城市生活垃圾綜合處理方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種城市生活垃圾綜合處理方法，對生活垃圾進行磁選和破碎；強制接觸式處理與碳源利用，將帶有厭氧微生物的接種水通過復數(shù)個高壓噴頭從生活垃圾兩側(cè)噴射向生活垃圾上，接種水與生活垃圾強制接觸并達到水力攪拌和擾動，使生活垃圾在流化狀態(tài)下進行生化反應(yīng)；固相物料脫水與生物自干燥，將脫水后的物料送至干燥倉內(nèi)，輸送機輸機將固相物料在干燥倉內(nèi)進行循環(huán)，鼓風機進行強制通風，同時攪拌風機對干燥倉內(nèi)的氣流進行了攪拌，物料在干燥倉內(nèi)進行好氧降解反應(yīng)而進行自干燥；經(jīng)磁選和重力分選后，將分選后的物料作為固體燃料。本發(fā)明能快速分離并降解生活垃圾，使生活垃圾快速減量化和穩(wěn)定化，固體燃料的熱值高，能充分利用各資源。
【專利說明】城市生活垃圾綜合處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種城市生活垃圾綜合處理方法，屬于生活垃圾處理【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]生活垃圾是指日常生活或者為日常生活提供服務(wù)的活動所產(chǎn)生的固體廢棄物以及法律法規(guī)所規(guī)定的視為生活垃圾的固體廢物。垃圾成分直接影響技術(shù)的適應(yīng)性，我國生活垃圾的組成不但與國外有很大差別，而且不同城市的生活垃圾成分也有所不同。但一般來說，我國生活垃圾的特點是:可回收物質(zhì)含量和熱值較低，垃圾含水率和可生物降解的有機物含量高。即使可回收物質(zhì)和熱值相對較高的大城市生活垃圾，也由于水分含量高，其實際進焚燒爐的垃圾熱值波動也很大。目前，國內(nèi)外生活垃圾的主要處理技術(shù)主要包括填埋、焚燒、堆肥、物理破碎、飼料化和厭氧消化處理技術(shù)。因此，無論是填埋、焚燒還是堆肥，在處理我國生活垃圾的實踐中都存在很多問題。解決這個問題的最佳技術(shù)路線是從處理的角度推進垃圾的分類收集。但是，生活垃圾的分類收集并非短期內(nèi)可以實現(xiàn)，所以，現(xiàn)實的生活垃圾處理技術(shù)發(fā)展方向必須面對混合收集的、可回收物質(zhì)含量和熱值低、垃圾含水率和可生物降解的有機物含量高的生活垃圾。
[0003]目前較先進的城市生活垃圾處理處置的方法，將生活垃圾分選和粗破碎，經(jīng)多次脫水和粉碎，將處理后得到的微細垃圾干粉在爐內(nèi)燃燒，進行發(fā)電。再有是將城市生活垃圾分解成可燃物、有機營養(yǎng)土、金屬、無機垃圾四部分，可燃物用于焚燒產(chǎn)生水蒸氣；在特制的降解罐內(nèi)，利用水蒸氣的溫度和壓力使易腐有機垃圾降解反應(yīng)，轉(zhuǎn)化成有機營養(yǎng)土 ；無機垃圾制成建材或填埋處理。但上述的處理過程中，處理后的可燃物其熱值不高，由于不能使生活垃圾快速減量化，不利于后續(xù)處理，對環(huán)境的影響較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種能快速分離并降解生活垃圾中可生物降解的有機組分，使生活垃圾快速減量化和穩(wěn)定化，固體燃料的熱值高，能充分利用各資源的生活垃圾綜合處理方法。
[0005]本發(fā)明為達到上述目的的技術(shù)方案是:一種城市生活垃圾綜合處理方法，其特征在于:按以下步驟進行，
[0006]㈠、磁選和破碎步驟:包括
[0007]⑴、將接收的生活垃圾中金屬類磁性物通過磁選裝置進行分選、回收；
[0008]⑵、將磁選后的生活垃圾進行破碎，破碎后的生活垃圾其粒徑< 34_、密度控制在250-500kg/m3；
[0009]㈡、強制接觸式處理與碳源利用步驟:包括:
