CN102671910A

CN102671910A - 一种城市生活垃圾处理处置的方法及系统

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Publication number: CN102671910A
Application number: CN2012100551467A
Authority: CN
Inventors: 谭林立
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-03-15
Filing date: 2012-03-05
Publication date: 2012-09-19
Anticipated expiration: 2032-03-05
Also published as: CN102671911A; CN102671911B; CN102671910B

Abstract

本发明公开了一种城市生活垃圾处理处置的方法及系统，所述包括下列步骤：（1）分选和粗碎步骤，（2）初次脱水与分选中碎步骤，（3）深度脱水与微细粉碎步骤，（4）改性步骤，（5）塑料填充改性母料生产步骤。本发明能实现城市生活垃圾减量化、稳定化、无害化、资源化及广泛高效利用。

Description

一种城市生活垃圾处理处置的方法及系统

技术领域

本发明涉及环保领域，特别是涉及一种城市生活垃圾处理处置的方法及系统。

背景技术

由于中国目前的国情，城市生活垃圾不分类放置及收集，故城市生活垃圾的成分因时因地都不同，非常复杂，而且一般的城市生活垃圾的含水率总量都在50%左右，故热值低。而目前，城市生活垃圾的处理主要采用填埋、堆肥、焚烧等方法，这些传统办法不仅耗资巨大，且涉及二次污染和二噁英排放等问题，故这一世界性难题迄今为止未能很好解决。

其中垃圾填埋不但侵占大量土地，而且带来的二次污染使社会环境、人体健康造成严重危害，特别是垃圾填埋场中有毒有害的渗滤液渗入地表或地下水体中造成的隐蔽污染，人接触到受污染的土壤或水体后，可能导致脊髓灰质炎、传染性肝炎、儿童先天性疾病率提高等病症。垃圾堆肥有改良土壤的作用，但多种病原微生物、重金属、以及其它有害物质随堆肥进入土壤，土壤中的有毒有害成份经过作物的同化作用，最终通过食物进入动物和人体内，以更隐蔽的方式危害着居民的身体健康。垃圾焚烧发电从表面看是个资源化的理想方法，其实是一种二次污染排放极严重的方法，是二噁英来源的主要产生地，而垃圾焚烧时产生二噁英的主要途径为：在对氯乙烯等含氯塑料的焚烧过程中，焚烧温度低于800℃，含氯垃圾不完全燃烧，极易生成二噁英。燃烧后形成氯苯，后者成为二噁英合成的前体。而针对垃圾焚烧控制二噁英的主要措施为：1、积极提倡垃圾分类收集和处理；2、控制无组织的垃圾焚烧，通过采用新的焚烧技术，提高燃烧温度（850℃以上），降低二噁英类的排放量。而在目前国内城市生活垃圾不分类及水分含量大、热值低的情况下，极难有效控制二噁英的排放。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：克服目前处理城市生活垃圾存在的诸多问题和弊病，提出一种城市生活垃圾处理处置的方法及系统，实现城市生活垃圾减量化、稳定化、无害化、资源化及广泛高效利用。

本发明的技术问题通过以下的技术方案予以解决：

一种城市生活垃圾处理处置的方法，包括下列步骤：

（1）分选和粗碎步骤：包括

（1.1）将垃圾中的包装袋、织物、塑料之类混杂物抓破解体；

（1.2）磁吸除去铁类磁性物；

（1.3）除去有色金属、易拉罐、电池类杂物；

（1.4）粗碎，粗碎后粒径≤30mm；

（1.5）再次磁吸除去铁类磁性物；

（1.6）再次除去有色金属之类杂物，进入下一个流程：

（2）初次脱水与分选中碎步骤：包括

（2.1）将步骤（1）处理后的物料进行挤压脱水，使物料挤压脱水到水分含量为20wt%-30wt%；

（2.2）将脱水后的物料进行中碎，中碎后粒径≤5mm；

（2.3）磁吸除去铁类磁性物；

（2.4）除去有色金属类杂物，使物料的金属含量≤0.1%（重量），进入下一个流程：

（3）深度脱水与微细粉碎步骤：包括将步骤（2）处理后的物料进行深度脱水干燥，并粉碎得到含水率1wt %~10 wt %的微细垃圾干粉；进入下一个流程：

（4）改性步骤：包括

（4.1）将步骤（3）处理后的微细垃圾干粉预热到100~110℃，并搅拌烘干；

（4.2）加入偶联剂和润滑剂混配10~20分钟进行改性处理，得到改性垃圾微细干粉，其中，其中微细垃圾干粉为60~80重量份、偶联剂为1~3重量份、润滑剂为1~3重量份；进入下一个流程：

