CN102172596B - 城乡生活垃圾资源化利用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种城乡生活垃圾资源化利用方法，包括酸化厌氧罐、深化厌氧罐、沼气集气罐、燃气发电机组，所述燃气发电机组的燃气进口通过管路连接至沼气集气罐，并包括垃圾接收步骤、均匀布料步骤、初级磁选步骤、初级破碎步骤、初级淘洗浮选步骤、均匀裁切步骤、酸化厌氧步骤、筛选分离步骤、缓冲调节步骤、深化厌氧步骤、污泥沉淀浓缩步骤，本发明不需要进行垃圾予分类，垃圾的分类和筛选贯穿于垃圾利用的全过程，克服了制约垃圾处理的最大瓶颈；本发明可以使厌氧方法处理垃圾连续化，彻底解决了垃圾中废塑料、废纤维等不可厌氧垃圾无法回收利用的问题，使垃圾中的资源得到完全地回收。

Description

城乡生活垃圾资源化利用方法
技术领域
本发明涉及一种资源化利用垃圾以达到消除城乡生活垃圾的方法。
背景技术
随着社会的进步，可持续性发展成为人类追求的目标。垃圾作为人类活动的产物成为地球的负担，也成为阻碍人类社会发展的严重障碍。全世界垃圾年均增长速度为8.42％，而中国垃圾增长率达到10％以上。全世界每年产生4.9亿吨垃圾，仅中国每年就产生近1.5亿吨城市垃圾，中国城市生活垃圾累积堆存量已达70亿吨。
城乡生活垃圾从资源利用的角度主要分为两类：第一类可厌氧分解垃圾，由含水率高、易腐败的可降解有机物组成的垃圾，包括厨余垃圾、废木材、废棉花及废旧棉织品等，垃圾的污染大部分来源于此，其中包含的资源是可燃气体和植物肥料；第二类是不可厌氧分解垃圾，包括废塑料、废金属等可回收利用的材料及少部分泥土、炉灰、玻璃、陶瓷、建筑垃圾等，其中包含的资源是废旧金属及塑料、化纤等。
由于有机垃圾中的可厌氧分解垃圾有丰富蛋白质、脂类和糖类化合物，在常温情况下，微生物分解有机物过程中会产生NH3、H2S及有害的碳氢化合物气体，具有明显的恶臭和毒性，直接危害人体。垃圾堆是蚊、蝇、鼠、虫孳生的场所，是疟疾、血吸虫病、乙型脑炎、霍乱、痢疾、伤寒、肝炎、鼠疫、钩端螺旋体病、吸血虫病的传染源。垃圾随意堆放，由于生物作用会产生CO2和CH4以及有毒气体H2S，还会导致爆炸事故。垃圾中的有害物不断污染空气、土壤与水体，进而以空气、土壤、水体、食物为媒体或载体将附着的危害物质侵入人体，损害人体的健康。
现有技术垃圾的处理方法：
目前，世界各国对城市生活垃圾主要采用填埋和焚烧两种处理方法。
1、填埋法
填埋法是使用最多的垃圾处理方法，其原理是将垃圾在选定的场所，填埋到一定高度，加上覆盖材料，让其经过长期的物理、化学和生物作用达到稳定状态。具体方式有自然堆放和卫生填埋。自然堆放法虽然简单易行，但缺点是所带来的环境污染比较严重，对土壤和地下水造成严重且长期的污染，是一种消极的应急措施。卫生填埋法是现在大量处理城乡生活垃圾的方法，世界各国普遍采用卫生填埋法；卫生填埋法的缺点是占地多、工程组织复杂，无害化、减容化程度较低，存在着二次污染的潜在威胁，特别是产生的沼气排放不易处理，易发生爆炸事件，使垃圾中的资源被大大浪费；操作过程有臭气产生，垃圾填埋场远离市区，运输费用较大，选地受较多限制，容易造成地表及地下水污染。
2、焚烧法
焚烧是将垃圾作为固体燃料送入垃圾焚烧炉中，在高温条件下，垃圾中的可燃成分与空气中氧气进行剧烈的化学反应，放出热量，转化成高温的燃烧气和量少而性质稳定的固体残渣。焚烧处理的优点是减量效果好，焚烧后的残渣体积减少90％以上，重量减少80％以上，处理彻底。缺点是破坏资源，垃圾含70％左右的水分，含水有机物消耗能量，可燃垃圾释放能量，在焚烧过程中消耗能量和释放能量相抵，剩余能量很少或为负能量，因此对垃圾热值有要求，焚烧中要消耗煤、油等助燃能源，浪费了大量的可回收资源，且焚烧时会形成氯化二苯并二恶英(PCDD)，和氯化二苯并呋喃(PCDF)，易造成空气污染。
