本發(fā)明涉城市垃圾處理技術(shù)領(lǐng)域，具體來說是以高濕混合城市垃圾為原料一次性制備衍生燃料RDF、生物有機(jī)肥和無機(jī)建材的方法。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)的垃圾處理方式中，衛(wèi)生填埋法：因占地面積大，處理費(fèi)用高，浪費(fèi)大量土地資源，而適用價(jià)值逐漸降低；堆肥法：因有機(jī)物的利用不完全，肥料成份復(fù)雜，減量化較小等因素，將逐步被淘汰；垃圾的焚燒因其具有的許多獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)將已成為城市生活垃圾無害化處理的主流。主要表現(xiàn)在：1、垃圾經(jīng)焚燒處理后，垃圾中的病原體徹底消滅，燃燒過程中產(chǎn)生的有害氣體和煙塵經(jīng)處理后達(dá)到排放要求，無害化程度高。2、垃圾經(jīng)焚燒后可減重80％，減容90％以上，減量效果好，節(jié)約大量土地。尾氣、熱能可充分回收和利用。

但受垃圾成分限制、焚燒裝置及熱電系統(tǒng)熱能輸出與回收率低、運(yùn)行費(fèi)用大、發(fā)電成本高、同時(shí)尾汽與爐渣排放環(huán)保指標(biāo)差、治理成本高等因素的影響，此技術(shù)的推廣應(yīng)用較為困難。

諸多國際通用的垃圾處理方法在國內(nèi)的眾多工程實(shí)踐中未取得良好的效果的原因?yàn)椋菏芟M(fèi)習(xí)慣和環(huán)保意識(shí)的影響，國外大多數(shù)國家的垃圾投放及收集方法均為分類接收，在進(jìn)入處理設(shè)施以前的垃圾，已被良好分類，同時(shí)受生活習(xí)慣的影響垃圾中的廚余及泔腳類物質(zhì)的量較少水分及易腐爛物質(zhì)較低，袋裝規(guī)范，已為綜合回收利用創(chuàng)造了良好條件。

而中國垃圾的收集方法均為混合接收，垃圾中的廚余及泔腳類物質(zhì)的量較高，水分及易腐爛物質(zhì)較高，袋裝不規(guī)范，原始垃圾幾乎為“袋中袋”形式投放，且袋內(nèi)物質(zhì)成分復(fù)雜無法分類，所以在環(huán)保工程領(lǐng)域內(nèi)我們通稱其為“高濕混合垃圾”，它具備以下特性：

①混合接收成分復(fù)雜，袋裝物含量高，一般方法無法正常有效分類；

②水分大：平均水分50％，極限水分高達(dá)70％；熱值低：廚余、渣土類含量較高，平均約占50％，分離與脫水難度較大，處理能耗較高；

③易腐敗物質(zhì)含量較高，處理不當(dāng)容易造成嚴(yán)重地二次污染，同時(shí)垃圾的回收利用產(chǎn)品的安全性及商品性較差，其典型成分見下表：

中國垃圾的典型成分統(tǒng)計(jì)列表(表一，單位：重量％)

以上成份列表以2005年，上海、南京、南寧、重慶四地典型成份含量取綜合值之結(jié)果。

綜上所述因常規(guī)的三種垃圾處理方法在中國實(shí)施均存在較大缺陷，所以在近幾年的研究和工程運(yùn)用實(shí)踐中，國內(nèi)出現(xiàn)了一些以垃圾為原料的制備衍生燃料，無機(jī)建材及陶粒的工藝和方法，意在更加地充分利用垃圾資源，更加完整地處理垃圾。

中國專利200510021985.7公布了一種城市垃圾焚燒爐顆粒燃料的制備方法：該工藝以中國高濕混合垃圾為原料，通過機(jī)械化分揀破碎去除硬性物質(zhì)后，所剩余部分全部經(jīng)粉碎脫水處理后擠壓成棒狀燃料。該燃料主要用于所有垃圾發(fā)電廠的原料預(yù)處理工序，由于是將高濕混合垃圾轉(zhuǎn)化為規(guī)格顆粒燃料，有效地提高了熱值，改變了垃圾燃燒方式，提高了垃圾熱電輸出能力40-50％，實(shí)現(xiàn)了垃圾處理的零填埋。但是，該技術(shù)主要用于所有垃圾發(fā)電廠的原料預(yù)處理工序，但由于垃圾發(fā)電項(xiàng)目投資大，處理能力大，所需垃圾量特別大，因此對(duì)于中小城市不適合使用，其適用范圍有限；加之所生產(chǎn)的燃料由于成分復(fù)雜，其保存和燃燒條件苛刻，不適用于普通工業(yè)鍋爐。

中國專利02128993.X公布了一種利用城市垃圾生產(chǎn)高熱值低污染的固體燃料的制備方法：該工藝以中國高濕混合垃圾為原料，通過多種方法分選后提取其中的膜、袋、片狀廢塑料，經(jīng)加熱聚縮成不規(guī)則條、塊形狀后粉碎成小顆粒，再與垃圾中分選出的竹木制品、化纖織物及果殼類物質(zhì)的粉碎物進(jìn)行混合和軋制，制成扁球狀燃料。該燃料熱值較高，潔凈度好，適用于普通工業(yè)鍋爐，產(chǎn)品適用范圍較寬。但是，該垃圾處理技術(shù)不完整，回收不徹底，約占總量70％的高濕易腐敗物質(zhì)未得到有效利用，剩余物質(zhì)按常規(guī)方法處理，成本高且易產(chǎn)生二次污染。

