CN102247969A - 城市生活垃圾资源化分类利用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种城市生活垃圾资源化分类利用方法，至少包括以下步骤：磁选步骤、垃圾分切步骤、淘洗浮选步骤、垃圾挤压脱水步骤、厌氧处理步骤和污泥沉淀浓缩步骤；通过磁选步骤分离出废铁，使废铁回收利用；通过垃圾分切步骤将可厌氧有机质粉碎；通过淘洗浮选步骤，使浆状的可厌氧有机质和块状的不可厌氧垃圾彻底分离，浆状的可厌氧有机质进入沼气发生池或罐中进行厌氧反应，而干净的不可厌氧垃圾挤压脱水并干燥后可以单独进行处理，垃圾减量90％以上；淘洗后剩余10％不可厌氧垃圾，或者进行裂解反应制取燃油；或者进行筛选回收利用，不再因为垃圾中含有灰尘和有机质而产生筛分困难；或者送入气化炉中生产燃气，避免了焚烧处理垃圾因为含水有机物消耗能量，使垃圾处理的热效率大大提高。

Description

城市生活垃圾资源化分类利用方法

技术领域

本发明涉及一种将垃圾分类并资源化利用垃圾以达到消除城市生活垃圾的方法。

背景技术

垃圾处理的最大难题是垃圾的成分复杂，而且各成分的特性迥异，造成垃圾的累积量越来越大，成为阻碍人类社会发展的严重障碍。

填埋法是使用最多也是消极的垃圾处理方法，缺点是占地多、无害化、减容化程度较低，存在着二次污染的潜在威胁，而且垃圾中的资源被全部浪费。

焚烧法是也是处理垃圾的重要方法。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。

厌氧发酵法是处理城市生活垃圾的有效方法，可回收生活垃圾中的能源，但其缺点是可厌氧分解垃圾体积大，容易被塑料包裹，造成发酵时间长，厌氧反应不彻底，而且废塑料、废金属等不可厌氧分解垃圾无法回收利用，使该方法推广应用极为困难。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种将可厌氧有机质和不可厌氧垃圾自动分类，减小可厌氧有机质体积并有利于厌氧反应，使垃圾减量并资源化利用的城市生活垃圾资源化分类利用方法。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：城市生活垃圾资源化分类利用方法，至少包括以下步骤：

磁选步骤：设置在垃圾传送过程中，将垃圾中的废铁从垃圾中分离出来，使垃圾中的废铁回收利用；所述磁选步骤至少一级；

垃圾分切步骤：将垃圾袋撕开，将塑料垃圾、废木材、纺织品垃圾撕裂切断，将含厌氧有机质的垃圾粉碎，并将无机垃圾粉碎，然后将处理后的垃圾传送到下一步骤；所述垃圾分切步骤至少一级；第一级所述垃圾分切步骤前设置至少一级所述磁选步骤；

淘洗浮选步骤：位于垃圾分切步骤后，将分切后的垃圾送入淘洗浮选槽中，将淘洗浮选槽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；将淘洗浮选槽中比重较轻的垃圾通过漂浮物输送装置传送到下一淘洗浮选步骤，最后一级淘洗浮选步骤获得的比重较轻的含水垃圾送入下一步骤；包含有浆状有机垃圾的淘洗液通过管路传送至沼气发生池或罐；所述淘洗浮选步骤至少一级；

垃圾清洗步骤：将最后一级淘洗浮选步骤获得的比重较轻的含水垃圾送入淘洗浮选槽中，采用清水或中水进行淘洗浮选；

垃圾挤压脱水步骤：将垃圾清洗步骤获得的比重较轻的含水垃圾送入挤压装置中挤压脱水，干燥后另行处理；

厌氧处理步骤：将淘洗浮选步骤传送过来的淘洗液送入沼气发生池或罐中进行厌氧反应，所述沼气发生池或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沼气集气罐，所述沼气发生池或罐的底部设有连接污泥沉淀罐的污泥出口，所述沼气发生池或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，经过沼气释放罐的所述上清液回送至淘洗浮选步骤中；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所述沼气发生池或罐内；沉淀的污泥取出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，所述垃圾分切步骤采用破碎锤击打和切刀结合的方法分切垃圾。

作为优选的技术方案，所述淘洗浮选步骤中至少一级采用曝气淘洗方法，通过压缩空气和垃圾搅拌装置对垃圾清洗。

作为优选的技术方案，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。

作为优选的技术方案，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沼气发生池或罐。

作为优选的技术方案，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，经过挤压脱水和干燥后比重较轻的垃圾送入裂解炉中进行裂解；或者，经过挤压脱水和干燥后比重较轻的垃圾送入气化炉中生产燃气；或者，经过挤压脱水和干燥后比重较轻的垃圾进行再分选，回收利用。

作为对上述技术方案的改进，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，沼气集气罐位于所述封闭车间外，所述封闭车间外还安装有燃气发电机组，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进一步改进，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。

