家用垃圾處理器設(shè)計(jì)

家用垃圾處理器設(shè)計(jì),家用,垃圾,處理器,設(shè)計(jì) 第一章 引言 城市生活垃圾的成分和特性受居民生活水平、能源結(jié)構(gòu)、季節(jié)變化等因素的影響,使得垃圾組分具有復(fù)雜性、多變性和地域差異性等特點(diǎn)。其組分主要由煤灰、紙張、塑料、磚瓦、廚渣、毛骨等組成。由于生活垃圾成分復(fù)雜,又受到種種因素的制約,因而各國(guó)對(duì)生活垃圾的處理及其污染治理技術(shù)的發(fā)展一般是隨國(guó)情而異,往往一個(gè)國(guó)家的不同地區(qū)也采取不同的處理方法。 1.1國(guó)外生活垃圾處理技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) （一）現(xiàn)狀 1996年以前,奧地利、比利時(shí)、加拿大、丹麥、芬蘭、法國(guó)、德國(guó)、意大利、日本、盧森堡、荷蘭、挪威、西班牙、瑞典、瑞士、英國(guó)、美國(guó)和新加坡等一些國(guó)家的生活垃圾處理方法以填埋法為主。此后,隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,越來越多的國(guó)家采用焚燒法。目前,日本、瑞士、比利時(shí)、丹麥、法國(guó)、盧森堡、瑞典、新加坡等國(guó)采用焚燒法處理垃圾的比例,都接近或超過填埋法,而堆肥法在國(guó)外已較少使用。對(duì)于生活垃圾中可利用物質(zhì)的回收利用率,在發(fā)達(dá)國(guó)家中平均為25%左右,有的高達(dá)50%以上。 1．填埋技術(shù)現(xiàn)狀 英國(guó)最早于1930年,美國(guó)于1940年開始采用生活垃圾衛(wèi)生填埋技術(shù)———即有控制的生活垃圾填埋技術(shù)。國(guó)外從20世紀(jì)80年代開始在垃圾填埋場(chǎng)防滲處理中使用人工合成材料作為襯底,逐步成為一項(xiàng)成熟的技術(shù)得到廣泛的應(yīng)用。通常采用約2 mm厚的高密度聚乙烯(HDPE)作為襯底材料,其滲透系數(shù)可達(dá)10-12～10-13 cm/s。目前,人工合成襯底材料已形成了系列產(chǎn)品,并制定了相應(yīng)設(shè)計(jì)和施工標(biāo)準(zhǔn)。垃圾填埋場(chǎng)作業(yè)一般由垃圾推土機(jī)和垃圾壓實(shí)機(jī)操作,既可提高場(chǎng)地利用率,又可以減少雨水對(duì)垃圾的沖刷?，F(xiàn)代化大型生活垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)大多采用單元填埋法,并對(duì)垃圾進(jìn)行分層壓實(shí)和每日覆蓋控制填埋沼氣的自由轉(zhuǎn)移或擴(kuò)散是填埋技術(shù)的一個(gè)組成部分,填埋沼氣的主要成分是甲烷和二氧化碳。通常采取的方法一是通過石籠等形式將填埋沼氣導(dǎo)排;二是通過石籠和收集管將填埋沼氣導(dǎo)排并使其安全直燃;三是通過管網(wǎng)系統(tǒng)收集后經(jīng)過凈化處理作為能源回收利用。 2．堆肥技術(shù)現(xiàn)狀 對(duì)堆肥技術(shù)進(jìn)行科學(xué)研究始于20世紀(jì)20年代。而高溫好氧堆肥技術(shù)是從20世紀(jì)30年代開始采用的。