中國專利99101469.3公布了一種城市垃圾陶粒及其生產(chǎn)方法：以高濕混合垃圾為原料，經(jīng)過分揀，去除塑料、玻璃及其他堅(jiān)固物質(zhì)，通過烘干、風(fēng)選粉碎，根據(jù)垃圾的具體成分加入5-15％的粘土，攪拌均勻，制粒成球，然后烘干，焙燒膨化成陶粒。但是，該垃圾處理技術(shù)不完整，回收不徹底，大量含水超過50％的物質(zhì)存在，原料烘干成本較高，陶粒產(chǎn)品中有機(jī)質(zhì)較高，焙燒膨化后陶粒的強(qiáng)度較小，影響適用范圍，加之原料成分復(fù)雜，焙燒過程尾氣排放指標(biāo)較差，污染環(huán)境。

中國專利02109384.9公布了一種利用垃圾廢渣生產(chǎn)陶粒的生產(chǎn)工藝及其設(shè)備：以混合垃圾為原料之一，占總配料量的50-80％(視垃圾中有機(jī)質(zhì)含量而定)，垃圾通過篩選、粉碎，后與占總配料量的20-50％的粉煤灰(或頁巖)進(jìn)行互配攪拌均勻成粒后，焙燒膨化成陶粒。但是，垃圾作為陶粒生產(chǎn)原料之一，消耗量小，由于垃圾平均含水率高于50％，生產(chǎn)過程成本較高，加之原料成分復(fù)雜焙燒過程尾氣排放指標(biāo)較差，污染環(huán)境。

中國專利02112598.8公布了一種城市垃圾生產(chǎn)活性炭的方法及炭化爐：其基本工藝為先將城市生活垃圾經(jīng)粗破碎后再經(jīng)風(fēng)選、篩選、去除垃圾中的不可燃性物質(zhì)，然后將有機(jī)物質(zhì)部分經(jīng)切碎、破碎或粉碎，再烘干脫水至15-20％，此原料經(jīng)擠壓成塊料后進(jìn)入特殊結(jié)構(gòu)炭化爐炭化活化，制成活性炭(粗制品)。但是，該垃圾處理技術(shù)不完整，回收不徹底，垃圾中的不可燃性物質(zhì)未得到充分回收利用，大量含水超過50％的物質(zhì)直接烘干，原料烘干成本較高，垃圾分選工藝不完善，由于成品中一定量的無機(jī)成分存在，使活性炭產(chǎn)品品位低，市場適用范圍受限。

中國專利93114051.X公布了一種垃圾分類分離生產(chǎn)活性炭的方法：垃圾經(jīng)破碎機(jī)破碎、震動(dòng)篩選后進(jìn)行干燥處理，再進(jìn)行風(fēng)選、電磁選、電熱網(wǎng)捕捉等方法對(duì)已干燥垃圾進(jìn)行分選，經(jīng)上述過程得到的活性碳制作原料，經(jīng)粉碎后與鹽酸和氯化鋅溶液均勻混合，進(jìn)入炭活化工序處理得半成品，半成品通過洗滌渣土，漂氯處理，烘干粉碎后得符合國家標(biāo)準(zhǔn)的活性碳產(chǎn)品。但是，該垃圾處理技術(shù)不完整，回收不徹底，垃圾中的不可燃性物質(zhì)未得到有效回收利用，大量含水超過50％的物質(zhì)直接烘干，原料烘干成本較高，垃圾分選工藝不完善，分選過程工藝復(fù)雜，設(shè)備復(fù)雜，運(yùn)行成本高。

由于現(xiàn)有垃圾資源化工藝技術(shù)均存在各種技術(shù)缺陷，直接影響了其技術(shù)的推廣應(yīng)用和經(jīng)營效益，主要表現(xiàn)在：

1.技術(shù)集成性差，對(duì)垃圾只進(jìn)行選擇性回收，生產(chǎn)產(chǎn)品種類單一，受此限制，現(xiàn)有技術(shù)在工程運(yùn)用中均表現(xiàn)出，規(guī)模較小，回收成本高，垃圾分選后剩余物的處理處置費(fèi)用較高，生產(chǎn)過程產(chǎn)生二次污染，資源化和再利用水平低，環(huán)保項(xiàng)目不環(huán)保。

2.垃圾分類分選技術(shù)落后，造成此工序設(shè)備及勞動(dòng)力投入較大，分選效率低下，可利用物質(zhì)回收率低，純度低，增加產(chǎn)品生產(chǎn)成本，制成成品品質(zhì)低下，資源回收利用率低，很難體現(xiàn)回收效益。

3.對(duì)分選出的原材料的加工處理均采用先烘干后粉碎的工藝，生產(chǎn)過程能設(shè)備投入大，能耗較高，影響了技術(shù)的推廣應(yīng)用。

4.生產(chǎn)加工過程未考慮垃圾中各種病原性微生物對(duì)操作人員的潛在危險(xiǎn)，衛(wèi)生及安全條件差。

基于上述分析，針對(duì)中國高濕混合垃圾的特性，采用綜合治理技術(shù)對(duì)垃圾中不同的物質(zhì)進(jìn)行分類回收利用，生產(chǎn)出不同的工業(yè)產(chǎn)品，將垃圾處理徹底的無害化、資源化已經(jīng)成為垃圾處理技術(shù)的重點(diǎn)研究和發(fā)展方向。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)而提供一種綜合處理高濕混合城市垃圾的方法，即以之為原料一次性制備衍生燃料RDF、生物有機(jī)肥和無機(jī)建材的方法，充分利用垃圾資源、降低環(huán)境污染和能耗、徹底實(shí)現(xiàn)垃圾處理無害化。

