CN102240661A - 一种生活垃圾预处理方法及装备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种生活垃圾预处理方法及装备。将城市生活垃圾经破袋处理、人工分拣、磁选、破碎、分选工艺后，取有机质待用，将有机质输入到水解罐，对水解罐内的有机质加温加压进行水解氧化反应，反应完成后将水解罐中的固体水解物喷爆在喷爆仓内，再经筛分烘干，即得到作为有机肥的基料。该方法是在液态下完成水解氧化过程，有机质水解氧化程度高；系统能耗和水耗低；运作成本低。适合于日垃圾处理量为100-300吨规模的垃圾预处理系统。

Description

一种生活垃圾预处理方法及装备

技术领域

本发明涉及一种生活垃圾预处理方法及装备，属于化学处理技术领域。

背景技术

长期以来，我国的城市垃圾主要采用卫生填埋或简易堆肥的方法进行消纳；随着人口的增加和城市规模的迅速扩大，许多城市的填埋用地越来越紧张，各地市政部门也开始把目光转向减量化程度较大的焚烧后填埋的方式上来，但是由于焚烧项目建设和经营费用昂贵，产生的有害气体难以控制，不得不另寻出路；生活垃圾资源化综合处理工艺由此而生，经几年的发展越来越成熟，并且成为今后生活垃圾及农牧业废弃物处理的必由之路。该方法属于技术密集型、系统化的垃圾处理工艺，该工艺系统能最大限度地实现垃圾的资源化、无害化、减量化。

生活垃圾中有机物质的降解较多采用高温高压水解处理方法来完成；例如申请号(02128995.6)、在高温高压釜中通入温度为165-200℃的水蒸气，压力0.7-1.1Mpa，保温保压时间1-2小时进行“熟化”；申请号(200710039020.x)在水解水热氧化釜中送人150-200℃过热蒸气，压力0.8-1.2Mpa，保温保压时间1.5-2小时进行“降解”；上述案例在气态下完成水解氧化，温度的提升都是依靠来自蒸汽锅炉的蒸汽加热实现，这样就必然出现几个问题：(1)气态下有机质水解氧化不彻底。(2)“熟化”或“降解”过程中产生的水解液含有的重金属没有得到有效的处理。(3)需消耗大量的热能，以日垃圾处理量为300吨规模为例，日过热蒸汽用量为30-60吨。(4)蒸汽锅炉烟气、污水、煤渣等污染源的治理加大了投资费用和经营费用。

发明内容

本发明是为解决上述技术问题而提供的一种生活垃圾预处理方法及装备，城市生活垃圾经破袋处理、人工分拣、磁选、破碎、分选等工艺后，取有机质待用，将有机质输入到水解罐，对水解罐内的有机质加温加压进行水解氧化反应，反应完成后将水解罐中的固体水解物喷爆在喷爆仓内，再经筛分烘干，即得到作为有机肥的基料。该方法是在液态下完成水解氧化过程，有机质水解氧化程度高；系统能耗和水耗低；运作成本低。适合于日垃圾处理量为100-300吨规模的垃圾预处理。

本发明按以下步骤完成：

(1)城市生活垃圾经破袋处理、人工分拣、磁选、破碎、分选后，取有机质待用。

(2)将有机质输入到水解罐，同时向水解罐中输入温度为80-90℃的热水，并保持水解罐内的有机质和热水的体积比例为50-70∶30-50；当水解罐中有机质和热水体积达到水解罐容积80％时停止输入有机质和热水，对水解罐内的有机质加温加压，在搅拌条件下进行水解氧化反应，水解温度110-120℃，压力0.7-0.8MPa，保温保压时间40-60分钟，经过水解氧化，有机物质由大分子链断为小分子链，水解完成后，将水解罐内部的水解液排入PH调浆罐，水解液流完后，空气压缩机再次启动，补足所需压力，水解物在罐内压力的驱动下喷入减压喷爆仓，再经筛分烘干，即得到作为有机肥的基料。

(3)对水解氧化过程中产生的水解液进行处理，清除水解液中存在的重金属离子，从而保证有机肥料中不含重金属离子；去除水解液中的微粒悬浮物及BOD、COD等以便达到水的循环使用。经过去除重金属及悬浮物处理后再送往水气热交换器，经过热交换后的水解液热水再输回至水解罐，循环使用。