[0010]⑴、將破碎后生活垃圾送入反應(yīng)倉內(nèi)，將帶有厭氧微生物的接種水通過復數(shù)個高壓噴頭從生活垃圾兩側(cè)噴射向生活垃圾上，接種水與生活垃圾強制接觸并達到水力攪拌和擾動，使生活垃圾在流化狀態(tài)下進行生化反應(yīng)，生化反應(yīng)結(jié)束后通過反應(yīng)倉內(nèi)的螺旋輸送機將固相物料排出；
[0011]⑵、生活垃圾在生化反應(yīng)過程所產(chǎn)生的有機液經(jīng)反應(yīng)倉底部的過濾格柵進入集液箱，將集液箱內(nèi)的有機液送至過濾裝置內(nèi)進行過濾，去除有機液中顆徑大于3mm的顆粒；
[0012]⑶、將過濾后的大部分有機液作為填埋場滲濾液生化處理單元碳源進行利用，余下部分回流進入有機液儲罐內(nèi)作為接種水，通過高壓切割污水泵及管路引至各噴頭；
[0013]㈢、固相物料脫水與生物自干燥步驟:包括
[0014]⑴、將反應(yīng)倉排出的固相物料送入壓榨脫水裝置內(nèi)進行脫水，將物料的含水率控制在30-35wt%，擠壓出的有機液送到過濾裝置；
[0015]⑵、將脫水后的物料送至干燥倉內(nèi)，輸送機輸機將固相物料在干燥倉內(nèi)進行循環(huán)，安裝在干燥倉上的鼓風機進行強制通風，同時攪拌風機對干燥倉內(nèi)的氣流進行了攪拌，使空氣與脫水后的物料充分接觸，物料在干燥倉內(nèi)進行好氧降解反應(yīng)而進行自干燥，當物料含水率在15wt%-20wt%時，送至磁選裝置；
[0016]㈣、磁選和重力分選步驟:包括
[0017]⑴、將自干燥后的物料送入磁選裝置，將物料中的金屬類磁性物通過磁選裝置進行分選、回收；
[0018]⑵、重力分選出物料中的惰性無機物，將分選后的物料作為固體燃料，物料的低位熱值控制在14000-16500kJ/kg，固體燃料焚燒發(fā)電資源化利用或水泥制造業(yè)作為燃料使用。
[0019]本發(fā)明的城市生活垃圾綜合處理方法采用上述技術(shù)方案后具有如下特點:
[0020]1、可以快速分離并降解生活垃圾中可生物降解的有機組分，使生活垃圾快速減量化和穩(wěn)定化。
[0021]本發(fā)明將磁選后破碎后的生活垃圾入反應(yīng)倉，將帶有厭氧微生物的接種水通過復數(shù)個高壓噴頭從生活垃圾兩側(cè)噴射在生活垃圾上，接種水與生活垃圾強制接觸并達到水力攪拌和擾動，而破碎后的生活垃圾的密度在250-500kg/m3，相對蓬松，且粒徑較小，通過高壓噴頭噴射出的接種水，使生活垃圾在反應(yīng)倉內(nèi)處于流化狀態(tài)，而流化狀態(tài)的生活垃圾與接種水的接觸面積大大增加，大幅度提高接觸效率，故而加速生活垃圾與接種水之間的傳質(zhì)過程和厭氧發(fā)酵過程，可以快速分離并降解生活垃圾中可生物降解的有機組分，此過程使破碎生活垃圾中可降解有機物和碳水化合物轉(zhuǎn)化利用率分別達到95wt%右左和85wt%左右，大大縮短了生活垃圾的減量化和穩(wěn)定化過程。
[0022]2、出渣量少，固體燃料熱值高。
[0023]本發(fā)明先通過壓榨脫水裝置將固相物料進行脫水，再將脫水后的物料送至干燥倉內(nèi)，通過輸送機輸機將固相物料在干燥倉內(nèi)進行循環(huán)的同時，鼓風機進行強制通風，同時攪拌風機對干燥倉內(nèi)的氣流進行了攪拌，使空氣與脫水后的物料充分接觸，由于脫水后的物料上自帶微生物，在經(jīng)過好氧馴化階段、好氧生化反應(yīng)階段和成熟階段三個階段時，使微生物充分利用物料中水分進行好氧降解反應(yīng)，在好氧降解反應(yīng)中使物料溫度逐漸升高至75°C左右，故而物料在干燥倉內(nèi)進行好氧降解反應(yīng)實現(xiàn)自干燥，將物料的含水率進一步降低到15wt%-20wt%,不僅出渣量少，而經(jīng)磁選和重力分選后的渣料形成的固體燃料熱值高。
[0024]3、整個處理方法能采用常規(guī)設(shè)備，無高溫高壓強腐蝕環(huán)境，設(shè)備運行風險小。
