CN102357506B - 一种生活垃圾湿法处理及资源化利用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及环境卫生和环境保护领域，特别公开了一种生活垃圾湿法处理及资源化利用方法。该生活垃圾湿法处理及资源化利用方法，其特征在于：包括如下步骤：以水为工作介质，先对生活垃圾进行水力混合搅拌预处理，去除比重较大的大块杂质，然后进行水力破碎打浆，再经过滤、冲洗、分离将生活垃圾碎解分离为废塑胶片、有机浆液、砖石块类颗粒物，最后对分离出的各组分分别再处理和资源化利用。本发明的有益效果是：彻底解决了困扰国内外的生活垃圾严重污染环境的难题，可快速、有效地处理各种生活垃圾并资源化利用，不但可处理新产生的生活垃圾，还可以将已经填埋的生活垃圾重新挖出进行处理，且处理过程无污染。

Description

一种生活垃圾湿法处理及资源化利用方法

（一）      技术领域

    本发明涉及环境卫生和环境保护领域，特别涉及一种生活垃圾湿法处理及资源化利用方法。

（二）      背景技术

    当前生活垃圾污染已成为世界各国非常关注和亟待解决的重大问题，随着城市规模的扩大和人们生活水平的提高，生活垃圾量越来越多，对环境造成的污染也越来越严重。目前我国城镇生活垃圾年产生量数亿吨，且每年以10%左右的速度增长，加上农村的生活垃圾数量更是惊人，目前全国2/3的城市陷入垃圾的包围中，堆放在城市郊区的垃圾，侵占了大量农田，大多数城市垃圾处理设施严重不足，城市生活垃圾处理是以郊外堆放、简易填埋、卫生填埋为主，少部分采用焚烧处理或堆肥处理。上述各种处理方式均对环境造成了严重污染。垃圾无序堆放和简易填埋严重破坏环境卫生、传染疾病并污染地表水、地下水、土壤、空气和生态环境；卫生填埋虽然采取了一定的防渗措施，但很难做到万无一失地避免地表水与地下水受到污染，而且填埋场的渗滤液收集系统往往在若干年后失去收集作用，场底导渗管发生堵塞，渗滤液无法正常排走，整个填埋场形成高含水的渗滤液库，垃圾填埋一定年限后，渗滤液往往从侧面覆盖体渗出，严重影响堆体的稳定性和周围环境，如管理不善处理的渗滤液无法达到正常的排放标准，在暴雨的时候因渗滤液超出处理能力而直接排放，也会严重污染环境，并且绝大部分垃圾场产生的填埋气体直接排入大气缺乏回收利用，这种自然排放的方式对大气以及周边的环境都造成了危害，而对填埋气体进行回收利用还要建设复杂的回收利用管道等设施，进一步加大了垃圾处理成本；垃圾焚烧法会产生包括含二恶英等有害物质的废气污染周围大气环境的问题，并且城市中大部分垃圾是混合收集，垃圾中有机物含量高达60％，且含水率较高，导致垃圾热值降低，不利于焚烧；垃圾堆肥处理必须以垃圾分类将其中的厨余废物分离出来为前提，我国城市生活垃圾收集方式基本为混合收集，虽然提倡垃圾分类多年但总体而言生活垃圾的分类收集的效果不理想，无法有效地将占垃圾量一半以上的厨余物分开，所以导致生活垃圾堆肥难以实现；实行生活垃圾分类收集和处理是解决垃圾污染的重要手段，而我国的垃圾分类起步晚，且受到居住面积、公众意识、运输及处理环节的局限，难以实现源头分类，甚至不少地方将已经分类好的垃圾在转运环节又混合在一起，我国主要是通过人工分选回收生活垃圾中的可回收物资，即在输送带上靠人工手选将有用物质捡出，这是较经济、简单的办法，但劳动量较大，环境卫生问题比较突出，一些垃圾分类设备局限性较大，不仅工艺流程繁琐复杂，而且不能实现各类组分的有效分离，存在垃圾处理成本高、处理效率低、组分分离不彻底等瓶颈；另一方面，生活垃圾中的绝大多数成分如能有效地分类回收都是可以利用的宝贵资源，例如可降解有机废物能制作有机肥或生产沼气，塑料类废物可用于制造非食品用塑料制品或炼制油品等等，包装废物的快速增长，是城市生活垃圾增长的重要原因之一，尤其以塑料包装物最多，虽实行限塑令多年但也只能在有限的范围内减少塑料袋使用量而不可能杜绝，现有的垃圾处理方式不但造成了严重的环境污染，而且浪费了垃圾中的宝贵资源。综上所述，由于生活垃圾的组成成分及各组分的特性非常复杂，并且杂乱地混合在一起，导致现有的生活垃圾各种处理方法无法进行有效分离和处理，既污染了环境又浪费了资源，为彻底破解生活垃圾严重污染环境的困局，资源化利用其中的各种有用成分，从而消除污染变废为宝，寻找一种新的处理生活垃圾的行之有效的技术和方法已成为当务之急。

