專利名稱：一種生活垃圾與有機廢棄物聯(lián)合制備垃圾衍生燃料的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于固體廢棄物處理的環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種生活垃圾與有機廢棄物聯(lián)合制備復合固體垃圾衍生燃料的方法。
背景技術(shù)：
隨著社會主義新農(nóng)村建設(shè)的推進，村民生活水平提高的同時，帶來了村鎮(zhèn)環(huán)境污染問題和資源浪費。據(jù)報道，我國是世界上農(nóng)村有機廢棄物產(chǎn)出量最大的國家，每年大約有40多億t，其中生活垃圾2. 5億t，畜禽糞便排放量26. I億t，農(nóng)作物秸桿7. 0億t，蔬菜廢棄物I. 5億t，廢棄農(nóng)膜等塑料2. 5萬t。其中，我國村鎮(zhèn)生活源有機廢棄物、人畜糞便、以及村鎮(zhèn)服務(wù)業(yè)帶來的有機垃圾量所占份額較大，造成村鎮(zhèn)垃圾隨意傾倒、糞土亂堆、柴草亂垛等現(xiàn)象，嚴重影響村容村貌和危害居民身體健康。據(jù)統(tǒng)計，全國現(xiàn)有的污水處理廠污泥年產(chǎn)量在4000萬噸以上。由于污泥中含有多種細菌、病毒和寄生物，還含有鋅、鉛、銅、鉻等重金屬。隨著污水處理的范圍和規(guī)模不斷擴大，大部分污泥處于堆放狀態(tài)，造成嚴重的環(huán)境污染。污泥處理的工藝主要有土地填埋法、厭氧堆肥法、脫水干化法、焚燒法、海洋投棄法等。對污水處理廠產(chǎn)生的污泥進行無害化處理，實現(xiàn)污泥減量化、無害化和資源化，是亟待解決的重要環(huán)境問題。糞便、秸桿作為燃料已有上千年的歷史。糞便燃燒不但沒有臭氣和煙霧，利用糞便、秸桿作燃料不僅可以解決成本及土地占用的問題，還可以節(jié)省能源，減少環(huán)保費用支出，增加經(jīng)濟效益，真正實現(xiàn)清潔化生產(chǎn)。目前，村鎮(zhèn)生活垃圾的處理方式主要有填埋法、焚燒法和堆肥法。填埋法操作簡單、處理成本較低，是目前生活垃圾處理的主要方式，但該法占地面積大，垃圾減量化程度低，產(chǎn)生的滲濾液和臭氣容易對地下水及周邊空氣造成污染。堆肥法適宜處理有機質(zhì)含量較高的垃圾，能夠?qū)崿F(xiàn)部分資源的回收利用，但由于生活垃圾堆肥中重金屬等有毒有害物質(zhì)超標，難以用作肥料或土壤改良劑。垃圾焚燒是較古老的處理方法，通過垃圾焚燒可有效實現(xiàn)垃圾“減量化、無害化”，但投資大，運行費用高，焚燒產(chǎn)生的二噁英和重金屬等二次污染嚴重，特別是生活垃圾的組成復雜、含水率高、熱值較低，使焚燒過程的能耗進一步提高。為使垃圾完全燃燒，有效遏制二噁英、重金屬等二次污染物質(zhì)的產(chǎn)生，世界各國相繼開發(fā)了垃圾衍生燃料(RDF)制備技術(shù)。由于我國村鎮(zhèn)生活垃圾含水率偏高，并含有較多塑料、沙土、磚石等惰性物料,有機質(zhì)含量較低，直接制作RDF熱值低、易腐爛、穩(wěn)定性差，難以推廣應(yīng)用。而村鎮(zhèn)畜禽糞便、農(nóng)作物秸桿等棄物有機質(zhì)含量高、熱值高，傳統(tǒng)的焚燒法易造成嚴重的大氣環(huán)境污染，無法實現(xiàn)能源回收利用。本發(fā)明將村鎮(zhèn)生活垃圾與污泥、畜禽糞便、秸桿等農(nóng)業(yè)有機廢棄物聯(lián)合生產(chǎn)衍生燃料，既可實現(xiàn)村鎮(zhèn)有機固體廢物的高值化利用，減少二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等二次污染排放，又可有效解決生活垃圾燃燒熱值低、處理設(shè)施占地面積大等問題，具有顯著的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種生活垃圾與有機廢棄物聯(lián)合制備垃圾衍生燃料的方法，以實現(xiàn)村鎮(zhèn)生活垃圾、污泥、畜禽糞便及秸桿等農(nóng)業(yè)廢棄物的綜合處理和高值化利用，有效減少二次污染排放的目的。