根據(jù)工藝流程和運(yùn)行狀況,高溫好氧堆肥處理技術(shù)可分為靜態(tài)好氧堆肥處理技術(shù)、動(dòng)態(tài)好氧堆肥處理技術(shù)和間歇式動(dòng)態(tài)好氧堆肥處理技術(shù)3種進(jìn)入20世紀(jì)90年代以來,動(dòng)態(tài)厭氧堆肥處理技術(shù)在一部分國(guó)家率先得到了應(yīng)用。早在20世紀(jì)的7080年代,許多發(fā)達(dá)國(guó)家曾建設(shè)了大批機(jī)械化程度較高的垃圾堆肥廠,不少國(guó)家還制定了垃圾堆肥產(chǎn)品的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),并依據(jù)相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)了多種用途的堆肥系列產(chǎn)品,以適應(yīng)不同作物、不同土壤和不同用肥途徑(如家庭養(yǎng)花、庭院苗圃、園林綠化、農(nóng)業(yè)種植等)的需求。同時(shí)也在提高垃圾堆肥產(chǎn)品質(zhì)量,擴(kuò)大垃圾堆肥產(chǎn)品銷售和拓展垃圾堆肥產(chǎn)品使用范圍等方面做了大量工作,有效地推動(dòng)了垃圾堆肥技術(shù)的推廣應(yīng)用。20世紀(jì)80年代后期,發(fā)達(dá)國(guó)家的生活垃圾堆肥技術(shù)應(yīng)用陷入低谷,有不少國(guó)家的許多規(guī)模較大且機(jī)械化程度較高的生活垃圾堆肥廠相繼倒閉。但即使在這種形勢(shì)下,一些國(guó)家或城市仍在堅(jiān)持不斷改進(jìn)垃圾堆肥技術(shù),提高垃圾堆肥產(chǎn)品質(zhì)量,穩(wěn)步發(fā)展著生活垃圾堆肥技術(shù)。目前,國(guó)外生活垃圾堆肥廠數(shù)量總體呈下降趨勢(shì),但垃圾堆肥技術(shù)的發(fā)展并沒有停頓。發(fā)展較快的有兩種堆肥方式:一是庭院垃圾堆肥;二是制造有機(jī)復(fù)合肥技術(shù)。 3．焚燒技術(shù)現(xiàn)狀 生活垃圾焚燒技術(shù)的發(fā)展歷史相對(duì)較短,大致經(jīng)歷了萌芽階段、發(fā)展階段和成熟階段。萌芽階段是從19世紀(jì)80年代開始到20世紀(jì)初期。英國(guó)諾丁漢和美國(guó)紐約先后采用焚燒方法處理生活垃圾。德國(guó)漢堡和法國(guó)巴黎也先后建立了世界上最早的生活垃圾焚燒廠。二次世界大戰(zhàn)以后,經(jīng)濟(jì)發(fā)展非?？?城市居民的生活水平進(jìn)一步提高,垃圾中的可燃物和易燃物迅速上升,促進(jìn)了垃圾焚燒技術(shù)的應(yīng)用。特別是在20世紀(jì)60年代的電子工業(yè)變革后,許多先進(jìn)技術(shù)在垃圾焚燒爐上得到了應(yīng)用,使垃圾焚燒爐得到了進(jìn)一步的完善。從20世紀(jì)70年代到90年代中期的20多年間,是垃圾焚燒技術(shù)發(fā)展最快的時(shí)期、幾乎所有的發(fā)達(dá)國(guó)家、中等發(fā)達(dá)國(guó)家都建有不同規(guī)模、不同數(shù)量的垃圾焚燒廠,發(fā)展中國(guó)家已建有或正在籌建垃圾焚燒廠的也不在少數(shù),垃圾焚燒技術(shù)的發(fā)展方興未艾。垃圾焚燒法是一種比較有效的垃圾處理方法。它的減量化、資源化和無害化效果都比較理想。垃圾焚燒技術(shù)經(jīng)過幾十年的發(fā)展現(xiàn)在已經(jīng)比較成熟,機(jī)械爐排焚燒爐的類型已經(jīng)基本定型。制約垃圾焚燒技術(shù)發(fā)展的主要因素是二次污染防治技術(shù)特別是廢氣處理技術(shù)的成敗。 