（三）      发明内容

    本发明为了弥补现有技术的不足，提供了一种快速有效地处理各种生活垃圾的生活垃圾湿法处理及资源化利用方法。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种生活垃圾湿法处理及资源化利用方法，其特征在于：包括如下步骤：以水为工作介质，先对生活垃圾进行水力混合搅拌预处理，去除比重较大的大块杂质，然后进行水力破碎打浆，再经过滤、冲洗、分离将生活垃圾碎解分离为废塑胶片、有机浆液、砖石块类颗粒物，最后对分离出的各组分分别再处理和资源化利用。

该生活垃圾湿法处理及资源化利用方法，其特征在于：包括如下步骤：

（1）水力混合搅拌：将清运来的生活垃圾倒入垃圾预处理水池，进行水力混合搅拌，比重较大的大块杂质沉降在水底，其余悬浮混合物与水进入打浆工序；

（2）水力碎解打浆：对带水悬浮混合物进行打浆处理，通过碎解设备将废塑料类碎解为废塑胶片，有机物类与废纸被打成有机浆液，其他杂物被碎解为颗粒物，回收大部分废塑胶片，其余进入沉渣井除去较重颗粒物，剩余较轻颗粒物与有机浆液形成混合液流出；

（3）分离过滤冲洗：混合液通过过滤装置滤出较轻颗粒物后冲洗，剩余有机浆液入水解池进入污水处理工序；沉渣井内的较重颗粒物冲洗后与洗净的较轻颗粒物混合，采用机械分离装置筛选分离，将比重较轻的废塑胶片与比重较重的砖石块类颗粒物分开；

（4）有机浆液水解：有机浆液在水解池中进行初步消化水解，为加快水解速度有利于后续厌氧处理，可在水解池内安装刀口锋利的打浆机，将其中的颗粒物尽可能粉碎至最小尺寸；

（5）厌氧处理：采用厌氧污水处理装置对水解后的可降解有机浆液进行厌氧处理，处理过程中产生沼气；

（6）过滤：对厌氧处理后的出水进行细网过滤，所得滤渣经冲洗后采用分离装置将其中的废塑胶片与砖石块类颗粒物分开；

（7）好氧处理：厌氧处理后的出水进入好氧处理装置进行处理，产生的活性污泥一部分回流至厌氧处理装置，剩余的污泥排出进行消化或压滤；

（8）过滤：好氧处理后的出水经过滤后除去杂质进入沉淀池；

（9）澄清沉淀：经步骤（8）过滤后的水在沉淀池内澄清沉淀，上层清水进入循环水池，沉淀污泥排出进行消化或压滤；

（10）出水循环回用：储存于循环水池内的清水，回用于水力混合搅拌与水力碎解打浆工序，并定期补充新水以弥补水量损耗；

（11）分离废物的资源化利用：上述各工序产生的废塑胶片经脱水烘干熔融后用于制造塑料制品原料或炼制油品；砖石块类颗粒物与废塑胶片熔融滤渣制作复合建材或分离各组分予以综合利用，或直接填埋；步骤（7）和步骤(9)中进行消化或压滤后的污泥，制作有机肥或烧制污泥砖；厌氧处理及污泥消化工序产生的沼气用于供热和发电。

