¿Cuál es la mejor manera de abordar los residuos biológicos en las ciudades?
Palabras clave: residuos sólidos municipales; pretratamiento biológico; aplicación de aplicaciones
1 Introducción
Debido a los hábitos de vida de los residentes y las características de la comida china, la de mi país Residuos domésticos urbanos Cocina china La proporción de residuos orgánicos, como la basura residual y la restauración, es relativamente grande, alrededor del 45-55, que es mucho mayor que la de los países desarrollados occidentales. Por lo tanto, el contenido de humedad de los desechos domésticos en mi país es relativamente alto, generalmente entre 55 y 65, y en algunas ciudades del sur puede llegar a 70 en verano, mientras que en los países occidentales es generalmente entre 30 y 35. Los residuos domésticos urbanos de nuestro país son básicamente de recogida mixta, mientras que la tasa de recogida clasificada de residuos domésticos urbanos en los países desarrollados es superior al 60%, y en algunos países europeos como Alemania supera el 80%. Debido a las características y métodos de recolección de basura en nuestro país, la basura que ingresa a las instalaciones de tratamiento de basura tiene las características de composición compleja, alto contenido de humedad, alto contenido de materia orgánica de cocina y bajo poder calorífico. Los problemas técnicos causados por estas características son: ① La alta humedad y la alta viscosidad hacen que la tecnología de clasificación del tratamiento integral sea menos adaptable; ② La dificultad para mezclar y clasificar conduce a una baja calidad del compost (3) El alto contenido de residuos de alimentos hace que los lixiviados en los vertederos sean altos; la carga dificulta el tratamiento; ④ La alta humedad y el bajo poder calorífico reducen la eficiencia de la incineración; ⑤ La alta humedad y la materia orgánica aumentan la capacidad de diseño de las instalaciones de tratamiento de residuos; Cómo ajustar las características de los residuos reduciendo los componentes orgánicos y el contenido de humedad se ha convertido en una prioridad importante para resolver el problema de los residuos de nuestro país. Las modificaciones técnicas de los métodos tradicionales de compostaje pueden convertirse en una tecnología de pretratamiento biológico muy eficaz que cambie las características de los residuos. Muchos países en desarrollo de Asia, como Tailandia, India, Vietnam y otros países, tienen características similares a las de China. Un estudio realizado en Tailandia muestra que el compostaje biológico a alta temperatura puede maximizar la degradación de la materia orgánica en una o dos semanas, o reducir significativamente la dificultad de depositar en vertederos los residuos preprocesados, y facilitar la separación de otras sustancias refractarias, como los plásticos, de los preprocesados. -residuos procesados. Se recomienda que los residuos sólidos municipales generados en los países asiáticos se conviertan en abono durante una semana antes de ser depositados en vertederos o vertidos. Esto reducirá en gran medida la cantidad de basura y mejorará aún más la estabilidad del tratamiento de basura y la dificultad de separación. Los residuos clasificados restantes (aproximadamente 58,5) dentro de la cuadrícula de 60 mm se pueden depositar directamente en vertederos. Los residuos restantes, después de eliminar los materiales inertes, pueden convertirse en abono adicional o utilizarse para mejorar la calidad del suelo y los bosques.
Las nuevas normas para la tecnología de tratamiento de residuos emitidas por Alemania estipulan que los residuos domésticos sin incineración y pretratamiento biológico tienen prohibido depositarse en vertederos.
El propósito del biocompostaje de basura tradicional es matar los microorganismos patógenos de la basura, madurar la basura y producir acondicionadores del suelo o fertilizantes orgánicos. Sin embargo, la finalidad del pretratamiento biológico de residuos es completamente diferente a la del biocompostaje tradicional. El objetivo principal es ajustar las características de los residuos mixtos primarios para reducir el contenido de humedad, aumentar el valor calórico de los residuos, reducir el volumen de residuos y facilitar el procesamiento posterior. Por lo tanto, en comparación con el compostaje tradicional, el pretratamiento biológico tiene diferencias significativas o ciertas en los métodos de proceso, los procesos microbianos y termodinámicos, la cinética y los parámetros de control del proceso. , especialmente las características de los residuos primarios y pretratados han cambiado significativamente, lo que conducirá a cambios en las condiciones de tratamiento posteriores. Respecto a estas cuestiones, actualmente falta una investigación científica sistemática y profunda. La gente todavía utiliza los datos técnicos del compostaje tradicional y los parámetros técnicos y requisitos de las normas relevantes para el diseño y operación. Por lo tanto, este artículo estudia la tecnología de pretratamiento biológico y sus aplicaciones con el fin de proporcionar una base teórica para aplicaciones de ingeniería.