4．回收及循環(huán)利用技術(shù)現(xiàn)狀 近年來,發(fā)達(dá)國(guó)家把實(shí)現(xiàn)生活垃圾資源化提高到了社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略高度,垃圾資源化已經(jīng)成為各國(guó)謀求的垃圾治理目標(biāo)。發(fā)達(dá)國(guó)家在推進(jìn)生活垃圾資源化進(jìn)程中,都制定了符合本國(guó)國(guó)情的相關(guān)法律、規(guī)章和各種標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。如德國(guó)制定了《關(guān)于容器包裝廢棄物的政府令》;法國(guó)制定了《容器包裝政府令》;丹麥制定了《再循環(huán)法》;日本制定了《再生資源利用促進(jìn)法》和《容器包裝再循環(huán)法》;奧地利制定了《包裝條例》等等。除法規(guī)保障外,發(fā)達(dá)國(guó)家還對(duì)廢棄物循環(huán)利用和再生利用予以政策上的支持。同時(shí)遵循“誰污染誰負(fù)擔(dān)”的原則,借助經(jīng)濟(jì)手段來保證有關(guān)舉措的實(shí)施,如采取課稅制度等。如美國(guó)紐約州對(duì)使用50%以上再生原料的企業(yè)實(shí)行減稅制度。加拿大的部分州實(shí)行在銷售過程中對(duì)易于再循環(huán)的產(chǎn)品課以小額度稅金,對(duì)不易再循環(huán)的產(chǎn)品課以大額度稅金。許多國(guó)家對(duì)城市居民均實(shí)行生活垃圾收費(fèi)制,不少國(guó)家還在商品流通領(lǐng)域?qū)嵭械盅航鹬贫?。如德?guó)規(guī)定產(chǎn)品的銷售者有義務(wù)在一次性容器及包裝上加貼標(biāo)簽,并向消費(fèi)者收取抵押金。挪威規(guī)定消費(fèi)者在購(gòu)買汽車時(shí)要繳一定數(shù)額抵押金,在汽車被回收時(shí)再連同利息一起返還。另外還有一些國(guó)家實(shí)行政府補(bǔ)貼和建立基金會(huì)等方式來鼓勵(lì)生活垃圾的資源化。如瑞士1996年起向建設(shè)和管理生活垃圾焚燒廠的企業(yè)增加補(bǔ)助金;英國(guó)政府給配電公司發(fā)放補(bǔ)貼用以購(gòu)買生活垃圾焚燒廠生產(chǎn)的電力;法國(guó)為推進(jìn)生活垃圾焚燒發(fā)電事業(yè)的發(fā)展,政府采取資金補(bǔ)貼的方式給予支持。 （二）發(fā)展趨勢(shì) 1．提倡分類收集和回收利用 對(duì)生活垃圾盡可能進(jìn)行回收和循環(huán)利用,最有效的途徑是盡可能對(duì)生活垃圾實(shí)施分類收集。這是發(fā)達(dá)國(guó)家在實(shí)踐中形成的共識(shí)。 2．鼓勵(lì)有機(jī)垃圾堆肥處理 可以預(yù)計(jì),垃圾堆肥技術(shù)將在世界范圍內(nèi)經(jīng)歷一次從量變到質(zhì)變的變化過程。但無論如何生活垃圾堆肥技術(shù)今后仍將在國(guó)外生活垃圾綜合處理體系中占有重要位置。 3．穩(wěn)步發(fā)展垃圾焚燒技術(shù) 垃圾焚燒處理已有100多年的歷史,但出現(xiàn)有控制的焚燒(煙氣處理、余熱利用等)只是近幾十年的事。它與垃圾填埋處理相比,具有占地面積小、選址較容易,處理快速、減量化顯著、無害化較徹底以及可回收焚燒余熱等優(yōu)點(diǎn),在發(fā)達(dá)國(guó)家得到越來越廣泛的應(yīng)用。