CN102527701B

CN102527701B - 生活废弃物综合处理工艺系统

Info

Publication number: CN102527701B
Application number: CN2012100020487A
Authority: CN
Inventors: 杜文利; 张鹏; 李国清
Original assignee: BEIJING HAOHAI TIANJI TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: Jilin Hao Hai horizon Technology Co., Ltd.
Priority date: 2012-01-06
Filing date: 2012-01-06
Publication date: 2013-08-21
Anticipated expiration: 2032-01-06
Also published as: CN102527701A

Abstract

本专利公开了一种生活废弃物综合处理工艺系统，该系统通过综合分选技术和联合厌氧发酵技术实现混合垃圾的资源化综合处理。其中综合分选技术采用破碎、磁选、筛分、风选等先进分选技术，筛选出资源化产品金属、塑料、有机物等资源化产品，筛选出的有机物混同污泥和粪便经制浆后进行联合厌氧发酵。通过厌氧发酵可产生沼气、有机肥料等资源化产品。沼气经净化处理后用于发电、民用燃料或车载燃料。采用该项技术可实现生活垃圾、污泥、粪便和餐厨垃圾等有机质垃圾的集约化处理。其机械化、自动化程度高，相比以往工艺有简化、有效、人工量少等优点。

Description

生活废弃物综合处理工艺系统

技术领域

本发明专利涉及环境保护、垃圾处理以及废弃物回收利用等技术领域，具体涉及到一种生活废弃物综合处理工艺系统。

背景技术

生活废弃物包括生活垃圾、餐厨垃圾、厨余垃圾、污泥和粪便等居民日常生活产生的废弃物，近年来随着我国国民经济的不断发展和人民生活水平的日益提高，加上我国人口众多，城市生活垃圾的产量也急剧增加。我国未普遍实行垃圾分类收集，垃圾成分复杂，所以不仅垃圾处理量大，而且处理难度也非常大。

现阶段，我国城市垃圾处理方式仍以填埋、堆肥和焚烧为主。国内70%以上的垃圾做垃圾填埋处理，垃圾填埋占用大量的土地资源，而且填埋容量有限，大都达到饱和，同时，产生的填埋气体和渗滤液对周围环境造成了较大的污染，垃圾填埋的处理方式会逐渐退出垃圾处理的市场。垃圾焚烧处理约占20%左右，垃圾焚烧因垃圾含水率高等原因，温度很难达标，同时产生二恶英等有害气体危害周围居民身体健康，污染大气。垃圾堆肥处理约占垃圾处理市场10%，堆肥处理方式占用大量的土地资源，堆肥过程中产生的臭味难处理、堆肥产生的肥料因为其中掺杂杂质较多，使肥料质量不好，肥效不明显，导致产品销路不佳，因此堆肥处理的发展受到很大的限制。以上传统的垃圾处理方式很难达到垃圾资源化、减量化、无害化的处理要求。

发明内容

本发明的目的是针对传统的垃圾处理方式的弊端和我国目前垃圾成分复杂的现状，提供一种将生活废弃物资源化、减量化、无害化的综合处理方法。该系统能将未经分类处理生活废弃物（包括生活垃圾、餐厨垃圾、厨余垃圾、污泥和粪便等居民日常生活产生的废弃物）进行资源化、减量化、无害化的综合处理。将其中的金属、玻璃、塑料、橡胶、纺织品等可二次利用的物质分离出来回收利用；同时将废弃物中的渣土、纤维及其他固体杂质去除得到纯度相对较高的有机质成分，按照一定的比例均浆调质后进行联合厌氧发酵，产出沼气和有机肥等经济产品。联合厌氧发酵能使厌氧发酵微生物所需的各种营养物质更加均衡，提高厌氧发酵效率，提高沼气产量和品质，经过净化提纯的沼气可作为燃料提供给车辆、社区或用于发电，具有很高的经济价值。厌氧发酵剩余的沼渣经过脱水干燥后，可制成有机肥料用于园林绿化。

本发明的一种生活废弃物综合处理工艺系统包括综合分选系统和资源化回收利用系统。该工艺系统的流程包括：上料工序、均料给料工序、干扰物剔除工序、破袋工序、人工分选工序、磁选工序、一次筛分工序、二次筛分工序、破碎工序、风力分选工序、洗塑工序、污泥粪便处理工序、制浆工序、厌氧发酵工序、沼气应用工序、离心脱水工序、污水处理工序、制肥工序、制砖工序及除臭处理工序。