2 Experimentos de pretratamiento e investigación de modelos de procesos
Para explorar el efecto del pretratamiento biológico de residuos sólidos municipales, este estudio simuló el proceso de pretratamiento biológico en el laboratorio y determinó el impacto en vida urbana. Se establecieron algunos indicadores técnicos del efecto del pretratamiento biológico de residuos y una ecuación de diseño teórica.
2.1 Resultados experimentales del pretratamiento
El pretratamiento biológico de residuos domésticos utiliza principalmente un proceso de fermentación aeróbica.
Después de la ventilación y el suministro de oxígeno, la flora bacteriana inherente a los desechos primarios crece rápidamente y una gran cantidad de materia orgánica degradable de los desechos domésticos se digiere y descompone. La energía liberada por la biodegradación aumenta la temperatura de la pila, una gran cantidad de agua se evapora y penetra, reduce la viscosidad de los residuos y mata la mayoría de las bacterias y virus dañinos. Después del pretratamiento, las características de los residuos cambian y luego pueden descomponerse, compostarse, incinerarse o depositarse en vertederos para lograr mejores resultados de tratamiento.
Los resultados experimentales muestran que mediante el pretratamiento biológico aeróbico, en primer lugar, se puede reducir el contenido de humedad y aumentar el poder calorífico, lo que facilitará la separación material de la basura y, en segundo lugar, mejorará la eficiencia de la incineración; reducir la calidad y el volumen de basura, reducir el tratamiento posterior y en tercer lugar, reducir el contenido de NH3-N del lixiviado, lo que puede reducir la dificultad del tratamiento del lixiviado. Por tanto, la aplicación racional de la biotecnología aeróbica es de gran importancia para el tratamiento integral de residuos mixtos con alto contenido de humedad, alto contenido de materia orgánica y bajo poder calorífico en mi país.
2.2 Construcción del modelo de proceso de pretratamiento
2.2.1 Ecuación de cambio de material y cambio de contenido de humedad
Después del pretratamiento biológico, la pérdida de peso y volumen del material. La reducción es causada principalmente por la degradación de sólidos volátiles en gases, la evaporación del agua y la permeación. El aumento de la densidad aparente se debe principalmente a la reducción de la humedad, el refinamiento del tamaño de las partículas y la disminución de la resistencia con la degradación, lo que resulta en una reducción de la fricción entre las partículas. De acuerdo con los métodos y resultados experimentales de la literatura, se deriva la predicción de la cantidad residual de materia orgánica al final del pretratamiento y la fórmula del tiempo requerido para una fermentación bajo esta condición experimental: En la fórmula, S0 es el material degradable en la matriz de basura; s es cualquier tiempo Las sustancias degradables restantes, relación Kd constante, d-1; t es el tiempo de fermentación, d. El contenido de sólidos volátiles y la constante proporcional varían con la composición de las materias primas de desecho y las condiciones de fermentación.
Según los métodos aportados en la literatura y el balance de materia en el proceso de pretratamiento biológico, se obtiene la siguiente relación: En la fórmula, Xvs es la tasa de degradación de los sólidos volátiles, y S0 es la tasa de degradación de los sólidos volátiles. en las materias primas de desecho, St es el contenido de sólidos volátiles en el momento de fermentación secundaria t,; F0 es el peso húmedo de la basura descargada en el momento t, kg Ft es el peso húmedo de la alimentación de basura en el momento t; , kg; W0 es el contenido de humedad de la tasa de desperdicio de alimentación, Wt es el contenido de humedad de la basura descargada en el momento t, θ es un valor de corrección aleatorio y θ es generalmente 0,05-0,5.