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1、摘要本设计依据我国实际情况，研制适合家用的生活垃圾预处理装置生活垃圾处理器。该垃圾处理器分为两部分，一部分用来处理各种不可回收的垃圾，如：厨房食物垃圾、卫生间垃圾、废渣、废弃的塑料袋等等，将其粉碎并且导入下水道中；另一部分适用于处理各种可回收生活垃圾，如：易拉罐、废报纸等等，该机构将其压扁回收，减少空间。设计最后还对两电机采用西门子PLC进行控制，使设计变得更加理性话，更加实用。关键词：生活垃圾；垃圾处理；PLC第一章 引言城市生活垃圾的成分和特性受居民生活水平、能源结构、季节变化等因素的影响,使得垃圾组分具有复杂性、多变性和地域差异性等特点。其组分主要由煤灰、纸张、塑料、砖瓦、厨渣、毛骨等组
2、成。由于生活垃圾成分复杂,又受到种种因素的制约,因而各国对生活垃圾的处理及其污染治理技术的发展一般是随国情而异,往往一个国家的不同地区也采取不同的处理方法。1.1国外生活垃圾处理技术的现状及发展趋势（一）现状1996年以前,奥地利、比利时、加拿大、丹麦、芬兰、法国、德国、意大利、日本、卢森堡、荷兰、挪威、西班牙、瑞典、瑞士、英国、美国和新加坡等一些国家的生活垃圾处理方法以填埋法为主。此后,随着经济的发展,越来越多的国家采用焚烧法。目前,日本、瑞士、比利时、丹麦、法国、卢森堡、瑞典、新加坡等国采用焚烧法处理垃圾的比例,都接近或超过填埋法,而堆肥法在国外已较少使用。对于生活垃圾中可利用物质的回收利
3、用率,在发达国家中平均为25%左右,有的高达50%以上。1填埋技术现状英国最早于1930年,美国于1940年开始采用生活垃圾卫生填埋技术即有控制的生活垃圾填埋技术。国外从20世纪80年代开始在垃圾填埋场防渗处理中使用人工合成材料作为衬底,逐步成为一项成熟的技术得到广泛的应用。通常采用约2 mm厚的高密度聚乙烯(HDPE)作为衬底材料,其渗透系数可达10-1210-13 cm/s。目前,人工合成衬底材料已形成了系列产品,并制定了相应设计和施工标准。垃圾填埋场作业一般由垃圾推土机和垃圾压实机操作,既可提高场地利用率,又可以减少雨水对垃圾的冲刷。现代化大型生活垃圾卫生填埋场大多采用单元填埋法,并对垃
4、圾进行分层压实和每日覆盖控制填埋沼气的自由转移或扩散是填埋技术的一个组成部分,填埋沼气的主要成分是甲烷和二氧化碳。通常采取的方法一是通过石笼等形式将填埋沼气导排;二是通过石笼和收集管将填埋沼气导排并使其安全直燃;三是通过管网系统收集后经过净化处理作为能源回收利用。2堆肥技术现状对堆肥技术进行科学研究始于20世纪20年代。而高温好氧堆肥技术是从20世纪30年代开始采用的。根据工艺流程和运行状况,高温好氧堆肥处理技术可分为静态好氧堆肥处理技术、动态好氧堆肥处理技术和间歇式动态好氧堆肥处理技术3种进入20世纪90年代以来,动态厌氧堆肥处理技术在一部分国家率先得到了应用。早在20世纪的7080年代,许
5、多发达国家曾建设了大批机械化程度较高的垃圾堆肥厂,不少国家还制定了垃圾堆肥产品的技术标准,并依据相关技术标准生产了多种用途的堆肥系列产品,以适应不同作物、不同土壤和不同用肥途径(如家庭养花、庭院苗圃、园林绿化、农业种植等)的需求。同时也在提高垃圾堆肥产品质量,扩大垃圾堆肥产品销售和拓展垃圾堆肥产品使用范围等方面做了大量工作,有效地推动了垃圾堆肥技术的推广应用。20世纪80年代后期,发达国家的生活垃圾堆肥技术应用陷入低谷,有不少国家的许多规模较大且机械化程度较高的生活垃圾堆肥厂相继倒闭。但即使在这种形势下,一些国家或城市仍在坚持不断改进垃圾堆肥技术,提高垃圾堆肥产品质量,稳步发展着生活垃圾堆肥技
