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我国现有超过70亿吨存量生活垃圾,占地超过5亿m2,环境污染严重,资源潜力巨大但转化率极低,库容以及土地释放需求迫切。本课题是2018国家重点研发计划“固废资源化”重点专项“存余垃圾无害化处置与二次污染防治技术及装备(2018YFC1901400)”中课题4“存余垃圾(也称存量垃圾)异位预处理及智能化组合分选和分质资源化技术装备及示范(2018YFC1901404)”中的部分研究内容。本课题研究存量生活垃圾异位稳定化预处理技术,通过实验室小试装置研究存量垃圾好氧稳定化评价方法以及不同稳定化程度存量垃圾稳定化处理工艺的优化,以达到存量垃圾快速、经济稳定化的目的,对提高和改善后续组合分选工序生产效率和作业环境有重要意义。为完成好氧稳定化小尺度评价方法研究,优化了TOC和AT4检测方法,设计小型固定床好氧稳定化实验装置,研究恒温、通风、含水量适宜条件下,东莞、厦门等地九种存量垃圾样品MW(东莞新鲜垃圾与存量垃圾混合处理后筛下物)、GW(东莞存量垃圾筛下物)、XW(厦门存量垃圾筛下物)、WW(武汉存量垃圾筛下物)、ZW(温州存量垃圾筛下物)、LW(利辛存量垃圾筛下物)、FW(廊坊存量垃圾筛下物)、TW(泰安存量垃圾筛下物)、HW(邯郸存量垃圾筛下物)稳定化过程中TOC(总有机碳)和AT4(4日呼吸强度)的变化规律以及两者变化趋势的相关性,从而建立一种通过TOC变化趋势和AT4数值综合评价垃圾稳定化程度的新方法。为完成好氧稳定化大尺度评价方法研究,设计异位稳定化反应器,利用存量垃圾初始温度变化规律,评估存量垃圾单位时间单位干重的放热量,间接反映存量垃圾中可降解组分含量规律,进而对存量垃圾稳定化程度进行评价,并建立大尺度评价方法与小尺度评价方法之间的联系,构建存量垃圾稳定化程度系统、有效的评价方法。利用异位稳定化反应器,进行存量垃圾稳定化工艺优化,对影响好氧稳定运行的主要因素氧浓度进行调控。优化了九种存量垃圾的氧浓度下限,设定每种存量垃圾的最佳氧浓度范围。通过TOC变化趋势、AT4数值共同监测垃圾稳定化进程,得到九种存量垃圾稳定化周期。通过记录九种存量垃圾稳定化过程中风机开启次数和单次开启时间,得到风机开启总时间。统筹稳定化运行效率和经济成本,对比氧浓度优化前后的稳定化周期和风机开启总时间。主要结论如下:仪器法测定TOC结果更加合理;采用四分法取样、从迟滞期结束后开始计算得到的AT4更有参考价值。九种存量垃圾样品MW、GW、XW、WW、ZW、LW、FW、TW、HW的TOC和AT4之间有较好的相关性,TOC的导数和AT4的导数之间也有较好的相关性,且相关系数均大于0.99(R2>0.99),说明可以利用快速测定TOC指标变化趋势反映同步响应的不能快速测定的AT4指标的变化趋势,从而得到一种通过TOC的变化趋势和AT4的数值综合评价存量垃圾好氧稳定化程度的小尺度方法。通过分析大尺度下初始阶段温度变化规律,得到九种存量垃圾MW、GW、XW、WW、ZW、LW、FW、TW、HW初始阶段单位时间单位干重放热量Q0分别为1.31C、0.91C、0.35C、0.77C、0.97C、1.88C、1.42C、2.46C、0.98C,结果表明大尺度层面的放热量Q0与小尺度层面的AT4之间有显著的一次相关性,因此可以通过已有的小尺度稳定化标准(AT4<5mg O2?g-1DW)推出大尺度稳定化标准,当Q0小于0.10C时,可以认为垃圾达到稳定化状态。九种存量垃圾大尺度稳定化评价所需时间分别为11.2min、14.6min、15min、13.6min、13.4min、7.6min、13.8min、7.8min、13.2min,说明所构建的大尺度评价方法能够快速对垃圾进行稳定化评价。九种存量垃圾MW、GW、XW、WW、ZW、LW、FW、TW、HW优化后的氧浓度下限分别为7.0%、6.0%、5.0%、6.0%、6.5%、7.5%、7.0%、8.0%、6.5%,所以最佳氧浓度范围分别为7.0%~21.0%、6.0%~21.0%、5.0%~21.0%、6.0%~21.0%、6.5%~21.0%、7.5%~21.0%、7.0%~21.0%、8.0%~21.0%、6.5%~21.0%。在氧浓度优化后的条件下运行,垃圾稳定化周期分别为6.5d、5.0d、2.5d、4.5d、5.0d、7.0d、6.5d、8.0d、5.5d,风机开启总时间分别为169min、112min、40 min、98.5 min、129.5 min、206.5 min、192 min、252.5 min、152 min。在优化前的经验氧浓度条件下运行,垃圾稳定化周期基本不变,风机开启总时间分别为173.5min、121min、45min、107min、139.5 min、214 min、197min、263min、157min。说明氧浓度优化后风机运行时间仅略短于优化前的风机运行时间,说明优化后的节能效果并不明显,相比于不同存量垃圾氧浓度下限不统一带来的操作不便,在经验氧浓度范围下运行更加简便易行。