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的生活垃圾與有機廢棄物聯(lián)合制備垃圾衍生燃料的方法，包括以下步驟I)秸桿類物質(zhì)干燥后粉碎；2)將糞便與粉碎的秸桿類物質(zhì)混合后烘干；3)將污泥脫水后進行厭氧消化處理，消毒并改變疏水性物質(zhì)，制成顆粒；
4)生活垃圾依次經(jīng)一次分選、一次發(fā)酵、二次分選、二次發(fā)酵后制成生物有機肥；5)秸桿類物質(zhì)和糞便混合物、污泥顆粒及生活垃圾制成的生物有機肥按重量比2 4 7 9 7 9混合均勻，加入固氯劑、固硫劑及粘稠劑制備成垃圾衍生燃料。所述的方法，其中，污泥脫水是通過轉(zhuǎn)筒離心機機械脫水，消毒是摻入石灰石及氨基磺酸，制成的顆粒粒徑為4 6mm。所述的方法，其中，秸桿類物質(zhì)粉碎后的長度為2 4mm。所述的方法，其中，糞便為豬糞、雞糞、牛糞、鴨糞和馬糞的一種或幾種，糞便晾曬后與秸桿類物質(zhì)混合，其重量比為I : I I : 10。所述的方法，其中，生活垃圾的一次分選是選出大塊物料、石頭、塑料、玻璃、金屬和磚塊，并得到一次篩上物和一次篩下物。所述的方法，其中，生活垃圾的一次發(fā)酵是將一次分選后的篩下物經(jīng)過打包進行一次發(fā)酵，一次發(fā)酵的溫度為40 60°C。所述的方法，其中，生活垃圾的二次分選是將一次發(fā)酵的產(chǎn)物分選出磚塊、玻璃、塑料、瓶蓋和打火機后并得到二次篩下物。所述的方法，其中，生活垃圾的二次發(fā)酵是將二次篩下物進行二次發(fā)酵，二次發(fā)酵的溫度為40 60°C。 所述的方法，其中，防腐劑為含鈣化合物，粘合劑為聚苯乙烯，固氯劑為石灰石，其添加量按重量計算，分別為垃圾總量的2% 4%、7% 10%、3% 5%。本發(fā)明具有的優(yōu)點和積極效果是(I)將糞便、秸桿、生活垃圾、污泥制造成復合燃料，節(jié)約能源，有效解決了單一燃燒造成的二次污染嚴重、占地面積大、資源化程度低等問題；(2)在糞便中添加秸桿類農(nóng)業(yè)廢棄物，不僅可以降低糞便的含水量，而且還可以提高熱值；在污泥處理中，離心機使污泥中的固液分離，處理量大，占地少，操作簡單，自動化程度高，可不投入化學調(diào)理劑。(3)在污泥的殺菌除臭處理中，氨基璜酸反應(yīng)過程中產(chǎn)生氨氣，可起到殺菌效果，該工藝殺菌徹底，并且高PH使大部分金屬離子沉淀，降低可溶性，也去除了污泥中的臭氣，操作簡單。(4)對生活垃圾進行分選及堆肥處理后再燃燒，不僅可以有效抑制二惡英的產(chǎn)生，減少二次污染，而且還可以提高熱值，分選過程中可將有用資源再次回收利用。(5)加入添加劑如氧化鈣、固氯劑，可降低二氧化硫及二惡英等有毒氣體的排放；
(6)將分散的固體廢棄物制成RDF，比直接燃燒更穩(wěn)定，而且成型處理便于運輸和儲藏；
綜上所述，本發(fā)明解決了糞便、秸桿等有機廢棄物、污泥及生活垃圾長期對環(huán)境造成的污染，占用了大量的土地資源及直接燃燒產(chǎn)生的二次污染等問題，而且節(jié)約能源，提供燃料，降低成本，具有很大的開發(fā)前景和經(jīng)濟效益。


圖I為本發(fā)明工藝流程圖。
具體實施方式
本發(fā)明提出的村鎮(zhèn)生活垃圾與有機廢棄物聯(lián)合生產(chǎn)RDF的方法如圖I所示
秸桿機械粉碎后與畜禽糞便混合烘干(優(yōu)選的重量比為I : I 10 : I);污泥機械脫水后經(jīng)厭氧消化處理，添加石灰石制成顆粒；生活垃圾經(jīng)機械分選和生物發(fā)酵處理后制成生物有機肥；最后將農(nóng)作物秸桿和畜禽糞便混合產(chǎn)品、污泥顆粒及生活垃圾堆肥產(chǎn)物按照重量比為2 4 : 7 9 : 7 9混合均勻，加入固氯劑、固硫劑及粘稠劑制備成RDF。