經(jīng)過長期的研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)于中國的高濕混合城市垃圾，其處理的難點(diǎn)在于如何分類，如何分好類，只有在分類的前提下，才可能實(shí)現(xiàn)垃圾的充分有效利用，為此，本發(fā)明提出了如下分類的技術(shù)方案：

本發(fā)明根據(jù)中國高濕混合城市生活垃圾的特點(diǎn)首先進(jìn)行有效的分類，然后根據(jù)已分類物質(zhì)的特性采用不同的工藝方法，使之完全的資源化，最終輸出產(chǎn)品為三種：1、適合于任何燃燒過程中空氣過剩系數(shù)大于1.5的工業(yè)鍋爐的衍生燃料RDF；2、適合于農(nóng)業(yè)且達(dá)到國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的生物有機(jī)肥；3、作為新型建材和適合于多種行業(yè)使用的無機(jī)建材。

本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下：

以垃圾為原料制備衍生燃料RDF、生物有機(jī)肥和無機(jī)建材的方法，它包括垃圾的分選和破碎、滾筒篩選，還包括如下步驟：

(1)衍生燃料RDF的制備：

(1-1)半濕粉碎和烘干：將經(jīng)過滾筒篩選的篩上物進(jìn)行二次半濕粉碎后至塊度≤40mm的塊狀物，然后再對(duì)塊狀物進(jìn)行烘干至含水量≤20％以下即得衍生燃料RDF的原料；

(1-2)造粒：向上述粒徑≤40mm的塊狀物中添加相當(dāng)于垃圾塊料重量4-7％的助劑，混合均勻后再進(jìn)行擠壓造粒，形成垃圾顆粒料；

(1-3)烘干：將上述垃圾顆粒料在100-200℃之間烘干，至含水量≤20％，即得衍生燃料RDF；

(2)將經(jīng)過滾筒篩選的篩下物在發(fā)酵槽內(nèi)進(jìn)行生物發(fā)酵脫水，每天按1-3立方米空氣/每立方米物料通入空氣，在60℃-70℃溫度下深度曝氣翻推，發(fā)酵處理16-19天，直至篩下物含水量≤30％為止；

(3)二次篩選：將經(jīng)過生物發(fā)酵脫水后的篩下物通過6-10目的篩網(wǎng)進(jìn)行二次篩選，得到二次篩上物和二次篩下物；

(3-1)制備無機(jī)建材：

(3-1-1)汽流風(fēng)選：對(duì)篩分出的二次篩上物進(jìn)行汽流風(fēng)選，得到輕質(zhì)部分即為含碳純度達(dá)91％以上、含水量為30％的無機(jī)建材原料；

(3-1-2)半濕粉碎：用半濕粉碎機(jī)將水份含量在30-35％的無機(jī)建材原料半濕粉碎至6-40目；

(3-1-3)活化劑的添加及攪拌：利用筒式攪拌槽將粉碎后的無機(jī)建材原料與活化劑混合，按無機(jī)建材100克∶活化劑300-400ml拌勻混和成下一步需加工的原料；其中活化劑的制備方法為：鋅渣或鋅灰混和后，加入鹽酸置換至PH為3-4時(shí)，取波美度38-42°的液體制成氯化鋅活化劑；

(3-1-4)炭活化：用立式回轉(zhuǎn)碳活化爐將上述原料炭活化，去除其中的氯化鋅和大部分氯化氫，當(dāng)尾汽中氯化鋅波美度位0度時(shí)，炭活化過程結(jié)束，得活化后的無機(jī)建材；

(3-1-5)酸洗脫泥：利用筒式攪拌器將出炭活化爐物料按活化炭重量的10-18％加入鹽酸，以95℃以上熱水(熱水加熱源于上工序水冷卻過程對(duì)氯化鋅廢氣冷卻處理)進(jìn)行酸煮7-9小時(shí)，再將活化炭轉(zhuǎn)入塵沙攪拌器內(nèi)，使碳、沙分離，沙泥沉入桶底排出；

(3-1-6)漂氯：利用筒式攪拌器將酸洗脫泥的活化炭在不斷補(bǔ)充水的情況下攪動(dòng)漂氯至溶液PH值為6-7，去除活化炭中的氯化氫；

(3-1-7)離心脫水：利用三足式離心機(jī)將經(jīng)漂氯合格之碳入進(jìn)行離心脫水，將其水分降至55％以下；

(3-1-8)無機(jī)建材烘干：利用旋風(fēng)式汽流干燥機(jī)將離心脫水后的物料通過密封螺旋送入干燥塔內(nèi)，以鼓風(fēng)機(jī)鼓入潔凈熱風(fēng)對(duì)物料加熱干燥，在旋風(fēng)分離器和布袋捕集器捕集120目之上成品無機(jī)建材，未被收集的為120目以下的粗炭；

(3-1-9)粗碳的研磨破碎：利用瓷球球磨機(jī)將120目以下的粗碳在球磨機(jī)中，瓷球球磨2-6小時(shí)達(dá)120-140目，得成品無機(jī)建材。

(3-2)將經(jīng)過生物發(fā)酵脫水后的篩下物通過6-10目的篩網(wǎng)進(jìn)行二次篩選，篩分出的二次篩下物無機(jī)物含量≥80％，即為生物有機(jī)肥原料；

