3、振動(dòng)篩通過(guò)由不平衡的旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心慣性力使篩箱產(chǎn)生振動(dòng)的一種篩子。由于篩面作強(qiáng)烈的振動(dòng)，消除了堵塞篩孔的現(xiàn)象，有利于濕物料的篩分。適用于0.1~0.15mm的粗中細(xì)粒廢物的篩分。還可用作脫水振動(dòng)和脫泥篩分。

慣性振動(dòng)篩構(gòu)造及工作原理圖

(a)振動(dòng)篩構(gòu)造圖；(b)工作原理圖（1）慣性振動(dòng)篩利用連桿上裝有彈簧的曲柄連桿機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)，使篩子在共振狀態(tài)下進(jìn)行篩分的。優(yōu)點(diǎn)：處理能力大，篩分效率高、耗電少以及結(jié)構(gòu)緊湊。缺點(diǎn)：工藝復(fù)雜、機(jī)體重大、橡膠彈簧易老化。共振篩構(gòu)造及工作原理圖1、上篩箱2、下機(jī)體3、傳動(dòng)裝置4、共振彈簧5、板簧6、支撐彈簧（2）共振篩（三）分選設(shè)備1、帶式篩2、斜板運(yùn)輸分選機(jī)3、反彈滾筒分選機(jī)二、風(fēng)選又稱氣流分選，是最常用的一種按固體廢物密度分離固體廢物中不同組分的重選方法。（一）風(fēng)選原理

風(fēng)選，以空氣為分選介質(zhì)，氣流將輕物料向上帶走或水平帶向較遠(yuǎn)的地方，重物料沉降或拋出較近距離。通常成為“豎向氣流分選”和“水平氣流分選”。實(shí)質(zhì)上包含兩個(gè)過(guò)程：分離出具有低密度、空氣阻力大的輕質(zhì)部分（提取物）和具有高密度、空氣阻力小的重質(zhì)部分（排出物）；再進(jìn)一步將輕顆粒從氣流中分離出來(lái)，常采用旋流器（除塵）?？諝庾枇Γ琑有效重力，G0沉降速度，v空氣阻力有效重力則有：剛開(kāi)始沉降時(shí)，v=0,dv/dt=g，為球形顆粒的最大加速度；當(dāng)dv/dt=0時(shí)，沉降速度達(dá)到最大，固體顆粒在G0，R的作用下達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡而作等速沉降運(yùn)動(dòng)。設(shè)最大沉降速度為v0，則有受力分析靜止空氣中的顆粒受力分析根據(jù)牛頓定律:當(dāng)顆粒粒度一定時(shí)，密度大的顆粒v0大，可分離不同密度顆粒；當(dāng)顆粒密度相同時(shí)，直徑大的顆粒v0大，可分離不同粒度的顆粒，也即風(fēng)力分級(jí)。由于顆粒的沉降末速同時(shí)與顆粒的密度、粒度及形狀有關(guān)，因而在同一介質(zhì)中，密度、粒度和形狀不同的顆粒在特定的條件下，可以具有相同的沉降速度。這樣的相應(yīng)顆粒稱為等降顆粒，其中密度小的顆粒粒度(d1)與密度大的顆粒粒度(d2)之比，稱為等降比，以e0表示，即：若兩顆粒等降，則v01=v02，有有即e0將隨兩種顆粒的密度差(ρs2－ρs1)的增大而增大；e0還是阻力系數(shù)ψ的函數(shù)。理論實(shí)踐表明：e0將隨顆粒粒度變細(xì)而減小。因此為了提高分選效率在分選前要對(duì)廢物進(jìn)行分級(jí)，或經(jīng)破碎使粒度均勻后，使其按密度差異進(jìn)行分選。上升氣流中顆粒受力分析空氣阻力，R有效重力，G0

