混合固體廢棄物的機械化分離以及可再利用產品的回收的制作方法
【專利摘要】本方法和系統從混合固體廢棄物流中有效地提取可再利用物料。本方法和系統利用篩分、密度和維度分離以產生富含特定的可再利用物料的中間流?？稍倮梦锪先缓罂梢岳脵C械化分選設備從單獨的中間流中進行有效地分選。
【專利說明】混合固體廢棄物的機械化分離以及可再利用產品的回收
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請要求于2011年8月30日提交的名稱為“混合固體廢棄物的機械化分離以及可再利用產品的回收(MECHANIZED SEPARATION OF MIXED SOLID WASTE AND RECOVERYOF RECYCLABLE PRODUCTS ) ”的美國專利申請N0.13/221，637的優(yōu)先權，上述申請要求于2010年11月24日提交的名稱為“混合固體廢棄物的機械化分離以及可再利用產品的回收(MECHANIZED SEPARATION OF MIXED SOLID WASTE AND RECOVERY OF RECYCLABLEPRODUCTS)”的美國臨時申請61/417，216的權益，上述申請的公開內容在此通過參弓I全部合并到本文中。
【背景技術】
[0003]1.本發(fā)明的【技術領域】
[0004]本發(fā)明涉及一種用于從例如但不限于城市固體廢棄物的固體廢棄物流回收可再利用物料的系統和方法。
[0005]2.相關技術
[0006]商業(yè)、工業(yè)和居民產生大量的丟棄產品和廢棄產品(B卩，城市固體廢棄物)，這些丟棄產品和廢棄產品需要以環(huán)境友好的方式被處理和處置。通常，城市固體廢棄物(后文中稱為“MSW”)已經通過填埋或焚燒被處置。然而，這些廢棄產品處置方法會對土壤、水和空氣造成污染。環(huán)境限制以及住房對于土地使用的需求已經減小了可用于垃圾填埋的場地的數量。
[0007]響應于此，政府和公眾已經呼吁，應當盡一切可能利用循環(huán)系統來保存物料資源并且減少污染問題。已經做出努力來從廢棄物料中回收有價值的資源，例如玻璃、塑料、紙、鋁和黑色及有色金屬。例如，要求許多城市中的家庭將他們的垃圾分類為可再利用(例如，紙、塑料容器、金屬容器和玻璃容器)和不可再利用垃圾。然而，不遵守規(guī)定和錯誤地遵守規(guī)定的比率較高。一些人完全不對其垃圾進行分類，其他人錯誤地分類，這使得可再利用物料分流到廢棄物流內，或者使得廢棄物料污染了可再利用物料流。不遵守或錯誤地遵守規(guī)定降低了與操作設計用于處理的預先分選廢棄物的循環(huán)系統相關的效率并且增加了與操作該系統相關的成本。
[0008]一些循環(huán)系統試圖通過嘗試從混合廢棄物回收可再利用物料而避免預先分選廢棄物的問題。然而，許多這些系統都傾向于高度勞動密集地操作，而提供相對較低的可再利用物料的回收率。
[0009]許多再循環(huán)系統的能量平衡低于一般水平，或者，在一些情形中，能量平衡為負。一些再循環(huán)系統的效率非常低，以致于對可再利用物料進行回收、運輸和再利用過程所消耗的能量大于通過簡單地填埋垃圾以及由原料制造新的產品所能節(jié)省的能量。在其他情形中，回收的可再利用的物料非常少，以致于廢棄物流處置的問題基本上并未得到緩解。

【發(fā)明內容】
[0010]本公開涉及用于從混合固體廢棄物流中提取高價值可再利用物料的方法和系統。該方法和系統能夠使用篩分和密度分離來產生中間廢棄物流，中間廢棄物流能夠被適當地分選以提取較大百分比的有價值的可再利用物料。篩分和密度分離產生富含特定的可再利用物料的中間流?？稍倮梦锪夏軌蚪又ㄟ^使用機械化分選設備從單獨的中間流中被有效地分選。
[0011]除篩分和密度分離之外，廢棄物料流可在整個系統或系統的一部分中被計量供給，從而確保設備中的可接受的流量和/或負荷深度。適當的質量流量和負荷深度有助于有效地提取機械分選設備中的可再利用物料。
[0012]本文描述的系統和方法能夠處理大量的高度可變化的混合廢棄物料。該系統和方法能夠從未分選的混合廢棄物(例如，黑色垃圾箱MSW)、存在較高的錯誤遵守情況的由家庭分選的可再循環(huán)流(例如，藍色垃圾箱MSW)、和例如來自零售機構、輕工業(yè)、倉庫、辦公樓等等的其他類型的MSW以及工業(yè)廢棄物流中有效地提取可再利用物料。與已知系統相比，本文描述的方法和系統能夠從多變的廢棄物流中回收百分率顯著提高的不同類型的可再利用物料。這種能力大部分是由篩分、尺寸分離、密度分離和維度分離帶來的，這產生了濃縮的、同質的中間廢棄物流，從中間廢棄物流中能夠機械地提取可再利用物料。與傳統廢物衍生燃料設備不同，本發(fā)明的方法和系統對廢棄物進行充分的分級和分散，從而為例如光學分選器、渦流分選器和維度分選器(例如拋擲式分離器和傾斜盤式網篩)的機械分選器中的有效分選準備中間流。
[0013]對于從多變的混合廢棄物流中有效地提取多種類型的可再利用物料的需求是長期存在卻尚未得到滿足的。由于工業(yè)中不能夠從多變的混合廢棄物流中提取出較大百分比的不同類型的可再利用物料，因而引發(fā)在全世界范圍展開的知名的政治運動:教導非主流人群處理在產生可再利用物料的同時對其進行人工分選并且然后進行處理是他們的職責。由于自然的人類行為，這些努力雖然值得贊美，但并沒有帶來理想的循環(huán)率。絕大多數可再循環(huán)廢棄物仍舊沒有得到很好的回收和/或利用。本文描述的方法和系統通過使用布置并構造為有效地處理可變的廢棄物流的機械設備，有效地對可再利用物料進行回收，從而滿足了長期存在卻尚未得到滿足的需求。另外，傳統的路邊住宅再循環(huán)項目與商業(yè)再循環(huán)項目需要昂貴并且污染性的單獨的收集線路和車輛。此外，一旦被單獨的車輛收集后，仍然需要在物料回收設施(MRF)中對物料進行分離并對可再利用物進行回收。
[0014]從以下說明以及所附權利要求將更加全面清楚地理解本文中公開的實施方式的這些和其他的特征。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]為了進一步闡明本發(fā)明的上述和其他優(yōu)點以及特征，將參照在附圖中示出的本發(fā)明的【具體實施方式】給出對本發(fā)明的更具體的說明。應當理解，這些附圖僅僅描述了本發(fā)明的所示出的實施方式，因此不應當被認為是對本發(fā)明的范圍的限制。通過使用附圖將更具體和詳細地說明和解釋本發(fā)明，在附圖中:
[0016]圖1為示出用于從混合固體廢棄物流回收可再利用物料的方法的流程圖；
[0017]圖2示出根據本發(fā)明的一個實施方式的適于在用于分離固體廢棄物的系統中使用的空氣滾筒分離器的剖視圖；以及[0018]圖3為示出根據本發(fā)明的另一實施方式的用于分離固體廢棄物的系統的流程圖。【具體實施方式】
[0019]1.用于從固體廢棄物流提取可再利用物的方法