所述的方法，其中，生活垃圾機械分選和生物發(fā)酵處理包括一次分選、一次發(fā)酵、 二次分選、二次發(fā)酵。
一次分選村鎮(zhèn)生活垃圾選出大塊物料、石頭、塑料、玻璃、金屬、磚塊，并得到一次篩上物和一次篩下物。
—次發(fā)酵一次分選后的篩下物打包送入一次發(fā)酵，一次發(fā)酵時間為7 15天,溫度為40 60°C。
二次分選將一次發(fā)酵的產(chǎn)物選出磚塊、玻璃、塑料、瓶蓋、打火機，得到二次篩下物。
二次發(fā)酵二次篩下物經(jīng)過傳送帶運到發(fā)酵倉進行二次發(fā)酵，時間為15 25天， 溫度為40 60°C，生物發(fā)酵處理后得到生物有機肥產(chǎn)品。
本發(fā)明的方法中所采用的滾筒、磁選、彈跳機等分選裝置均為公知裝置。
所述的方法，其 中，污泥通過轉(zhuǎn)筒離心機機械脫水后進行厭氧消化處理，摻入石灰石及氨基磺酸，消毒殺菌，并改變疏水性物質(zhì)，制成顆粒，污泥顆粒粒徑為4 6mm。
所述的方法，其中，秸桿類農(nóng)業(yè)廢棄物經(jīng)熱風干燥后，用粉碎機粉碎成段，秸桿類農(nóng)業(yè)廢棄物碎段長度為2 4mm。
所述的方法，其中，畜禽糞便為豬糞、雞糞、牛糞、鴨糞、馬糞，糞便晾曬6 24h后與農(nóng)作物秸桿混合，其比例為I : I I : 10。
所述的方法，其中，RDF成型處理，將前處理后的畜禽糞便與農(nóng)作物秸桿復合有機廢棄物、干燥的污泥顆粒和生活垃圾發(fā)酵產(chǎn)品按照重量比2 4 : 7 9 : 7 9混合均勻，并添加防腐劑、粘合劑、固氯劑，進入成型機擠壓成型，獲得固態(tài)廢棄物衍生燃料。
所述的方法，其中，防腐劑為含鈣化合物；粘合劑為聚苯乙烯；固氯劑為石灰石， 其添加量分別為垃圾總量的2% 4%、7% 10%、3% 5%。
下面結(jié)合圖I和實施例對本發(fā)明做更詳細地說明。
將秸桿經(jīng)過旋刀破碎后，熱風烘干，脫除粒徑大于5mm的物料；將糞便曬干后與秸桿混合，經(jīng)機械脫水，送入干燥機中干燥；對于污泥采用機械脫水中的轉(zhuǎn)筒離心機。污泥的殺菌除臭處理加入石灰和氨基璜酸，石灰投量為污泥量的10% 15%，氨基璜酸的投量為石灰投量的I %。污泥厭氧消化穩(wěn)定污泥含有大量有害成分，在處置之前要將之轉(zhuǎn)化成惰性成分，因此需要多種微生物來分解，最終目的將物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無菌產(chǎn)物，最常用的是厭氧消化方法，可將厭氧消化分為兩步第一步，由兼性厭氧菌和厭氧菌組成的產(chǎn)酸菌通過水解作用溶解有機固體。第二步，有嚴格厭氧菌組成的甲烷菌將其產(chǎn)物轉(zhuǎn)化為甲烷。污泥消化后，污泥中的有機物能被去除并能進一步的減少污泥的體積；村鎮(zhèn)生活垃圾的處理要經(jīng)過一次分選、一次發(fā)酵、二次分選、二次發(fā)酵而成，其中，村鎮(zhèn)生活垃圾通過傳送帶輸送到人工選臺、滾筒篩、三項磁選、磁選、彈跳機，可選出大塊物料、石頭、塑料、玻璃、金屬、磚塊，并得到一次篩上物和一次篩下物；一次分選后的篩下物經(jīng)過打包機打包送入一次發(fā)酵，一次發(fā)酵時間為7 15天，溫度為40 60°C，將一次發(fā)酵的產(chǎn)物通過傳送帶經(jīng)過滾筒篩、人工選臺及篩選裝置選出磚塊、玻璃、塑料、瓶蓋、打火機，并得到二次篩下物，二次篩下物經(jīng)過傳送帶運到發(fā)酵倉進行二次發(fā)酵，時間為15 25天，溫度為40 60°C ;最終將預處理后所獲得的糞便及秸桿等農(nóng)業(yè)廢棄物的混合物，再與預處理的干燥污泥顆粒及獲得的生活垃圾二次堆肥產(chǎn)物按照重量比為2 7 9混合均勻，并添加防腐劑、固氯劑和粘合劑進入成型機擠壓成型，獲得固態(tài)廢棄物衍生燃料。