(3-2-1)原料的研磨粉碎：利用雷蒙磨將生物有機(jī)肥原料加工至粒度160-240目；

(3-2-2)攪拌均質(zhì)處理：利用連續(xù)性雙軸攪拌機(jī)將160-240目生物有機(jī)肥原料攪拌均質(zhì)，同時(shí)可以根據(jù)情況適時(shí)添加一些功能性物質(zhì)；

(3-2-3)擠壓成型造粒；利用滾筒式擠壓造粒機(jī)對(duì)已攪拌的原料進(jìn)行矯形滾圓，得到直徑為4-25mm顆粒原料；

(3-2-4)燒結(jié)處理：利用滾筒式干燥燒結(jié)一體機(jī)對(duì)已擠壓成型顆粒進(jìn)行烘干燒結(jié)，烘干溫度為900-1100℃，烘干后進(jìn)入燒結(jié)過程的物料水分4-7％，燒結(jié)溫度為900-1100℃；

(3-2-5)冷卻處理單元：利用滾筒式冷卻機(jī)，將溫度900-1100℃的生物有機(jī)肥，在微負(fù)壓條件下冷卻11-13分鐘，即得生物有機(jī)肥產(chǎn)品。

其中，在(1-2)造粒步驟中所添加的助劑是氧化鈣、碳酸鈣或熟石灰其中的任意一種，形成的垃圾顆粒料的粒徑為20-30mm、長度為40～100mm，含水量≤36％；

其中，在(1-3)烘干步驟中所采用的溫度為150℃；

其中，為了更好地利用資源，經(jīng)過(3-1-1)汽流風(fēng)選后的重質(zhì)部分為生物有機(jī)肥原料，與(3-2)中的生物有機(jī)肥原料合并使用。

需要說明的是，垃圾的分選和破碎、滾筒篩選是常規(guī)的對(duì)垃圾進(jìn)行先期分類的公知技術(shù)。

垃圾的分選和破碎一般是采用機(jī)械式分選和破碎，基本的要求是保證破袋率≥95％，出料塊度≤100mm，自動(dòng)分揀出磚頭、瓦礫、金屬、電池等硬性物料及皮具、衣服等大件物品。

滾筒篩選是對(duì)經(jīng)過分選和破碎后剩余的含水量達(dá)50％破碎垃圾在特制的滾筒篩中進(jìn)行篩選的過程，它將垃圾分類成篩上物和篩下物兩部分，其中篩上物的典型構(gòu)成為：

通過上述處理后的篩上物的典型成分列表(表二，單位：重量％)

通過上述處理后的篩下物的典型成分列表(表三，單位：重量％)

可以明顯看出，篩上物具有如下特征：

主要為紙、塑料及其他高發(fā)熱值的不易降解的物質(zhì)，約占總量的21.45％，綜合水分40％左右，除粘附渣土外基本不含廚余垃圾及易發(fā)酵腐敗物質(zhì)，上述物質(zhì)具有以下特點(diǎn)：

①.不能進(jìn)行堆肥處理，在發(fā)酵過程無法降解，帶入成品堆肥后造成土壤二次污染；

②.直接回收價(jià)值量小，難于徹底分類，綜合水分40％保存及使用衛(wèi)生條件差，直接回收不能完全利用，回收率低；

③.熱值含量高，絕干物質(zhì)的平均發(fā)熱值高于4500Kcal/kg；

④.具備生產(chǎn)潔凈衍生燃料RDF生產(chǎn)的良好原料條件，主要表現(xiàn)在：高濕混合城市生活垃圾焚燒過程中的二噁英類物質(zhì)生成的前趨物為含氯物質(zhì)，根據(jù)中國人的消費(fèi)習(xí)慣其主要來源于廚余垃圾中殘存的食鹽，通過篩選后可以實(shí)現(xiàn)含氯物質(zhì)的最大減量化。

這些特征表明，篩上物具備了作為衍生燃料RDF的特性，但是其粒度較大、含水量也較高，還必須經(jīng)過本發(fā)明提供的方法處理后才能達(dá)到衍生燃料RDF的要求；

二次半濕粉碎是指在物料水分高于30％的情況下，對(duì)物料不需作烘干處理直接進(jìn)行粉碎加工，目的是將上述篩上物在含水量較高(40％)的情況下粉碎成塊度≤40mm的塊狀物，利于后續(xù)的烘干和加工；

再對(duì)上述塊度≤40mm的塊狀物進(jìn)行烘干，可以采用多種烘干方式，一般是采用專用的高效煙汽式攪拌干燥機(jī)，在250-300℃下烘干至含水量≤20％以下，然后再向上述粒徑≤40mm的塊狀物中添加垃圾塊料重量4-7％的助劑，這些助劑可以是氧化鈣、碳酸鈣或熟石灰其中的任意一種，混合均勻后再進(jìn)行擠壓造粒，形成垃圾顆粒料，最后將上述垃圾顆粒料在100℃的溫度下烘干，至含水量≤20％為止，即得衍生燃料RDF。

根據(jù)篩下物的典型成分可以看出，篩下物具有如下特性：

篩下物約占總量的77.5％，為四類物質(zhì)構(gòu)成：

①廚余、果皮、菜根、等易腐敗的物質(zhì)；

②渣土(含已破碎硬性物質(zhì))；

③紙屑、花生瓜子殼、中藥渣、茶葉渣、樹葉枯枝等纖維類物質(zhì)的混合物；

④殘余的塑料及破布類物質(zhì)。

成分分析結(jié)果為：①廚余、果皮、菜根、等易腐敗的物質(zhì)占篩下物質(zhì)量分率的50％，平均水分70％；②渣土(含已破碎硬性物質(zhì))占篩下物質(zhì)量分率的23.5％，平均水分30％；③紙屑、花生瓜子殼、中藥渣、茶葉渣、樹葉枯枝等纖維類物質(zhì)占篩下物質(zhì)量分率的25％，平均水分55％；④殘余的塑料及破布類物質(zhì)占篩下物質(zhì)量分率1.5％，平均水分15％。

