生活垃圾入焚燒爐前的處理

目前，隨著經濟的發展和對環保要求的提高，我國越來越多的城市都建立了城市生活垃圾焚燒發電廠，用于焚燒處理當地居民產生的生活垃圾。目前，我國垃圾焚燒爐爐型主要有爐排爐和流化床兩種。其中爐排爐因其不要摻燒別的物質而得到更廣泛的應用。

在歐洲、美國和日本等發達國家由于生活水平較高和生活習慣不同，其垃圾的品質明顯優于我國，一方面由于它們的垃圾分類收集，送往焚燒廠的垃圾中渣土玻璃、金屬、磚頭、瓷片等不可燃成分相對較少，另一方面由于這些國家的廚余垃圾較少，使生活垃圾的水分較低。總體而言，這些發達國家的生活垃圾其熱值較高。與此相反，我國的垃圾具有成分復雜、形態多樣、水分高等特點，其熱值較低。正是因為燃料的品質差異，在很大程度上造成進口的焚燒設備在國內運行的狀況明顯不如相同設備在發達國家運行的狀況。我國的生活垃圾由于沒有分類收集，加上有大量的廚余，因此無論爐排式焚燒爐還是流化床焚燒爐，都要在入爐前對垃圾做必要的處理。

對于爐排式焚燒爐，理論上說只要原始垃圾的尺寸不大于進料口的最小尺寸，大塊垃圾不會造成料口堵塞的話，即可直接焚燒；但實際運行的經驗表明，把垃圾直接卸入垃圾池后，僅由抓斗把特大尺寸垃圾抓出剔除是不夠的，還要在池內對垃圾進行堆放存儲發酵，以便其排出水分，提高其熱值。

循環床焚燒爐，對于垃圾堆放、發酵的要求不高（即可以直接把原始垃圾入爐內焚燒），但對垃圾尺寸和其中粗大不可燃成分有一定要求，否則會造成流化困難和燃燒障礙，這是循環床應用于垃圾焚燒的一個主要缺點。

在我公司建廠之初，因市政公司配套垃圾專用運輸車輛及中轉站收集壓縮設備沒有完全到位，導致進廠垃圾水分過大，垃圾中大塊建筑材料及其它大塊雜物非常多，這嚴重影響了我們的正常生產。因為，大塊不易燃垃圾混在垃圾池，僅靠入爐時人工發現并剔除并不是很容易。垃圾吊人員視線距離垃圾有幾十米的距離，僅靠人肉眼來觀測并不是十分可靠。在我們公司與市政公司多次協商溝通后，現在，在市政垃圾中轉站就能實現大塊垃圾的剔除和一次壓縮，有效地限制了大塊不易燃物質的入廠。另外，經壓縮后的垃圾也能去除一部分外水分，在中轉站再用專門的垃圾運輸車輛運輸垃圾入廠，此垃圾運輸車輛能實現垃圾再次壓縮入車，也能再次去除一部分外水分，這樣大大緩解了我們垃圾焚燒電廠的壓力。因為，大塊垃圾在入爐時容易造成料斗口堵塞或架橋；入爐后在爐內因其不易燃或是不可燃，造成局部一次風吹不透，在其周圍垃圾都不易燃盡，容易出生料；再次，在出渣機出渣時也容易堵塞，給運行人員帶來極大的不便。外水分的壓縮去除，縮短了垃圾的去水周期。

垃圾儲存在垃圾池中，有兩種作用，一是起到倉庫的緩沖作用，即量調節，二是有攪拌、發酵脫水的作用，即質調節。

在垃圾堆酵池中，除表面垃圾接觸空氣外，更多的垃圾由于堆埋在表層下，不能接觸氧氣，因而發生的堆酵反映以厭氧性反應為主。在垃圾堆酵池的不同地點發生的堆酵反應除溫度條件相近外，反應的基體成分大不一樣，帶菌條件也不相同，因而難以對垃圾堆酵池中產生的堆酵反應作準確描述。籠統的說，在垃圾堆酵池中產生發酵反應的基體均為生物有機質，其中主要有淀粉、糖類、蛋白質、脂類等等，它們在適宜的條件下因不同酶催化，被多種不同的微生物分解成小分子有機物，同時對外釋放熱量。分解產生的一部分小分子物質以氣態（如甲烷、二氧化碳等）的形式排走。

厭氧發酵可以分為三個過程，首先固體有機物受微生物孢外酶的體外酶解作用，將復雜的有機物水解發酵成簡單的可溶性有機物，如多糖類水解成單糖，蛋白質轉變成氨基酸，脂肪變成甘油和脂肪酸等。第二步是在產酸菌的作用下，將第一階段的產物轉變成低級揮發性脂肪酸，如乙酸、丙酸和丁酸等。第三步是由產甲烷菌作用將簡單有機物發酵成為甲烷和二氧化碳等，這類微生物是嚴格厭氧的。在工程上一般將上述三個階段簡單分為產酸和產沼兩個部分。在垃圾堆酵池中所進行的反應兼有以上幾種，但是所進行的反應往往是不完全的。