氣流速度，ua沉降速度，v0固體顆粒實(shí)際沉降速度v=v0-ua據(jù)此風(fēng)力可以縮短顆粒到達(dá)沉降末速的時(shí)間和距離因此可以使上升氣流進(jìn)行分選。當(dāng)v0>ua時(shí)，v>0，顆粒向下做沉降運(yùn)動(dòng)；當(dāng)v0=ua時(shí)，v=0，顆粒做懸浮運(yùn)動(dòng)；當(dāng)v0<ua時(shí)，v<0，顆粒向上作漂浮運(yùn)動(dòng)。因此，可通過(guò)控制上升氣流速度，控制固體廢物種不同密度顆粒的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，使有的顆粒上浮，有的下沉，從而將這些不同密度的固體顆粒加以分離。α氣流速度，ua沉降速度，v0固體顆粒的實(shí)際運(yùn)動(dòng)方向：在ua一定時(shí)，對(duì)窄級(jí)別固體顆粒，其密度ρs越大，沉降距離離出發(fā)點(diǎn)越近。沿著氣流運(yùn)動(dòng)方向，獲得的固體顆粒的密度逐漸減小。因此，通過(guò)控制水平氣流速度，就可控制不同密度顆粒的沉降位置，從而有效的分離不同密度的固體顆粒。水平氣流中顆粒受力分析（二）風(fēng)選設(shè)備1、臥式風(fēng)力分選機(jī)(水平氣流分選機(jī)）2、立式風(fēng)力分選機(jī)（上升氣流分選機(jī)）3、其他風(fēng)力分選機(jī)該機(jī)從側(cè)面水平送風(fēng)，固體廢物經(jīng)破碎機(jī)破碎和滾筒篩篩分使其粒度均勻后，定量給入機(jī)內(nèi)，當(dāng)廢物在機(jī)內(nèi)下落時(shí)，被鼓風(fēng)機(jī)鼓入的水平氣流吹散，固體廢物中各種組分沿著不同運(yùn)動(dòng)軌跡分別落入重質(zhì)組分、中重質(zhì)組分和輕質(zhì)組分收集槽中。當(dāng)分選城市生活垃圾時(shí)，水平氣流分選機(jī)的最佳風(fēng)速為20m/s。1、臥式風(fēng)力分選機(jī)(水平氣流分選機(jī)）經(jīng)破碎后的城市生活垃圾從中部給入風(fēng)力分選機(jī)，物料在上升氣流作用下，垃圾中各組分按密度進(jìn)行分離，重質(zhì)組分從底部排出，輕質(zhì)組分從頂部排出，經(jīng)旋風(fēng)分離器進(jìn)行氣固分離。2、立式風(fēng)力分選機(jī)（上升氣流分選機(jī)）磁選利用固體廢物中各種物質(zhì)的磁性差異在不均勻磁場(chǎng)中進(jìn)行分選的一種處理方法。（一）磁選原理

f磁>∑f機(jī)>f非磁

f磁=mx0?HgradH式中：m廢物顆粒質(zhì)量，g；x0廢物顆粒的比磁化系數(shù)，cm3/g；H磁選機(jī)的磁場(chǎng)強(qiáng)度，Oe(奧斯特，1Oe=79.5775A/m)；gradH磁選機(jī)的磁場(chǎng)梯度，Oe/cm。固體廢物中各種物質(zhì)磁性分類（據(jù)比磁化系數(shù)）：1、強(qiáng)磁性物質(zhì)：x0>38×10-6cm3/g2、中磁性物質(zhì)：x0=(7.5~38)×10-6cm3/g3、弱磁性物質(zhì):x0=(0.19~7.5)×10-6cm3/g4、非磁性物質(zhì):x0<0.19×10-6cm3/gHgradH反應(yīng)磁選設(shè)備特性。根據(jù)H的大小磁選設(shè)備分為三類：1、弱磁場(chǎng)磁選設(shè)備：磁極表面H≥1700Oe,分選x0大的顆粒；2、中等磁場(chǎng)磁選設(shè)備：磁極表面2000~6000Oe，分選x0中等的顆粒；3、強(qiáng)磁場(chǎng)磁選設(shè)備：磁極表面H=6000~26000Oe，分選x0小的顆粒；此外要求gradH≠0，也就是說(shuō)磁選必須再非均勻磁場(chǎng)中進(jìn)行。（二）常用磁選機(jī)1、輥筒式磁選機(jī)2、吸持型磁選機(jī)3、懸吸型磁選機(jī)4、濕式永磁圓筒式磁選機(jī)浮選（一）浮選原理浮選是通過(guò)在固體廢物與水調(diào)制成的料漿中加入浮選劑擴(kuò)大不同組分的可浮性差異，再通入空氣形成無(wú)數(shù)細(xì)小氣泡，使目的顆粒黏附在氣泡上，并隨氣泡上浮于料漿表面成為泡沫層刮出，成為泡沫產(chǎn)品；不浮的顆粒則留在料漿內(nèi)，通過(guò)適當(dāng)處理后廢棄。（二）浮選藥劑捕收劑、起泡劑、抑制劑、活化劑、介質(zhì)調(diào)節(jié)劑（三）浮選設(shè)備按充氣和攪拌方式的不同，目前生產(chǎn)中使用的主要有：機(jī)械攪拌式浮選機(jī)；充氣攪拌式浮選機(jī)；充氣式浮選機(jī)；氣體析出式浮選機(jī)。第四節(jié)固體廢物的脫水與干燥凡含水率超過(guò)90%的固體廢物，必須先脫水減容，以便于包裝、運(yùn)輸與資源化利用。常用的方法：一、濃縮脫水：主要脫出間隙水二、機(jī)械過(guò)濾脫水：主要脫出毛細(xì)管結(jié)合水和表面吸附水。三、泥漿自然干化脫水：利用自然蒸發(fā)和底部濾料、土壤進(jìn)行過(guò)濾脫水。一、濃縮脫水（污泥濃縮池）（一）重力濃縮1、原理：依據(jù)固體顆粒與溶液間存在的密度差，借重力作用脫水，脫水后含水量一般在50%