以上物質(zhì)具有如下特征：組分①因含大量不飽和脂肪酸及蛋白類物質(zhì)，水分較大極易發(fā)酵，在好氧條件下發(fā)酵溫度高，高溫持續(xù)時(shí)間長具有較強(qiáng)的水分蒸發(fā)能力，發(fā)酵完成產(chǎn)物為腐殖酸類物質(zhì)和部分長纖維，是生產(chǎn)多孔膨脹陶粒的良好起泡劑；組分②渣土(含已破碎硬性物質(zhì))中含有50％左右的煤渣其余為塵土與陶瓷、石質(zhì)物質(zhì)的混合物，其組分完全具備生產(chǎn)孔膨脹陶粒的骨架材料條件；組分③由于大量纖維質(zhì)成分(占決干物質(zhì)質(zhì)量分率的90％)的存在，具有生產(chǎn)木質(zhì)活性炭的良好條件，④殘余的塑料及破布類物質(zhì)占篩下物質(zhì)量分率1.5％，因含量低通過后工序處理分散到兩類產(chǎn)品的生產(chǎn)原料中對(duì)后續(xù)加工不會(huì)造成較大影響。其中，四類物質(zhì)綜合水分50-60％。在此情況下常規(guī)方法很難進(jìn)行分離、分選。原因?yàn)椋孩偎指呶锪现g相互粘連，在篩分設(shè)備中容易粘連抱團(tuán)，加之廚余、果皮、菜根、等易腐敗的物質(zhì)未被分解時(shí)顆粒度與紙屑、花生瓜子殼、中藥渣、茶葉渣、樹葉枯枝等纖維類物質(zhì)顆粒度相當(dāng)無法分離，如采用篩分方法容易堵塞篩孔，效率低下，分離率不足60％。②在高含水情況下四種物質(zhì)堆比重差距較小，流動(dòng)性差，不能采用風(fēng)選進(jìn)行分離。其次，該篩下物中還含有大量病原性微生物，十分容易影響操作者的健康。

因此，采用常規(guī)的分離方法是無法將這兩類原料進(jìn)行有效分離的，必須找到一種行之有效的辦法將其中的水分含量降低和殺滅病原性微生物，為此，本發(fā)明提供了如下方法-對(duì)篩下物進(jìn)行生物發(fā)酵脫水：經(jīng)好氧高溫發(fā)酵，可以脫除大量水分，在深度曝汽翻堆的條件下，通過16-19天的發(fā)酵處理后其原料的含水率降至35％以下；廚余、果皮、菜根完全腐熟，所有病原性微生物全部喪失活性，原料的加工及安全性能較好。同時(shí)由于原始垃圾有效的分揀破碎和嚴(yán)格的篩分處理，其殘余的塑料及破布類物質(zhì)的含量低于2％，滿足后工序原料要求。

對(duì)經(jīng)過生物發(fā)酵脫水處理后的篩下物，其分離就變得簡單易行了。由于此階段原料的含水率在35％以下，所以通過6-10目的篩網(wǎng)即可將煤灰、渣土及已腐熟的大量泔腳類、動(dòng)物類等物質(zhì)分離成為二次篩下物；二次篩上物主要為纖維、已粉碎廢紙屑、花生瓜子殼、中藥渣、茶葉渣、樹葉枯枝等長纖維物質(zhì)及少量粘服泥土及小塊玻璃、陶瓷等硬性物料。

其中，對(duì)篩分出的二次篩上物的特性進(jìn)行分析，它包括這些特性：篩上物占原始垃圾總量13-18％左右，纖維、已粉碎廢紙屑、花生瓜子殼、中藥渣、茶葉渣、樹葉枯枝等長纖維物質(zhì)占15-17％；粘服泥土及小塊玻璃、陶瓷等硬性物料占1-3％。由以上成分分析可以看出其中85％以上的物質(zhì)為長纖維物質(zhì)，剔出粘服泥土及小塊玻璃、陶瓷等硬性物料具備生產(chǎn)木質(zhì)活性炭的條件，所以按以下步驟進(jìn)行處理，可以生產(chǎn)適合于多種行業(yè)使用的達(dá)到國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的無機(jī)建材：

對(duì)二次篩上物進(jìn)行氣流風(fēng)選，將經(jīng)過生物發(fā)酵脫水后的篩下物通過6-10目的篩網(wǎng)進(jìn)行二次篩選，對(duì)篩分出的二次篩上物進(jìn)行氣流風(fēng)選，即根據(jù)物料堆比重和粒度分布特點(diǎn)，氣流分選裝置中空氣平流速度在5-6米/秒，進(jìn)汽壓力200mm水柱；氣流分選裝置箱體內(nèi)固形物填充率低于20％的情況下，可以從漂浮物中沉降得到的輕質(zhì)部分即為含碳純度達(dá)90％以上，含水35％的活性碳原料，沉積在氣流分選裝置箱體內(nèi)的重質(zhì)部分為小塊玻璃、陶瓷等；其中，被分離的重質(zhì)物質(zhì)由于含有大量的硅元素，是制備生物有機(jī)肥的上等原料；然后將活性碳原料進(jìn)行依次粉碎、添加活化劑、炭活化、酸洗脫泥、漂氯、離心脫水、活性碳烘干、粗炭的研磨破碎，得到高質(zhì)量的無機(jī)建材產(chǎn)品。