[0020]圖1示出用于從混合固體廢棄物流回收可再利用物料的示例性方法100。在一個實施方式中，方法100包括(i)在第一步驟102中，提供包括例如紙、塑料和金屬(特別是有色金屬)的可再利用物料的混合廢棄物流；(ii)在第二步驟104中，粉碎混合廢棄物流；(iii)在第三步驟106中，按照尺寸對混合廢棄物流進行分級，以產生多個按尺寸分類的廢棄物流；(iv)在第四步驟108中，按照密度對按尺寸分類的廢棄物流中的至少一部分進行分級，以產生單獨地富含一種或更多種可再利用物料的多個中間廢棄物流；(V)在第五步驟110中，利用一個或更多個分選裝置對多個中間廢棄物流進行單獨地分選，以產生可再利用產品，例如但不限于回收紙產品、回收塑料產品和/或回收金屬產品?？蛇x地，該方法可以包括在過程100的任何部分或所有部分中計量112和/或分散按尺寸分類的廢棄物流，以控制質量流量和/或負荷深度。
[0021]在本公開中，描述了關于用于固體廢棄物的分離的方法和系統的多個粉碎和/或尺寸分級步驟。通常，這些步驟中的每一個具有相關的截止尺寸。本領域技術人員將理解，被分級的物料通常呈現顆粒分布。該分布將通常包括截止尺寸之上或之下的為數不多的顆粒。除非另有說明，上限截止尺寸數(例如，16’ ’或更小、12’ ’或更小、8’ ’或更小、上限范圍為8’’至2’’的過尺寸部分)通常意味著部分(即，分布)中的顆粒的大約90%具有比截止尺寸數更小的尺寸，同時部分中的顆粒的大約10%將大于上限截止尺寸。除非另有說明，下限截止尺寸數(例如，下限范圍為8’’至2’’的過尺寸部分)通常意味著部分中的顆粒的大約90%具有大于截止尺寸數的尺寸，而部分中的顆粒的大約10%小于下限截止尺寸。在可替代的實施方式中，上限截止尺寸數可以包括部分中的顆粒的95%或99%，和/或下限截止尺寸數可以包括部分中的顆粒的小于5%或小于1%。
[0022]1.提供固體廢棄物流
[0023]本文描述的方法和系統中采用的廢棄物流包括不同類型的固體物料的混合物。廢棄物流包括可再利用物料，可再利用物料通過與其他類型的可再利用物料或廢物分離能夠被利用并且因此具有價值。在一個實施方式中，混合固體廢棄物可為城市固體廢棄物(“MSW”)(即，廢物或垃圾)。MSW是以下類型的廢棄物，其主要包括家庭廢棄物，有時附加有在指定區(qū)域內由市政當局或由市政當局雇傭的承包者或由商業(yè)和/或工業(yè)企業(yè)收集的商業(yè)的和/工業(yè)廢棄物。商業(yè)固體廢棄物為例如通常從比如辦公樓或商業(yè)機構的商業(yè)場所收集的廢物的類型的廢棄物。工業(yè)固體廢棄物通常存在于重制造工業(yè)中。MSW和商業(yè)廢棄物通常不包括工業(yè)危險廢棄物?；旌蠌U棄物可以為“黑色垃圾箱”廢棄物，其中幾乎或完全沒有執(zhí)行將可再利用物料從廢棄物源的去除，或者可替代地，混合廢棄物可以為再利用或“藍色垃圾箱”廢棄物，其包括可再利用廢棄物料的混合物(也稱作“單一流廢棄物”)。單一流廢棄物可為商業(yè)或住宅廢棄物并且可具有或低或高的錯誤遵守性。
[0024]混合廢棄物包含許多成分，這些成分僅在從其他成分中分離后才作為可再利用物料而具有價值。這些可再利用物料可包括塑料；纖維材料，包括紙和紙板；金屬，包括黑色和有色金屬，有色金屬比如黃銅和鋁；玻璃；紡織品；橡膠；以及木材。優(yōu)選地，廢棄物流包括一種、兩種、三種或更多種高價值的物料，包括但不限于紙、塑料和有色金屬材料中的一種或更多種。
[0025]雖然即使這些物料中的小部分可能是有價值的，但將可再利用物彼此分離以及從混合固體廢棄物流中的其他成分中分離是極其有挑戰(zhàn)性的。特別是在需要分離并回收兩種、三種、四種或更多種不同類型的可再利用物時是極其有挑戰(zhàn)性的?；旌系纳虡I(yè)和住宅廢棄物可能包含大量的非可再利用廢棄物，比如食物和廚房廢棄物；綠色廢棄物，比如庭院修剪物、植物、植被、樹枝以及類似物；以及無機廢棄物，比如混凝土、泥土、石塊和碎片。
[0026]本文描述的方法和系統包括提供混合固體廢棄物流，混合固體廢棄物流包括至少一種可再利用物料，優(yōu)選地包括至少兩種、以及更優(yōu)選地包括至少三種不同類型的可再利用物料。在一個實施方式中，廢棄物流包括從紙、塑料和金屬的組中選擇的至少兩種物料。優(yōu)選地，混合廢棄物流包括紙、塑料和金屬。
[0027]廢棄物流中的可再利用物料的量、回收的可再利用物料的百分比以及再利用物料的價值對通過機械化分選提取可再利用物料的經濟可行性具有顯著影響(更大的價值是更理想的)。
[0028]在一個實施方式中，混合廢棄物流可包括至少0.5%、1%、2%、3%、4%、5%的可再利用金屬，或者小于30%、20%、15%、10%或5% (按重量計)或前述上限和下限重量百分比的任一重量百分比范圍內的可再利用金屬物料。
[0029]混合廢棄物流可包括至少2.5%、5%、7.5%或10%的可再利用塑料物料，或者小于60%,40%,20% (按重量計)或前述上限和下限重量百分比的任一重量百分比范圍內的可再利用塑料物料。
[0030]混合廢棄物流可包括至少5%、10%、15%、20%、25%或30%的可再利用的混合紙物料，或者小于80%、70%、60%、50%或40% (按重量計)或前述上限和下限重量百分比的任一重量百分比范圍內的混合紙物料。
[0031]混合廢棄物流可包括至少15%、25%、35%的可再利用干燥有機物料，以及小于80%、70%、60%、50%或40% (按重量計)或者前述上限和下限重量百分比中的任一重量百分比范圍內的干燥有機物料?；旌蠌U棄物流可包括濕有機廢棄物、干燥有機廢棄物和/或無機廢棄物。在一個實施方式中，混合廢棄物流中的濕有機廢棄物、干燥有機廢棄物和無機廢棄物中的每一種的重量百分比(彼此獨立)為至少5%、至少10%、至少20%、至少50%或至少75% (三種廢棄物的重量百分比之和不超過100%)。
[0032]在一個實施方式中，混合固體城市廢棄物可為未處理的城市廢棄物。例如，固體廢棄物流可以從城市垃圾收集過程中直接提供?？商娲?，固體城市廢棄物可被部分地預處理(例如，由戶主處理)以去除一部分可再利用和/或可回收物料。例如，固體城市廢棄物可來自綜合的住宅或商業(yè)廢棄物流，其中含有排除通過循環(huán)程序進行收集的源頭分離物料的殘余物料，在循環(huán)程序中，某些可再利用物的一部分(例如，混合的紙、報紙、紙板、塑料、黑色和有色金屬和/或玻璃容器)已被去除(即，MSW可以為回收后的廢棄物)。
[0033]在任一情況中(即，使用未處理的MSW的方法或源頭分離的MSW的方法)，混合廢棄物可以人工地預分選以回收和去除難以破碎或磨碎的、明顯危險的和/或特別大的(即，容易分離的)以及具有高回收價值的物品。預分選可通過將廢棄物裝載到系統中執(zhí)行或者可以由專用預分選線上的人員完成。例如，廢棄物可被計量供給至預分選傳送裝置上，在預分選傳送裝置上通過人力識別待預分選的物品。通常，預分選物品將包括會損壞破碎機或磨碎機或者對其造成過度磨損的物品。示例包括汽車發(fā)動機缸體、結構鋼材、輪胎輪輞、丙烷罐、混凝土塊、大的巖石或類似物。危險廢棄物優(yōu)選地在磨碎之前被去除，以免污染混合廢棄物中的其他物料。明顯危險的廢棄物的示例包括溶劑和化學品的容器、油漆罐、電池等。