鉴于上述分析，人类将垃圾作为废弃物来进行处理，观念的错误指导人们采取了上述错误的处理方法，造成垃圾堆积如山，严重影响了人类的生存空间。
发明人认为，垃圾是最具开发潜力且永不枯竭的“资源矿藏”，完全可以成为资源循环的新起点，同时成为循环经济的重要组成部分。生活垃圾中有机垃圾占60％～70％以上，是一种宝贵的资源，近年来随着人们生活水平的提高，垃圾中有机物所占比例也呈上升趋势。对垃圾认识的深入和深化，是发现处理垃圾正确方法的重要指导原则。
用厌氧发酵法处理城市有机垃圾是回收生活垃圾中能源的一种有效方法。近年来，世界各国在垃圾处理产沼气技术方面研究较多，如美国等欧美国家普遍采用两步发酵法、浸提法来研究城市垃圾厌氧发酵产沼气，我国也用厌氧干发酵法处理城市垃圾，产生的沼气用作燃料，发酵后的有机垃圾制成有机复合肥。
从现有技术来看，现有的厌氧发酵法具有以下缺陷：
1.无论是两步发酵法、浸提法，还是厌氧干发酵法，处理前都需要进行垃圾的分类，这是制约垃圾处理的最大瓶颈，因此造成上述方法实用性较差，处理成本巨大，而且处理不彻底，无法大规模推广应用。
2.厌氧处理的间歇性，造成垃圾处理工厂的垃圾处理容量有限，占地面积较大，根本不能适应现代化城市垃圾的应处理量。
3.垃圾中的废塑料、废纤维等不可厌氧垃圾无法回收利用，而且分拣困难，造成资源的极大浪费。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种不需要对垃圾进行预先分类、垃圾分类和垃圾资源化利用同步进行、并且能够连续处理垃圾的城乡生活垃圾资源化利用方法。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：城乡生活垃圾资源化利用方法，包括酸化厌氧罐、深化厌氧罐、沼气集气罐、燃气发电机组，所述燃气发电机组的燃气进口通过管路连接至沼气集气罐，包括以下步骤：
垃圾接收步骤：将运送来的垃圾卸入垃圾料斗或垃圾料仓中；
均匀布料步骤：将垃圾料斗或垃圾料仓中的垃圾均匀传送到后续步骤，保证后续步骤的连续进行，防止后续步骤的阻塞或间断；在本步骤中，将垃圾料斗或垃圾料仓中的垃圾袋撕开，将大的塑料垃圾、大的废木材、纺织品垃圾撕裂切断，并将无法撕裂的大的无机垃圾和有机垃圾从垃圾中分离出来；然后将撕裂切断后的垃圾均匀地传送到下一步骤；该步骤处理后的固体垃圾的体积保证满足初级破碎步骤中破碎机的破碎要求；
初级磁选步骤：将上述步骤传送来的垃圾进行磁选，将垃圾中的废铁从垃圾中分离出来，为后续的破碎工艺提供方便，防止废铁破坏初级破碎步骤中的破碎机，并使垃圾中的废铁回收利用；
初级破碎步骤：将上述步骤传送来的垃圾进一步破碎，将塑料和纺织品垃圾切断，将固体垃圾包覆的废铁分离出来，将部分有机垃圾打成浆状，使固体垃圾的体积变小，固体垃圾的大小保证在初级浮选步骤中能够被沉淀物输送装置输送，塑料和纺织品垃圾的大小保证后续程序中能够进行筛选分离；
初级淘洗浮选步骤：将上述步骤处理后的垃圾放入初级淘洗浮选池中，并进行曝气淘洗，将淘洗浮选池底部的比重较大的固体垃圾通过沉淀物输送装置转入沉淀物清洗装置中，清洗后回收利用；将淘洗浮选池中比重较轻的垃圾通过漂浮物输送装置传送到下一步骤；包含有浆状有机垃圾的初级淘洗浮选液通过管路传送至所述酸化厌氧罐中；
均匀裁切步骤：将上述步骤中传递来的比重较轻的垃圾进一步裁切，彻底切断长条形的垃圾；或者将上述步骤中传递来的比重较轻的垃圾中的长条形的垃圾挑选出来进一步裁切，彻底切断长条形的垃圾；防止后续步骤物料输送过程中管道的堵塞，并保证酸化厌氧后塑料和化纤的有效分离；