生活垃圾分选系统实现从混合生活垃圾中筛选出可二次利用的回收品，对可用于资源化利用的物质分选分离。为实现上述的目的，分选系统的一般流程如下：

生活废弃物处理始端设上料机构，上料机构连接均料给料机，经过均料给料机的输送实现连续、均匀地给料，进入干扰物分选平台进行剔除大件干扰物后，依次经过破袋、磁选、人工分选平台进入一次筛分机，筛上物入破碎机，筛下物入二次筛分机，经破碎的物料再次磁选后进入风力分选机，风力分选出的以塑料、纸为主的轻物质进入洗塑池，风力分选出的渣土等重物质作为制砖原料，风力分选出的中重有机质、二次筛分机筛分出的有机质、洗塑池产出的纸浆和粪便污泥处理后的有机质一同进入制浆机制浆，浆液入厌氧发酵系统进行联合厌氧发酵。厌氧发酵产出的沼气经净化后作为燃料提供给车辆、社区或用于发电，剩余沼渣制成有机肥用于园林绿化。

一次筛分工序使用的是筛筒体，筛筒上布满筛孔，生活废弃物在筛筒内随筛筒旋转的同时，粒径小于筛孔尺寸的物料被筛下，这部分筛下物主要由渣土、有机质组成，筛下物进入二次筛分工序，进一步将有机质和渣土分离，而未被筛下的筛上物进入破碎工序，破碎成适合后序处理的粒径范围。一次筛分机构可通过制定不同的筛孔尺寸来限定通过筛孔的有机质的粒径大小和未通过筛孔的筛上物尺寸大小，从而能够根据待处理物料成分的差异和处理要求来灵活制定一次筛分机的筛孔孔径。

二次筛分工序是对一次筛分后的筛下物进行再次细分，二次筛分机筛下物主要以渣土为主，筛上物以有机质为主。筛下物集中堆放做制砖原料，筛上物有机质送入制浆机制浆。

破碎机主体是两个主轴及布置于主轴上的破碎刀盘，两轴和刀盘间形成空隙，当一次筛分机的筛上物进入破碎机后，超过破碎机空隙尺寸的物料被实施破碎，经破碎工序后，更有利于磁选出金属材料，同时有助于后续风力分选工序的进行。破碎机可通过制定破碎机刀盘大小和两轴间距来限定破碎粒径，根据垃圾成分在设计时设定特定的筛分直径和破碎直径从而能够根据待处理物料成分的差异和处理要求来灵活制定破碎粒径。

风力分选工序是根据不同比重的物料悬浮速度不相同的原理，在风室中给物料一定的气流作用，不同比重的物料沉降在不同的区域，从而实现轻物质、中重物质以及重物质三种物质的分离，通过上料给料、物料均层、风速调节等工艺参数的控制可实现物料的精确分选。对于经过破碎工序后的废弃物，风选出的轻物质主要以塑料、纸为主，中重物质主要以有机质为主，重物质主要以渣土为主。

制浆工序能将生活垃圾、餐厨垃圾、厨余垃圾、污泥及粪便混合处理，按特定比例配比一定的回用工艺水，通过制浆机的碎浆功能将有机质破碎成适宜厌氧发酵的有机质浆液，并且制浆机在制浆过程中可以对生物可降解废弃物进行去纤维化，同时能去除不可降解的物质——重物质（石头，骨头，玻璃，电池，金属）、轻物质（纺织品，木头，塑料膜，线绳）、砂性部分（砂，小石头，玻璃碎片），从而提高有机质的含量，提高后续厌氧发酵工序效率，提高沼气的产量和品质。

塑料回收系统是将风力分选工序中以塑料、纸为主的轻物质和人工分选出的塑料一起进入洗塑工序，在洗塑池中，塑料漂浮分离，纸浆送入制浆机。

制肥系统包括营养复配工序、干燥工序、造粒工序、装袋工序，是将厌氧发酵罐的排渣经离心脱水工序得到湿度相对不大的沼渣，沼渣通过营养复配工序得到肥效达标的有机肥原料，然后经过干燥、造粒制成有机肥。

