隨著現(xiàn)代人們生活節(jié)奏提高,城市人口增多,垃圾的產(chǎn)量和種類(lèi)也越來(lái)越多,垃圾處理的難度也越來(lái)越大。目前最普遍的垃圾處理方式就是填埋,但是原始垃圾的填埋帶來(lái)了眾多的問(wèn)題,如:對(duì)土地占用,對(duì)周邊環(huán)境的影響,對(duì)地下水的污染等。在垃圾中,廢舊玻璃、廢舊塑料等回收利用會(huì)有較高的價(jià)值。廢舊電池不分類(lèi)處理,會(huì)對(duì)環(huán)境造成很大的污染。所以,垃圾的綜合處理和利用就顯得很重要。
在垃圾綜合處理和利用的過(guò)程中,垃圾的預(yù)處理方式?jīng)Q定了垃圾最終的處理程度。由于目前世界各國(guó)垃圾回收利用的程度普遍不高,各種高新技術(shù)在垃圾處理方面的應(yīng)用還不是很多,尤其是一些尖端技術(shù),由于投入成本較大,只有回報(bào)率較高的產(chǎn)品才會(huì)使用。而且垃圾中可回收物回收利用的利潤(rùn)率本來(lái)就很小,回收利用也不會(huì)開(kāi)發(fā)出尖端產(chǎn)品,因此,也限制了高新技術(shù)的應(yīng)用。但是,隨著垃圾回收利用的不斷發(fā)展,尤其是隨著垃圾填埋技術(shù)和垃圾焚燒技術(shù)的越來(lái)越多地受到限制,回收利用將會(huì)日益受到各國(guó)的重視。因此,各種高新技術(shù)也會(huì)越來(lái)越多地進(jìn)入到垃圾回收處理中來(lái)。垃圾處理行業(yè)已經(jīng)發(fā)展成為一個(gè)非常有前途的朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè),其發(fā)展的潛力及前景非常巨大。
垃圾分選過(guò)程在垃圾綜合處理過(guò)程中有著舉足輕重的作用。垃圾成分分離的好壞直接影響著后處理的效果。垃圾前處理工藝中,垃圾分類(lèi)越細(xì)越精確,其利用價(jià)值越高。高新技術(shù)的應(yīng)用雖然提高了成本,但同時(shí)也提高了垃圾分類(lèi)的精確度。隨著社會(huì)富裕程度的提高,人們對(duì)居住環(huán)境的要求和對(duì)環(huán)保的重視也會(huì)提高,高新技術(shù)的應(yīng)用也就會(huì)越來(lái)越多。
在垃圾的篩分中,通常垃圾采用人工或各種振動(dòng)篩或滾筒篩進(jìn)行分選,電磁分選和密度分選也在垃圾分選設(shè)備中應(yīng)用。目前采用的高新技術(shù)主要有光電分選,近紅外分選,顏色分選,靜電分選等。這些技術(shù)的應(yīng)用,大大提高了垃圾回收利用的程度,也推動(dòng)了垃圾處理技術(shù)的發(fā)展,使垃圾處理從過(guò)去的簡(jiǎn)單處理到目前的綜合處理及綜合利用。
下面介紹一下目前在垃圾分選設(shè)備中采用的高新技術(shù):
2、光電分選
光電分選主要是利用物質(zhì)表面的光反射,來(lái)鑒別垃圾的種類(lèi)。此技術(shù)的使用要求對(duì)垃圾進(jìn)行預(yù)先分類(lèi),使垃圾成為適合的物料。
光電分選系統(tǒng)有三部分組成:給料,光檢和分離。給料系統(tǒng)將垃圾物料均勻輸送給光檢系統(tǒng),當(dāng)物料通過(guò)光檢區(qū)時(shí),受光源照射背景板上顯示物料的顏色及色調(diào);當(dāng)預(yù)選物料的顏色與背景顏色不同時(shí),反射光經(jīng)光電管轉(zhuǎn)換為電信號(hào),電訊號(hào)經(jīng)分析后產(chǎn)生控制信號(hào)并驅(qū)動(dòng)高頻氣閥,利用高壓氣體將物體吹離原來(lái)的軌道,達(dá)到分離的目的。
3、近紅外光與顏色分選
近紅外分選與顏色分選主要應(yīng)用于垃圾中廢舊玻璃與廢舊塑料的分選上。