[0034]預分選還能夠用于回收易于從混合廢棄物流拾取的特別大而且有價值的物品。通常，在預分選中回收的可再利用物將是比處理流的負荷深度大若干倍的物品，因此它們易于被看到并且能夠經過人工高效地去除。例如大的紙板箱(例如，瓦楞紙容器)、結構金屬件和電子廢棄物(例如，e-廢棄物)能夠在預分選中被回收。上述在混合廢棄物流中的物料的百分比指的是廢棄物流剛好在經歷粉碎和/或篩分之前(即，預分選之后)的百分比。
[0035]如上述，即使廢棄物包括較大百分比的非可再利用物料，本文描述的方法也允許從城市固體廢棄物中機械地分選出可再利用物料。在一個實施方式中，固體廢棄物流包括至少20%、25%、35%、50%或75%的一種或更多種低價值物料。低價值物料為使得高價值物料的分離變難并且通常其自身的分離不經濟的物料。在一個實施方式中，低價值物料可以從包括以下成分的組中選擇:濕有機物、綠色廢棄物、食物殘渣、砂粒、小于I英寸的碎屑、浙青、混凝土、紡織品、以及木材、橡膠、薄膜塑料、PVC、箔片、巖石、使用過的消費類產品、低價值玻璃(離回收者太遠的玻璃)、復合材料(例如，網球鞋)、固體廢棄物中常見的其他物料，以及這些物料的結合。本文描述的方法克服了長期存在卻尚未得到滿足的需求，從而經濟地回收(即，機械地分選)這些難以處理的廢棄物流中的所有或部分的有價值可再利用物料。單獨的低價值物料在固體廢棄物流中的濃度可以為至少5%、10%、15%、20%或更高。
[0036]本領域技術人員將意識到，固體廢棄物流的成分在較短時期內會實質的變化。在MSff中存在的所有可變性中，在各種程度和百分比中存在三個恒定特征:密度、維度(2-D或3-D)以及含水量。本發(fā)明部分地使用按照尺寸、密度和維度進行分離然后將物料引導至按照物料類型(例如，對于塑料的樹脂類型、黑色金屬、有色金屬、玻璃、紙，等等)進行分離或回收的多種設備。為了本發(fā)明的目的，廢棄物流內的特定類型的物料的百分比可以根據可接受的行業(yè)標準進行計算，例如，由加利福利亞資源循環(huán)和回收部(也稱作“CalRecycle”并且之前稱作加利福利亞綜合廢物管理委員會)發(fā)布的《2011年廢物處置指南》，所述文獻在此通過參引合并到本文中(可在 WWW.calrecycle.ca.gov/wastechar/YourData.htm#Stepl和與其相關聯的鏈接中獲得)。廢棄物流的最小采樣應當包括至少200磅的分析樣品以及在多個不同的天、周和/或月中進行采樣。
[0037]2.粉碎
[0038]可選擇地，混合城市固體廢棄物被傳送至粉碎設備，比如磨碎機或破碎機(步驟104)?？梢詧?zhí)行粉碎(例如，破碎和磨碎)以提高尺寸分離和密度分離的效率。一方面，步驟104中的傳送裝置可包括例如計量輪的計量系統或其他這種物料平整或分散設備，計量系統構造為用于控制MSW的流動以及相關的負荷深度，使得相對恒定和均勻擴散的數量的物料以一致的負荷深度或高度在傳送裝置的整個寬度上分散，并且隨著時間的推移供給至磨碎機或破碎機(并且可選地，供給至預分選傳送裝置)。
[0039]破碎或磨碎的廢棄物將具有一定范圍的顆粒尺寸。在一個實施方式中，粉碎的廢棄物流具有16英寸或更小、14英寸或更小、12英寸或更小、10英寸或更小、或8英寸或更小的上限截止尺寸,或大于I英寸、2英寸、4英寸或6英寸的下限截止尺寸,或者可具有前述對于粉碎的廢棄物的上限和下限截止尺寸的任一截止尺寸的上限截止尺寸和下限截止尺寸的分布。在一個實施方式中，上限截止尺寸與下限截止尺寸的比可為小于8、6或4。
[0040]任何特定的被分級的物料的尺寸分布通常取決于它的物料性質。例如，像是貨運板或輪胎的一些物體將被磨碎或破碎成相對大的顆粒尺寸。相比較，像是玻璃的傾向于斷裂的脆性材料以及容易破碎的食物殘渣將在粉碎后變得非常小。
[0041]用于粉碎混合廢棄物流的破碎機或磨碎機可包括一個或更多個包含多個切割頭的一個或更多個軸，切割頭能夠將送來的廢棄物切割和/或破碎成選定的尺寸。廢棄物料可以通過安裝有抵靠剛性刀片殼體的切割刃或切割刀的旋轉馬達來磨碎或破碎，然后廢棄物料穿過磨碎機或破碎機掉落至篩網籃(圓形穿孔板或鰭狀設計的網篩)。具有小于選定尺寸的磨碎切割尺寸的物料穿過網篩掉落，并在該過程中運動到下一步驟上。太大而不能穿過網篩的物體通常通過磨碎機或破碎機重復地再循環(huán)，直至它們被磨碎到能夠穿過網篩的尺寸。
[0042]市場上可獲得的許多固體廢棄物磨碎機或破碎機適于或能夠適于用于粉碎最初的固體廢棄物流。例如，NC High Point的維闊普蘭(Vecoplan)有限公司制造的能夠結合到本文中所述的系統并且在本文中描述的方法中使用的固體廢棄物破碎機。
[0043]優(yōu)選地，來自粉碎設備的被粉碎的廢棄物被磨碎或破碎到小于18英寸、16英寸、12英寸、10英寸或8英寸以及大于2英寸、4英寸、6英寸、8英寸、10英寸的尺寸,或者是前述上限和下限截止尺寸中的任一截止尺寸的范圍內的尺寸。在尺寸分離和密度分離之前粉碎混合的MSW將提高密度分離器的分離效率。
[0044]3.尺寸分離
[0045]粉碎的廢棄物可被傳送至按照尺寸對混合廢棄物進行分級的尺寸分離機(步驟108)，從而產生兩種或更多種按尺寸分類的廢棄物流(例如，至少過尺寸部分和欠尺寸部分)。
[0046]可執(zhí)行篩分用以產生具有特別期望的顆粒尺寸分布的按尺寸分類的廢棄物流，從而促進密度分離以及產生富含特定可再利用物料的中間流。本領域技術人員將意識到，被粉碎的廢棄物流可被分析以確定截止尺寸，其中，廢棄物流的一部分將不同類型的物料分離為不同的流，同時將相似類型的廢棄物集中到稍微集中的流中。另外，按尺寸分類的廢棄物流通過產生具有窄的顆粒分布范圍的按尺寸分類的廢棄物流來優(yōu)化用于密度分離。
[0047]在一個實施方式中，按尺寸分類的廢棄物流可具有小顆粒與大顆粒的比率小于大約為10(8卩，上限截止尺寸與下限截止尺寸的比率具有小于大約10的比率)的尺寸分布，更優(yōu)選地，小于大約為8、6或4。尺寸分離中獲得的欠尺寸部分可以具有小于大約為6英寸、5英寸、4英寸、3英寸或2英寸的最大截止尺寸以及大于0.5英寸、I英寸、2英寸或3英寸，或者在前述最大截止尺寸的上限和下限值的任一值的范圍內的最大截止尺寸。過尺寸部分可以具有小于16英寸、12英寸、10英寸、8英寸或6英寸的上限截止尺寸以及大于2英寸、4英寸、6英寸或8英寸的最小截止尺寸,或者在前述上限和下限截止尺寸的任一值的范圍內的截止尺寸。