。2、設(shè)備：（1）間隙式濃縮池：間斷濃縮，上清液虹吸排出，僅用于小型處理廠的污泥脫水。（2）連續(xù)式濃縮池：結(jié)構(gòu)類似于輻射式沉淀池。一般為直徑5~20m的圓形或矩形鋼筋混凝土構(gòu)筑物。可分為帶刮泥機(jī)和攪動(dòng)?xùn)拧⒉粠Ч文鄼C(jī)、帶刮泥機(jī)多層濃縮池3種。（1）間隙式濃縮池（2）連續(xù)式濃縮池（二）氣浮濃縮1、原理：依靠大量小氣泡附著在污泥顆粒上，形成污泥顆粒-氣泡結(jié)合體，進(jìn)而產(chǎn)生浮力把顆粒帶到水表面，用刮泥機(jī)刮出的過(guò)程。2、設(shè)備：氣浮池3、特點(diǎn)：濃縮速度快，處理時(shí)間一般為重力濃縮的1/3左右；占地較少；生成的污泥較干燥，表面刮泥較方便。但基建和操作費(fèi)用較高，管理較復(fù)雜。費(fèi)用較重力濃縮高2~3倍。常用的是部分澄清水加壓溶氣氣浮法，流程見(jiàn)下圖。氣浮法濃縮工藝流程氣浮池結(jié)構(gòu)類型（三）離心濃縮1、原理：利用污泥中的固體顆粒與水的密度及慣性的差異，在高速旋轉(zhuǎn)的離心機(jī)中，固體顆粒和水分別受到大小不同的離心力而被分離的過(guò)程。2、設(shè)備：倒錐分離板型和螺旋卸料離心機(jī)。3、特點(diǎn)：占地面積小、造價(jià)低，但運(yùn)行與機(jī)械維修費(fèi)用較高。二、機(jī)械過(guò)濾脫水

利用具有許多毛細(xì)孔的物質(zhì)作為過(guò)濾介質(zhì)，以過(guò)濾介質(zhì)兩側(cè)產(chǎn)生壓差作為過(guò)濾的推動(dòng)力，使固體廢物中的溶液強(qiáng)制通過(guò)過(guò)濾介質(zhì)成為濾液，固體顆粒被截留成為濾餅的固液分離操作，應(yīng)用最廣。（一）過(guò)濾介質(zhì)1、織物介質(zhì)：又稱濾布，包括棉、毛、絲、合成纖維等織物，以及由玻璃絲、金屬絲制成的網(wǎng)狀物。2、粒狀介質(zhì)：細(xì)砂、木炭、硅藻土等細(xì)小堅(jiān)硬的顆粒狀物質(zhì)，多用于深層過(guò)濾。3、多孔固體介質(zhì)：有很多微細(xì)孔道的固體材料，如多孔陶瓷、多孔塑料及多孔金屬制成的管或板。耐腐蝕，且孔道細(xì)微。（二）過(guò)濾設(shè)備1、真空抽濾脫水機(jī)2、壓濾機(jī)3、離心脫水機(jī)4、造粒脫水機(jī)1、真空抽濾脫水機(jī)

在負(fù)壓下操作的脫水過(guò)程。常用的真空過(guò)濾機(jī)為轉(zhuǎn)鼓式：由空心轉(zhuǎn)筒、分配頭、污泥貯槽、真空系統(tǒng)和壓縮空氣系統(tǒng)組成。應(yīng)用最為廣泛。其工作過(guò)程包括濾餅形成區(qū)Ⅰ、吸干區(qū)Ⅱ、反吹區(qū)Ⅲ和休止區(qū)Ⅳ共四個(gè)過(guò)程。轉(zhuǎn)鼓真空過(guò)濾機(jī)工藝流程1、真空過(guò)濾機(jī)2、氣水分離筒3、空氣平衡筒4、真空泵5、鼓風(fēng)機(jī)I、濾餅形成區(qū)；II、吸干區(qū)；III、反吹區(qū)；

IV、休止區(qū)1、空心轉(zhuǎn)筒；2、污泥槽；3、扇形格；4、分配頭；5