[0025]4、資源化程度高。[0026]本發(fā)明將生活垃圾經(jīng)強制接觸式處理后，95%的易降解有機物和85%的非纖維素碳水化合物得到轉(zhuǎn)換，進入填埋場填埋的只有少量難降解殘渣，垃圾重量、體積和含水率都會減小，熱值增大，有利于后續(xù)處理并能減輕對環(huán)境的影響，可減少了填埋過程中的填埋氣體、滲濾液，減少占地空間等。本發(fā)明將生化反應(yīng)過程產(chǎn)生的有機液經(jīng)過濾水格柵進入集液箱，經(jīng)過濾后經(jīng)高壓切割污水泵及管路引至噴頭進行循環(huán)生化反應(yīng)，同時強制接觸式處理階段產(chǎn)生的有機液與碳氮比失調(diào)的滲濾液生化處理單元組合利用，降低了生化垃圾滲濾液處理廠處理成本的同時解決了高濃度有機廢水處理的問題，使生活垃圾中可生物降解的有機物充分利用。經(jīng)本發(fā)明處理后固體燃料焚燒發(fā)電資源化利用或水泥制造業(yè)作為燃料使用，資源化程度高。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例作進一步的詳細描述。
[0028]圖1是本發(fā)明城市生活垃圾綜合處理方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0029]見圖1所示，本發(fā)明的城市生活垃圾綜合處理方法，按以下步驟進行，
[0030]㈠、磁選和破碎步驟:包括
[0031]將接收的生活垃圾中金屬類磁性物通過磁選裝置進行分選、回收?？赏ㄟ^刮板輸送機將生活垃圾輸送至專用懸掛式磁選機內(nèi)，通過懸掛式磁選機進行磁選，將金屬類磁性物回收。
[0032]⑵、將磁選后的生活垃圾進行破碎，破碎后的生活垃圾其粒徑< 34_、密度控制在250-500kg/m3,通過刮板輸送機將磁選后的生活垃圾送至破碎機中，將生活垃圾中的包裝袋、織物、塑料、木竹等混雜物破碎成粒徑< 34_的生活垃圾。
[0033]㈡、強制接觸式處理與碳源利用步驟:包括:
[0034]⑴、將破碎后生活垃圾送入反應(yīng)倉內(nèi)，反應(yīng)倉的兩側(cè)板上設(shè)有復數(shù)個高壓噴頭，一個側(cè)板上可設(shè)有3?30個高壓噴頭，將帶有厭氧微生物的接種水通過復數(shù)個高壓噴頭從生活垃圾兩側(cè)噴射向生活垃圾上，接種水與生活垃圾強制接觸并達到水力攪拌和擾動，使生活垃圾在流化狀態(tài)下進行生化反應(yīng)，本發(fā)明高壓噴頭處出水速度可控制在50-150m/s，出口壓力可控制在0.5-2.5Mpa，高壓噴頭通過管路與高揚程高壓力的切割污水泵相通，通過切割污水泵通過高壓噴頭的壓力。
[0035]本發(fā)明的接種水與生活垃圾間歇強制接觸處理，高壓切割污水泵運行5-30分鐘，停止20-60分鐘，即高壓噴頭工作5-30分鐘，停止20-60分鐘，生活垃圾在反應(yīng)倉內(nèi)反應(yīng)時間在1.5-2天。本發(fā)明可對反應(yīng)倉進行加熱，在反應(yīng)倉壁上設(shè)有夾套，將熱源引入夾套內(nèi)，使反應(yīng)倉內(nèi)的生活垃圾其生化反應(yīng)溫度控制在35-40°C，進行水解酸化反應(yīng)，提高生活垃圾內(nèi)有機組分進一步的水解酸化效率，從而減少殘留有機組分含量，有利于提高后續(xù)有機液碳源利用質(zhì)量。本發(fā)明的強制接觸式處理時間可控制在1.5-2天，當反應(yīng)結(jié)束后通過反應(yīng)倉內(nèi)的螺旋輸送機將固相物料排出。
[0036]⑵、生活垃圾在生化反應(yīng)過程所產(chǎn)生的有機液經(jīng)反應(yīng)倉底部的過濾格柵進入集液箱，將集液箱內(nèi)的有機液送至過濾裝置內(nèi)進行過濾，去除有機液中顆徑大于3mm的顆粒，該過濾裝置可采用轉(zhuǎn)鼓格柵機，轉(zhuǎn)鼓格柵機網(wǎng)孔在3mm，將篩出的固相物料通過皮帶輸送機至送入在反應(yīng)倉內(nèi)再次進行生化反應(yīng)，可進行多次循環(huán)，最后的出渣多為無機顆粒，且量很少，可外外運填埋。