[0048]能夠用于本方法中的尺寸分離器的適當的示例包括具有橡膠或鋼盤的盤式篩分離器、指式篩分離器、轉筒篩式分離器、振動篩式分離器、瀑布式篩、振動篩、花盤式篩和/或本領域已知的其他尺寸分離器。[0049]盤式篩采用一系列滾動軸，滾動軸具有一系列附裝盤，附裝盤之間具有能夠使物體通過期間掉落的空間。軸的滾動產生波形動作，進入的物料在被向前傳送時波形動作對其進行攪動。該攪動通過網篩開口將較小的物料釋放并且在不存在振動或堵塞的情況下完成。盤式篩設計大大地減小了在操作過程中的堵塞或卡死的可能。轉筒式、振動式或指式篩、瀑布式篩、振動篩、花盤式篩和/或本領域已知的其他尺寸分離器在使用稍微不同的工程設計的同時也實現了相同類型的尺寸分離目的。用于本發(fā)明的各種尺寸分離器通過世界范圍內的許多不同的制造商在商業(yè)上是可獲得的。例如，可以從NC，High Point的維闊普蘭(Vecoplan)有限公司獲得盤式篩、轉筒篩、振動篩和瀑布式篩。
[0050]4.密度分離以產生中間流
[0051]按尺寸分類的廢棄物流中的一種或更多種按照密度進行分離以產生中間廢棄物流，中間廢棄物流單獨地富含一種或更多種可再利用物料。雖然不是必須的，但密度分離優(yōu)選地在尺寸分離器的下游的分離裝置中執(zhí)行。下游的密度分離允許在單獨的按尺寸分類的部分上使用不同的密度分離器，這使得單獨的密度分離器被構造用于特定的物料和流。密度分離器單元可被校準以在混合廢棄物流中的特定的物料之間提供分離。能夠使用密度分離來分離比如濕有機物、干燥有機物以及無機物料的不同類型的物料，由此使得一個或更多個特定的中間流富含一種或更多種不同類型的可再利用物料。
[0052]在混合城市廢棄物流中，無機廢棄物、濕有機廢棄物以及干燥有機廢棄物通常具有在特定范圍內的密度。例如，干燥有機物趨于具有大于1.0磅/立方英尺并且小于大約12或15磅/立方英尺的密度；濕有機物趨于具有大于8、10或12磅/立方英尺并且小于大約60、80或100磅/立方英尺的密度；無機物料趨于具有大于大約80或100磅/立方英尺的密度。因此，通過相應地設定密度分離器，濕有機物、干燥有機物和無機物部分可基于密度被分離。類似地，例如木材和紡織品的特定類型的可再利用物料將常常落入一定的密度范圍內并且能夠被選擇性地富含在中間廢棄物流中。雖然前述密度對許多城市廢棄物流而言是有用的，但本領域技術人員將意識到，本文中提供的教示能夠用于分析任何廢棄的混合固體廢棄物流以及確定將產生富含可再利用物料的中間廢棄物流的截止密度。
[0053]在一些實施方式中，一系列密度分離器可被用于進一步地對中間廢棄物流進行分級。在下游密度分離器中，選擇截止密度以對從上游密度分離器接收的小尺寸部分或大尺寸部分進行分級。還可在密度分離流上執(zhí)行另外的尺寸分離。執(zhí)行尺寸和密度分離直至中間流充分地富含特定的可再利用物料或與特定的可再利用物料同質，從而使得利用機械化分選設備對可再利用物料進行有效的提取。
[0054]現在參照圖2，示出適用于按照密度分離城市固體廢棄物的密度分離單元的示例。圖2不出空氣滾筒分離器200。空氣滾筒分離器200包括輸入傳送裝置204、鼓風機206、旋轉滾筒210、輸出傳送裝置222、重質部分傳送裝置218以及輕質部分傳送裝置226?；旌系拿芏葟U棄物202在輸入傳送裝置204上被喂入。隨著廢棄物料202被喂入，廢棄物料202從傳送裝置202的端部掉落，在此廢棄物料202與來自鼓風機206的運動空氣流208相遇。
[0055]重質部分216由于太沉重而不能被空氣流208提升，因此從混合廢棄物202中被分離。重質部分因此在滾筒210的前部降下并且落到重質部分傳送裝置218上。相比較，較輕廢棄物被空氣流208提升并被攜帶到旋轉滾筒210上，并且通過空氣流220或通過傳送裝置222向前傳送。輕質部分224從傳送裝置222的端部落下并且落到輕質部分傳送裝置226上。這些機器高度地可調，以便按照期望改變重量密度分離系數。
[0056]重質部分216和輕質部分224的相對密度能夠通過控制經過空氣滾筒分離器200的空氣流而被調節(jié)。經過滾筒分離器200的空氣流的速度以及空氣的體積能夠通過增大或減小風扇206的速度或通過打開或關閉閥212來控制。通常，打開閥212和/或增大風扇206的速度將把更重的物體傳送到滾筒210上，使得輕質部分將具有更大的平均質量。類似地，關閉閥212或降低風扇206的速度將使得重質部分216具有更低的平均質量，并且由于僅更輕的物體將被傳送到滾筒210上，因此輕質部分224將具有更低的平均質量。適用于本發(fā)明的密度分離器包括但不限于能夠從德國東貝沃恩(Ostbevern)的Westeria FSrdertechnik有限公司獲得的空氣分離器。雖然圖2中示出的特定的示例在一些實施方式中可能是優(yōu)選的，但也可以使用其他的分離器，包括不含有滾筒的密度分離器(例如，重力/空氣分離器、風移相器、風篩、氣刀等等)。
[0057]像圖2中示出的密度分離器在被送進到密度分離器內的最大和最小物體的比率相對窄時工作得最好。因此，優(yōu)選地，送進到本文描述的方法和系統中的密度分離器內的最大物體與最小物體的比率為大約12比1、大約10比1、大約8比1、6比I或大約4比I。最優(yōu)選地，送進到本文描述的方法和系統中的密度分離器內的最大物體與最小物體的比率為大約6比1(8卩，最大截止值與最小截止值的比率在前述比率中)。在一個實施方式中，本發(fā)明的方法和系統設計為向密度分離器提供具有在這些近似范圍內的顆粒尺寸比率的廢棄物。
[0058]5.從中間流分選可再利用物料
[0059]本文描述的方法還包括利用一個或更多個機械化分選裝置從中間廢棄物流中提取多個可再利用物料。所使用的特定的機械化分選裝置取決于待提取的特定的可再利用物料。
[0060]在一個實施方式中，中間廢棄物流可富含金屬，包括黑色金屬和/或有色金屬。為了提取有色金屬，可以使用渦流分離器。渦流分離器能夠回收例如鋁、黃銅和銅的有色金屬?？商娲?，或另外地，金屬可包括黑色金屬并且一個或更多個磁分離設備可以定位在密度分離器的下游并且構造成收集黑色金屬。磁分離器的示例包括滾筒磁選器、交叉帶式磁選器、主滑輪磁選器等。光學分選器、不銹鋼分選器、紅外分選器、照相機分選機、感應式分選器、金屬檢測系統、X射線系統等能夠被用于將不同類型的金屬彼此分離，從而產生可再利用產品。在本文描述的方法和系統中產生的可再利用金屬產品可以從包括以下產品的組中選擇:有色可再利用產品，例如鋁、黃銅和銅，和/或其他金屬，例如鐵和/或不銹鋼。