酸化厌氧步骤：将上述步骤处理后的垃圾送入酸化厌氧罐中，所述酸化厌氧罐的罐体内腔的上部为酸化反应区，所述罐体内腔的下部为厌氧分解区；在酸化厌氧罐中，酸化反应区的垃圾包括位于液位以上的干式酸化层和位于液位以下的湿式酸化层；所述厌氧分解区包括位于所述厌氧分解区上层的漂浮层、位于所述厌氧分解区中间层的悬浊液层和位于所述厌氧分解区底层的重物沉淀层；所述罐体上对应于所述酸化反应区的上部设有单向进料口，从所述单向进料口进来的垃圾均匀地洒落于所述酸化反应区的上表面，所述厌氧分解区的底部设有重物排出口，所述重物排出口排出的重物进入沉淀物清洗装置，所述厌氧分解区的下部设有第一固液排出口，所述厌氧分解区的中上部设有第二固液排出口，所述罐体的顶部还设有沼气出气口，所述沼气出气口通过管路连接至所述沼气集气罐，所述罐体上还设有进液口；
筛选分离步骤：将上述步骤中酸化厌氧罐的第一固液排出口和第二固液排出口排出物料分别输送至筛选设备，在筛选设备中将固含物进行碾压，已厌氧的有机垃圾被进一步粉碎，塑料、化纤清洗后被筛分出来，并回收筛分出来的塑料和化纤；混合有未充分厌氧分解垃圾的沼液被传送到下一步骤；本步骤在密闭的空间内进行；
缓冲调节步骤：将上述步骤中混合有可厌氧垃圾的沼液暂存在缓冲调节池中，所述缓冲调节池设有接收上述步骤沼液的进液口、接收其它步骤产生的液体的补液口、接收外部补水的补水口和向下一步骤供液的沼液出液口；本步骤在密闭的空间内进行，所述密闭的空间设有沼气出气口，所述沼气出气口通过管路连接至所述沼气集气罐；
深化厌氧步骤：将上述步骤传送过来的沼液送入深化厌氧罐中进行厌氧反应，所述深化厌氧罐的顶部设有沼气出气口，所述沼气出气口通过管路连接至所述沼气集气罐，所述深化厌氧罐的底部设有至污泥沉淀罐的污泥出口，所述深化厌氧罐的上部设有上清液出口，所述上清液出口通过管路连接有沼气释放罐或连接酸化厌氧罐，经过沼气释放罐的所述上清液回送至本步骤前需要液体补充的步骤中；所述沼气释放罐的出气口通过管路连接至所述沼气集气罐；
污泥沉淀浓缩步骤：将上述步骤传送过来的污泥放入污泥沉淀罐中沉淀，污泥沉淀罐中的上清液回送至缓冲调节池中；沉淀的污泥取出后再利用；并干燥后制成肥料或燃煤；本步骤在密闭的空间内进行，所述密闭的空间设有沼气出气口，所述沼气出气口通过管路连接至所述沼气集气罐。
作为优选的技术方案，所述初级破碎步骤和所述初级淘洗浮选步骤后至少增加辅助破碎步骤和辅助淘洗浮选步骤一次；其中：
辅助破碎步骤：将传送来的比重较轻的垃圾进一步破碎，将残存的部分有机垃圾打成浆状，使固体垃圾的体积变小，并将垃圾中包裹的无机垃圾从有机垃圾中脱离出来，方便下述步骤的有机垃圾和无机垃圾的分离；固体垃圾的大小保证在辅助淘洗浮选步骤中能够被沉淀物输送装置输送，塑料和纺织品垃圾的大小保证后续程序中能够进行筛选分离；
辅助淘洗浮选淘洗步骤：将上述步骤处理后的垃圾放入辅助淘洗浮选池中，并进行曝气淘洗，将淘洗浮选池底部的比重较大的垃圾通过沉淀物输送装置转入沉淀物清洗装置中，清洗后回收利用；将淘洗浮选池中比重较轻的垃圾通过漂浮物输送装置传送到下一步骤；包含有浆状有机垃圾的辅助淘洗浮选液通过管路传送至所述酸化厌氧罐中。
作为对上述技术方案的改进，所述沉淀物输送装置为螺旋输送器；所述漂浮物输送装置为螺旋输送器。
作为对上述技术方案的改进，所述沉淀物清洗装置为洗砂机，所述洗砂机的洗液通过管路传送到所述酸化厌氧池。
作为对上述技术方案的改进，清洗后的沉淀物运送到建材车间制造建材。
作为优选的技术方案，所述初级破碎步骤后增加辅助磁选步骤，将初级破碎步骤步骤处理后的垃圾再次进行磁选，将垃圾中的剩余废铁从垃圾中分离出来回收利用。
作为优选的技术方案，所述酸化厌氧步骤前增加辅助磁选步骤，将进入酸化厌氧罐的垃圾再次进行磁选，将垃圾中的剩余废铁从垃圾中分离出来回收利用。
作为优选的技术方案，所有处理步骤和处理步骤所涉及的设备在封闭车间内进行，所述燃气发电机组和沼气集气罐位于所述封闭车间外，所述封闭车间内设有多个通过管路连接至燃气发电机组空气进口的负压混合空气收集口。
作为对上述技术方案的改进，所述负压混合空气收集口设置在车间内的异味散发处和/或向车间外扩散异味的异味逃逸处。