（5）塑料填充改性母料生产步骤：在熔融的塑料粉中加入步骤（4）中的改性垃圾微细干粉，排除湿气、挥发组分后造粒，得到塑料填充改性母料；其中，所述改性微细垃圾干粉为60~85 %（重量），塑料粉为15~40 %（重量）。

一种城市生活垃圾处理处置的系统，包括：破袋装置、磁选装置、有色金属分选装置、粗碎装置、脱水装置、中碎装置、深度脱水和微细粉碎装置、搅拌加热装置和造粒装置，垃圾处理回收的流程为：

（1）分选和粗碎：包括（1.1）通过所述破袋装置将垃圾中的包装袋、织物、塑料之类混杂物抓破解体；（1.2）通过所述磁选装置磁吸除去铁类磁性物；（1.3）通过所述有色金属分选装置除去有色金属、易拉罐、电池类杂物；（1.4）通过所述粗碎装置粉碎，使粗碎后粒径≤30mm；（1.5）再次通过所述磁选装置磁吸除去铁类磁性物；（1.6）再次通过所述有色金属分选装置除去有色金属、易拉罐、电池类杂物；进入下一个流程：

（2）初次脱水与分选中碎：包括（2.1）通过所述脱水装置进行挤压脱水，使物料挤压脱水到水分含量为20wt%-30wt%；（2.2）通过所述中碎装置将脱水后的物料进行中碎，中碎后粒径≤5mm；（2.3）通过所述磁选装置除去铁类磁性物；（2.4）通过所述有色金属分选装置除去有色金属类杂物，使物料的金属含量≤0.1%（重量），进入下一个流程：

（3）深度脱水与微细粉碎：通过所述深度脱水和微细粉碎装置进行深度脱水干燥，并粉碎得到含水率1wt %~10 wt % 的微细垃圾干粉；进入下一个流程：

（4）改性：（4.1）通过搅拌加热装置将微细垃圾干粉预热到100~110℃，并搅拌烘干；（4.2）加入偶联剂和润滑剂混配10~20分钟，得到改性垃圾微细干粉，其中，其中微细垃圾干粉为60~80重量份、偶联剂为1~3重量份、润滑剂为1~3重量份；进入下一个流程：

（5）塑料填充改性母料生产：该流程在所述造粒装置中进行，在熔融的塑料粉中加入所述改性垃圾微细干粉，排除湿气、挥发组分后造粒，得到塑料填充改性母料；其中，所述改性微细垃圾干粉为60~85 %（重量），塑料粉为15~40 %（重量）。

本发明与现有技术对比的有益效果是：在经过一系列处理处置后得到的微细垃圾干粉中加入添加剂进行改性，然后与塑料混配，生产成塑料填充改性母料，该母料可作为塑料的填充材料，不仅能将垃圾变废为宝，还能降低塑料制品的原材料成本，改善塑料制品物理性能，提高加工效率等特性，该方法安全可靠、卫生无害，实现了城市生活垃圾处理处置的减量化、稳定化、无害化、资源化及广泛高效利用。