[0061]在一個實施方式中，分選裝置可為維度分選器,例如2D-3D分選裝置。2D-3D分選器的示例包括構造成從三維物品中分離二維物品的拋擲式分離器和/或網篩。兩個或更多個拋擲式分離器和/或網篩可以串聯或并聯地使用。維度分離器能夠用于回收與具有相似的密度的另一種物料匯合但具有基本不同的維度特性(而非尺寸)的一種或更多種物料。例如，在一個實施方式中，2D-3D分離器可用于從通常為二維的塑料薄膜和/或紙中分離硬質塑料(其趨于為三維的)。包括薄膜和硬質物料的二維塑料通常具有小于1/8英寸的厚度。因此，由于二維物料的厚度遠小于其長度和寬度(例如，不到10倍或100倍)，因而被認為是二維的。另外，或可替代地，2D-3D分離器能夠用于從紡織品(其趨于更接近二維)中分離木材(其趨于更接近三維)。[0062]能夠使用的另一種機械化分選裝置為光學分選器。光學分選器可構造成從紙中分離薄膜塑料或將不同類型的塑料彼此分離。例如，光學分選器能夠構造成從中間廢棄物流回收HDPE和/或PETE。一個或更多個光學分選器還可構造成回收#1-7型塑料和/或移除和/或回收PVC塑料。光學分選器還可用于從富含小無機顆粒的中間流分選玻璃。存在許多類型的光學分選器，包括但不限于:近紅外的(NIR)分選器、照相機色彩分選器、X射線分選器等等。
[0063]光學分選器能夠掃描中間廢棄物流并且確定被分析的物料是否是特定類型的塑料、紙或玻璃。光學分選器一旦檢測到特定物料，則利用通過噴嘴引導的空氣以噴射作為目標的/識別的物料以產生一種或更多種再利用產品，例如，可再利用PETE、可再利用HDPE、可再利用薄膜塑料、可再利用#3-7型塑料和/或可再利用紙產品。
[0064]可以使用本領域已知的任何光學分選器。例如，在一個實施方式中，光學分選器能夠通過利用照相機傳感器對自由落下的中間廢棄物流進行掃描而操作。照相機傳感器檢測物料并且接著空氣噴射可在物料自由下落時迅速地噴射物料。還存在利用近紅外、X射線和其他掃描技術以從混合流分離目標物料的光學分選器。可以串聯或并聯地使用任何數量的光學分選器。光學分選器的制造商包括TiTech Pellenc公司、MSS公司、NRT公司以及其他公司。
[0065]本文描述的系統和方法的機械式分級和分選對于提取例如紙、塑料和有色金屬等的高價值廢棄物是特別有用的。在現有技術的系統中，這些物品特別難以(或者，實際上不可能)從混合固體廢棄物中提取和/或分選。傳統的系統通常不能提取絕大部分的紙、塑料和/或有色金屬，因為這些物料不能利用磁體進行提取。已知在傳統的混合廢棄物處理系統中使用磁體。磁體十分地便宜并且能夠用于系統內的若干位置中，從而在即使磁體僅提取較小百分比的黑色物料時依然能夠經濟地利用磁體。然而，由于在混合固體廢棄物中存在的物料的數量和種類眾多，因此，即使從混合固體廢棄物中回收黑色金屬也是極其困難和低效的?；旌瞎腆w廢棄物的一般狀態(tài)是，當其從垃圾車和/或運輸拖車上傾倒時，簡單的磁選設備將可能獲得非常小百分比——20%以下——的包含在混合固體廢棄物流中的可獲取的黑色金屬，并且以這種方式回收的金屬將受到混合固體廢棄物中存在的將保持在磁體表面與附著的黑色金屬物體之間的其他物料的高度污染(例如，紙、塑料等等)。相比較，例如可再利用塑料、紙和有色金屬(例如，黃銅)的物料通常不從混合廢棄物中被提取，因為用于這些特定物料的分選設備不能如在這些系統中構造的那樣處理廢棄物流。盡管事實是有色金屬和許多分選的可再利用塑料通常具有黑色金屬的價值的5-15倍的價值，但工業(yè)上往往僅利用機械裝置來提取黑色金屬。此外，例如紙、塑料和有色金屬的那些更高價值的可再利用物料的回收受到混合固體廢棄物的同樣的一般狀態(tài)的困擾，即，這些可再利用物被非常徹底地混合并隱藏在混合廢棄物流中存在的種類繁多的其他非可再利用物品中(例如，有機物、惰性物料、木材、紡織品、碎屑等等)。另外，混合固體廢棄物中的大部分，特別是來自住宅收集線路和多戶家庭住宅的混合固體廢棄物被存放在塑料袋中并被丟棄。除了在最不發(fā)達的國家以外，手動地打開出于某種原因從混合固體廢棄物中拾取的垃圾袋以及隨后分選和回收任何釋出的可再利用物料將是成本有限的。最終，最高價值的可再利用商品/物料(例如，PETE塑料、HDPE塑料、#3-7型塑料、鋁罐、不銹鋼、銅、黃銅、混合有色金屬)通常被發(fā)現就單獨物料而言，相對于整個混合固體廢棄物流，包含0.1%至4%之間的非常小的百分比含量。在不進行本文描述的大部分或所有的操作(例如，準備、計量供給、均勻化和分選)的情況下，從具有如此低的百分比含量的高價值可再利用物料的混合廢棄物流中提取這些高價值的可再利用物料的在經濟上可行的方法中幾乎是不可能的。
[0066]6.計量供給以控制流量和負荷深度
[0067]可選擇地，該方法還可包括對遍及系統的按尺寸分類的廢棄物流和中間廢棄物流進行計量供給，以獲得期望的質量流量和負荷深度。在一個實施方式中，粉碎裝置、尺寸分離器、密度分離器和/或機械化分選器由具有變速控制的一個或更多個傳送裝置隔開。能夠設定變速控制以便優(yōu)化穿過粉碎裝置、尺寸分離器、密度分離器和/或機械化分選器的質量流量，從而通過確保計量的且均勻分布的物料傳送至單獨的設備來優(yōu)化從整個系統回收的可再利用物料的數量、純度和/或價值?？梢允褂枚ㄎ辉谙到y的部件中的一個或更多個的上游、下游或之內的一個或更多個傳感器來監(jiān)測可再利用物料回收的分離效率、有效性、分離純度和/或速率。然后可以利用這些值來優(yōu)化或最大化系統的一個或更多個參數，例如，所回收的可再利用物料的回收數量、純度和/或價值。能夠用于控制廢棄物流的流速的傳感器的示例包括物位傳感器，例如但不限于光學傳感器和/或超聲傳感器，光學傳感器和/或超聲傳感器測量堆積在傳送裝置上和/或計量設備的上游的物料的高度和/或測量傳送帶上的開口間隙。傳送帶、計量設備或其他儀器能夠通過利用傳感器數據被加速或減速，從而確保在傳送帶上或在一臺處理設備(例如，尺寸分離器)中或經過該處理設備和/或本文中描述的系統的任何其他部分上獲得流速或期望的負荷深度。其他傳感器包括由堆積超過期望水平(例如，高度)的廢棄物流物理地致動的機械開關，廢棄物流致動機械開關以提供然后能被用于調節(jié)流量或負荷深度的信號。包括自走式底板、傳送裝置、計量滾筒、破碎機和磨碎機、空氣滾筒分離器、所有類型的網篩、振動給料器、計量喂送器箱、負荷調平器以及其他這種設備的所有計量儀器的速度能過通過控制系統和其他設備進行控制和調節(jié)，以便適當地計量通過本發(fā)明的所有部分的物料。在一些實施方式中，計量對于獲得可再循環(huán)物料從混合固體廢棄物中的期望的高回收率和純度而言是至關重要的。
[0068]本系統和方法可以包括使用多個傳感器并且計量傳送至多個分選裝置的廢棄物料的流量或深度負荷。雖然不是必須的，但優(yōu)選的是每個分選裝置具有與其相關聯的傳感器并且該傳感器用于獨立地控制兩個或更多個分選裝置的計量。例如，物位傳感器或流量傳感器可以定位為靠近三維分選器、光學分選器、渦流分離器等的任意組合的進口。
[0069]7.可再利用物料的回收率
[0070]本發(fā)明對于回收存在于混合固體廢棄物流中的一種或更多種不同類型的可再利用物料的大多數而言是特別有利的。本方法和系統在高價值的可再利用物料以非常低的濃度存在的情形下是特別有用的。本系統和方法允許處理比方說像“海底撈針”的情形中的混合物料流。在一個實施方式中，混合物料流可包括濃度小于15%、小于10%、小于5%或甚至小于1%的至少一種可再利用物料，其中，本系統或方法構造為回收特定的可再利用物料的至少50%、至少70%、至少80%、或者甚至至少90%。