作为对上述技术方案的改进，所述筛选分离步骤中的所述筛选设备处设有沼气与空气混合气体的混合气收集罩，所述混合气收集罩的混合空气出气口通过管路连接至所述燃气发电机组的空气进口。
作为优选的技术方案，所述缓冲调节步骤中的所述缓冲调节池中还设有沼液加热装置，以加快后续步骤厌氧反应的速度。
作为对上述技术方案的改进，所述沼液加热装置的热媒介来自于燃气发电机组的冷却水和/或燃气发电机组的尾气。
作为优选的技术方案，所述均匀裁切步骤中垃圾的裁切采用冲压裁切方法。
作为优选的技术方案，所述酸化厌氧步骤中的第一固液排出口和第二固液排出口交替开启。
作为优选的技术方案，所述深化厌氧步骤中的所述沼气释放罐通过喷淋使上清液中的沼气逸出。
作为优选的技术方案，所述筛选分离步骤中筛分出来的塑料和化纤进行裂解，制备燃油。
作为优选的技术方案，所述城乡生活垃圾资源化利用方法过程中的外部补水来源于生活污水或含COD较高的污水。
作为优选的技术方案，所述污泥沉淀浓缩步骤中取出的污泥干燥后制成肥料或燃煤。
由于采用了上述技术方案，垃圾自开始就不需要人工的直接参入，通过磁选分离出废铁，使废铁回收利用；通过曝气淘洗浮选，使无机垃圾被分离出来回收利用；垃圾中的厌氧垃圾在破碎和淘洗浮选后，大部分通过淘洗浮选液进入酸化厌氧罐，剩余的厌氧垃圾和附着厌氧垃圾的塑料、纺织品被裁切后也进入酸化厌氧罐；在酸化厌氧罐内，厌氧垃圾被酸化并发生初步的厌氧反应，厌氧垃圾中的部分能量被提取，而塑料和化纤上附着的厌氧垃圾也被酸化剥离，因此在后续筛分步骤中很容易被分选出来；在深化厌氧罐中，垃圾的剩余物发生充分的厌氧反应，厌氧垃圾中包含的能量被进一步释放并转换成沼气；垃圾处理结束后的污泥可以做肥料或者燃煤。本发明在整个处理过程垃圾包含的资源被逐步分离或释放并被收集，直至处理完毕也没有污染物排出；本发明不需要进行垃圾予分类，垃圾的分类和筛选贯穿于垃圾利用的全过程，克服了制约垃圾处理的最大瓶颈，实用性较强；不但不产生处理成本，而且还能获得巨大的经济效益；本发明可以使厌氧方法处理垃圾连续化，处理量较大；本发明彻底解决了垃圾中废塑料、废化纤等不可厌氧垃圾无法回收利用的问题，使垃圾中的资源得到完全地回收。
附图说明
附图是本发明实施例的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，进一步阐述本发明。在下面的详细描述中，只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例。毋庸置疑，本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。
如附图所示，城乡生活垃圾资源化利用方法，包括酸化厌氧罐、深化厌氧罐、沼气集气罐、燃气发电机组，所述燃气发电机组的燃气进口通过管路连接至沼气集气罐。在本实施例中，所有处理步骤和处理步骤所涉及的设备均在封闭车间内进行，所述燃气发电机组和沼气集气罐位于所述封闭车间外，所述封闭车间内设有多个通过管路连接至燃气发电机组空气进口的负压混合空气收集口，所述负压混合空气收集口设置在车间内的异味散发处，而且在车间墙壁上向外扩散异味的异味逃逸处(例如窗户)也设有负压混合空气收集口。这样封闭车间内的污染气体就被收集并被燃气发电机组燃烧，所述封闭车间仅仅是相对封闭的，外界的空气通过缝隙被不断补充到所述封闭车间内，从而使整个处理工厂不会散发异味，彻底解决了异味扰民的问题，因此解决了垃圾处理工厂选址的局限性。
下面详细描述本实施例的基本步骤：
步骤一、垃圾接收步骤：将垃圾车收集来的城乡生活垃圾卸入垃圾料斗或垃圾料仓中，垃圾车进出所述封闭车间处设有两道闸门；首先开启外道闸门，此时内道闸门关闭，垃圾车进入；关闭外道闸门，然后开启内道闸门，垃圾车卸载；卸载完成后，关闭内道闸门，开启外道闸门，垃圾车驶出；保证了整个卸载过程无异味逸出。