[0037]⑶、將過濾后的大部分有機液作為填埋場滲濾液生化處理單元碳源進行利用，可將60_85wt%的有機液作為填埋場滲濾液生化處理單元碳源，而余下部分回流進入有機液儲罐內(nèi)作為接種水，通過高壓切割污水泵及管路引至各噴頭，進行回用。填埋場隨著垃圾填埋年限的增加，滲濾液中氨氮濃度會越來越高，C/N值將會失調(diào)，而營養(yǎng)元素比例的失調(diào)會導致生物脫氮反硝化過程碳源顯得嚴重不足，需要人為投加碳源滿足微生物生長。而經(jīng)過強制接觸式處理裝置產(chǎn)生的有機液COD值很高，而TN值相對較低，C/N值可達到66:1，可以按比例投加進入滲濾液生化處理單元進水段作為碳源進行利用，保證生化處理順利進行和最后出水TN的達標排放。
[0038]㈢、固相物料脫水與生物自干燥步驟:包括
[0039]⑴、將反應(yīng)倉排出的固相物料送入壓榨脫水裝置內(nèi)進行脫水，壓榨脫水裝置可采用疊螺壓榨機，將物料的含水率控制在30-35wt%，擠壓出的有機液送到過濾裝置，擠壓出的液體輸送至轉(zhuǎn)鼓格柵機進水端進行過濾，
[0040]⑵、將脫水后的物料送至干燥倉內(nèi)，輸送機將固相物料在干燥倉內(nèi)進行循環(huán)，安裝在干燥倉上的鼓風機進行強制通風，同時攪拌風機對干燥倉內(nèi)的氣流進行了攪拌，該攪拌風機可采用多個安裝在干燥倉上，使空氣的氧氣與脫水后的物料進行充分接觸，由于物料上自帶微生物，先后經(jīng)過好氧馴化階段、好氧生化反應(yīng)階段和成熟階段三個階段，使微生物充分利用物料中水分進行好氧降解反應(yīng)而使料物溫度逐漸升高至75°C左右，使物料在干燥倉內(nèi)進行好氧降解反應(yīng)而進行生物自干燥，當物料含水率在15%-20被％時，排出送至磁選裝置；
[0041]㈣、磁選和重力分選步驟:包括
[0042]⑴、將自干燥后的物料送入磁選裝置，將物料中的金屬類磁性物通過磁選裝置進行分選、回收；
[0043]⑵、重力分選出物料中的惰性無機物，可在重力分選機中進行，將砂礫和玻璃等無機惰性無機物被分選出來回收利用，分選后的物料作為固體燃料，物料的低位熱值控制在14000-16500kJ/kg，固體燃料中塑料橡膠制品、織物和纖維含量> 80wt%,灰分為25 土 2wt%，處理后的物料熱值高，有機物轉(zhuǎn)化率高，處理量小。固體燃料焚燒發(fā)電資源化利用或水泥制造業(yè)作為燃料使用，焚燒發(fā)電的煙氣余熱通入反應(yīng)倉，對生活垃圾進行加熱，以保持生活垃圾在35-40°C的溫度下進行生化反應(yīng)，焚燒發(fā)電產(chǎn)生的電能可以供給本發(fā)明處理過程中用電設(shè)備。
[0044]見圖1所示，本發(fā)明在磁選和破碎步驟以及強制接觸式處理與碳源利用步驟和固相物料脫水與生物自干燥步驟中所產(chǎn)生的臭氣均由臭氣負壓收集處理系統(tǒng)收集處理，達標后排放。
[0045]用本發(fā)明的城市生活垃圾綜合處理方法，將10噸生活垃圾經(jīng)磁選和破碎輸送反應(yīng)倉內(nèi)進行強制接觸式處理，反化反應(yīng)溫度控制在35°C?40°C，反應(yīng)進行2天，經(jīng)固相物料脫水后出料為5.2噸，含水率為33wt%，經(jīng)生物自干燥最終得到3.8噸固體燃料，固體燃料的含水率為18wt%，其塑料含量62.8wt%,可使生活垃圾快速減量化和穩(wěn)定化，有利于后續(xù)處理并能減輕對環(huán)境的影響。
【權(quán)利要求】