附图说明

图1是本发明流程图。

具体实施方式

下面对照附图和结合优选具体实施方式对本发明进行详细的阐述。

如图1所示，在一个实施例中，城市生活垃圾处理处置的方法，包括下列步骤：

（1）分选和粗碎步骤：包括

（1.2）磁吸除去铁类磁性物；

（1.3）除去有色金属、易拉罐、电池类杂物；

（1.4）粗碎，粗碎后粒径≤30mm；

（1.5）再次磁吸除去铁类磁性物；

（1.6）再次除去有色金属之类杂物，进入下一个流程：

（2）初次脱水与分选中碎步骤：包括

（2.2）将脱水后的物料进行中碎，中碎后粒径≤5mm；

（2.3）磁吸除去铁类磁性物；

（3）深度脱水与微细粉碎步骤：包括将步骤（2）处理后的物料进行深度脱水干燥，并粉碎得到含水率1wt %~10 wt % 的微细垃圾干粉；进入下一个流程：

（4）改性步骤：包括

在其他实施例中还可以优选下述的一个或多个方案：

在步骤（1.2）和步骤（1.3）之间还包括重力筛选步骤：通过重力筛选，清除硅酸盐类物质；进一步还可以包括硅酸盐类物质回收步骤：可以将重力筛选得到的硅酸盐类物质回收再利用。

步骤（3）中，通过粉碎使得微细垃圾干粉的粒度为100~800目。

由于垃圾干粉为亲水性物质，而塑料为亲油性物质，两者直接混合性能不佳，故需要通过改性提高微细垃圾干粉表面亲油性，而且包覆了微细垃圾干粉吸水性表面，从而可防止物料存放时的吸水返湿现象，增加与塑料的相容性，改性后的微细垃圾干粉可作为塑料填充改性母料的原料；步骤（4.2）中，偶联剂为铝酸脂、钛酸酯或硅烷；润滑剂为白油、石蜡、聚乙烯蜡、硬脂酸钙；为使后续的造粒更加容易，根据需要还可加入1~3重量份的增塑剂和1~3重量份的表面活性剂进行改性处理，其中增塑剂可以选择邻苯二甲酸酯，表面活性剂可以选择硬脂酸。

为避免回收处理过程的二次污染，还可以包括污水和臭气收集处理步骤，即将步骤（1）、（2）和（3）中产生的臭气及污水收集后集中处理。

为尽可能的实现城市生活垃圾的经济价值，还可以包括金属回收步骤：将步骤（1）和/或步骤（2）中选出的金属类杂物回收再利用。

在另一个实施例中，城市生活垃圾处理处置的系统，包括：破袋装置、磁选装置、有色金属分选装置、粗碎装置、脱水装置、中碎装置、深度脱水和微细粉碎装置、搅拌加热装置和造粒装置，垃圾回收处理流程中，物料的输送过程均由输送装置完成，在进行粗选和破碎步骤之前，可以将城市生活垃圾计量后到垃圾卸料口将物料卸入垃圾接收仓（本例中，可以是将城市生活垃圾由封闭型垃圾自卸车经数字式电子汽车衡自动计量后经过四重门自动封闭过道来到垃圾卸料口将整车物料卸入垃圾接收仓），并即时进入粗选和破碎步骤，具体如下：

在粗选和破碎步骤（1）中，可以由埋刮板输送机（本例中选择MS25型埋刮板输送机）输送物料完成各个步骤，其中，步骤（1.1）在破袋装置（本例中选择TBH-PDJ-J-16破袋机）中进行，步骤（1.2）和步骤（1.5）在磁选装置（本例中选择磁选输送机）中进行，步骤（1.3）和步骤（1.6）在有色金属分选装置（本例中选择LECS-175有色金属分选机）中进行，步骤（1.4）在粗碎装置中进行；完成后进入初次脱水与分选中碎步骤；步骤（1）中选出的金属类杂物可以回收再利用。

在初次脱水与分选中碎步骤（2）中，可以由埋刮板输送机（本例中选择MS25型埋刮板输送机）输送物料完成各个步骤，其中，步骤（2.1）在脱水装置（本例中选择500型螺旋挤压脱水机）中进行，步骤（2.2）在中碎装置中进行，步骤（2.3）在磁选装置（本例中选择磁选输送机）中完成，步骤（2.4）在有色金属分选装置（本例中选择LECS-175有色金属分选机）中进行，并在结束时，由MS25型埋刮板输送机和斗式提升机（本例中选择TH型斗式提升机）送入原料筒仓，并准备进行深度脱水与微细粉碎步骤；步骤（2）中选出的金属类杂物可以回收再利用。