所述水解液处理方法如下：

①、将水解液的PH值调浆到金属离子生成羟基氢氧基的PH＝6.5-7.5，然后用选择絮凝法，投入10-20mg/L的破乳剂来捕捉水解液中的重金属离子，用浮选法将絮团分离开；

②、将分离开重金属离子的水解液PH值调浆到PH＝7-9，投入100-200mg/L的聚丙烯酸钠或聚丙烯酰胺絮凝剂来捕捉水解液中的微粒悬浮物，用沉淀法将絮团与水分离开；

③、过滤收集到絮凝剂絮团，作为有机质待用；

④、处理过后的水送往热水交换器，经过交换后的热水可再输回至水解罐循环使用。

所述水解氧化反应采用的水解罐结构如图1所示。其包括进料口1，搅拌驱动器2，安全阀3，加热器4，支架5，搅拌叶片6，内壳体7，出料口8，外壳体9，人孔10，夹层11。其特征在于：在水解罐内的中轴线上一个搅拌叶片6，由搅拌驱动器2驱动，水解氧化反应时，对水解罐内的有机质进行搅拌，加速氧化反应进行；在水解罐的外壳体9与内壳体7之间设置一夹层11，夹层11内灌满了通过输水管道输送来的热水，同时装有电加热器4，高温气体由夹层下部的进口进入夹层并由上部排放，对夹层内的水提供加热，不足部份由电加热器4补足，对夹层内的水提供加热，该夹层热量通过热交换提供水解罐内的热源，保证水解罐内的温度在110-120℃。夹层外包裹有保温材料，减少散热带来的热量损耗，夹层的上部和下部分别设置有进水口和出水口。

水解罐内水解氧化过程所需的压力0.7-0.8MPa是由一个很小的空气压缩机提供，当水解罐的水温加热到水解所需温度后，启动空气压缩机，将水解罐的压力提升到水解氧化所需压力；水解罐内水解氧化过程所需的热水，是来自于热水交换器，该热水交换器的水温约在80-90摄氏度，水解氧化所需温度以烘干设备排放的高温气体经过夹层11进行热交换加热为主，电加热为辅完成。

本发明的优点和积极效果

1、本发明适合于日垃圾处理量为100-300吨规模的垃圾处理系统，处理过程中产生的水资源和高温气体资源充分回收利用，大大降低了整个处理系统的水耗和能耗，降低了投资成本，实现了垃圾资源化、无害化、减量化处理。

2、有机质在液态下进行水解氧化反应，再加以搅拌，充分接触，水解氧化彻底。

3、水解氧化过程中产生的水解液含有的重金属得到有效的处理。

附图说明

图1为本发明水解罐的结构示意图。图中1是进料口，2是搅拌驱动器，3是安全阀，4是加热器，5是支架，6是搅拌叶片，7是内壳体，8是出料口，9是外壳体，10是人孔，11是夹层。图2为本发明工艺流程图。

具体实施方式

实施例1：按以下步骤完成：

1)、城市生活垃圾经破袋处理、人工分拣、磁选后达到以下清除率：塑料60％、玻璃80％、可燃物70％、金属95％、无机质电池有害物等95％；

2)、粗破碎机把垃圾破碎为50mm以下后由滚筒式综合分选机分选，达到以下目标：有机质98.4％、塑料0.8％、玻璃0.1％、金属0.2％、无机质等0.5％；

3)、细破碎机把垃圾破碎为5mm以下后由有机物与无机物精确分离机进行分选达到以下目标：有机质99.6％、其它0.4％，取有机质待用；

4)、将有机质输入到水解罐，同时向水解罐中输入温度为85℃的热水，并保持水解罐内的有机质和热水的体积比例为60∶40；当水解罐中有机质和热水体积达到水解罐容积80％时停止输入有机质和热水，对水解罐内的有机质加温加压在搅拌条件下进行水解氧化反应；水解温度120℃，压力0.8MPa，保温保压时间50分钟，经过水解氧化，有机物质由大分子链断为小分子链；水解罐内水解氧化过程完成后，水解罐下部的水解液排放阀打开，在罐内压力的启动下，水解罐内部的水解液流入PH调浆罐，水解液流完后，空气压缩机再次启动，补足所需压力，这时水解罐通向减压喷爆仓的排放阀打开，水解物在罐内压力的驱动下喷入减压喷爆仓，再经筛分烘干至水份重量百分含量10％以下，即得到可以作为有机肥的基料并输送到有机肥生产车间。