預(yù)計(jì)將來垃圾焚燒技術(shù)仍會(huì)繼續(xù)得到發(fā)展。 4．填埋是垃圾處理的基本方式 雖然垃圾填埋處理率有下降的趨勢(shì),但填埋處理仍是垃圾處理的最終方式。垃圾填埋場(chǎng)的污染控制措施將不斷完善,垃圾填埋場(chǎng)將向大型化發(fā)展,進(jìn)入垃圾填埋場(chǎng)的有機(jī)物含量將有所限制。 1.2我國(guó)生活垃圾處理技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) （一）現(xiàn)狀 縱觀國(guó)內(nèi)生活垃圾處理技術(shù)的理論研究和工程實(shí)踐,成熟且常用的生活垃圾處理技術(shù)主要有填埋、堆肥、焚燒3種?；厥绽眉夹g(shù)目前僅在少數(shù)幾個(gè)城市中進(jìn)行試點(diǎn)工作,應(yīng)用實(shí)例尚不多。 1.填埋技術(shù)現(xiàn)狀 填埋技術(shù)作為生活垃圾的傳統(tǒng)和最終處理方法,目前仍然是我國(guó)大多數(shù)城市解決生活垃圾出路的最主要方法,約占處理總量的95%左右。根據(jù)環(huán)保措施(主要有場(chǎng)底防滲、分層壓實(shí)、每天覆蓋、填埋導(dǎo)排氣管、滲瀝水處理、蟲害防治等)是否齊全、環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)能否滿足來判斷,我國(guó)的生活垃圾填埋場(chǎng)可分為3個(gè)等級(jí):簡(jiǎn)易填埋場(chǎng)(非衛(wèi)生填埋場(chǎng))、受控填埋場(chǎng)(準(zhǔn)衛(wèi)生填埋場(chǎng))、衛(wèi)生填埋場(chǎng)。嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)和運(yùn)營(yíng)的衛(wèi)生填埋場(chǎng)數(shù)量較少,部分城市特別是經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá)地區(qū)還是簡(jiǎn)易填埋。 2．堆肥技術(shù)現(xiàn)狀 我國(guó)具有傳統(tǒng)堆肥技術(shù)的悠久歷史,但堆肥處理率并不高。目前只有5%左右,在我國(guó)常用的生活垃圾堆肥技術(shù)可分為兩類;簡(jiǎn)易高溫堆肥技術(shù)、機(jī)械化高溫堆肥技術(shù)。 3．焚燒技術(shù)現(xiàn)狀 我國(guó)生活垃圾焚燒技術(shù)的研究起步于20世紀(jì)80年代中期?！鞍宋濉逼陂g被列為國(guó)家科技攻關(guān)項(xiàng)目,目前僅有深圳、上海等少數(shù)城市采用了焚燒技術(shù),尚處于起步階段。 （二）技術(shù)發(fā)展趨勢(shì) 1．填埋技術(shù)展望 填埋氣體導(dǎo)排技術(shù)在生活垃圾填埋場(chǎng)得以普遍采用并不斷完善,同時(shí)填埋氣體回收利用技術(shù)在取得經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上不斷擴(kuò)大試驗(yàn)范圍;大中城市的生活垃圾填埋場(chǎng)基本上能做到每天覆蓋。覆蓋材料除粘土外,新型替代覆蓋材料的研制工作也取得進(jìn)展,并在部分缺少覆蓋土源的生活垃圾填埋場(chǎng)試點(diǎn)應(yīng)用。