制砖系统是将分选系统中分选出的渣土等无机物送入制砖车间进行破碎、混拌、挤压成型。

污水再利用系统是将沼渣离心脱水过程中的污水经过污水处理系统达标后，作为工艺回水送入制浆机。

除臭工序：物料处理的整个工序中，在暴露物料的开放空间设置臭气收集罩，采用负压抽吸技术来收集物料散发的臭气，然后利用生物除臭和光解除臭技术联合处理臭气。

本发明具有如下优点：

1) 该系统能将未经分类处理生活废弃物（包括生活垃圾、餐厨垃圾、厨余垃圾、污泥和粪便等居民日常生活产生的废弃物）进行资源化、减量化、无害化的综合处理；

2) 生活垃圾、餐厨垃圾、厨余垃圾、污泥和粪便混合处理，进行联合厌氧发酵，可以使各种物料成分相互调和，使厌氧发酵微生物所需的各种营养物质更加均衡，而且能规避单独发酵的缺点，提高厌氧发酵效率，提高沼气产量和品质；

3) 综合分选工艺中使用破袋、筛分、破碎、磁选、风力风选、制浆等多种专业化分选工序，各种分选工序分别进行特定物料的分类分选，提高分选系统的分选效果，资源化程度更高；

4) 通过制浆工序，各种物料得到充分混合和破碎，在制浆过程中能将残留的玻璃、石块、沙砾、塑料和布料有效剔除，保证厌氧发酵高效率的进行；

5) 工艺系统中工艺废水经污泥处理系统处理后作为工艺水供系统各环节，无外排污水；

6) 整个综合处理系统运行过程中无臭气、污水、渗滤液的二次污染问题，清洁、环保、资源化产品利用率高；

7) 整个处理工艺系统机械化、自动化程度高，分选效率高，人工的量明显减少，有效减少人与垃圾的直接接触，解决垃圾处理过程中对人体造成的伤害，如职业病、微生物气溶胶侵害等问题；

8) 该处理工艺系统占地面积小，一次性投入少，无须扩大占地面积，投资适中且运行成本低。

附图说明

附图是本发明的工艺流程图。

具体实施方式

如工艺流程图所示，本工艺流程包含废弃物分选系统和资源化回收利用系统：

生活废弃物（包括生活垃圾、餐厨垃圾、厨余垃圾等居民日常生活产生的废弃物）经收运车辆送至处理中心后，由上料机构将废弃物连续投送至均料给料设备，通过均料给料设备将废弃物均匀地输送至干扰物剔除平台，连续、均匀的给料系统有助于干扰物剔除工序的顺利进行；

干扰物剔除平台设人工分选位，通过人工分选把影响后续处理的大件干扰物分选出分类回收，由输送机将干扰物剔除后的物料输送到破袋工序，实现垃圾与塑料袋的分离，为后续分选工序做准备。经破袋工序后的物料由输送机输送，输送机上方设置磁选机，磁性金属材料被磁选机选出进行回收。经过磁选的物料由输送机输送至人工分选平台，人工分选平台设有人工分选工位，通过人工分选按类拣出玻璃、纺织品、金属、橡胶和塑料，其中玻璃、纺织品、橡胶、金属等做分类回收，塑料由输送机送至洗塑工序进一步处理。经人工分选后的物料由输送机送至一次筛分工序，一次筛分工序使用的是筛筒体，筛筒上布满筛孔，生活废弃物在筛筒内随筛筒旋转的同时，粒径小于筛孔尺寸的物料被筛下，这部分筛下物主要由渣土、有机质组成，一次筛分机构通过制定不同的筛孔尺寸来限定通过筛孔的有机质的粒径大小和未通过筛孔的筛上物尺寸大小，从而能够根据待处理物料成分的差异和处理要求来灵活制定一次筛分机的筛孔孔径。未被筛下的一次筛分的筛上物经输送机输送至破碎工序，破碎工序的破碎机构主体是由两个主轴及布置于主轴上的破碎刀盘组成，两轴和刀盘间形成空隙，当一次筛分机的筛上物进入破碎机构后，超过破碎空隙尺寸的物料被实施破碎，经破碎工序后，进行磁选工序更有利于磁选出金属材料，同时有助于后续风力分选工序的进行，破碎机构可通过制定破碎机刀盘大小和两轴间距来限定破碎粒径，根据垃圾成分在设计时设定特定的筛分直径和破碎直径从而能够根据待处理物料成分的差异和处理要求来灵活制定破碎粒径；