在深度脱水与微细粉碎步骤（3）中，将原料筒仓中的物料经螺旋输送机（本例中选择WLS300螺旋输送机）送入深度脱水与微细粉碎装置（本例中选择CWM超级涡流磨或 CM型超细粉磨机或HYF-V型垃圾常温精细干化系统）中进行深度脱水干燥，得到含水率1wt %~10 wt %的粒度为100~800目的微细垃圾干粉，并经由WLS300螺旋输送机和斗式提升机（本例中选择TH型斗式提升机）送入成品筒仓，并准备进入改性步骤：

改性步骤（4）在搅拌加热装置中进行，具体为：将成品筒仓中的物料计量（本例中计量可以由WDG2500型螺旋定量给料秤完成）后给料输送到高速混合机中将物料预热到100~110℃并搅拌烘干，再缓缓加入计量的偶联剂、润滑剂和增塑剂混配10~20分钟，得到改性垃圾微细干粉，并经由螺旋输送机（本例中选择GX250螺旋输送机）和斗式提升机（本例中选择TH型斗式提升机）送入改性料仓准备进入塑料填充改性母料生产步骤：

塑料填充改性母料生产步骤（5）在造粒装置中进行，造粒装置可以选用双螺杆挤出造粒机组或双转子连续混炼机，本例以双螺杆挤出造粒机组为例进行说明，具体为：采用分开加料方式，由双螺杆挤出造粒机组的第一加料口加入塑料粉，待塑料粉熔融，在下游的侧加料口经由螺旋输送机（本例中选择GX250螺旋输送机）用侧加料器将改性料仓中的微细垃圾干粉加入机筒（微细垃圾干粉的加入位置，在塑料粉刚刚熔融，具有较高黏度处为宜），使塑料粉熔体与垃圾干粉混合，垃圾干粉被润湿，并在下游真空排气口处将湿气、挥发组分排出，进入造粒机头造粒得到塑料填充改性母料。

其中改性微细垃圾干粉为60~85 %（重量），塑料粉为15~40 %（重量），视后续制品要求及品种不同，塑料可以为新塑料，如聚丙烯、聚氯乙烯、低密度聚乙烯（LDPE）、线型低密度聚乙烯（LLDEP）及高密度聚乙烯等，也可以为热固性塑料如酚醛树脂等或回收的废旧塑料粉。

优选地，还可包括重力筛选装置：在步骤（1.2）和（1.3）之间通过重力筛选装置除去硅酸盐类物。

为避免回收处理过程的二次污染，在步骤（1）、（2）和（3）中，还可以增加臭气收集装置和污水收集装置，本例中，整个回收过程均装有负压吸风装置和污水收集输送装置，将回收处理过程中产生的臭气和废水收集后集中处理。

本发明的城市生活垃圾处理的方法和系统具有如下特点：

1、卫生、无害

1）分选符合目前城市生活垃圾的现状并避免了现有垃圾处理处置方式中人工分选对人体的伤害；

2）城市生活垃圾中存在的各种致病菌、大肠杆菌等细菌、有害病原体在生产成微细垃圾干粉和塑料填充改性母料的过程中被全部杀死，并且无生存和繁殖的条件（挤出造粒过程有200℃温度，微细垃圾干粉和塑料填充改性母料的含水率极低，并且在生产成塑料填充改性母料时垃圾干粉被添加剂及塑料粉全包覆，里面没有任何空气）。

3）城市生活垃圾在整套工序中产生的污水、臭气、异味均由污水收集装置及负压吸风装置收集，统一达标处理。

4）整套工序为即时生产，由封闭型垃圾自卸车运进的物料能做到即时处理，每车物料在整套工序全部的运行时间不超过五个小时，所以极大的减少了臭味的产生与处理成本。

2、安全可靠

1) 深度脱水及微细粉碎系统内物料的流速、温度、湿度、气固比均在粉体易燃、易爆范围以外。

2) 设备维护工程量小，周期短，不影响生产线整体运行。

3、经济、高效

将城市生活垃圾生产成微细垃圾干粉后为高效利用提供了变废为宝的途径：塑料填充改性母料的应用广泛并且相对其它现有的垃圾处理处置方式产生的附加值更高。

以下通过更具体的实施例对本发明进行详细说明。

实施例一

将经过上述任意一个实施例中的步骤（1）、（2）、（3）后得到的微细垃圾干粉80公斤加入到高速混合机中预热到100~110℃，并搅拌烘干，再缓缓加入偶联剂1.5公斤，石蜡（润滑剂）1公斤，改性时间10分钟，再加入硬脂酸1公斤进行改性10分钟，出料后的改性垃圾微细干粉作为塑料填充改性母料的原料。