步骤（2）中的碎解设备为造纸制浆工序的水力打浆机和绞绳机。

步骤（3）中的过滤装置为造纸制浆工序的除渣器和圆筒筛；机械分离装置为杂质分离机。

城市生活垃圾按重量区分，有机可降解成分（指厨余等食物类）约占总量的55％，塑料类（包括橡胶）约占15％，其他类如废纸、灰土、砖块、木材、玻璃、金属、织物、皮革等约占总量的30％；如按体积区分，则有机可降解成分约占60%，塑料类约占30%，其他类约占10%。根据生活垃圾组成的上述特点，本发明将造纸制浆相关工艺技术和污水处理相关工艺技术应用于对生活垃圾的湿法处理，可以有效分离其中的绝大多数组分，并进一步资源化利用达到消除污染变废为宝的目的，整个处理工艺过程以水为工作介质，但无废水排放，产生的沼气可用于供热发电，废渣包括废塑胶片、污泥、沙石砖块、废金属块、玻璃等，其中废塑胶片可以用于作塑料制品原料或炼制油品，污泥可进行消化处理产生沼气或制作有机肥、烧制污泥砖，沙石砖块可填埋或用于建材原料，废金属块可回收利用等。

生活垃圾的污染主要是由占其体积达90%以上的可降解有机废物（指厨余等废物约占60%）与塑料类废物（约占30%）造成的，其余占10%体积的废物如灰土砖块玻璃金属等对环境污染很小，所以处理生活垃圾的关键是有机废物与废塑料。采用造纸制浆的相关工艺和设备可以很好地把有机废物与塑料废物分离，水力混合打浆可将有机废物打成浆液状进入污水处理系统处理，从而将有机废物的处理转化为污水处理，同时能使废塑料分离出来资源化利用。由于造纸制浆与污水处理均有十分成熟完善的技术工艺和设备，所以在生活垃圾湿法处理过程中可利用造纸制浆与污水处理的各种相关工艺和设备合理组合或稍加改造即可，这就非常容易地完成了对生活垃圾的分离处理和资源化利用。

本发明是根据生活垃圾的组成和特点，将造纸制浆工艺与污水处理工艺有机结合应用于生活垃圾的湿法处理并加以资源化利用，即以水为介质对生活垃圾打浆处理，把有机可降解废物与废塑料等分离开分别处理和资源化利用，将对有机废物的处理转化为污水处理，处理后的污水循环回用，整个处理过程无废水废气排放不会对环境造成污染。本发明不但可以处理新产生的生活垃圾，而且可以将已经填埋的生活垃圾重新挖出进行处理。本发明技术工艺简单、运行周期短，占地面积小，垃圾处理量大，并且处理速度快、处理效果好，原料是生活垃圾，产品是废塑胶片、沼气、污泥、沙石类颗粒物等，处理后的各组分可全部资源化利用，变废为宝，而不会对环境造成污染，实现了生活垃圾的零排放，从而彻底消除了垃圾填埋、焚烧造成的严重污染，避免了垃圾填埋占用大量土地，甚至可取消垃圾填埋场与垃圾焚烧厂。本发明是将造纸制浆工艺与污水处理工艺有机结合而形成的具有良好效果的生活垃圾处理工艺，由于造纸制浆与污水处理均有十分成熟完善的技术工艺和设备，所以在生活垃圾湿法处理过程中可利用造纸制浆与污水处理的各种相关工艺和设备合理组合或稍加改造即可。

本发明只限于处理生活垃圾，不包括含有大量的建筑垃圾、装修垃圾、医疗垃圾和危险废物（如日光灯管、水银温度计、电子垃圾等）等固体废物，如有则需先分离后处理。生活垃圾预处理既可以采用本发明所述的湿法水力混合搅拌预处理也可以采用其他方法进行预处理。为减少垃圾产生和处理量仍应大力提倡加强对垃圾的分类回收，以降低垃圾处理费用提高资源化利用效率。