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步骤分离出废铁，使废铁回收利用；通过垃圾分切步骤将可厌氧有机质粉碎，以方便淘洗分离；通过淘洗浮选步骤，使浆状的可厌氧有机质和块状的不可厌氧垃圾彻底分离，浆状的可厌氧有机质进入沼气发生池或罐中进行厌氧反应，而不可厌氧垃圾则不再附着有机质，挤压脱水并干燥后可以单独进行处理，垃圾减量90％以上；淘洗后剩余10％不可厌氧垃圾，或者进行裂解反应制取燃油；或者进行筛选回收利用，不再因为垃圾中含有灰尘和有机质而产生筛分困难；或者送入气化炉中生产燃气，避免了焚烧处理垃圾因为含水有机物消耗能量，使垃圾处理的热效率大大提高；本发明克服了制约垃圾处理的最大瓶颈，可以使厌氧方法处理垃圾连续化，处理量较大。

本发明与现有垃圾处理方法相比，具有以下突出的优点：

1.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利用。

2.克服了填埋法处理垃圾的缺陷，不破坏土地资源。

3.处理过程中所有成分都被分类并资源化利用，不再造成二次污染。

4.本发明在处理垃圾的过程中产生可观的经济效益，有利于提高垃圾处理企业的积极性，便于推广应用。

附图说明

图1是本发明实施例一的流程图；

图2是本发明实施例二的流程图。

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。

实施例一：

如图1所示，城市生活垃圾资源化分类利用方法，包括沼气发生罐、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：

垃圾接收步骤：将垃圾车收集来的城市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。

磁选步骤：将垃圾中的废铁从垃圾中分离出来，使垃圾中的废铁回收利用；本实施例中所述磁选步骤使用一级；当然，在后续步骤的固态垃圾及固态垃圾分类物的传送路线上也可以设置磁选步骤。

垃圾分切步骤：将垃圾袋撕开，将塑料垃圾、废木材、纺织品垃圾撕裂切断，将含厌氧有机质的垃圾粉碎，并将无机垃圾粉碎，然后将处理后的垃圾传送到下一步骤；所述垃圾分切步骤采用破碎锤击打和切刀结合的方法分切垃圾。

初级淘洗浮选步骤：将分切后的垃圾送入淘洗浮选槽中，将淘洗浮选槽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；将淘洗浮选槽中比重较轻的垃圾通过漂浮物输送装置传送到下一垃圾分切步骤，包含有浆状有机垃圾的淘洗液通过管路传送至沼气发生罐；本步骤中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。

垃圾分切步骤：将初级淘洗浮选步骤传送来的质量较轻的垃圾撕裂切断，将含厌氧有机质的垃圾粉碎，并将无机垃圾粉碎，然后将处理后的垃圾传送到下一步骤；所述垃圾分切步骤采用破碎锤击打和切刀结合的方法分切垃圾。

二级淘洗浮选步骤：将分切后的垃圾送入淘洗浮选槽中，将淘洗浮选槽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；将淘洗浮选槽中比重较轻的垃圾通过漂浮物输送装置传送到下一垃圾分切步骤，包含有浆状有机垃圾的淘洗液通过管路传送至沼气发生罐；本步骤中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。

垃圾分切步骤：将二级淘洗浮选步骤传送来的质量较轻的垃圾撕裂切断，将含厌氧有机质的垃圾粉碎，并将无机垃圾粉碎，然后将处理后的垃圾传送到下一步骤；所述垃圾分切步骤采用破碎锤击打和切刀结合的方法分切垃圾。

三级淘洗浮选步骤：将分切后的垃圾送入淘洗浮选槽中，将淘洗浮选槽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；将淘洗浮选槽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淘洗液通过管路传送至沼气发生罐；本步骤中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。

本实施例中采用三级分切，每级分切步骤后都设有一级淘洗浮选步骤。当然，所述垃圾分切步骤和垃圾淘洗浮选步骤也可以采用多级，以满足垃圾分类的需要。

垃圾清洗步骤：将三级淘洗浮选步骤淘洗后的漂浮物送入淘洗浮选槽中，将淘洗浮选槽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；将淘洗浮选槽中比重较轻的垃圾通过漂浮物输送装置传送到下一步骤；本步骤中采用曝气淘洗方法，通过压缩空气和垃圾搅拌装置对垃圾进行淘洗。本步骤中的淘洗水使用生活污水处理后的中水，对比重较轻的垃圾进行最后的清洗，使垃圾清洁干净，便于后续程序处理。清洗液通过中水处理系统循环利用。中水处理系统技术较为成熟，在此不再一一赘述；本步骤中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。