[0071]另外，本文描述的方法和系統可回收廢棄物流中的可再利用金屬的至少25%、50%、75%或90% (按重量計)，可再利用金屬為具有適于銷售給可再利用金屬商的純度的可再利用金屬產品。
[0072]該處理過程可回收混合廢棄物流中的可再利用塑料物料的至少25%、50%、75%或90% (按重量計)，從而生產具有適于銷售給可再利用塑料產品商的純度的可再利用塑料產品O
[0073]該處理過程可回收混合廢棄物流中的可再利用混合紙產品的至少25%、50%、75%或90% (按重量計)，從而生產具有適于銷售給可再利用混合紙商的純度的可再利用混合紙
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[0074]該處理過程可回收可再利用干燥有機物料的至少25%、50%、75%或90%，從而生產一種或更多種(例如，一種、兩種、三種、四種或更多種)可再利用干燥有機產品。干燥有機產品可從由混合紙、3-D塑料、薄膜塑料、紡織品以及木材組成的組中選擇。
[0075]可使用粉碎、尺寸分離和/或密度分離來生產將在無須進一步從混合廢棄物中存在的其他類型的成分中分離的情況下被再循環(huán)或使用的幾乎未受污染的同質再循環(huán)流和/或可作為可再利用產品進行銷售的同質再循環(huán)流。
[0076]II1.用于分離城市固體廢棄物的系統
[0077]圖3示出可被用于從混合廢棄物流提取可再利用物料的系統300。在圖3中，混合固體廢棄物——例如城市固體廢棄物——被計量供給至預分選傳送裝置302?？梢岳糜嬃繚L筒304和接收來自于自走式底板給料倉308的混合固體廢棄物的給料傳送裝置306實現計量供給。傳送裝置302上的混合固體廢棄物被輸送至破碎機316。傳送裝置302上的混合廢棄物可被人工地分選。例如，人工作業(yè)者可以拾取容易被識別并且從大體積的廢棄物中選擇出的大件的紙板。在破碎之前還可以人工地拾取其他物料，包括大件處理木材、電子廢棄物(例如e-廢棄物)或能夠有效地用手拾取或者從傳送裝置302方便地拉出的其他明顯有價值的物品。所拾取的紙板可被收集并存放在箱310中或者被打包或運輸至造紙廠。比如黑色金屬和有色金屬的其他可利用物料和/或其他可利用物料源可被收集和存放在箱314或另外的箱中。另外，危險廢棄物可被收集和存放在箱314中并且隨后以恰當的方式處理。雖然預分選并不是必須的，但預分選對于避免來自危險廢棄物的污染以及由重黑色結構金屬、混凝土、大型石頭和其他物品對破碎機造成的潛在損壞而言是特別有用的。
[0078]來自傳送裝置302的未被拾取的物料被輸送至破碎機或磨碎機316，破碎機或磨碎機316將廢棄物破碎或磨碎到如上文所述的期望的最大截止尺寸。破碎的物料在位于懸浮磁體320之下的傳送裝置318上運動，懸浮磁體320收集暴露在廢棄物流中的黑色金屬并且將該黑色金屬輸送至黑色金屬貯存器322中。由于負荷深度，磁體320優(yōu)選地為懸浮筒狀磁體，但也可單獨使用其他磁體，或者將其他磁體與懸浮筒狀磁體結合使用。由于在尺寸分選之前的負荷深度以及由于筒狀磁體能夠捕獲在從傳送裝置318排出后懸空的黑色金屬并且因此最小化大部分非金屬與所提取的黑色金屬的交叉污染，因此，筒狀磁體是有利的。
[0079]在磁體320下經過的粉碎的廢棄物被輸送至網篩324，網篩324按照尺寸分離粉碎的廢棄物流以產生第一過尺寸部分和第一欠尺寸部分。網篩324可以包括一個網篩或多個類相似和/或不同尺寸的網篩和不同類型的網篩，從而產生一種或更多種欠尺寸部分以及一種或更多種過尺寸部分。過尺寸部分可以富含干燥有機物，欠尺寸部分可以富含濕有機物。
[0080]來自網篩324的欠尺寸部分(即，細小部分)在傳送裝置326上被傳送至第二網篩328。第二網篩328可以為轉筒篩、盤式篩、振動式篩、瀑布式篩、振動篩、彈跳粘附篩、柔性膜式篩等等。由于通常在網篩328上被處理的廢棄物料具有質量重并且潮濕的特性，因此第二網篩328優(yōu)選地為自靜式網篩。網篩328能夠在不造成堵塞的情況下從系統移走大部分真正的細砂。在一個實施方式中，第二網篩328可以具有小于I英寸、3/4英寸、1/2英寸或3/8英寸的上限截止尺寸。來自第二網篩328的欠尺寸部分(即，細小部分)可以包括濕有機物和/或重的無機物料，其可通過使用渦流分離器330處理以回收有色金屬。傳送裝置329是能夠切換的，以便在無機物部分占主要部分時將細小部分從網篩328引導至傳送裝置336，或者在濕有機物占主要部分時將細小部分從網篩328引導至渦流分離器330。來自渦流分離器330的濕有機物能夠被收集并存放在箱332中，并且有色金屬被收集在箱333中。
[0081]來自細網篩328的過尺寸部分(即，粗粒)可在密度分離器334中被進一步處理以產生具有小顆粒尺寸的輕質部分以及重質無機部分。重質無機部分可被傳送至傳送裝置336，輕質部分能夠可選地被裝載到第二密度分離器338中，用于進一步分離為輕質干燥有機部分和重質濕有機部分。
[0082]現在參照第一過尺寸部分(來自網篩324)。過尺寸部分在傳送裝置340上被傳送至第三密度分離器342。第三密度分離器342可被構造為產生輕質中間流和重質中間流。例如，第三密度分離器342可被構造為以在8-15磅的范圍內進行切割。輕質中間流(B卩，小于8-15磅)可富含干的塑料、紙、輕質黑色金屬(例如，錫罐或錫罐蓋以及其他輕質黑色金屬物品)和輕質有色金屬(例如，鋁罐和其他輕質有色物品)，其被輸送至傳送裝置344。
[0083]來自第三密度分離器342的重質中間廢棄物流(即，大于8-15磅)可富含重質無機物料以及重質濕有機物料，其被輸送至用于額外的分離的第四密度分離器346。第四密度分離器346可在60-120磅的范圍內進行切割，以產生輸送至第五密度分離器364的輕質中間流。第四密度分離器346還可產生富含重質無機廢棄物的重質中間流(B卩，大于60-120磅)，重質中間流被輸送至傳送裝置336。傳送裝置336上的中間流通過使用懸浮筒狀磁體進行分選以收集黑色金屬，并且中間流的剩余部分被裝載到供給渦流分離器352的振動給料器350上，渦流分離器352從無機廢棄物的殘渣中分離有色金屬。有色金屬可在紅外或其他的分選器381中被進一步地分離以從其他有色金屬中提取出銅和/或黃銅(即，以產生存放在箱396中的混合有色金屬產品和存放在箱398中的黃銅或銅產品)。有色金屬可被打包和/或大批量存放，以便運輸至工廠。
[0084]排出渦流分離器352的剩余的廢棄物流被裝載到傳送裝置354上并且利用不銹鋼分選器356和玻璃光學分選器358做進一步處理。中間流可利用不銹鋼分選器356進行分選以提取不銹鋼和/或利用光學分選器358進行分選以提取玻璃。該分選過程能夠產生分別存放在箱362和箱360中的可再利用不銹鋼產品和可再利用玻璃產品。