本发明生活垃圾湿法处理及资源化利用方法的有益效果是：彻底解决了困扰国内外的生活垃圾严重污染环境的难题，可快速、有效地处理各种生活垃圾并资源化利用，不但可处理新产生的生活垃圾，还可以将已经填埋的生活垃圾重新挖出进行处理，且处理过程无污染，破解了垃圾围城、垃圾焚烧填埋占用大量土地严重污染环境传播疾病的困局，实现了生活垃圾的资源化和零排放，既消除了污染又变废为宝。

（四）      附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

附图为本发明的生活垃圾湿法处理步骤示意图。

（五）      具体实施方式

该生活垃圾湿法处理及资源化利用方法，包括如下步骤：将造纸制浆工艺与污水处理工艺有机结合应用于生活垃圾的湿法处理过程，即以水为工作介质，先对生活垃圾进行水力混合搅拌预处理，去除比重较大的砖瓦碎石混凝土块金属块等，然后进行水力破碎打浆，再经过滤、冲洗、筛选分离等工序，从而将生活垃圾碎解分离为废塑胶片、有机浆液、砖石块类颗粒物等，最后对分离出的各组分分别再处理和资源化利用；

具体包括如下步骤：

（1）水力混合搅拌：将清运来的生活垃圾倒入垃圾预处理水池，用搅拌机进行水力混合搅拌，比重较大的大颗粒块状物如砖瓦碎石混凝土块玻璃金属等沉降在水底，其余的悬浮混合物与水进入打浆工序；

（2）水力碎解打浆：除去比重较大的大颗粒块状物后，对带水悬浮混合物进行打浆处理，可配以造纸制浆工序的绞绳机，将废塑料类（如塑料薄膜、袋等和橡胶类制品）碎解为塑胶片，有机物类（主要指厨余）与废纸被打成浆液状物，其他杂物如较小颗粒状砖石块、木材、玻璃、金属、织物、皮革等被碎解为更小尺寸颗粒物，从绞绳机可回收大部分塑胶片，较重颗粒物包括砖石块玻璃渣金属块等进入沉渣井，剩余较轻颗粒物与有机浆液形成混合液流出，本工序所用设备可采用造纸制浆工序的各种水力打浆机和绞绳机等合理组合使用；

（3）分离过滤冲洗：将混合液通过过滤装置滤出废塑胶片、砖石块、木材、玻璃、金属、织物、皮革等较轻颗粒物并加以冲洗，剩余有机浆液入水解池进入污水处理工序；沉渣井内的较重颗粒物经杂质分离机、过滤筛分离冲洗后与洗净的较轻颗粒物混合，采用机械分离装置进一步筛选分离，根据颗粒物中各组分比重的不同，数量多且比重较轻的废塑胶片与数量较小比重较大的砖石块、玻璃、金属等砖石块类颗粒物分开，其中废塑胶片中可能混入少量木材、织物、皮革等较小比重颗粒物，本工序所用设备可采用造纸制浆工序的各种除渣器、圆筒筛、杂质分离机等合理组合使用；

（4）有机浆液水解：有机浆液在水解池中进行初步消化水解以利于后续的微生物分解，为加快水解速度有利于后续厌氧处理，可在水解池内安装刀口锋利的打浆机，将其中的颗粒物尽可能粉碎至最小尺寸；