6、术。目前,国外生活垃圾堆肥厂数量总体呈下降趋势,但垃圾堆肥技术的发展并没有停顿。发展较快的有两种堆肥方式:一是庭院垃圾堆肥;二是制造有机复合肥技术。3焚烧技术现状生活垃圾焚烧技术的发展历史相对较短,大致经历了萌芽阶段、发展阶段和成熟阶段。萌芽阶段是从19世纪80年代开始到20世纪初期。英国诺丁汉和美国纽约先后采用焚烧方法处理生活垃圾。德国汉堡和法国巴黎也先后建立了世界上最早的生活垃圾焚烧厂。二次世界大战以后,经济发展非常快,城市居民的生活水平进一步提高,垃圾中的可燃物和易燃物迅速上升,促进了垃圾焚烧技术的应用。特别是在20世纪60年代的电子工业变革后,许多先进技术在垃圾焚烧炉上得到了应用,使垃
7、圾焚烧炉得到了进一步的完善。从20世纪70年代到90年代中期的20多年间,是垃圾焚烧技术发展最快的时期、几乎所有的发达国家、中等发达国家都建有不同规模、不同数量的垃圾焚烧厂,发展中国家已建有或正在筹建垃圾焚烧厂的也不在少数,垃圾焚烧技术的发展方兴未艾。垃圾焚烧法是一种比较有效的垃圾处理方法。它的减量化、资源化和无害化效果都比较理想。垃圾焚烧技术经过几十年的发展现在已经比较成熟,机械炉排焚烧炉的类型已经基本定型。制约垃圾焚烧技术发展的主要因素是二次污染防治技术特别是废气处理技术的成败。4回收及循环利用技术现状近年来,发达国家把实现生活垃圾资源化提高到了社会可持续发展的战略高度,垃圾资源化已经成为
8、各国谋求的垃圾治理目标。发达国家在推进生活垃圾资源化进程中,都制定了符合本国国情的相关法律、规章和各种标准规范。如德国制定了关于容器包装废弃物的政府令;法国制定了容器包装政府令;丹麦制定了再循环法;日本制定了再生资源利用促进法和容器包装再循环法;奥地利制定了包装条例等等。除法规保障外,发达国家还对废弃物循环利用和再生利用予以政策上的支持。同时遵循“谁污染谁负担”的原则,借助经济手段来保证有关举措的实施,如采取课税制度等。如美国纽约州对使用50%以上再生原料的企业实行减税制度。加拿大的部分州实行在销售过程中对易于再循环的产品课以小额度税金,对不易再循环的产品课以大额度税金。许多国家对城市居民均实
9、行生活垃圾收费制,不少国家还在商品流通领域实行抵押金制度。如德国规定产品的销售者有义务在一次性容器及包装上加贴标签,并向消费者收取抵押金。挪威规定消费者在购买汽车时要缴一定数额抵押金,在汽车被回收时再连同利息一起返还。另外还有一些国家实行政府补贴和建立基金会等方式来鼓励生活垃圾的资源化。如瑞士1996年起向建设和管理生活垃圾焚烧厂的企业增加补助金;英国政府给配电公司发放补贴用以购买生活垃圾焚烧厂生产的电力;法国为推进生活垃圾焚烧发电事业的发展,政府采取资金补贴的方式给予支持。（二）发展趋势1提倡分类收集和回收利用对生活垃圾尽可能进行回收和循环利用,最有效的途径是尽可能对生活垃圾实施分类收集。这
10、是发达国家在实践中形成的共识。2鼓励有机垃圾堆肥处理可以预计,垃圾堆肥技术将在世界范围内经历一次从量变到质变的变化过程。但无论如何生活垃圾堆肥技术今后仍将在国外生活垃圾综合处理体系中占有重要位置。3稳步发展垃圾焚烧技术垃圾焚烧处理已有100多年的历史,但出现有控制的焚烧(烟气处理、余热利用等)只是近几十年的事。它与垃圾填埋处理相比,具有占地面积小、选址较容易,处理快速、减量化显著、无害化较彻底以及可回收焚烧余热等优点,在发达国家得到越来越广泛的应用。预计将来垃圾焚烧技术仍会继续得到发展。4填埋是垃圾处理的基本方式虽然垃圾填埋处理率有下降的趋势,但填埋处理仍是垃圾处理的最终方式。垃圾填埋场的污染
11、控制措施将不断完善,垃圾填埋场将向大型化发展,进入垃圾填埋场的有机物含量将有所限制。1.2我国生活垃圾处理技术的现状及发展趋势（一）现状纵观国内生活垃圾处理技术的理论研究和工程实践,成熟且常用的生活垃圾处理技术主要有填埋、堆肥、焚烧3种。回收利用技术目前仅在少数几个城市中进行试点工作,应用实例尚不多。1.填埋技术现状填埋技术作为生活垃圾的传统和最终处理方法,目前仍然是我国大多数城市解决生活垃圾出路的最主要方法,约占处理总量的95%左右。根据环保措施(主要有场底防渗、分层压实、每天覆盖、填埋导排气管、渗沥水处理、虫害防治等)是否齐全、环保标准能否满足来判断,我国的生活垃圾填埋场可分为3个等级:简