[0085]再次參照第五密度分離器364，來自分離器346的輕質中間流能夠以對于木材和紡織品為15磅至對于重質濕無機物為40磅-60磅的密度被分級，以產生富含木材和紡織品的輕質中間廢棄物流。木材和紡織品能夠在比如拋擲式或傾斜盤式網篩分離器366的2D-3D分選器上被分離，以生產分別收集在箱368和箱320中的三維的可再利用木材產品以及二維的可再利用紡織品產品。來自分離器364的重質流可富含重質濕有機物并且能夠被輸送至渦流分離器330和/或與來自分離器328和338的廢棄物合并。
[0086]再次參照傳送裝置344，來自密度分離器342的中間輕質流可通過懸浮磁體372進行處理，以生產收集在箱373中的可再利用黑色金屬產品。中間流的在磁體372之下以及在振動給料器374上經過的部分被裝載到一系列的渦流分離器376和378中，渦流分離器376和378處理中間流以回收有色金屬。有色金屬可被收集在傳送裝置377上并且通過打包機379壓縮打包然后存放以便于運輸。
[0087]在渦流分離器376和378中沒有回收的干有機物提供富含紙和塑料的中間流。富含紙和塑料的中間流可以通過利用例如拋擲式或傾斜盤式網篩分離器380的2D-3D分選器進行處理。拋擲式或傾斜盤式網篩分離器380從例如斷裂的硬質塑料的三維顆粒中分離塑料薄膜和/或紙(g卩，2D顆粒)。2D-3D分離器可以設置在渦流分離器376和378之前或之后。
[0088]來自拋擲式或傾斜盤式網篩分離器380的二維物料能夠被輸送至傳送裝置400并且三維物料能夠利用光學分選器被進一步處理。三維物料能夠在第一光學分選器382中被處理以產生被放置到質量控制傳送裝置383上并且被放置到箱384中或在打包機385中被打包的HDPE塑料產品或PETE塑料產品或#3-7型塑料產品。中間流然后可以在第二光學分選器388中被處理以產生被放置到質量控制傳送裝置389上并且被放置到箱386中或在打包機387中被打包的PETE塑料產品或HDPE塑料產品或#3-7型塑料產品。最后，中間流可以在第三光學分選器390中被處理以產生被放置到質量控制傳送裝置391上并被放置到箱392中或在打包機397中被打包的可再利用#1-7型塑料產品或HDPE塑料產品或PETE塑料產品。來自光學分選器382、388和390的廢棄物流的剩余部分可為非可再利用殘渣物料或不恰當地分選的可再利用物料(例如，PVC、巖石、泡沫、鋁罐的片段等等)，這些物料在填埋場被處理或進一步分離為混合無機物料的潛在可再利用部分并且轉化為在市場上潛在地銷售或用于工程應用的各種建筑材料之前可被收集到傳送裝置393上和/或被收集在箱395或運輸拖車中。
[0089]現在參照從拋擲式或傾斜盤式網篩分離器380接收到傳送裝置400上的二維物料，二維物料可為富含薄膜塑料和混合紙的中間流。二維物料可裝載到定量箱或其他類型的計量貯存器以及供給設備402中并且然后被定量供給至構造為從紙中分離薄膜塑料的多個(例如，2-12個)光學分選器404中。光學分選器404產生可再利用塑料薄膜產品406和可再利用混合紙產品408，可再利用塑料薄膜產品406和可再利用混合紙產品408中的任一者或兩者可被打包和/或存放，以便于銷售或運輸。
[0090]系統300中產生的濕有機物(例如，箱332中的濕有機物)能夠利用一個或更多個厭氧消化池被進一步處理以產生能夠用作燃料的沼氣和/或能夠用作土壤改良劑的堆肥或可被干燥來制造作為碳燃燒替代品的用于燃燒的有機燃料?？杀挥糜谙诋斍胺椒ㄖ挟a生的濕有機廢棄物產品的適合的微生物消化系統的說明能夠在名稱為“用于從上流厭氧消化池中移除不可消化物質的方法(Methods for removal of non-digestible matterfrom an upflow anaerobic digester)” 的美國專利 N0.7，615，155、名稱為“誘發(fā)式污泥床厭氧反應器(Induced sludge bed anaerobic reactor)” 的美國專利 N0.7，452，467、名稱為“具有隔膜和螺旋推進和驅動組件的上流生物反應器(Upflow bioreactor having aseptum and an auger and drive assembly)”的美國專利N0.7，290，669和名稱為“誘發(fā)式污泥床厭氧反應器(Induced sludge bed anaerobic reactor)”的美國專利N0.6，911，149以及名稱為“具有隔膜和壓力釋放機構的上流生物反應器(Upflow bioreactor withseptum and pressure release mechanism)，，的美國專利公開N0.2008/0169231 中找到，這些專利的內容通過參引合并到本文中。
[0091]系統300中產生的濕有機物(例如，箱332中的濕有機物)能夠被進一步處理、堆月巴、作為高度濃縮的混合濕有機物流(例如，食物殘渣和庭院廢棄物和綠色廢棄物)提供或銷售給加工者。
[0092]干燥有機燃料產品能夠例如在許多工業(yè)和能源的生成過程中代替煤或其他碳基燃料單獨地使用或與另一燃料一起使用。干燥有機燃料還能夠用作燃料，以通過各種高溫熱轉化過程(例如，氣化、等離子電弧氣化和熱解作用)制造合成氣。干燥有機物料還可在現場被存放在具有自動填充和排放系統的大型存儲建筑物或具有卸載設備的儲料倉中。
[0093]本領域技術人員將理解，利用本文描述的方法產生的可再利用產品高度富含特定類型的可再利用物料，這使得一種或更多種不同的產品能夠作為再循環(huán)過程中有用的供給物料。然而，可再利用產品通常并不是100%純度。雖然循環(huán)工業(yè)不能夠使用未處理的垃圾原料，但大多數循環(huán)系統能夠在帶有少量雜質的情況下恰當地操作。本發(fā)明的系統和方法用于生產具有用于循環(huán)工業(yè)中的適合的純度的再利用產品。
[0094]雖然可能期望從固體廢棄物流的幾乎所有成分中回收有價值的物料，但本發(fā)明也包括濕有機部分、干燥有機部分或無機部分中的全部或一部分并未被完全地分離到回收產品中的實施方式。例如，在一個實施方式中，濕有機部分、干燥有機部分或無機部分中的全部或一部分無論是被混合、適當地分離或不適當地分離，都可根據特定部分的純度和/或用于回收特定部分的市場條件而簡單地進行填埋(例如，薄膜可進行填埋)。
[0095]雖然本文公開的方法和系統中的許多已經被描述為包括密度分離，但本領域技術人員將理解，在一些實施方式中，只要廢棄物流按照尺寸被粉碎并分離以產生富含至少一種可回收物料的中間流，則可在無需密度分離的情況下實現充分的分離。
[0096]在不脫離本發(fā)明的精神或本質特征的情況下，本發(fā)明可以通過其他特定的形式實施。所描述的實施方式被認為就各方面而言僅是示意性的而非限制性的。本發(fā)明的范圍因此由所附權利要求表示，而非由前述說明指定。落入權利要求的等同物的意思和范圍內的所有變化都被包含在權利要求的范圍之內。
【權利要求】