（5）厌氧处理：采用厌氧污水处理装置对水解后的可降解有机浆液进行厌氧处理，产生的大量沼气回收储存于沼气柜中，用于供热或发电；

（6）过滤：对厌氧处理后的出水进行细网过滤，所得滤渣经冲洗后采用分离装置将其中的废塑胶片与沙石等砖石块类颗粒物分开；

（7）好氧处理：厌氧处理后的出水进入好氧处理装置进行处理，产生的活性污泥一部分回流至厌氧处理装置，剩余的污泥则排出进行消化或压滤；

（8）过滤：好氧处理后的出水经过滤后除去微量杂质进入沉淀池；

（9）澄清沉淀：经步骤（8）过滤后的水在沉淀池内澄清沉淀，上层清水进入循环水池，沉淀污泥排出进行消化或压滤；

（10）出水循环回用：储存于循环水池内的清水，回用于水力混合搅拌与水力碎解打浆工序，并定期补充新水以弥补水量损耗；

（11）分离废物的资源化利用：上述各工序产生的废塑胶片由于数量较大经脱水烘干熔融后可用于制造塑料制品原料或炼制油品（汽油、柴油等）；砖石块、玻璃、金属等颗粒物与少量的废塑胶片熔融滤渣（主要是木材类）可以制作复合建材或进一步分离各组分予以综合利用，由于其产生量很小且无可降解有机废物也可以直接填埋而不会对环境造成污染；处理过程中产生的污泥可进行消化、压滤处理，进一步制作有机肥或烧制污泥砖；厌氧处理及污泥消化工序产生的大量沼气可以储存于沼气柜中用于供热和发电。

Claims (4)

1.一种生活垃圾湿法处理及资源化利用方法，其特征在于：包括如下步骤：以水为工作介质，先对生活垃圾进行水力混合搅拌预处理，去除比重较大的大块杂质，然后进行水力破碎打浆，再经过滤、冲洗、分离将生活垃圾碎解分离为废塑胶片、有机浆液、砖石块类颗粒物，最后对分离出的各组分分别再处理和资源化利用；详细步骤如下：

（1）水力混合搅拌：将清运来的生活垃圾倒入垃圾预处理水池，进行水力混合搅拌，比重较大的大块杂质沉降在水底，其余悬浮混合物与水进入打浆工序；

（2）水力碎解打浆：对带水悬浮混合物进行打浆处理，通过碎解设备将废塑料类碎解为废塑胶片，有机物类与废纸被打成有机浆液，其他杂物被碎解为颗粒物，回收大部分废塑胶片，其余进入沉渣井除去较重颗粒物，剩余较轻颗粒物与有机浆液形成混合液流出；

（3）分离过滤冲洗：混合液通过过滤装置滤出较轻颗粒物后冲洗，剩余有机浆液入水解池进入污水处理工序；沉渣井内的较重颗粒物冲洗后与洗净的较轻颗粒物混合，采用机械分离装置筛选分离，将比重较轻的废塑胶片与比重较重的砖石块类颗粒物分开；

（4）有机浆液水解：有机浆液在水解池中进行初步消化水解； 

（5）厌氧处理：采用厌氧污水处理装置对水解后的可降解有机浆液进行厌氧处理，处理过程中产生沼气；

（6）过滤：对厌氧处理后的出水进行细网过滤，所得滤渣经冲洗后采用分离装置将其中的废塑胶片与砖石块类颗粒物分开；

（7）好氧处理：厌氧处理后的出水进入好氧处理装置进行处理，产生的活性污泥一部分回流至厌氧处理装置，剩余的污泥排出进行消化或压滤；

（8）过滤：好氧处理后的出水经过滤后除去杂质进入沉淀池；

（9）澄清沉淀：经步骤（8）过滤后的水在沉淀池内澄清沉淀，上层清水进入循环水池，沉淀污泥排出进行消化或压滤；

（10）出水循环回用：储存于循环水池内的清水，回用于水力混合搅拌与水力碎解打浆工序，并定期补充新水以弥补水量损耗；

（11）分离废物的资源化利用：上述各工序产生的废塑胶片经脱水烘干熔融后用于制造塑料制品原料或炼制油品；砖石块类颗粒物与废塑胶片熔融滤渣制作复合建材或分离各组分予以综合利用，或直接填埋；步骤（7）和步骤(9)中进行消化或压滤后的污泥，制作有机肥或烧制污泥砖；厌氧处理及污泥消化工序产生的沼气用于供热和发电。

2.根据权利要求1所述的生活垃圾湿法处理及资源化利用方法，其特征在于：步骤（2）中的碎解设备为造纸制浆工序的水力打浆机和绞绳机。

3.根据权利要求1所述的生活垃圾湿法处理及资源化利用方法，其特征在于：步骤（3）中的过滤装置为造纸制浆工序的除渣器和圆筒筛；机械分离装置为杂质分离机。

4.根据权利要求1所述的生活垃圾湿法处理及资源化利用方法，其特征在于：步骤（4）中在水解池内安装打浆机。

Images