對(duì)二次篩下物進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)其有如下特性：二次篩下物為煤灰，渣土及已腐熟的大量泔腳類、動(dòng)物類等物質(zhì)，還可加上垃圾分類系統(tǒng)回收硬性物質(zhì)，及無機(jī)建材生產(chǎn)過程中風(fēng)選所產(chǎn)生的硬性物質(zhì)回收，三部分匯集后構(gòu)成為：無機(jī)含量占80％(陶瓷、玻璃、石質(zhì)物料等物質(zhì)占)；有機(jī)成分占20％；通過典型成分可以看出此類物質(zhì)占原生垃圾總量的10-11％。上述物質(zhì)的成分完全符合國內(nèi)常規(guī)生物多孔陶粒生產(chǎn)用原料指標(biāo)，具備生產(chǎn)生物多孔陶粒的條件，所以作為新型建材和適合于多種行業(yè)使用的多孔生物有機(jī)肥原料使用。

需要說明的是，將上述三種原料分別加工成衍生燃料RDF產(chǎn)品、活性碳產(chǎn)品、多孔生物有機(jī)肥產(chǎn)品的方法可以采用背景技術(shù)中對(duì)應(yīng)的方法，也可以是其它未在本申請(qǐng)中提及的公知的方法，只要能夠獲得相應(yīng)的原料，將這些原料加工成相應(yīng)的產(chǎn)品的方法是很多的，但是，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是經(jīng)過檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)后的最優(yōu)選的技術(shù)方案。

本發(fā)明相比于現(xiàn)有技術(shù)有如下優(yōu)點(diǎn)：

由于本發(fā)明采用了分選破碎、滾筒篩選等常規(guī)分離步驟，加上特殊的生物發(fā)酵脫水技術(shù)，再輔以二次篩選，即可一次性地將高濕混合城市垃圾分離成三種符合加工要求的原料，通過各自的加工方法，可以得到三種產(chǎn)品：一是高品位的商品性和安全性極好的衍生燃料RDF；二、是適合于多種行業(yè)使用的達(dá)到國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的無機(jī)建材產(chǎn)品；三、作為新型建材和適合于多種行業(yè)使用的多孔生物有機(jī)肥產(chǎn)品。在整個(gè)處理過程當(dāng)中基本實(shí)現(xiàn)零填埋，處理過程基本無二次污染物產(chǎn)生，既體現(xiàn)良好的環(huán)保效益又得到極大的回收利潤，是一項(xiàng)重要技術(shù)突破。其次，將汽流風(fēng)選后的重質(zhì)部分作為生物有機(jī)肥原料，更加充分地利用了資源，使整個(gè)垃圾分離的工藝得到了完善，實(shí)現(xiàn)了無害化處理垃圾的目標(biāo)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的工藝流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。

實(shí)施例1：以垃圾為原料制備衍生燃料RDF、生物有機(jī)肥和無機(jī)建材的方法，包括如下步驟：

一、垃圾的分選和破碎：對(duì)高濕混合城市垃圾進(jìn)行有效的機(jī)械化分揀和破碎，保證破袋率≥95％，出料塊度≤100mm，自動(dòng)分揀出磚頭、瓦礫、金屬、電池等硬性物料及皮具、衣服等大件物品，其中皮具、衣服等大件物品經(jīng)大件破碎處理后返回系統(tǒng)二次破碎；

二、滾筒篩選：是對(duì)經(jīng)過分選和破碎后剩余的含水量達(dá)50％破碎垃圾在特制的滾筒篩中進(jìn)行篩選的過程，它將垃圾分類成篩上物和篩下物兩部分，其中篩上物的典型構(gòu)成為：

通過上述處理后的篩上物的典型成分列表(表四，單位：重量％)

通過上述處理后的篩下物的典型成分列表(表五，單位：重量％)

三、制備衍生燃料RDF：通過滾筒篩選可以實(shí)現(xiàn)篩上物垃圾水分降低10個(gè)百分點(diǎn)，平均水分含量為40％，同時(shí)由于易腐敗物質(zhì)的去除保證了燃料的熱值及保存時(shí)間、適用范圍與安全性。

但是篩上物粒度相對(duì)較大，在干燥機(jī)內(nèi)易纏繞且物料脫水表面積相對(duì)較小，不利于烘干和造粒，因此將經(jīng)過滾筒篩選的篩上物進(jìn)行二次半濕粉碎后至塊度≤40mm的塊狀物，然后進(jìn)行烘干，可以采用多種烘干方式，一般是采用專用的高效煙汽式攪拌干燥機(jī)，在250-300℃下烘干至含水量≤20％以下，即得衍生燃料RDF原料。為充分利用資源，高效煙汽式攪拌干燥機(jī)的熱源最好采用自產(chǎn)燃料進(jìn)行燃燒供給。

將上述衍生燃料RDF原料制備成成品的方法是：向上述粒徑≤40mm的垃圾塊料中添加垃圾塊料重量3％的氧化鈣，混合均勻后再進(jìn)行擠壓造粒，形成粒徑為20mm、長度為40～100mm的垃圾顆粒料；然后再將上述垃圾顆粒料在100℃的溫度下烘干，至含水量≤20％為止，即得衍生燃料RDF成品，該工序采用特殊結(jié)構(gòu)的沸騰干燥冷卻一體機(jī)完成。