如果從燃料的角度來說，在垃圾堆酵池封閉的條件下，由于在堆酵過程中含碳氣體釋放，因而堆酵過程中垃圾的總碳和總氫是降低的，作為燃料其熱值應當是降低的，但是堆酵過程對燃燒有利的一面是將垃圾中大分子的有機物質分解成小分子物質，使得燃燒過程中的氧化作用更易于進行，燃燒反應可在更短的時間內完成。因而，從某種角度可以說，在垃圾堆酵池中進行的堆酵反應為垃圾入爐焚燒熱解提供了一個前反應；但從燃料分析的角度來說，這種前反應同時使得垃圾的熱值相應降低。

雖然堆酵過程使得垃圾中的碳、氫元素流失從而降低了垃圾的熱值，實際垃圾中的碳、氫元素逸出被鍋爐一次風機抽走進入了爐膛參與燃燒，再綜合考慮到垃圾堆酵過程中的水分遷移，那么實際入爐的垃圾熱值不僅不降低，反而會升高。

在堆酵過程中產生的滲濾液的ph值反映了堆酵池中的整體酸度環境，可以用以對細菌環境進行估量。

堆酵過程中垃圾的總體環境呈弱酸性，而且酸度是隨堆酵時間的增加而增大的。一般來說，大多數微生物的最佳活動范圍是ph值在5.5～8之間。在堆酵過程中，由于垃圾中有機質分解產生有機酸，ph值將下降呈酸性。但在后期，隨著堆酵時間的延長和溫度的升高，有機酸發生分解并有氨產生，ph值將逐級上升至堿性。在堆酵試驗進行的時間范圍內，反應主要集中在有機質分解產生有機酸的過程中。

在垃圾焚燒廠中，最為關心的是垃圾堆酵過程對垃圾燃燒特性的影響，我們可以通過如下簡單說明來對這種影響作為評價。

實際的垃圾堆酵池可以看作是一個假想的開口系統，流入系統有原始垃圾，流出系統的包括入爐垃圾、氣體和滲瀝水，一部分積泥較長時間停留在堆酵池中不參與流動。在垃圾堆酵過程中，整個系統與外界保持基本的質量平衡。

考慮到堆酵過程中堆酵池和外部環境所構成的系統中存在的元素守恒，在堆酵池中發生的酵解反應將不會影響到整個系統的元素構成，同樣不會對垃圾的熱值變化造成影響，而水分的滲瀝和氣體逸出將是垃圾熱值變化的主要因素，尤其水分的滲瀝對入爐垃圾熱值的變化有著重要影響。水分的流失使得入爐垃圾的總熱量大為提高，氣體逸出帶走可燃元素實際是入爐燃燒，這樣垃圾熱值實際還是大大提高的。

在垃圾堆酵過程中包含很多復雜的過程，但是其中最為主要的是兩個過程，包括水分的滲瀝和生物質的發酵，考察堆酵過程對垃圾燃燒特性的影響應主要從這兩個過程入手。

（1）垃圾堆酵過程中水分的滲瀝是影響入爐垃圾熱值最直接和最更要的過程。

（2）關于酵解過程，由元素守恒可以知道，垃圾中生物質的酵解過程不會對垃圾的熱值造成影響，但是發酵過程本身能夠釋放生物質中的內在水分，相應提高其作為燃料的熱值，其次發酵過程使得一些大分子的有機類物質分解成小分子物質，使得燃燒過程更容易進行，因此可以說發酵過程同樣對垃圾的燃料特性帶來有利的影響。

（1）垃圾在堆放過程中，單位時間水分滲瀝量隨時間的增大而減少，其中大部分水分在堆放的前48小時析出。

（2）垃圾在堆放過程中，水分的析出是使垃圾的熱值發生變化的主要原因。垃圾的生物質含量越高、水分含量越大。其在爐前料池堆放過程的水分遷移對其發熱量的影響越為明顯。

（3）對于生物質含量較多，水分含量大的垃圾，水分的析出一般集中在兩個階段，第一個階段為垃圾中的外大水分析出，第二個階段垃圾中的易降解成分發酵，析出一定量的液態物質。

（4）垃圾的堆酵本身包含放熱反應，在堆酵過程中，堆酵層溫度隨堆酵時間的推移而升高，在實驗中堆酵層溫度一般比環境溫度高出15～20度，溫度的升高有利于發酵反應速度的提高。

（5）垃圾入爐前在料池地堆放過程中，通過發酵將一些大分子的有機類物質分解成小分子結構，為垃圾入爐焚燒提供了一人前反應，在這個過程中，垃圾中的c、h等可燃元素隨堆酵產氣的逸出進入鍋爐燃燒，滲瀝水分的流失，使得垃圾熱值在堆酵過程中通常是升高的。

從堆酵實驗結果及我公司三年來運行實踐來對，特對垃圾堆酵提出以下觀點

（1）按照垃圾水分瀝出時間，爐前堆放時間48小時，即可令垃圾中的大部分水分析出。

（2）堆酵過程中可以適當翻動料池內的垃圾，提供垃圾發酵的好氧條件。

（3）在冬季，垃圾池內垃圾堆酵時間應在7天左右方可入爐，在夏季5天左右即可入爐燃燒。??