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农村垃圾,尤其是秸秆、蔬菜叶、厨余等有机物,产量大、不可回收且易腐烂滋生细菌、病原体,严重影响农户的日常生活。这类垃圾堆肥肥力不够,焚烧污染大气环境,集中处置运输费用高,寻求经济适用的方法对这类固废进行“三化”处置已成为解决农村环境污染问题的重点任务之一。对农村资源利用现状的调研的结果显示,部分地区仍有燃煤的习惯,尤其是西部及北部地区。水泥窑协同处置已成为城镇垃圾和危险废弃物的终端处置方式之一,为此,借鉴相关经验和思路,运用协同处理的思想和热解技术,改良农村炊具,进行燃煤协同处置垃圾的试验研究。首先,选用蔬菜叶、生物质秸秆、厨余为研究对象,对其进行特征分析、热重分析和热解分析,研究利用燃煤协同热解处置垃圾的可行性;其次,进行燃煤协同处置垃圾试验,探究协同处置垃圾对燃煤的影响,分析这种垃圾处置方式的经济适用性;最后,监测燃煤协同处置垃圾过程中的烟气污染、烟尘污染、固体废弃物,提出控制污染及固废资源化利用的合理化建议。得出以下结论:(1)蔬菜叶、生物质秸秆、厨余垃圾三种垃圾的组成元素主要为C、H、O,S、N含量较低,蔬菜叶固定碳较高,生物质秸秆挥发分较高,厨余垃圾灰分高,垃圾混合后有一定的均衡作用。混合垃圾的热值为17453 kJ/kg,约为标准煤的59.63%,热解温度区间为223.8℃641.7℃,最大热解速率温度为329.9℃,热解失重率约为60%。垃圾热解气的组分主要为CO2、CO、H2、CH4、C2H6,其中,CO、H2、CH4、C2H6为可燃气,混合垃圾热解气产量为34.20 L/kg464.67 L/kg,低位热值为569.60 kJ/kg10134.33 kJ/kg,1000℃热解气的热值约占原热值的58.07%,这表明通过热解产气能有效利用垃圾的热值,通过燃煤协同处置垃圾具有一定的可行性。(2)反应初期,协同处置垃圾需消耗大量的热量用于垃圾热解,炉温比单纯燃煤低,反应60min后,有热解气产生,炉温比单纯燃煤高。协同处置垃圾试验燃烬后的煤炭灰渣量及灰渣可燃物含量均比单纯燃煤低,这表明,燃煤协同处置垃圾不仅能有效的实现垃圾的减量化,还能有效提高煤炭的燃烧效率,具有一定的经济实用性。(3)燃煤协同处置农村垃圾过程中主要存在的烟气污染物为NO和SO2,这两种污染物随反应时间呈现先增大后减小的趋势,协同处置混合垃圾过程中单NO和SO2浓度略高于单纯燃煤。试验过程中的烟尘颗粒物浓度及颗粒物中重金属含量均低于《生活垃圾焚烧污染控制标准》GB18485-2014中的浓度限值。煤炭灰渣主要成分为SiO2、Al2O3和CaO。垃圾热解残渣含大量焦炭,其灰分主要成分有K2O、Na2O、SiO2、Fe2O3、CaO、MgO和P2O5。煤炭灰渣和垃圾热解残渣灰分中的重金属Hg、Cd、Tl、Sb、As、Pb、Cr、Co、Cu、Mn、Ni含量均比《土壤环境质量》中的Ⅱ级标准低,对土壤环境污染小。