在引進(jìn)、消化的基礎(chǔ)上,開發(fā)出壓實(shí)機(jī)等新一代的國(guó)產(chǎn)化填埋專用機(jī)具,用于生活垃圾填埋場(chǎng)并取得較好效果。填埋技術(shù)在我國(guó)生活垃圾處理領(lǐng)域的主導(dǎo)地位,在今后相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)不會(huì)改變,但生活垃圾填埋處理的比例將穩(wěn)步下降,而填埋場(chǎng)中衛(wèi)生填埋場(chǎng)的比例將明顯上升。 2．堆肥技術(shù)展望 發(fā)達(dá)國(guó)家普遍采用的好氧堆肥技術(shù),在部分示范工程中率先得到應(yīng)用;在大城市中將逐步提倡經(jīng)回收利用和堆肥、焚燒等方法處理后的生活垃圾殘余物進(jìn)填埋場(chǎng)作最終處理,生活垃圾堆肥廠的機(jī)械化水平和堆肥質(zhì)量有明顯提高;堆肥產(chǎn)品中的重金屬含量和碎玻璃等雜質(zhì)得到有效控制。國(guó)產(chǎn)化有機(jī)復(fù)合肥成套生產(chǎn)技術(shù)與設(shè)備進(jìn)一步完善,生活垃圾堆肥廠生產(chǎn)有機(jī)復(fù)合肥和顆粒肥的比例將逐步提 高。由于具有良好的減量化和資源化效果,生活垃圾堆肥技術(shù)將重新得到重視,生活垃圾堆肥處理的比例將逐步增加。但如何進(jìn)一步開拓堆肥產(chǎn)品市場(chǎng)仍有許多工作要做。 3．焚燒技術(shù)展望 我國(guó)城市生活垃圾的低位熱值穩(wěn)步提高,低熱值生活垃圾焚燒技術(shù)的工藝研究進(jìn)一步完善;新一代國(guó)產(chǎn)化成套生活垃圾焚燒設(shè)備的開發(fā)取得成功,并在部分中小型城市形成一定的市場(chǎng),單臺(tái)處理能力200 t/d以下的生活垃圾焚燒設(shè)備將以國(guó)產(chǎn)化為主。生活垃圾焚燒廠的二次污染特別是尾氣凈化技術(shù)取得突破,同時(shí)人們對(duì)二惡英等污染物的關(guān)注程度愈加提高;生活垃圾焚燒余熱綜合利用技術(shù)得到提高,發(fā)電上網(wǎng)等將繼續(xù)得到政策和稅收方面的支持。生活垃圾焚燒技術(shù)將穩(wěn)步發(fā)展,生活垃圾焚燒處理的比例將逐步上升,未來幾年內(nèi)在部分城市中將建成若干個(gè)和國(guó)外接軌的生活垃圾焚燒廠。但生活垃圾焚燒技術(shù)在我國(guó)全面推廣的條件目前尚不具備。 1.3課題的研究意義 依據(jù)我國(guó)的實(shí)際情況，研制適合本國(guó)的生活垃圾預(yù)處理裝置——生活垃圾處理器，使居民在家中可以直接對(duì)廚房垃圾進(jìn)行初步處理，處理掉的食物垃圾通過下水管路排到陰井中。這樣就在源頭上避免了食物垃圾造成的污染，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了城市生活垃圾的減量化之目的。 國(guó)外成功的應(yīng)用食物垃圾處理器來減少食物垃圾的經(jīng)驗(yàn)，為我們處理日益增加的食物垃圾開辟了一條新途徑，從而呼喚適合我國(guó)的食物垃圾處理器。另外，從源頭解決處理生活垃圾污染的研究還是有很多優(yōu)點(diǎn)： 1 減少易腐垃圾數(shù)量，提高環(huán)境質(zhì)量 目前，國(guó)家對(duì)生活垃圾的處理原則是垃圾的減量化、無害化和資源化。而減量化位居第一位，可見其重要性。