将PE粉料30公斤由双螺杆挤出机的第一加料口加入，待PE粉熔融，在下游的侧加料口用侧加料器将改性的微细垃圾干粉70公斤加入机筒（微细垃圾干粉的加入位置，最好是在PE粉刚刚熔融，具有较高黏度处），使PE粉熔体与微细垃圾干粉混合，微细垃圾干粉被润湿，在下游真空排气口处将湿气、挥发组分排出，进入钢网输送造粒机造粒机头造粒，出料即得塑料填充改性母料（粒料）。

实施例二

与实施例一区别在于：生产塑料填充改性母料用的塑料PE（粉）和微细垃圾干粉以及偶联剂、润滑剂的配比不同。

实施例三

实施例四

以上四个实施例的配方如下表1所示：

测得以上四个实施例塑料填充改性母料的物理性能，如下表2所示：

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种城市生活垃圾处理处置的方法，其特征在于：包括下列步骤：

（1）分选和粗碎步骤：包括

（1.2）磁吸除去铁类磁性物；

（1.3）除去有色金属、易拉罐、电池类杂物；

（1.4）粗碎，粗碎后粒径≤30mm；

（1.5）再次磁吸除去铁类磁性物；

（1.6）再次除去有色金属之类杂物，进入下一个流程：

（2）初次脱水与分选中碎步骤：包括

（2.2）将脱水后的物料进行中碎，中碎后粒径≤5mm；

（2.3）磁吸除去铁类磁性物；

（4）改性步骤：包括

2.如权利要求1所述的城市生活垃圾处理处置的方法，其特征在于：在所述步骤（1.2）和步骤（1.3）之间还包括重力筛选步骤：通过重力筛选，清除硅酸盐类物质。

3.如权利要求1或2所述的城市生活垃圾处理处置的方法，其特征在于：所述步骤（3）中，通过粉碎使得所述微细垃圾干粉的粒度为100~800目。

4.如权利要求1或2所述的城市生活垃圾处理处置的方法，其特征在于：所述步骤（4.2）中，所述偶联剂为铝酸脂、钛酸酯或硅烷；所述润滑剂为白油、石蜡、聚乙烯蜡或硬脂酸钙。

5.如权利要求1或2所述的城市生活垃圾处理处置的方法，其特征在于：所述步骤（4.2）中，还包括加入增塑剂和表面活性剂进行改性处理，所述增塑剂为邻苯二甲酸酯，加入量为1~3重量份，所述表面活性剂为硬脂酸，加入量为1~3重量份。

6.如权利要求1或2所述的城市生活垃圾处理处置的方法，其特征在于：还包括污水和臭气收集处理步骤：将所述步骤（1）、（2）和（3）中产生的臭气及污水收集后集中处理。

7.如权利要求1或2所述的城市生活垃圾处理处置的方法，其特征在于：还包括金属回收步骤：将所述步骤（1）和/或所述步骤（2）中选出的金属类杂物回收再利用。

8.一种城市生活垃圾处理处置的系统，其特征在于：包括：破袋装置、磁选装置、有色金属分选装置、粗碎装置、脱水装置、中碎装置、深度脱水和微细粉碎装置、搅拌加热装置和造粒装置，垃圾处理回收的流程为：

9.如权利要求8所述的城市生活垃圾处理处置的系统，其特征在于：还包括重力筛选装置：在所述（1.2）和（1.3）之间还包括通过所述重力筛选装置除去硅酸盐类物。

10.如权利要求8或9所述的城市生活垃圾处理处置的系统，其特征在于：还包括臭气收集装置和污水收集装置，用于将所述步骤（1）、（2）和（3）中产生的臭气及污水收集后集中处理。