通過上述過程制備的衍生燃料RDF，具備如下特點(diǎn)：

1.燃料的安全性商品性極好：由于垃圾中的廚余等物質(zhì)的去除燃料具有良好的保存和使用性能。常溫下可以保證1年左右的儲(chǔ)存期，不粉化和二次發(fā)酵。同時(shí)由于含氯物質(zhì)的最大減量化，燃燒生成二噁英類物質(zhì)的產(chǎn)生量極小，著火點(diǎn)低，燃燒充分排渣量低于15％，排渣熱灼減率低于3％，可以直接作為建材原料，尾氣指標(biāo)優(yōu)于普通無煙煤的燃燒尾汽排放，適合于任何燃燒過程中空氣過剩系數(shù)大于1.5的工業(yè)鍋爐；

2、有效提高發(fā)熱值：試驗(yàn)證明，低位發(fā)熱值1100Kcal/kg的垃圾，經(jīng)上述過程加工后熱值可達(dá)3000Kcal/kg；

3、熱值穩(wěn)定：經(jīng)上述加工后的衍生燃料RDF，熱值基本一致，確保了鍋爐的運(yùn)行穩(wěn)定性；

4、由于燃燒條件改善，輸出有效利用熱能利用率高于70％；既體現(xiàn)環(huán)保效益，又最大限度實(shí)現(xiàn)回收效益。

采用本發(fā)明所制備的衍生燃料RDF與城市垃圾在焚燒爐中燃燒相比各項(xiàng)參數(shù)如下表：這些參數(shù)按2002年8月光明日?qǐng)?bào)出版社出版的《城市垃圾管理與處理處置技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范應(yīng)用實(shí)務(wù)全書》，p804-805第五節(jié)，主要技術(shù)參數(shù)和經(jīng)濟(jì)參數(shù)的內(nèi)容確定的：

總之，通過本發(fā)明所提供的方法制備好衍生燃料RDF后，再進(jìn)行焚燒，是改變現(xiàn)有焚燒爐工作狀況的最佳途徑，同時(shí)減小了垃圾焚燒處理對(duì)原料、熱值及水份的要求，提高了焚燒法處理垃圾的適用范圍，減小能耗及成本，提高處理能力和熱能輸出，并極大降低尾氣所造成之二次污染，是一項(xiàng)重要技術(shù)突破，此外，利用該技術(shù)可將現(xiàn)已停產(chǎn)的焚燒爐重新啟動(dòng)使用，極大地節(jié)約了投資。

四、篩下物生物發(fā)酵脫水：將經(jīng)過滾筒篩選的篩下物再發(fā)酵槽內(nèi)進(jìn)行生物發(fā)酵脫水，深度曝氣翻推，發(fā)酵處理16-19天，直至篩下物含水量≤30％為止；其中，通氣量的調(diào)節(jié)是根據(jù)溫度及水分變化情況進(jìn)行的。物料進(jìn)入發(fā)酵過程第1-3天為發(fā)酵過程升溫段，發(fā)酵槽內(nèi)溫度由常溫升至75℃，為提高好氧菌種的繁殖速度，充氧量應(yīng)控制在菌種繁殖所需氧氣范圍，每天需按1立方米空氣/每立方米物料通入空氣；物料進(jìn)入發(fā)酵過程第3-10天為發(fā)酵過程恒溫段，此階段發(fā)酵槽內(nèi)溫度保持在60℃-70℃，為保證好氧菌種的活性及繁殖率，加速蒸發(fā)水分，有效殺滅各種病原性微生物，每天需按3立方米空氣/每立方米物料通入空氣；在物料進(jìn)入發(fā)酵過程第10-15天為發(fā)酵過程降溫段，發(fā)酵槽內(nèi)溫度由60℃-70℃降至常溫，為保證降溫速度，加速蒸發(fā)水分，每天需按0.8立方米空氣/每立方米物料通入空氣；

五、無機(jī)建材的制備：將經(jīng)過生物發(fā)酵脫水后的篩下物通過6-10目的篩網(wǎng)進(jìn)行二次篩選，對(duì)篩分出的二次篩上物進(jìn)行氣流風(fēng)選，即根據(jù)物料堆比重和粒度分布特點(diǎn)，氣流分選裝置中空氣平流速度在5-6米/秒，進(jìn)汽壓力200mm水柱；氣流分選裝置箱體內(nèi)固形物填充率低于20％的情況下，可以從漂浮物中沉降得到的輕質(zhì)部分即為含碳純度達(dá)90％以上，含水35％的活性碳原料，沉積在氣流分選裝置箱體內(nèi)的重質(zhì)部分為小塊玻璃、陶瓷等。

將上述無機(jī)建材原料制成成品的方法是：

1、粉碎：用半濕粉碎機(jī)對(duì)活性碳原料水份在30-35％的情況下，半濕粉碎至6-40目；

2、活化劑的添加及攪拌：利用筒式攪拌槽將粉碎后的無機(jī)建材原料與活化劑混合，按無機(jī)建材100克∶活化劑300-400ml拌勻混和成下一步需加工的原料；其中活化劑的制備方法為：鋅渣或鋅灰混和后，加入鹽酸置換至PH為3-4時(shí)，取波美度38-42°的液體制成氯化鋅活化劑；

3、炭活化：用立式回轉(zhuǎn)碳活化爐將上述原料炭活化，爐體上端有大量含氯化鋅廢氣上揚(yáng)收入冷卻塔，在冷卻至300℃以下時(shí)成粘狀液體下落入氯化鋅液貯斗之內(nèi)，又在冷凝塔頂端裝以冷水噴霧，把50℃以下的氯化氫水蒸氣冷卻成霧，隨水落入斜形百頁窗板流入廢水池內(nèi)，活化碳轉(zhuǎn)入回收氯化鋅至尾汽波美度0度活化過程結(jié)束，得活化后的活化炭；