廚房垃圾處理器為食物垃圾的破碎預(yù)處理裝置，可對(duì)廚房垃圾進(jìn)行初步處理，不但減少垃圾的堆放量，同時(shí)確保人們有一個(gè)健康、整潔的生活環(huán)境，進(jìn)而減少疾病的傳染。 2 于垃圾的再處理 由于廚房垃圾含有大量的水分，給垃圾的焚燒帶來很大的困難，上海浦東垃圾焚燒廠現(xiàn)在就是依靠添加輔助燃料如油進(jìn)行垃圾焚燒，這樣一方面增加垃圾成本，另一方面在能源緊缺的中國(guó)還造成能源的大量浪費(fèi)。但是若把廚房垃圾在源頭切斷，則可大大的提高生活垃圾的焚燒熱值，同時(shí)對(duì)垃圾填埋產(chǎn)生的滲漏問題也可大大改觀。 3 有經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益 由于我國(guó)經(jīng)濟(jì)與科技水平還不十分發(fā)達(dá)，高額投入垃圾處理有較大困難，許多固體垃圾處理廠在引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)后，由于缺乏科學(xué)的管理和資金的支持，處于半停產(chǎn)狀態(tài)；一些小區(qū)雖然引進(jìn)廚房垃圾的生化處理機(jī)，但其使用成本太高，己經(jīng)超出百姓的支付能力范圍。擬研制的食物垃圾處理器作為一種面向家庭、賓館及飯店的小型機(jī)器，突有體積小，成本底，經(jīng)濟(jì)耐用的特點(diǎn)，可以被人們所接受。加上政府在政策和輿論大力宣傳引導(dǎo)，實(shí)行鼓勵(lì)政策，一方面提高了百姓的環(huán)境參與意識(shí)，充分調(diào)動(dòng)社會(huì)力量保護(hù)環(huán)境。另一方面，政府還可把節(jié)省下來的大量開支(例：二次污染治理費(fèi)、城市生活垃圾運(yùn)輸費(fèi))用來研制、開發(fā)垃圾處理的新項(xiàng)目。 廚房的食物垃圾易腐爛、有異味、滋生細(xì)菌、招引小蟲，成為揮之不去的家庭污染源。食物垃圾占50%左右。解決食物垃圾對(duì)家庭的污染已成為提高家庭生活質(zhì)量的標(biāo)志之一。近幾年，食物垃圾處理器在韓、日等國(guó)也得到了高速發(fā)展。在北京一些大批量高檔精裝修房已使用了食物垃圾處理器，業(yè)內(nèi)人士表示，食物垃圾處理器與微波爐等家用電器一樣，將成為家居廚房的標(biāo)準(zhǔn)配置。 食物垃圾處理器是一種現(xiàn)代化的廚房電器，通過改變食物垃圾的形態(tài)來進(jìn)行及時(shí)的食物垃圾無害化處理，能夠?qū)⑹澄锢鬯槌蓾{狀液體或極小顆粒直接從下水管道排出，可輕松實(shí)現(xiàn)即時(shí)、方便、快捷的廚房清潔，避免食物垃圾因儲(chǔ)存而滋生病菌、蚊蟲和異味，從而有效優(yōu)化家居環(huán)境，并徹底解決下水道容易堵塞的問題。 家庭食物垃圾處理器可以解決家庭垃圾的煩惱--輕松處理食物殘?jiān)?、剩余物，讓廚房生活更輕松;使家庭環(huán)境得到改善--解決垃圾變質(zhì)引發(fā)的環(huán)境污染，讓家庭和社區(qū)不再存放食物垃圾;由此讓家庭告別臟、亂的垃圾環(huán)境，遠(yuǎn)離病菌、蚊蟲、蟑螂的困擾。 食物垃圾處理器在歐美國(guó)家使用率非常高，一些國(guó)家已經(jīng)立法推廣。這種設(shè)備給家庭帶來了舒適健康的生活空間。食物垃圾通過處理后排放，不會(huì)對(duì)下水管道產(chǎn)生影響，更不會(huì)堵塞下水道。其帶來的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益驚人，前景十分看好。