一、前言
在城市生活垃圾综合处理工程中，整个处理过程可以分为前处理工序、处理工序和后处理工序三大系统。处理工序包括焚烧、发酵制肥，后处理工序包括焚烧尾气净化处理，焚烧炉渣、前处理工序及制肥过程中分选出的有害物的处理。
前处理工序在整个
垃圾处理工程中占有十分重要的地位，它不但是垃圾进入焚烧、发酵等实质处理前的必需工序，对最终处理效果、能否达标排放具有重要意义；而且，前处理工序的设备投资和配套建筑设施的投资分别占到
垃圾处理厂设备总投资和建筑设施总投资的40%左右，设备故障和能耗分别约占整个系统设备故障和能耗的一半。因此，研究、开发先进、实用的垃圾前处理设备具有重要意义。
二、现状
目前，国内城市生活垃圾综合处理工艺的前处理工序一般如下：在垃圾卸料场内，由工人对原生垃圾进行翻拣，选出外形尺寸大的垃圾和缠绕物等成分后，由装载车送到垃圾仓，再由行车、抓斗送到给料机。所谓给料机其实就是一个料斗，里面有一～三个螺旋或带刀刃的辊子，用作破袋、破碎，因而也叫破袋机或破碎机，袋装垃圾在给料机中实现破袋和部分破碎。由于结构原因，这种破袋机不能同时破大、小袋。垃圾经破袋、破碎后，被给料机下面的板式输送机近似均匀地带走并送入皮带输送机，然后送入筛分机。给料机和板式输送机一般合称匀料机。
垃圾经筛分后，筛下物经手选、磁选进入发酵工序；筛上物经手选、磁选后进入焚烧炉焚烧。
在上述前处理工序中，需要的设备有：装载机、行车、抓斗、给料机、板式输送机、皮带输送机、筛分机、磁选机。设备种类多、数量多，设备之间的配合、协调受人为因素影响大；设备功率大、能耗高，运行、维护费用高；限于皮带输送机的爬升能力，设备平面布置范围大，占地面积大，垃圾输送距离大，需要的输送设备多；设备安装高差大，对车间建筑要求高。
这种前处理工艺的设计思路来源于国外
垃圾焚烧厂焚烧炉给料系统，该系统由垃圾仓、行车、抓斗等组成，垃圾仓的作用除了暂时存放垃圾外，更主要的是原生垃圾中的有机物在这里脱水以提高垃圾的热值，便于焚烧时着火和充分燃烧；行车的作用除运送垃圾外，还有翻堆、拌和的功能。然而，在垃圾综合处理工程中，垃圾中的有机物用于发酵制肥，并不一定要在垃圾仓进行脱水；同时，垃圾在进入焚烧炉前，要经过破袋、筛分，也不必行车、抓斗进行翻堆、拌和。因此，在垃圾综合处理工程中，行车、抓斗系统功能单一，功能与投资明显不对等，技术经济性差。
上述前处理系统还存在严重的功能缺陷：
首先，必须由人工分选出尺寸大于120mm～150mm、不易被给料机破碎的垃圾成分及缠绕物并破大袋，这些工作是由工人在肮脏、恶臭、小山一样的垃圾堆中用锄头、铁揪、铁钩等原始工具进行的，不但严重影响、损害工人的身体健康，分拣效率和效果都很差而且受人为因素影响大，难以实现大件垃圾及缠绕物的有效分拣。而大件垃圾和缠绕物的彻底分拣，是保证匀料机正常运行的前提和关键。实践证明，正是由于大件垃圾和缠绕物不能有效分拣，再加上匀料机自身的工作原理和结构缺陷，使给料机的辊子与辊子之间、辊子与料斗之间、给料机和板式输送机之间经常发生堵塞、卡死，严重时导致设备损坏，成为
垃圾处理厂生产线故障率最高的设备之一。
抓斗也是高故障的设备之一，液压驱动式抓斗配件费用高、维修难度大；机械驱动式抓斗钢丝绳消耗大且更换不便，耗时费力。
第二，给料机容易造成过度破碎，即容易将垃圾中不应破碎的玻璃、陶瓷、电池等破碎，导致这些成分在后续分选工序分选难度增大，难以有效分选，从而导致重金属排放严重超标，导致堆肥因重金属含量严重超标和玻璃、陶瓷成分含量高而不能或不适合施用。
第三，分选效率低、效果差。在现有的分选工艺中，一般将垃圾按粒度简单分为筛上物和筛下物，再分别对筛上物和筛下物进行人工手选和磁选。由于筛上物和筛下物的尺寸分布范围大、成分复杂、抛物类成分多，磁选的效果受到影响。手选的效果更差，特别是对于筛下物中的电池、小玻璃等有害成分，效果更差。有的工程设置了风力分选、弹跳分选等分选工序，设置风选工序的意图主要是回收纸张、塑料等可以回收利用的成分，获得经济效益；设置弹跳分选的意图主要是选出电池、陶瓷、砖石等成分。但由于生活垃圾的成分复杂多样、各组成成分的物理特性差异大，风力分选、弹跳分选的效率和效果不理想，技术经济性差。某大型垃圾分选回收设备的验收现场有这样一个场面：在近二米长的废纸输送带上就只有一张纸，回收效率可见一斑。
筛上物经手选、磁选后送往焚烧炉焚烧。由于这部分垃圾的粒度或外形尺寸范围大，因而量也大，在被送进焚烧炉前，难以采用合适的方法和设备对其进行适当破碎；而不经破碎直接进入焚烧炉，就会产生这样的后果：或者尺寸大的垃圾不能充分燃烧，燃烧产物不能达标排放甚至产生新的更难以处理的有害物质，如二恶英类；或者必须增加垃圾在焚烧炉内的停留时间，这样不但会降低焚烧炉的实际处理能力，还可能产生新的、难以处理的有害物，如氮氧化物。
有的垃圾厂在焚烧炉前设置了简单的破碎设备——一般和焚烧炉进料机构设置成一体，因难以同时兼顾经济性和技术性，实际效果不好。
筛下物中包含了几乎全部的干电池和玻璃成分及大部分的重金属。同样由于粒度分布范围大、量多，手选和磁选的效果都较差；对于在破袋工序中被破碎了的电池和玻璃，几乎完全无能为力。因此堆肥重金属含量高、玻璃渣含量高也就成为必然！
总之，目前的前处理系统可以概括为：建设费用高、运行故障高、能耗高、维护费用高，效率低、效果差。不但其功能和所占投资比例、能耗比例、运行维护费用比例严重不对等，而且还是整个工程排放达标难、堆肥质量差的重要原因。城市生活垃圾综合处理要走出上述困境，就必须从前处理工序入手。 （考试大环境影响评价师站点编辑）
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