4、酸洗脫泥：利用筒式攪拌器將出炭活化爐物料按活化炭重量的10-18％加入鹽酸，以95℃以上熱水(熱水加熱源于上工序水冷卻過程對(duì)氯化鋅廢氣冷卻處理)進(jìn)行酸煮7-9小時(shí)，再將活化炭轉(zhuǎn)入塵沙攪拌器內(nèi)，使碳、沙分離，沙泥沉入桶底排出；

5、漂氯：利用筒式攪拌器將酸洗脫泥的活化炭在不斷補(bǔ)充水的情況下攪動(dòng)漂氯至溶液PH值為6-7，去除活化炭中的氯化氫；

利用筒式攪拌器將活化炭輕隨水在攪動(dòng)下漂氯，流出之水與上述廢水合并入沉淀池，充分沉淀后取上清液計(jì)量入中和反應(yīng)糟內(nèi)，加石灰等沉淀劑充分反應(yīng)沉淀，得上清液，按十萬分之三即每噸廢水下30-100克活性碳吸附后，再砂濾得清水能達(dá)用水標(biāo)準(zhǔn)供生產(chǎn)上循環(huán)使用；

6、離心脫水：利用三足式離心機(jī)將經(jīng)漂氯合格之碳入進(jìn)行離心脫水，將其水分降至55％以下，所產(chǎn)生的水返回沉淀池，二次循環(huán)利用；

7、活性碳烘干：利用旋風(fēng)式汽流干燥機(jī)將離心脫水物料通過密封螺旋送入干燥塔內(nèi)，以鼓風(fēng)機(jī)鼓入潔凈熱風(fēng)對(duì)物料加熱干燥，在旋風(fēng)分離器和布袋捕集器捕集120目之上的為成品無機(jī)建材，未被收集的為120目以下的粗碳；

8、粗碳的研磨破碎：利用瓷球球磨機(jī)將120目以下的粗碳通過旋風(fēng)分離器落入貯倉中，開閘流入20-25轉(zhuǎn)/分的球磨機(jī)中，瓷球球磨2-6小時(shí)達(dá)120-140目，得成品無機(jī)建材。

本方法制備的無機(jī)建材產(chǎn)品具有如下特性：

因國內(nèi)生產(chǎn)無機(jī)建材的主要原料以煤為主，所以煤質(zhì)顆粒無機(jī)建材的國家標(biāo)準(zhǔn)較完善，木質(zhì)無機(jī)建材的生產(chǎn)均為參照?qǐng)?zhí)行，只是規(guī)定了相關(guān)的檢測方法為便于對(duì)照現(xiàn)將產(chǎn)品主要控制指標(biāo)進(jìn)行比較。

回收溶劑用煤質(zhì)顆粒無機(jī)建材(GB7701.2-87)主要技術(shù)指標(biāo)與本工藝產(chǎn)品指標(biāo)對(duì)比列表

六、生物有機(jī)肥原料的制備：將經(jīng)過生物發(fā)酵脫水后的篩下物通過6-10目的篩網(wǎng)進(jìn)行二次篩選，篩分出的二次篩下物無機(jī)物含量≥80％，即為生物有機(jī)肥原料；為了更好地利用資源，可將在活性碳原料制備中的氣流風(fēng)選后的重質(zhì)部分作為生物有機(jī)肥原料。

將上述生物有機(jī)肥原料制備成生物有機(jī)肥產(chǎn)品，可以采用多種方法，如：

1、原料的研磨粉碎：利用雷蒙磨將生物有機(jī)肥原料加工至粒度160-240目；

2、攪拌均質(zhì)處理：利用連續(xù)性雙軸攪拌機(jī)將160-240目生物有機(jī)肥原料攪拌均質(zhì)，同時(shí)可以根據(jù)情況適時(shí)添加一些功能性物質(zhì)，如加入提高強(qiáng)度的硅酸鹽類；

3、擠壓成型造粒：利用滾筒式擠壓造粒機(jī)將已攪拌均質(zhì)的原料進(jìn)行矯形滾圓，以保證產(chǎn)品的良好燒結(jié)性能，制成直徑為4-25mm顆粒原料；

4、燒結(jié)處理：利用滾筒式干燥燒結(jié)一體機(jī)對(duì)已擠壓成型顆粒進(jìn)行烘干燒結(jié)，此過程烘干和燒結(jié)操作形成一體化操作，筒體前端為烘干段，高溫900-1100℃煙汽由筒體中部噴入，尾汽抽吸位于筒體前端，目的是充分利用燒結(jié)過程所產(chǎn)生的余熱，烘干后進(jìn)入燒結(jié)過程的物料水分4-7％，燒結(jié)溫度900-1100℃；

5、冷卻處理單元：利用滾筒式冷卻機(jī)；將溫度900-1100℃的燒結(jié)后的原料，在微負(fù)壓條件下進(jìn)行冷卻處理至常溫后進(jìn)行包裝，冷卻過程為保證陶粒不開裂，冷卻時(shí)間應(yīng)保證11-13分鐘，即得生物有機(jī)肥產(chǎn)品。

該生物有機(jī)肥產(chǎn)品具備如下特性：

粉煤灰陶粒(國家標(biāo)準(zhǔn)GB 2838-81)主要性能指標(biāo)與本工藝產(chǎn)品指標(biāo)對(duì)比