步骤二、均匀布料步骤：将垃圾料斗或垃圾料仓中的垃圾均匀传送到后续步骤，保证后续步骤的连续进行，防止后续步骤的阻塞或间断；在本步骤中，将垃圾料斗或垃圾料仓中的垃圾袋撕开，将大的塑料垃圾、大的废木材、纺织品垃圾撕裂切断，并将无法撕裂的大的无机垃圾和有机垃圾从垃圾中分离出来；然后将撕裂切断后的垃圾均匀地传送到下一步骤；该步骤处理后的固体垃圾的体积保证满足初级破碎步骤中破碎机的破碎要求；垃圾处理的最大难题是垃圾中的塑料和纤维，传统的破碎机根本不起作用，并会造成破碎机的缠绕和损坏。如果直接破碎，垃圾袋无法打开，大的垃圾无法喂入，造成处理过程的阻塞和间断。
步骤三、初级磁选步骤：将上述步骤传送来的垃圾进行磁选，将垃圾中的废铁从垃圾中分离出来，为后续的破碎工艺提供方便，防止废铁破坏初级破碎步骤中的破碎机，并使垃圾中的废铁回收利用；因为铁极硬且具有一定的塑性，容易给损坏破碎机。
步骤四、初级破碎步骤：将上述步骤传送来的垃圾进一步破碎，将塑料和纺织品垃圾切断，将固体垃圾包覆的废铁等分离出来，将部分有机垃圾打成浆状，使固体垃圾的体积变小，固体垃圾的大小保证在初级浮选步骤中能够被沉淀物输送装置输送，塑料和纺织品垃圾的大小保证后续程序中能够进行筛选分离；现有技术中的部分厌氧处理垃圾方法，采用粉碎的方法，塑料和纺织品垃圾也被粉碎成细末，不能被厌氧也不能被分离，造成资源的浪费，处理结束后的残余物又对土壤造成新的污染。
步骤五、二级磁选步骤(辅助磁选步骤)：将上述步骤处理后的垃圾再次进行磁选，将垃圾中的剩余废铁从垃圾中分离出来回收利用。
步骤六、初级淘洗浮选步骤：将上述步骤处理后的垃圾放入初级淘洗浮选池中，并进行曝气淘洗，将淘洗浮选池底部的比重较大的固体垃圾通过螺旋输送器转入洗砂机中，清洗后回收利用，例如传送到建材车间用于制造建材；将淘洗浮选池中比重较轻的垃圾通过螺旋输送器传送到下一步骤；包含有浆状有机垃圾的初级淘洗浮选液通过管路传送至所述酸化厌氧罐中；
步骤七、二级破碎步骤(辅助破碎步骤)：将传送来的比重较轻的垃圾进一步破碎，将残存的部分有机垃圾打成浆状，使固体垃圾的体积变小，并将垃圾中包裹的无机垃圾从有机垃圾中脱离出来，方便下述步骤的有机垃圾和无机垃圾的分离；固体垃圾的大小保证在辅助淘洗浮选步骤中能够被螺旋输送器输送，塑料和纺织品垃圾的大小保证后续程序中能够进行筛选分离；
步骤八、二级浮选步骤(辅助淘洗浮选淘洗步骤)：将上述步骤处理后的垃圾放入辅助淘洗浮选池中，并进行曝气淘洗，将淘洗浮选池底部的比重较大的垃圾通过沉淀物输送装置转入沉淀物清洗装置中，清洗后回收利用；将淘洗浮选池中比重较轻的垃圾通过漂浮物输送装置传送到下一步骤；包含有浆状有机垃圾的辅助淘洗浮选液通过管路传送至所述酸化厌氧罐中。
步骤九、均匀裁切步骤：将上述步骤中传递来的比重较轻的垃圾进一步裁切，彻底切断长条形的垃圾；或者将上述步骤中传递来的比重较轻的垃圾中的长条形的垃圾挑选出来进一步裁切，彻底切断长条形的垃圾；防止后续步骤物料输送过程中管道的堵塞，并保证酸化厌氧后塑料和化纤的有效分离；经过连续的处理步骤，本步骤中的垃圾包含全部的塑料和纺织品，部分的厌氧垃圾(大部分的厌氧垃圾被打碎并通过浮选进入所述深化厌氧罐)，为避免后续步骤中管道的堵塞，有利于后续步骤中塑料和化纤的筛选分离，采用冲压裁切方法将垃圾的三维尺寸处理到设定的尺寸范围之内，基本杜绝了长条形塑料和纺织品的存在。
步骤十、三级磁选步骤(辅助磁选步骤)：将上述步骤处理后的垃圾再次进行磁选，将垃圾中的剩余废铁从垃圾中分离出来回收利用。