玻璃瓶在收集過(guò)程中容易破碎,所以需要有兩套系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行分選,以便實(shí)現(xiàn)高效的分選過(guò)程。收集好的碎玻璃可以用玻璃碎片分選機(jī)分成兩類(lèi)。玻璃瓶則被送到一個(gè)尺寸分選平臺(tái)上,然后經(jīng)過(guò)一個(gè)V型傳送帶,將瓶進(jìn)行單行排列,排列好的瓶再送到顏色識(shí)別傳送帶上進(jìn)行顏色檢驗(yàn)。裝在識(shí)別帶上的顏色鑒別裝置通過(guò)傳送帶下面反射過(guò)來(lái)的光線,判斷瓶子的顏色。導(dǎo)光系統(tǒng)能準(zhǔn)確無(wú)誤的識(shí)別瓶的顏色,不會(huì)受到光漫反射的影響,由于標(biāo)簽不透光,被識(shí)別為黑色??勺R(shí)別顏色:透明、棕色、綠色、藍(lán)和黑色。
圖1光電分選機(jī)原理
玻璃自動(dòng)分選機(jī)利用瓶的透光性,可根據(jù)其顏色(無(wú)色、棕色、綠或藍(lán))將排成單行的瓶子高效的分類(lèi),并能識(shí)別和分離可以回收的瓶類(lèi)、啤酒瓶等。設(shè)備包括一個(gè)喂料系統(tǒng),選別系統(tǒng)和一個(gè)排料系統(tǒng)。喂料部分將碎玻璃選出,并將瓶排列成行,選別系統(tǒng)將對(duì)其顏色、形狀進(jìn)行辨別,排料部分根據(jù)系統(tǒng)收集的信息,將瓶分別排到相應(yīng)的排料口。
玻璃片自動(dòng)分選機(jī)原理與瓶分選機(jī)是相同的,但由于玻璃片有尖角,傳統(tǒng)的傳送帶堅(jiān)固性不夠,不適用。玻璃片傳送帶由震動(dòng)篩和金屬槽組成,耐用性好。
塑料瓶分選機(jī)利用紅外光,將飲料瓶、家用塑料瓶按其材料進(jìn)行分類(lèi),結(jié)構(gòu)與玻璃瓶分選機(jī)相同,只是在排料部分用的是氣體噴嘴。塑料可分類(lèi)為PVC(聚氯乙烯)、PP(聚丙烯)、PS(聚苯乙烯)、PE(聚乙烯)、PET(聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯)等。
塑料瓶自動(dòng)分選機(jī)根據(jù)塑料的類(lèi)型對(duì)塑料瓶進(jìn)行快速分類(lèi),進(jìn)行瓶的回收工作。分選機(jī)可以增加一些輔助功能,比如可以根據(jù)PET的顏色進(jìn)行分選,或根據(jù)瓶上的金屬蓋進(jìn)行分選。識(shí)別裝置上固定一鹵燈,鹵燈可向進(jìn)料的瓶上發(fā)射近紅外光。不同的材質(zhì)的塑瓶會(huì)吸收不同波長(zhǎng)的光,所以通過(guò)分析反射近紅外光的吸收特性就可識(shí)別出塑料的種類(lèi)。
圖3塑料瓶自動(dòng)分選機(jī)
塑料瓶識(shí)別有三類(lèi)裝置:(1)材料識(shí)別:用近紅外光照射技術(shù),可高速高效的對(duì)塑料種類(lèi)進(jìn)行識(shí)別;(2)顏色識(shí)別:各種顏色的PET塑瓶可被分成透明的和藍(lán)綠色的或者分成有色的和無(wú)色的;(3)金屬檢測(cè)裝置:塑瓶上的金屬蓋能被檢測(cè)到并拆掉。
4、靜電分選
靜電分選主要是針對(duì)垃圾中的廢舊塑料。塑料是現(xiàn)代工業(yè)的象征,產(chǎn)銷(xiāo)量都很大。隨著新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā),也引起了一系列問(wèn)題,如廢舊塑料的回收再利用問(wèn)題、廢舊塑料對(duì)環(huán)境的污染問(wèn)題等?;厥盏膹U舊塑料可直接作為生產(chǎn)原料,或者作為燃料。
圖6塑料靜電分選機(jī)及分選原理圖
塑料的分選是根據(jù)塑料的種類(lèi),將塑料分成高純度的單一成分塑料。它利用的是不同種類(lèi)塑料在摩擦過(guò)程中產(chǎn)生靜電的不同釋放特性來(lái)分選塑料的。該類(lèi)設(shè)備可將混合塑料分類(lèi)成純度達(dá)99%以上的單類(lèi)塑料,并進(jìn)行回收利用。可以回收利用家用電器,辦公設(shè)備及汽車(chē)零件中的塑料成分,同時(shí)還可將塑料中的PVC(聚氯乙烯材料)高效分離(這種材料作為燃料時(shí)會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題)。這樣,塑料就可以作為容器使用或者制成塑料垃圾衍生燃料。