12、易填埋场(非卫生填埋场)、受控填埋场(准卫生填埋场)、卫生填埋场。严格按标准建设和运营的卫生填埋场数量较少,部分城市特别是经济不发达地区还是简易填埋。2堆肥技术现状我国具有传统堆肥技术的悠久历史,但堆肥处理率并不高。目前只有5%左右,在我国常用的生活垃圾堆肥技术可分为两类;简易高温堆肥技术、机械化高温堆肥技术。3焚烧技术现状我国生活垃圾焚烧技术的研究起步于20世纪80年代中期。“八五”期间被列为国家科技攻关项目,目前仅有深圳、上海等少数城市采用了焚烧技术,尚处于起步阶段。（二）技术发展趋势1填埋技术展望填埋气体导排技术在生活垃圾填埋场得以普遍采用并不断完善,同时填埋气体回收利用技术在取得经验的
13、基础上不断扩大试验范围;大中城市的生活垃圾填埋场基本上能做到每天覆盖。覆盖材料除粘土外,新型替代覆盖材料的研制工作也取得进展,并在部分缺少覆盖土源的生活垃圾填埋场试点应用。在引进、消化的基础上,开发出压实机等新一代的国产化填埋专用机具,用于生活垃圾填埋场并取得较好效果。填埋技术在我国生活垃圾处理领域的主导地位,在今后相当长的一段时间内不会改变,但生活垃圾填埋处理的比例将稳步下降,而填埋场中卫生填埋场的比例将明显上升。2堆肥技术展望发达国家普遍采用的好氧堆肥技术,在部分示范工程中率先得到应用;在大城市中将逐步提倡经回收利用和堆肥、焚烧等方法处理后的生活垃圾残余物进填埋场作最终处理,生活垃圾堆肥厂
14、的机械化水平和堆肥质量有明显提高;堆肥产品中的重金属含量和碎玻璃等杂质得到有效控制。国产化有机复合肥成套生产技术与设备进一步完善,生活垃圾堆肥厂生产有机复合肥和颗粒肥的比例将逐步提高。由于具有良好的减量化和资源化效果,生活垃圾堆肥技术将重新得到重视,生活垃圾堆肥处理的比例将逐步增加。但如何进一步开拓堆肥产品市场仍有许多工作要做。3焚烧技术展望我国城市生活垃圾的低位热值稳步提高,低热值生活垃圾焚烧技术的工艺研究进一步完善;新一代国产化成套生活垃圾焚烧设备的开发取得成功,并在部分中小型城市形成一定的市场,单台处理能力200 t/d以下的生活垃圾焚烧设备将以国产化为主。生活垃圾焚烧厂的二次污染特别是
15、尾气净化技术取得突破,同时人们对二恶英等污染物的关注程度愈加提高;生活垃圾焚烧余热综合利用技术得到提高,发电上网等将继续得到政策和税收方面的支持。生活垃圾焚烧技术将稳步发展,生活垃圾焚烧处理的比例将逐步上升,未来几年内在部分城市中将建成若干个和国外接轨的生活垃圾焚烧厂。但生活垃圾焚烧技术在我国全面推广的条件目前尚不具备。1.3课题的研究意义依据我国的实际情况，研制适合本国的生活垃圾预处理装置生活垃圾处理器，使居民在家中可以直接对厨房垃圾进行初步处理，处理掉的食物垃圾通过下水管路排到阴井中。这样就在源头上避免了食物垃圾造成的污染，同时实现了城市生活垃圾的减量化之目的。国外成功的应用食物垃圾处理器来减少食物垃圾的经验，为我们处理日益增加的食物垃圾开辟了一条新途径，从而呼唤适合我国的食物垃圾处理器。另外，从源头解决处理生活垃圾污染的研究还是有很多优点：1 减少易腐垃圾数量，提高环境质量目前，国家对生活垃圾的处理原则是垃圾的减量化、无害化和资源化。而减量化位居第一位，可见其重要性。厨房垃圾处理器为食物垃圾的破碎预处理装置，可对厨房垃圾进行初步处理，不但减少垃圾的堆放量，同时确保人们有一个健康、整洁的生活环境，进而减少疾病的传染。2 于垃圾的再处理由于厨房垃圾含有大量的水分，给垃圾的焚烧带来很大的困难，上海浦东垃圾焚烧厂现在就是依靠添加辅助燃料如油进行垃圾焚烧，这样一方面增加垃圾成