步骤十一、酸化厌氧步骤：将上述步骤处理后的垃圾送入酸化厌氧罐中，所述罐体内腔的上部为酸化反应区，所述罐体内腔的下部为厌氧分解区；在酸化厌氧罐中，酸化反应区的垃圾包括位于液位以上的干式酸化层和位于液位以下的湿式酸化层；所述厌氧分解区包括位于所述厌氧分解区上层的漂浮层、位于所述厌氧分解区中间层的悬浊液层和位于所述厌氧分解区底层的重物沉淀层；所述罐体上对应于所述酸化反应区的上部设有单向进料口，从所述单向进料口进来的垃圾均匀地洒落于所述酸化反应区的上表面，所述厌氧分解区的底部设有重物排出口，所述重物排出口排出的重物进入沉淀物清洗装置，所述厌氧分解区的下部设有第一固液排出口，所述厌氧分解区的中上部设有第二固液排出口，所述罐体的顶部还设有沼气出气口，所述沼气出气口通过管路连接至所述沼气集气罐，所述罐体上还设有进液口。本发明酸化厌氧罐的主要作用是使垃圾进行酸化反应，且本发明兼顾厌氧干发酵法和厌氧湿发酵法二者的优点，厌氧干发酵法的优点是由于空气的流通有利于酸化反应但不利于厌氧反应，厌氧湿发酵法的优点是由于不直接接触空气不利于酸化反应但有利于厌氧反应，两种方法都不能使酸化反应和厌氧反应得到最好的发挥。本发明酸化反应区的垃圾包括位于液位以上的干式酸化层和位于液位以下的湿式酸化层，干式酸化层使垃圾进行充分高效的酸化，并产生热量，湿式酸化层进行进一步酸化并向所述厌氧分解区下落，然后厌氧垃圾不断变成沼液进行初步的厌氧反应，比重较轻的垃圾例如木块、泡沫塑料等漂浮在湿式酸化层的下底面，经过一定时间的累积，可通过第二固液排出口排出。本步骤中的第一固液排出口和第二固液排出口交替开启，不能同时开启，以保证酸化厌氧罐中不产生紊流，破坏罐内物料的层状分布结构。
步骤十二、筛选分离步骤：将上述步骤中酸化厌氧罐的第一固液排出口和第二固液排出口排出物料分别输送至筛选设备，在筛选设备中将固含物进行碾压，已厌氧的有机垃圾被进一步粉碎，塑料、化纤清洗后被筛分出来，并回收筛分出来的塑料和化纤；混合有未充分厌氧分解垃圾的沼液被传送到下一步骤；本步骤在密闭的空间内进行，所述筛选设备处设有沼气与空气混合气体的混合气收集罩，所述混合气收集罩的混合空气出气口通过管路连接至所述燃气发电机组的空气进口。本步骤中筛分出来的塑料和化纤进行裂解，制备燃油。
步骤十三、缓冲调节步骤：将上述步骤中混合有可厌氧垃圾的沼液暂存在缓冲调节池中，所述缓冲调节池设有接收上述步骤沼液的进液口、接收其它步骤产生的液体的补液口、接收外部补水的补水口和向下一步骤供液的沼液出液口；本步骤在密闭的空间内进行，所述密闭的空间设有沼气出气口，所述沼气出气口通过管路连接至所述沼气集气罐；本步骤中的沼液加热装置的热媒介来自于燃气发电机组的冷却水和燃气发电机组的尾气，沼液加热装置可以采用公知的热交换器。
步骤十四、深化厌氧步骤：将上述步骤传送过来的沼液送入深化厌氧罐中进行厌氧反应，所述深化厌氧罐的顶部设有沼气出气口，所述沼气出气口通过管路连接至所述沼气集气罐，所述深化厌氧罐的底部设有至污泥沉淀罐的污泥出口，所述深化厌氧罐的上部设有上清液出口，所述上清液出口通过管路连接有沼气释放罐或连接酸化厌氧罐，经过沼气释放罐的所述上清液回送至本步骤前需要液体补充的步骤中；所述沼气释放罐的出气口通过管路连接至所述沼气集气罐；本步骤中，垃圾中的有机垃圾包含的能源被完全释放。
步骤十五、污泥沉淀浓缩步骤：将上述步骤传送过来的污泥放入污泥沉淀罐中沉淀，污泥沉淀罐中的上清液回送至缓冲调节池中；沉淀的污泥取出后再利用；并干燥后制成肥料或燃煤；本步骤在密闭的空间内进行，所述密闭的空间设有沼气出气口，所述沼气出气口通过管路连接至所述沼气集气罐。
本实施例中需要补水的设备和步骤的水来源于生活污水或含COD较高的污水，避免了水资源的消耗，且处理了部分污水，因而使本发明具有更为显著的技术进步。
本发明不需要进行垃圾予分类，垃圾的分类和筛选贯穿于垃圾利用的全过程，克服了制约垃圾处理的最大瓶颈，实用性较强，不但不产生处理成本，而且还能获得巨大的经济效益；本发明可以使厌氧方法处理垃圾连续化，处理量较大；本发明彻底解决了垃圾中废塑料、废化纤等不可厌氧垃圾无法回收利用的问题，使垃圾中的资源得到完全地回收。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (2)

1.城乡生活垃圾资源化利用方法，包括酸化厌氧罐、深化厌氧罐、沼气集气罐、燃气发电机组，所述燃气发电机组的燃气进口通过管路连接至沼气集气罐，其特征在于，包括以下步骤：