總之,回收利用塑料的關(guān)鍵就在于按塑料類(lèi)型的分類(lèi)技術(shù)。不同種類(lèi)的物料在一個(gè)容器中相互碰撞摩擦,使其分別帶正負(fù)電,從排料口排出。利用旋轉(zhuǎn)鼓的電極,帶電的物料被排到由正負(fù)電極形成的靜電場(chǎng)中;利用靜電感應(yīng),帶正電的物料被吸到負(fù)電極一側(cè),帶負(fù)電的物料被吸到正極一側(cè),從而實(shí)現(xiàn)分選目的。
5、電磁分選
電磁感應(yīng)分選技術(shù)一般應(yīng)用于廢舊電池分類(lèi)。主要按照電池的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和物質(zhì)成分進(jìn)行分揀,以便于含有寶貴資源的電池能夠有效利用,同時(shí)減少污染。電磁傳感器特別能鑒別電池的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和廢舊電池的物質(zhì)成分,而且速度很快。
應(yīng)用電磁傳感器原理對(duì)電池進(jìn)行分類(lèi)。當(dāng)激勵(lì)線圈對(duì)于電池應(yīng)用于高頻磁場(chǎng)時(shí),電池中產(chǎn)生渦流。由于不同的電池結(jié)構(gòu)和物質(zhì)成分產(chǎn)生不同的渦流,有一個(gè)探測(cè)線圈來(lái)探測(cè)渦流在電磁場(chǎng)中產(chǎn)生的變化,依此來(lái)鑒別電池的種類(lèi)。
該類(lèi)系統(tǒng)一般包括裝料斗,喂料輸送機(jī),校正機(jī),輸送機(jī),電磁傳感器和電池卸料機(jī)構(gòu)。電池由一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)分揀器一個(gè)個(gè)排列并送入電磁傳感器。不接觸和破壞電池,傳感器就能鑒別廢電池的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和物質(zhì)成分。然后,鑒別出的電池由氣力輸送安全送出。電池的分類(lèi)過(guò)去曾由人工完成,引入此系統(tǒng)后效率大大提高,可以在短時(shí)間內(nèi)處理大量廢舊電池。
圖7電池分類(lèi)設(shè)備及分選原理圖
6、結(jié)論
總的來(lái)說(shuō),垃圾處理問(wèn)題已經(jīng)提升到一個(gè)新的高度。垃圾分選設(shè)備在垃圾處理過(guò)程中起作重要作用。在垃圾分選中,不但有傳統(tǒng)工藝流程,許多在其他工業(yè)中應(yīng)用的高新技術(shù)也已經(jīng)在使用。國(guó)外在垃圾分選設(shè)備方面已經(jīng)大量采用新技術(shù)、新方法,特別是日本和歐洲國(guó)家。新技術(shù)在垃圾分選設(shè)備的應(yīng)用大大提高了垃圾無(wú)害化和資源化的程度。我國(guó)也應(yīng)該大力加強(qiáng)垃圾分選技術(shù)和設(shè)備的引進(jìn)與研發(fā),這樣更有利于變廢為寶,更利于環(huán)境保護(hù)和社會(huì)持續(xù)發(fā)展,建設(shè)一個(gè)和諧社會(huì)。
但是,也應(yīng)看到在垃圾處理領(lǐng)域內(nèi),高新技術(shù)的應(yīng)用非常有限,一些尖端的高新技術(shù)還沒(méi)有介入。即使一些較成熟的高新技術(shù)也還沒(méi)出現(xiàn)在此領(lǐng)域內(nèi),如在食品行業(yè)應(yīng)用的激光分選技術(shù)等。相信隨著社會(huì)進(jìn)步及富裕程度的提高,垃圾的處理將會(huì)更加受到重視,高新技術(shù)將會(huì)更多地進(jìn)入此領(lǐng)域。隨著分選技術(shù)的不斷提高,垃圾的利用程度也會(huì)不斷提高,最終將出現(xiàn)一個(gè)沒(méi)有垃圾的社會(huì),各種物質(zhì)將會(huì)按照其價(jià)值得到充分的利用。而在這一進(jìn)程中垃圾的分選工藝,設(shè)備及各種高新技術(shù)的應(yīng)用將承擔(dān)起極其重要的角色。
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