1.一種城市生活垃圾綜合處理方法，其特征在于:按以下步驟進行， ㈠、磁選和破碎步驟:包括 (I)、將接收的生活垃圾中金屬類磁性物通過磁選裝置進行分選、回收； ⑵、將磁選后的生活垃圾進行破碎，破碎后的生活垃圾其粒徑< 34_、密度控制在250-500kg/m3； ㈡、強制接觸式處理與碳源利用步驟:包括: (I)、將破碎后生活垃圾送入反應(yīng)倉內(nèi)，將帶有厭氧微生物的接種水通過復數(shù)個高壓噴頭從生活垃圾兩側(cè)噴射向生活垃圾上，接種水與生活垃圾強制接觸并達到水力攪拌和擾動，使生活垃圾在流化狀態(tài)下進行生化反應(yīng)，生化反應(yīng)結(jié)束后通過反應(yīng)倉內(nèi)的螺旋輸送機將固相物料排出； ⑵、生活垃圾在生化反應(yīng)過程所產(chǎn)生的有機液經(jīng)反應(yīng)倉底部的過濾格柵進入集液箱，將集液箱內(nèi)的有機液送至過濾裝置內(nèi)進行過濾，去除有機液中顆徑大于3mm的顆粒； ⑶、將過濾后的大部分有機液作為填埋場滲濾液生化處理單元碳源進行利用，余下部分回流進入有機液儲罐內(nèi)作為接種水，通過高壓切割污水泵及管路引至各噴頭； ㈢、固相物料脫水與生物自干燥步驟:包括 ⑴、將反應(yīng)倉排出的固相物料送入壓榨脫水裝置內(nèi)進行脫水，將物料的含水率控制在30-35wt%,擠壓出的有機液送到過濾裝置； ⑵、將脫水后的物料送至干燥倉內(nèi)，輸送機輸機將固相物料在干燥倉內(nèi)進行循環(huán)，安裝在干燥倉上的鼓風機進行強制通風，同時攪拌風機對干燥倉內(nèi)的氣流進行了攪拌，使空氣與脫水后的物料充分接觸，物料在干燥倉內(nèi)進行好氧降解反應(yīng)而進行自干燥，當物料含水率在15wt%-20wt%時，送至磁選裝置； ㈣、磁選和重力分選步驟:包括 ⑴、將自干燥后的物料送入磁選裝置，將物料中的金屬類磁性物通過磁選裝置進行分選、回收； ⑵、重力分選出物料中的惰性無機物，將分選后的物料作為固體燃料，物料的低位熱值控制在14000-16500kJ/kg，固體燃料焚燒發(fā)電資源化利用或水泥制造業(yè)作為燃料使用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的城市生活垃圾綜合處理方法，其特征在于:所述的反應(yīng)倉內(nèi)的生活垃圾的生化反應(yīng)溫度控制在35-40°C。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的城市生活垃圾綜合處理方法，其特征在于:所述的接種水與生活垃圾間歇強制接觸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的城市生活垃圾綜合處理方法，其特征在于:固體燃料中塑料橡膠制品、織物和纖維含量> 80wt%，灰分為25±2wt%.
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的城市生活垃圾綜合處理方法，其特征在于:所述經(jīng)過濾裝置排出的固相物料通過皮帶輸送機送入反應(yīng)倉內(nèi)再次進行反應(yīng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的城市生活垃圾綜合處理方法，其特征在于:在磁選和破碎步驟以及強制接觸式處理與碳源利用步驟和固相物料脫水與生物自干燥步驟中所產(chǎn)生的臭氣均由臭氣負壓收集處理系統(tǒng)收集處理，達標后排放。
【文檔編號】B09B5/00GK103551367SQ201310508626
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年10月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月24日
【發(fā)明者】王慶國, 張進鋒, 莊淵, 周麗燁, 浦燕新, 李月中, 胡鑫鑫, 徐立 申請人:江蘇維爾利環(huán)保科技股份有限公司