垃圾接收步骤：将运送来的垃圾卸入垃圾料斗或垃圾料仓中；
均匀布料步骤：将垃圾料斗或垃圾料仓中的垃圾均匀传送到后续步骤，保证后续步骤的连续进行，防止后续步骤的阻塞或间断；在本步骤中，将垃圾料斗或垃圾料仓中的垃圾袋撕开，将大的塑料垃圾、大的废木材、纺织品垃圾撕裂切断，并将无法撕裂的大的无机垃圾和有机垃圾从垃圾中分离出来；然后将撕裂切断后的垃圾均匀地传送到下一步骤；该步骤处理后的固体垃圾的体积保证满足初级破碎步骤中破碎机的破碎要求；
初级磁选步骤：将均匀布料步骤传送来的垃圾进行磁选，将垃圾中的废铁从垃圾中分离出来，为后续的破碎工艺提供方便，防止废铁破坏初级破碎步骤中的破碎机，并使垃圾中的废铁回收利用；
初级破碎步骤：将初级磁选步骤传送来的垃圾进一步破碎，将塑料和纺织品垃圾切断，将固体垃圾包覆的废铁分离出来，将部分有机垃圾打成浆状，使固体垃圾的体积变小，固体垃圾的大小保证在初级淘洗浮选步骤中能够被沉淀物输送装置输送，塑料和纺织品垃圾的大小保证后续程序中能够进行筛选分离；
初级淘洗浮选步骤：将初级破碎步骤处理后的垃圾放入初级淘洗浮选池中，并进行曝气淘洗，将淘洗浮选池底部的比重较大的固体垃圾通过沉淀物输送装置转入沉淀物清洗装置中，清洗后回收利用；将淘洗浮选池中比重较轻的垃圾通过漂浮物输送装置传送到下一步骤；包含有浆状有机垃圾的初级淘洗浮选液通过管路传送至所述酸化厌氧罐中；
均匀裁切步骤：将初级淘洗浮选步骤中传递来的比重较轻的垃圾进一步裁切，彻底切断长条形的垃圾；或者将初级淘洗浮选步骤中传递来的比重较轻的垃圾中的长条形的垃圾挑选出来进一步裁切，彻底切断长条形的垃圾；防止后续步骤物料输送过程中管道的堵塞，并保证酸化厌氧后塑料和化纤的有效分离；
酸化厌氧步骤：将均匀裁切步骤处理后的垃圾送入酸化厌氧罐中，所述酸化厌氧罐的罐体内腔的上部为酸化反应区，所述罐体内腔的下部为厌氧分解区；在酸化厌氧罐中，酸化反应区的垃圾包括位于液位以上的干式酸化层和位于液位以下的湿式酸化层；所述厌氧分解区包括位于所述厌氧分解区上层的漂浮层、位于所述厌氧分解区中间层的悬浊液层和位于所述厌氧分解区底层的重物沉淀层；所述罐体上对应于所述酸化反应区的上部设有单向进料口，从所述单向进料口进来的垃圾均匀地洒落于所述酸化反应区的上表面，所述厌氧分解区的底部设有重物排出口，所述重物排出口排出的重物进入沉淀物清洗装置，所述厌氧分解区的下部设有第一固液排出口，所述厌氧分解区的中上部设有第二固液排出口，所述罐体的顶部还设有沼气出气口，所述沼气出气口通过管路连接至所述沼气集气罐，所述罐体上还设有进液口； 
筛选分离步骤：将酸化厌氧步骤中酸化厌氧罐的第一固液排出口和第二固液排出口排出物料分别输送至筛选设备，在筛选设备中将固含物进行碾压，已经厌氧分解的有机垃圾被进一步粉碎，塑料、化纤清洗后被筛分出来，并回收筛分出来的塑料和化纤；混合有未充分厌氧分解垃圾的沼液被传送到下一步骤；本步骤在密闭的空间内进行 ；
缓冲调节步骤：将筛选分离步骤中混合有未充分厌氧分解垃圾的沼液暂存在缓冲调节池中，所述缓冲调节池设有接收筛选分离步骤沼液的进液口、接收其它步骤产生的液体的补液口、接收外部补水的补水口和向下一步骤供液的沼液出液口；本步骤在密闭的空间内进行，所述密闭的空间设有沼气出气口，所述沼气出气口通过管路连接至所述沼气集气罐；
深化厌氧步骤：将缓冲调节步骤传送过来的沼液送入深化厌氧罐中进行厌氧反应，所述深化厌氧罐的顶部设有沼气出气口，所述沼气出气口通过管路连接至所述沼气集气罐，所述深化厌氧罐的底部设有至污泥沉淀罐的污泥出口，所述深化厌氧罐的上部设有上清液出口，所述上清液出口通过管路连接有沼气释放罐或连接酸化厌氧罐，经过沼气释放罐的所述上清液回送至本步骤前的初级淘洗浮选步骤；所述沼气释放罐的出气口通过管路连接至所述沼气集气罐；