權(quán)利要求
1.一種生活垃圾與有機廢棄物聯(lián)合制備垃圾衍生燃料的方法，包括以下步驟 1)秸桿類物質(zhì)干燥后粉碎； 2)將糞便與粉碎的秸桿類物質(zhì)混合后烘干； 3)將污泥脫水后進行厭氧消化處理，消毒并改變疏水性物質(zhì)，制成顆粒； 4)生活垃圾依次經(jīng)一次分選、一次發(fā)酵、二次分選、二次發(fā)酵后制成生物有機肥； 5)秸桿類物質(zhì)和糞便混合物、污泥顆粒及生活垃圾制成的生物有機肥按重量比2 4 : 7 9 : 7 9混合均勻，加入固氯劑、固硫劑及粘稠劑制備成垃圾衍生燃料。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，污泥脫水是通過轉(zhuǎn)筒離心機機械脫水，消毒是摻 入石灰石及氨基磺酸，制成的顆粒粒徑為4 6_。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，秸桿類物質(zhì)粉碎后的長度為2 4mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，糞便為豬糞、雞糞、牛糞、鴨糞和馬糞的一種或幾種，糞便晾曬后與秸桿類物質(zhì)混合，其重量比為I : I I : 10。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，生活垃圾的一次分選是選出大塊物料、石頭、塑料、玻璃、金屬和磚塊，并得到一次篩上物和一次篩下物。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，生活垃圾的一次發(fā)酵是將一次分選后的篩下物經(jīng)過打包進行一次發(fā)酵，一次發(fā)酵的溫度為40 60°C。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，生活垃圾的二次分選是將一次發(fā)酵的產(chǎn)物分選出磚塊、玻璃、塑料、瓶蓋和打火機后并得到二次篩下物。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，生活垃圾的二次發(fā)酵是將二次篩下物進行二次發(fā)酵，二次發(fā)酵的溫度為40 60°C。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，防腐劑為含鈣化合物，粘合劑為聚苯乙烯，固氯劑為石灰石，其添加量按重量計算，分別為垃圾總量的2% 4%、7% 10%全文摘要
一種生活垃圾與有機廢棄物聯(lián)合制備垃圾衍生燃料的方法，包括以下步驟1)秸稈類物質(zhì)干燥后粉碎；2)將糞便與粉碎的秸稈類物質(zhì)混合后烘干；3)將污泥脫水后進行厭氧消化處理，消毒并改變疏水性物質(zhì)，制成顆粒；4)生活垃圾依次經(jīng)一次分選、一次發(fā)酵、二次分選、二次發(fā)酵后制成生物有機肥；5)秸稈類物質(zhì)和糞便混合物、污泥顆粒及生活垃圾制成的生物有機肥按重量比2～4∶7～9∶7～9混合均勻，加入固氯劑、固硫劑及粘稠劑制備成垃圾衍生燃料。本發(fā)明解決了糞便、秸稈、污泥及生活垃圾長期對環(huán)境造成的污染，占用了大量的土地資源及直接燃燒產(chǎn)生的二次污染等問題，而且節(jié)約能源，提供燃料，降低成本，具有很大的開發(fā)前景和經(jīng)濟效益。
文檔編號C10L5/46GK102977968SQ20121048942
公開日2013年3月20日 申請日期2012年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月27日
發(fā)明者席北斗, 賈璇, 趙昕宇, 李鳴曉, 祝超偉, 張列宇 申請人:中國環(huán)境科學研究院