水解罐内水解氧化过程所需的压力0.7-0.8MPa是由一个空气压缩机提供，当水解罐的水温加热到水解所需温度后，启动空气压缩机，将水解罐的压力提升到水解氧化所需压力；水解罐内水解氧化过程所需的热水，是来自于热水交换器，该热水交换器的水温约在80-90摄氏度，水解氧化所需120℃温度是以烘干设备排放的高温气体经过夹层11进行热交换加热为主，电加热为辅完成。

5)、对水解氧化过程中产生的水解液进行处理，清除水解液中存在的重金属离子；去除水解液中的微粒悬浮物及BOD、COD等以便达到水的循环使用。经过去除重金属及悬浮物处理后再送往水气热交换器，经过热交换后的水解液热水再输回至水解罐，循环使用。

所述的处理方法如下：

(1)、将水解液的PH值调浆到金属离子生成羟基氢氧基的PH＝7，然后用选择絮凝法，投入10-20mg/L的CW-01破乳剂来捕捉水解液中的重金属离子，用浮选法将絮团分离开；

(2)、将分离开重金属离子的水解液PH值调浆到PH＝8，投入100-200mg/L的聚丙烯酸钠或聚丙烯酰胺絮凝剂捕捉水解液中的微粒悬浮物，沉淀后将絮团与水分离开；

(3)、过滤收集到絮凝剂絮团，送往回转干燥窑作为有机质待用；

(4)、处理过后的水可送往热水交换器，经过交换后的热水再输回至水解罐循环使用。

Claims (3)

1.一种生活垃圾预处理方法及装备，其特征在于：其按以下步骤完成：

(1)城市生活垃圾经破袋处理、人工分拣、磁选、破碎、分选后，取有机质待用。

(2)将有机质输入到水解罐，同时向水解罐中输入温度为80-90℃的热水，并保持水解罐内的有机质和热水的体积比例为50-70∶30-50；当水解罐中有机质和热水体积达到水解罐容积80％时停止输入有机质和热水，对水解罐内的有机质加温加压，在搅拌条件下进行水解氧化反应，水解温度110-120℃，压力0.7-0.8MPa，保温保压时间40-60分钟，经过水解氧化，有机物质由大分子链断为小分子链，水解完成后，将水解罐内部的水解液排入PH调浆罐，水解液流完后，空气压缩机再次启动，补足所需压力，水解物在罐内压力的驱动下喷入减压喷爆仓，再经筛分烘干，即得到作为有机肥的基料。

(3)对水解氧化过程中产生的水解液进行处理，清除水解液中存在的重金属离子，从而保证有机肥料中不含重金属离子；去除水解液中的微粒悬浮物及BOD、COD等以便达到水的循环使用。经过去除重金属及悬浮物处理后再送往水气热交换器，经过热交换后的水解液热水再输回至水解罐，循环使用

2.根据权利要求1所述的生活垃圾预处理方法及装备，所述的装备是指水解氧化反应采用的水解罐，其包括进料口(1)，搅拌驱动器(2)，安全阀(3)，加热器(4)，支架(5)，搅拌叶片(6)，内壳体(7)，出料口(8)，外壳体(9)，人孔(10)，夹层(11)，其特征在于：在水解罐内的中轴线上设置一个搅拌叶片(6)，由搅拌驱动器(2)驱动；在水解罐的外壳体(9)与内壳体(7)之间设置一夹层(11)，同时装有电加热器(4)，夹层外包裹有保温材料，夹层的上部和下部分别设置有进水口和出水口。

3.根据权利要求1所述的生活垃圾预处理方法及装备，其特征在于：所述水解液处理方法为：

(1)、将水解液的PH值调浆到金属离子生成羟基氢氧基的PH＝6.5-7.5，然后用选择絮凝法，投入10-20mg/L的破乳剂来捕捉水解液中的重金属离子，用浮选法将絮团分离开；

(2)、将分离开重金属离子的水解液PH值调浆到PH＝7-9，投入100-200mg/L的聚丙烯酸钠或聚丙烯酰胺絮凝剂来捕捉水解液中的微粒悬浮物，用沉淀法将絮团与水分离开；

(3)、过滤收集到絮凝剂絮团，作为有机质待用；

(4)、处理过后的水送往热水交换器，经过交换后的热水可再输回至水解罐循环使用。

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