污泥沉淀浓缩步骤：将深化厌氧步骤传送过来的污泥放入污泥沉淀罐中沉淀，污泥沉淀罐中的上清液回送至缓冲调节池中；沉淀的污泥取出后再利用；并干燥后制成肥料或燃煤；本步骤在密闭的空间内进行，所述密闭的空间设有沼气出气口，所述沼气出气口通过管路连接至所述沼气集气罐。
2.如权利要求1所述的城乡生活垃圾资源化利用方法，其特征在于，所述初级淘洗浮选步骤后至少增加辅助破碎步骤和辅助淘洗浮选步骤一次；其中：
辅助破碎步骤：将传送来的比重较轻的垃圾进一步破碎，将残存的部分有机垃圾打成浆状，使固体垃圾的体积变小，并将垃圾中包裹的无机垃圾从有机垃圾中脱离出来，方便辅助淘洗浮选步骤的有机垃圾和无机垃圾的分离；固体垃圾的大小保证在辅助淘洗浮选步骤中能够被沉淀物输送装置输送，塑料和纺织品垃圾的大小保证后续程序中能够进行筛选分离；
辅助淘洗浮选步骤：将辅助破碎步骤处理后的垃圾放入辅助淘洗浮选池中，并进行曝气淘洗，将淘洗浮选池底部的比重较大的垃圾通过沉淀物输送装置转入沉淀物清洗装置中，清洗后回收利用；将淘洗浮选池中比重较轻的垃圾通过漂浮物输送装置传送到下一步骤；包含有浆状有机垃圾的辅助淘洗浮选液通过管路传送至所述酸化厌氧罐中。
3. 如权利要求1或2所述的城乡生活垃圾资源化利用方法，其特征在于：所述沉淀物输送装置为螺旋输送器；所述漂浮物输送装置为螺旋输送器。
4. 如权利要求1或2所述的城乡生活垃圾资源化利用方法，其特征在于：所述沉淀物清洗装置为洗砂机，所述洗砂机的洗液通过管路传送到所述酸化厌氧罐。
5. 如权利要求1或2所述的城乡生活垃圾资源化利用方法，其特征在于，清洗后的沉淀物运送到建材车间制造建材。
6. 如权利要求1所述的城乡生活垃圾资源化利用方法，其特征在于，所述初级破碎步骤后增加辅助磁选步骤，将初级破碎步骤处理后的垃圾再次进行磁选，将垃圾中的剩余废铁从垃圾中分离出来回收利用。
7. 如权利要求1所述的城乡生活垃圾资源化利用方法，其特征在于，所述酸化厌氧步骤前增加辅助磁选步骤，将进入酸化厌氧罐的垃圾再次进行磁选，将垃圾中的剩余废铁从垃圾中分离出来回收利用。
8. 如权利要求1所述的城乡生活垃圾资源化利用方法，其特征在于：所有处理步骤和处理步骤所涉及的设备在封闭车间内进行，所述燃气发电机组和沼气集气罐位于所述封闭车间外，所述封闭车间内设有多个通过管路连接至燃气发电机组空气进口的负压混合空气收集口。
9. 如权利要求8所述的城乡生活垃圾资源化利用方法，其特征在于：所述负压混合空气收集口设置在车间内的异味散发处和/或向车间外扩散异味的异味逃逸处。
10. 如权利要求8所述的城乡生活垃圾资源化利用方法，其特征在于：所述筛选分离步骤中的所述筛选设备处设有沼气与空气混合气体的混合气收集罩，所述混合气收集罩的混合空气出气口通过管路连接至所述燃气发电机组的空气进口。
11. 如权利要求1所述的城乡生活垃圾资源化利用方法，其特征在于：所述缓冲调节步骤中的所述缓冲调节池中还设有沼液加热装置，以加快后续步骤厌氧反应的速度。
12. 如权利要求11所述的城乡生活垃圾资源化利用方法，其特征在于：所述沼液加热装置的热媒介来自于燃气发电机组的冷却水和/或燃气发电机组的尾气。
13. 如权利要求1所述的城乡生活垃圾资源化利用方法，其特征在于：所述均匀裁切步骤中垃圾的裁切采用冲压裁切方法。
14. 如权利要求1所述的城乡生活垃圾资源化利用方法，其特征在于：所述酸化厌氧步骤中的第一固液排出口和第二固液排出口交替开启。
15. 如权利要求1所述的城乡生活垃圾资源化利用方法，其特征在于：所述深化厌氧步骤中的所述沼气释放罐通过喷淋使上清液中的沼气逸出。
16. 如权利要求1所述的城乡生活垃圾资源化利用方法，其特征在于：所述筛选分离步骤中筛分出来的塑料和化纤进行裂解，制备燃油。
17. 如权利要求1所述的城乡生活垃圾资源化利用方法，其特征在于：所述筛选分离步骤中筛分出来的塑料和化纤进行裂解，制备燃油。
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