一次筛分机的筛下物由输送机送至二次筛分机，二次筛分工序是对一次筛分后的筛下物进行再次细分，二次筛分机筛下物主要以渣土为主，筛上物以有机质为主，筛下物集中收集后作为制砖原料，筛上物送入制浆机制浆。经破碎工序和再次磁选后物料由输送机送入风力分选工序，风力分选工序是根据不同比重的物料在同一气流中悬浮速度不相同的原理，在风室中给物料一定的气流作用，不同比重的物料沉降在不同的区域，从而实现轻物质、中重物质以及重物质三种物质的分离，通过上料给料、物料均层、风速调节的控制可实现物料的精确分选，对于经过破碎工序后的废弃物，风选出的轻物质主要以塑料、纸为主，中重物质主要以有机质为主，重物质主要以渣土为主，其中渣土集中堆放作为制砖原料，塑料、纸由输送机送入洗塑工序，有机质送入制浆工序；

风力分选出的以塑料、纸为主的轻物质和人工分选出的塑料制品一起由输送机送入洗塑工序，在洗塑池中，水洗成浆，塑料漂浮分离，纸浆送入制浆机，塑料打包回收；

粪便运输车和污泥运输车运来的粪便、污泥送入污泥粪便处理一体机，将粪便和污泥中的杂质（塑料、纤维、石块）分选出，剩余的有机质浆液送入制浆工序。制浆工序中的制浆机接受分选系统中分选出的有机质、纸浆以及粪便污泥有机质浆液，通过制浆机的碎浆功能将有机质破碎成适宜厌氧发酵的有机质浆液，在制浆过程中，可以对有机质废弃物进行去纤维化，同时去除不可降解的物质——重物质（石头，骨头，玻璃，电池，金属）、轻物质（纺织品，木头，塑料膜，线绳）、砂性部分（砂，小石头，玻璃碎片），提高有机质的含量和后续厌氧发酵工序的效率。有机质浆液由输送系统投入到厌氧发酵罐中，通过温度控制、搅拌控制，有机质充分分解后，产出沼气。产生的沼气主要成分为可燃的甲烷，其中也有二氧化碳、水、硫化氢等杂质气体，沼气通过收集管道收集后进行脱硫、脱碳、脱水工艺进行净化、提纯，处理后沼气可作为燃料提供给车辆、社区或用于发电；

厌氧发酵罐中有机质分解产生沼气后，剩余的沼渣经输送机运至离心脱水机，经过离心脱水，可将沼渣中的部分水分脱出，经离心脱水工序脱去污水后的沼渣经配料、干燥脱水、造粒制成有机肥。经离心脱水工序产生的污水进行污水处理，处理达标的水作为工艺回用水供给到制浆机。整个废弃物处理工艺过程中贯穿除臭工序，物料处理的整个工序中，在暴露物料的开放空间设置臭气收集罩，采用负压抽吸技术来收集物料散发到车间的臭气，然后利用除臭设备进行臭气处理。

Claims

1.一种生活废弃物综合处理工艺，其特征在于该工艺的流程包括：上料工序、均料给料工序、干扰物剔除工序、破袋工序、人工分选工序、磁选工序、一次筛分工序、二次筛分工序、破碎工序、风力分选工序、洗塑工序、污泥粪便处理工序、制浆工序、厌氧发酵工序、沼气应用工序、离心脱水工序、污水处理工序、制肥工序、制砖工序及除臭工序,