1.一種用于從混合固體廢棄物流回收可再利用物料的方法，包括: 提供混合廢棄物流，所述混合廢棄物流包括從由紙、塑料和有色金屬構成的組中選擇的至少兩種可再利用物料； 按照尺寸對所述混合廢棄物流進行分級以產生多個按尺寸分類的廢棄物流； 按照密度對所述按尺寸分類的廢棄物流中的至少一部分進行分級以產生多個中間廢棄物流，所述多個中間廢棄物流單獨地富含所述至少兩種可再利用物料中的一種或更多種； 利用一個或更多個分選裝置對所述多個中間廢棄物流進行單獨地分選以產生所述至少兩種可再利用物料；以及 回收作為單獨的可再利用產品的所述至少兩種可再利用物料。
2.根據權利要求1所述的方法，其中，所述混合廢棄物流包括重量占至少20%的從由以下物質構成的組中選擇的低價值物料:濕有機物、綠色廢棄物、食物殘渣、砂礫、小于I英寸的碎屑、浙青、混凝土、紡織品、以及木材、橡膠、薄膜塑料、PVC、箔片、巖石、用過的消費產品、低價值的玻璃、復合材料以及上述物料的組合。
3.根據權利要求1所述的方法，其中，所述混合廢棄物流包括重量占至少35%的從由以下物質構成的組中選擇的低價值物料:濕有機物、綠色廢棄物、食物殘渣、砂礫、小于I英寸的碎屑、浙青、混凝土、紡織品、以及木材、橡膠、薄膜塑料、PVC、箔片、巖石、用過的消費產品、低價值的玻璃、復合材料以及上述物料的組合。
4.根據權利要求1所述的方法，其中，第一中間廢棄物流富含塑料，所述分選包括從二維塑料中分離三維塑料以及回收三維可再利用塑料產品。
5.根據權利要求1所述 的方法，其中，所述第一中間廢棄物流包括紙，所述方法還包括從紙中分選二維塑料以生產紙產品和二維塑料產品。
6.根據權利要求5所述的方法，其中，所述二維塑料利用一個或更多個光學分選器從所述紙中分選。
7.根據權利要求1所述的方法，其中，第二中間廢棄物流富含有色金屬，所述第二中間廢棄物流的分選包括利用渦流分離器從其他物料中分離有色金屬以及回收有色金屬產品。
8.根據權利要求1所述的方法，其中，所述混合廢棄物流包括重量占1.0%-5%的從由以下物質構成的組中選擇的金屬:黑色金屬、有色金屬、不銹鋼及其組合。
9.根據權利要求1所述的方法，其中，所述混合廢棄物流包括重量占15%-60%的從混合的紙和塑料中選擇的干燥有機物。
10.根據權利要求1所述的方法，其中，所述混合廢棄物流為城市固體廢棄物。
11.根據權利要求1所述的方法，其中，所述混合廢棄物流在按照尺寸進行分級之前被粉碎。
12.根據權利要求1所述的方法，其中，所述混合廢棄物流按照尺寸被分級為至少兩種按尺寸分類的廢棄物流，其中，過尺寸部分具有2英寸到12英寸范圍內的d90。
13.根據權利要求1所述的方法，其中，對所述多個中間廢棄物流進行單獨地分選產生可再利用紙產品、可再利用塑料產品以及可再利用金屬產品，所述方法還包括回收所述可再利用紙產品、所述可再利用塑料產品以及所述可再利用金屬產品。
14.根據權利要求13所述的方法，其中，第一中間廢棄物流富含塑料，所述分選包括從二維塑料中分離三維塑料以及回收三維可再利用塑料產品。
15.根據權利要求14所述的方法，其中，第二中間廢棄物流富含有色金屬，所述第二中間廢棄物流的分選包括利用渦流分離器從其他物料中分離有色金屬以及回收有色金屬產品O
16.根據權利要求13所述的方法，其中，所述混合廢棄物流包括重量占0.1%-15%的從由以下物質構成的組中選擇的金屬:黑色金屬、有色金屬、不銹鋼及其組合。
17.根據權利要求13所述的方法，其中，所述混合廢棄物流包括重量占5%-60%的從混合的紙和塑料中選擇的干燥有機物。
18.一種用于從混合固體廢棄物流中回收可再利用物料的方法，包括: 提供混合廢棄物流，所述混合廢棄物流包括包含紙、塑料和金屬的多種可再利用物料； 按照尺寸對所述混合廢棄物流進行分級以產生多個按尺寸分類的廢棄物流； 按照密度對所述按尺寸分類的廢棄物流中的至少一部分進行分級，以產生富含所述可再利用物料的第一中間廢棄物流； 利用渦流分離器對所述第一中間廢棄物流進行分選以獲得可再利用有色金屬產品；利用2D-3D分離器對所述第一中間流進行分級以產生富含三維塑料的第二中間流以及富含薄膜塑料和紙的第三中間流； 對所述第二中間流進行分選以產生高密度聚乙烯產品和/或可再利用聚對苯二甲酸乙二酯廣品；以及 對所述第三中間流進行分選以產生紙產品。
19.一種用于從混合固體廢棄物流中回收可再利用物料的方法，包括: 提供混合廢棄物流，所述混合廢棄物流包括從由紙、塑料和金屬構成的組中選擇的至少一種高價值的可再利用物料，其中，所述混合廢棄物流包括重量占至少20%的從由以下物質構成的組中選擇的低價值物料:濕有機物、綠色廢棄物、食物殘渣、砂礫、小于I英寸的碎屑、浙青、混凝土、紡織品、以及木材、橡膠、薄膜塑料、PVC、箔片、巖石、用過的消費產品、低價值的玻璃、復合材料以及上述物料的組合； 利用尺寸分離器按照尺寸對所述混合廢棄物流進行分級以產生多個中間廢棄物流； 將至少第一中間廢棄物流傳送至分選裝置； 感測傳送到所述分選裝置的所述中間廢棄物流的量并且響應于此進行計量傳送；以及利用所述分選裝置對所述第一中間廢棄物流進行分選以產生至少一種可再利用產品以及回收所述至少一種可再利用產品。
20.根據權利要求19所述的方法，其中，所述廢棄物流包括重量占至少25%的低價值可再利用物料。
21.根據權利要求19所述的方法，其中，所述廢棄物流包括重量占至少50%的低價值可再利用物料。
22.根據權利要求19所述的方法，其中，所述廢棄物流包括重量占至少10%的濕有機物、食物殘渣和/或綠色廢棄物。
23.根據權利要求19所述的方法，其中，感測中間流的量利用檢測廢棄物流的物位的物位傳感器執(zhí)行。
24.根據權利要求23所述的方法，其中，所述物位傳感器為光學傳感器、超聲傳感器或機械開關。
25.根據權利要求19所述的方法，其中，第一中間廢棄物流富含塑料，所述分選包括從二維塑料中分離三維塑料以及回收三維可再利用塑料產品。
26.根據權利要求25所述的方法，其中，所述第一中間廢棄物流包括紙，所述方法還包括從紙中分選二維塑料以生產紙產品和塑料二維產品。
27.根據權利要求26所述的方法，其中，所述二維塑料利用一個或更多個光學分選器從所述紙中分選。
28.根據權利要求19所述的方法，其中，第二中間廢棄物流富含有色金屬，所述第二中間廢棄物流的分選包括利用渦流分離器從其他物料中分離有色金屬以及回收有色金屬產品O
29.根據權利要求19所述的方法，其中，所述混合廢棄物流在尺寸分離之后按照密度進行分離。
30.根據權利要求19所述的方法，其中，所述混合廢棄物流在尺寸分離之前進行粉碎。 根據權利要求19所述的方法，其中，所述混合廢棄物流按照尺寸被分級為至少兩種按尺寸分類的廢棄物流，其 中，過尺寸部分具有2英寸到10英寸范圍內的d90。
【文檔編號】B07B13/08GK103476515SQ201180065671
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2011年10月6日 優(yōu)先權日:2010年11月24日
【發(fā)明者】喬治·吉特謝爾 申請人:有機能量公司