垃圾挤压脱水步骤：将末级淘洗浮选步骤获得的比重较轻的含水垃圾送入挤压装置中挤压脱水，干燥后另行处理；本实施例中的干燥器的热源采用燃气发电机组循环冷却系统产生的热水和/或燃气发电机组排气系统排出的废气热量。干燥后的垃圾减量90％以上，可以利用成熟的裂解工艺进行裂解反应制取燃油；或者进行筛选回收利用，不再因为垃圾中含有灰尘和有机质而产生筛分困难；或者进行送入气化炉中生产燃气，避免了焚烧处理垃圾因为含水有机物消耗能量，使垃圾处理的热效率大大提高。

厌氧处理步骤：将淘洗浮选步骤传送过来的淘洗液送入沼气发生罐中进行厌氧反应，所述沼气发生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沼气集气罐，所述沼气发生罐的底部设有连接污泥沉淀罐的污泥出口，所述沼气发生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，经过沼气释放罐的所述上清液回送至淘洗浮选步骤中，作为淘洗浮选的淘洗液；本实施例中，所述上清液分别被送入初级淘洗浮选步骤、二级淘洗浮选步骤和三级淘洗浮选步骤；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所述沼气发生罐内；沉淀的污泥取出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，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沼气发生罐。清洗后的沉淀物运送到建材车间制造建材。

实施例二：

如图2所示，本实施例与实施例一基本相同，不同之处在于所述沼气释放罐的上清液回送至三级淘洗浮选步骤，三级淘洗浮选步骤淘洗浮选后淘洗液送入二级淘洗浮选步骤，二级淘洗浮选步骤淘洗浮选后淘洗液送入初级淘洗浮选步骤，初级淘洗浮选步骤的淘洗液被送入所述所述沼气发生罐内。本实施例以三级淘洗为例，是为了说明淘洗液的流动过程；在更多级淘洗浮选步骤的情况下，也在本发明的保护范围之内。

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 (9)

1.城市生活垃圾资源化分类利用方法，其特征在于，至少包括以下步骤：

磁选步骤：设置在垃圾传送过程中，将垃圾中的废铁从垃圾中分离出来，使垃圾中的废铁回收利用；所述磁选步骤至少一级；

垃圾分切步骤：将垃圾袋撕开，将塑料垃圾、废木材、纺织品垃圾撕裂切断，将含厌氧有机质的垃圾粉碎，并将无机垃圾粉碎，然后将处理后的垃圾传送到下一步骤；所述垃圾分切步骤至少一级；第一级所述垃圾分切步骤前设置至少一级所述磁选步骤；

淘洗浮选步骤：位于垃圾分切步骤后，将分切后的垃圾送入淘洗浮选槽中，将淘洗浮选槽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；将淘洗浮选槽中比重较轻的垃圾通过漂浮物输送装置传送到下一淘洗浮选步骤，最后一级淘洗浮选步骤获得的比重较轻的含水垃圾送入下一步骤；包含有浆状有机垃圾的淘洗液通过管路传送至沼气发生池或罐；所述淘洗浮选步骤至少一级；

垃圾清洗步骤：将最后一级淘洗浮选步骤获得的比重较轻的含水垃圾送入淘洗浮选槽中，采用清水或中水进行淘洗浮选；

垃圾挤压脱水步骤：将垃圾清洗步骤获得的比重较轻的含水垃圾送入挤压装置中挤压脱水，干燥后另行处理；

厌氧处理步骤：将淘洗浮选步骤传送过来的淘洗液送入沼气发生池或罐中进行厌氧反应，所述沼气发生池或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沼气集气罐，所述沼气发生池或罐的底部设有连接污泥沉淀罐的污泥出口，所述沼气发生池或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，经过沼气释放罐的所述上清液回送至淘洗浮选步骤中；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所述沼气发生池或罐内；沉淀的污泥取出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所述的城市生活垃圾资源化分类利用方法，其特征在于，所述垃圾分切步骤采用破碎锤击打和切刀结合的方法分切垃圾。

3.如权利要求1所述的城市生活垃圾资源化分类利用方法，其特征在于，所述淘洗浮选步骤中至少一级采用曝气淘洗方法，通过压缩空气和垃圾搅拌装置对垃圾清洗。

4.如权利要求1所述的城市生活垃圾资源化分类利用方法，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。

5.如权利要求1所述的城市生活垃圾资源化分类利用方法，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沼气发生池或罐。

6.如权利要求1所述的城市生活垃圾资源化分类利用方法，其特征在于，清洗后的沉淀物运送到建材车间制造建材。

7.如权利要求1所述的城市生活垃圾资源化分类利用方法，其特征在于，经过挤压脱水和干燥后比重较轻的垃圾送入裂解炉中进行裂解；或者，经过挤压脱水和干燥后比重较轻的垃圾送入气化炉中生产燃气；或者，经过挤压脱水和干燥后比重较轻的垃圾进行再分选，回收利用。

8.如权利要求1至7任一权利要求所述的城市生活垃圾资源化分类利用方法，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，沼气集气罐位于所述封闭车间外，所述封闭车间外还安装有燃气发电机组，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所述的城市生活垃圾资源化分类利用方法，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。

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