以上工序的步骤为：

1)上料工序：上料机构将待处理的生活废弃物投放到均料给料机的进料口；

2)均料给料工序：均料给料机将物料连续、均匀地输送至大物件分选平台；

3)干扰物剔除工序：输送至大物件分选平台的垃圾进行大件干扰物的剔除，并对剔除的大件干扰物进行分类回收；

4)破袋工序：经过大件干扰物剔除的物料经输送机运输投入破袋机，实现物料与塑料袋分离；

5)磁选工序：经破袋后的物料由输送机输送，在输送机上方设置有磁选机，磁性金属材料被磁选机选出进行回收；

6)人工分选工序：经过磁选的物料由输送机输送至人工分选平台，人工分选平台设有人工分选工位，通过人工分选按类拣出玻璃、纺织品、金属、橡胶和塑料；

7)一次筛分工序：人工分选后的物料由输送机输送至一次筛分机，筛分机将小于筛孔孔径大小的物料筛出后进入下一工序；

8)破碎工序：一次筛分工序中的筛上物由破碎机输送机输送至破碎机进行破碎，破碎机把物料破碎至适于后续工序的粒径范围；

9)二次筛分工序：一次筛分机筛出的筛下物由输送机输送至二次筛分机，进行二次筛分，把有机质和渣土分离，渣土做制砖原料，有机质经输送机运至制浆机；

10)磁选工序：一次筛分的筛上物经破碎机破碎后进行二次磁选，选出金属物质，然后由输送机送至风力分选设备；

11)风力分选工序：对输送至风力分选机的物料进行风力分选，经过风力分选后，分选出以塑料、纸为主的轻物质，以有机质为主的中重物质以及以渣土为主的重物质，其中，塑料、纸经输送机送入洗塑池，有机质经皮带运输机送入制浆机，渣土做制砖原料；

12)洗塑工序：风力分选工序中分选出的以塑料、纸为主的轻物质和人工分选工序中分选出的塑料、橡胶经输送机送入洗塑池，在洗塑池中，塑料和纸分离开，塑料回收，纸浆送入制浆机制浆后进入厌氧发酵工序；

13)污泥粪便处理工序:将粪便车和污泥车运来的粪便、污泥送入粪便处理一体机，粪便和污泥中的杂质被分选出，剩余的有机质浆液送入制浆机制浆后进入厌氧发酵工序；

14)制浆工序：风力分选出的有机质和二次筛分工序中筛出的有机质通过计量送入制浆机，与洗塑工序中获得纸浆和污泥粪便处理工序中的有机质浆液充分混合后，按特定比例配比一定的工艺回用水，通过制浆机的碎浆功能将有机质破碎成适宜厌氧发酵的有机质浆液；

15)厌氧发酵工序：有机质浆液由输送系统投入到厌氧发酵罐中，通过温度控制、搅拌控制，有机质充分分解，产出沼气；

16)沼气应用工序：厌氧发酵罐中产生沼气，主要成分为可燃的甲烷，其中也有二氧化碳、水、硫化氢杂质气体，沼气通过收集管道收集后进行脱硫、脱碳、脱水工艺进行净化、提纯，净化处理后的沼气可作为燃料提供给车辆、社区或用于发电；

17)离心脱水工序：厌氧发酵罐中有机质分解产生沼气后，剩余的沼渣经输送机运至离心脱水机，经过离心脱水，把沼渣中的部分水分脱出；

18)污水处理工序：对离心脱水工序产生的污水进行污水处理，污水经处理后的水作为系统内部工艺水供系统中制浆工艺环节的工艺回用水利用；

19)制肥工序：经离心脱水工序脱去污水后的沼渣经过配料、混拌、干燥制成有机肥；

20)制砖工序：分选出的渣土作为制砖原料，由输送机集中送到制砖车间进行破碎、混拌、挤压成型；

21)除臭工序：物料处理的整个工序中，在暴露物料的开放空间设置臭气收集罩，采用负压抽吸技术来收集物料散发到车间的臭气，然后利用生物除臭和光解除臭技术联合处理臭气。

2.根据权利要求1所述的工艺，其特征是：该工艺能将未经分类处理生活废弃物进行综合分选处理，选出可二次回收物，并剔除影响厌氧发酵进行的杂质，剩余有机质制成有机质浆液进行联合厌氧发酵。

3.根据权利要求1所述的工艺，其特征是：厌氧发酵在封闭环境条件下进行，在进料车间、分选车间、水处理车间会产生臭气的空间，应用步骤21)的除臭工序采用负压抽吸技术，主动收集臭气，然后利用除臭设备处理臭气。

4.根据权利要求1所述的工艺，其特征是：步骤7)一次筛分工序和步骤9）二次筛分工序通过物料粒径大小进行筛分。

5.根据权利要求1所述的工艺，其特征是：步骤11)中的风力分选工序是根据不同比重的物料悬浮速度不相同的原理，通过上料给料、物料均层、流量调节的控制实现物料的精确分选。