CN102794293B - 一种城市生活垃圾综合处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种城市生活垃圾综合处理方法，包括人工分拣工序，破袋、磁选、滚筒筛分、风选、浆化等机械处理工序以及厌氧消化、好氧堆肥等生物处理工序。通过各工序的联合应用将生活垃圾中的不同组分按其理化性质进行分类后分别处理：分选出磁性金属，塑料纸张等循环利用；分选出有机垃圾粉碎浆化后厌氧消化产沼气；污泥好氧堆肥制成有机肥料；剩下的不可以处理和利用的无机物进行卫生填埋；垃圾处理过程中产生的臭气经集中处理达标后排放。本发明对解决日趋严重的城市生活垃圾处理问题具有重要意义。

Description

一种城市生活垃圾综合处理方法

技术领域

本发明涉及环保技术领域，特别涉及一种城市生活垃圾综合处理的方法。

背景技术

随着城市化进程的加快，城市生活垃圾的产生量与日俱增。城市生活垃圾的处理方式主要以卫生填埋和焚烧为主。城市生活垃圾中的有机物约为60%，可回收物约为8%，含水率高达40%。卫生填埋虽然可以有效的防止简易填埋对环境造成二次污染，但需要占用大量土地资源，可回收物造成浪费，且产生的垃圾渗滤液的处理费用也比较高。垃圾焚烧处理的减量化和无害化程度较高，但是要求垃圾的热值大于3344kJ/kg，否则不能满足自身稳定燃烧的条件，需要添加一定量的燃料。在我国城市生活垃圾普遍为混合收集，高含水率导致其热值较低，大多不适合直接进行焚烧处理，且产生的二噁英严重污染大气环境。

随着社会能源和资源问题的日益严峻以及垃圾造成污染的加剧，垃圾中的有机质和可回收物正逐渐成为现代社会可持续发展的重要资源，因此需要通过合理的、综合的分类处理技术来实现垃圾的减量化、无害化和资源化。 

发明内容

1. 一种城市生活垃圾综合处理方法，城市生活垃圾统一收集后，运入处理厂，经汽车衡称重后，首先被倒入在密闭结构的垃圾集料仓中，垃圾集料仓底部设有垃圾渗滤液收集槽，将垃圾渗滤液收集起来后送往后续程序的厌氧消化系统。

2. 将垃圾集料仓中存储的城市生活垃圾通过传输装置输送至破袋机中进行破袋处理。垃圾在输送过程中，首先经过人工预分拣除去其中坚硬的体积大的垃圾。其余垃圾散落分布于传输装置上运送至破袋机进行破袋。在破袋机的出口处，破损的垃圾袋及垃圾散落在输送机的皮带上继续向滚筒筛分机传送。

3．在传输装置的传输带上方装有磁选设备，磁选设备自动将垃圾中的磁性金属吸附，送到金属存放箱中进行回收。

4. 传输装置将经磁选筛除金属后的垃圾运至滚筒筛分机中,按照粒径大小进行筛分。滚筒筛分机的筛板上的筛孔直径不同。在滚筒筛分机下方安装有集料槽。通过滚筒筛分机筛分的垃圾按照物料大小的不同被分为三部分：

通过滚筒筛分机筛板的孔径小的筛孔落到集料槽的筛下物多为渣土，收集后进行卫生填埋；

滚筒筛分机筛板的孔径较大的筛孔筛下的垃圾落入集料槽的筛下物多为水果、厨余等有机垃圾，以及一些小玻璃瓶、陶瓷片和小块塑料等杂物；

存留于滚筒筛上的为粒径大的垃圾。

5.滚筒筛集料槽后端筛孔筛下的粒径大的筛下物送入一次人工分拣工序进行人工分拣。将其中的小玻璃瓶、陶瓷碎片等不能生物降解的物质挑选出来，剩余的有机垃圾如水果、厨余垃圾等送至浆化设备。一次人工分拣的分选地点设置在集料槽后端输送到浆化设备的输送皮带上。

6．存留于滚筒筛分机上的粒径大的垃圾通过传输装置送至风选设备进行风选。通过风选设备，将滚筒筛分机输送过来的垃圾中的塑料、纸张等轻飘物料风选出，打包压缩后作为资源回收，风选后余下的重物料落于分拣皮带上，进入二次人工分拣工序。

7.二次人工分拣将经风选后的重物料中的玻璃瓶、织物、易拉罐等非磁性金属以及风选中残留的浸湿塑料和纸类等可回收垃圾进一步分拣出来回收。二次人工分拣后剩余的垃圾收集后与步骤4中孔径小筛板筛下的筛下物一同进行卫生填埋。

8.将上述步骤5一次人工分拣工序后的有机垃圾送至浆化设备。浆化设备包括粉碎机和浆化机。有机垃圾首先通过粉碎机粉碎，再进入浆化机进行浆化。

9. 浆化后的浆化液和步骤1垃圾集料仓下部收集的垃圾渗滤液共同送厌氧消化系统进行厌氧消化生产沼气。厌氧处理后的液体与污泥通过固液分离装置进行分离。

10.经过厌氧处理及固液分离后的液体送至污水处理系统进行后续的无害化处理，达标后排放。污泥进入好氧堆肥工序进行堆肥处理。

11．污泥在好氧堆肥池中进行堆肥处理。向污泥中加入粉碎的作物秸秆等有机干物料作为堆肥辅料来调整污泥的含水率，进行好氧堆肥。堆肥过程中，通过机械设备如翻倒机对堆体进行翻倒作业，保证物料均匀发酵和维持堆体温度。在堆肥池的底部，安装有通风系统。堆肥腐熟完全后，可作为有机肥销售。

12. 本发明的工艺还包括臭气处理步骤，由于垃圾具有产生恶臭气体的特性，各工艺步骤中涉及的设备上均设有集气口，垃圾处理过程中产生的恶臭气体收集后进入臭气处理系统进行处理，生物除臭达标后通过排气筒排放。

本发明的有益效果如下：

针对我国城市生活垃圾多用塑料袋包装后丢弃的特点，在垃圾分选前端使用破袋机进行破袋，使垃圾充分散落，提高后续处理工序的效率；

使用滚筒筛分机进行垃圾筛分，通过对筛孔的控制，将生活垃圾按照大小粒径进行分类后针对各类别的特点分别处理； 

通过机械处理与人工分拣工序相结合，将城市生活垃圾中的有机物和可循环物质分离后回收利用，大幅度降低了最终进行填埋的垃圾量。应用本发明的方法进行垃圾综合处理后，进行填埋的垃圾相比原生垃圾减重率>80%，减容率>90%，有效实现垃圾减量化处理，缓解城市垃圾填埋场超负运转的困境；

本发明的方法将垃圾中的有机物浆化后，进行厌氧处理，将有机垃圾转化为清洁能源沼气和有机肥资源，避免了有机垃圾进行填埋后产生大量渗滤液和填埋气，是一种充分实现垃圾资源化、无害化处理的方法；

本发明的方法系统工艺集成化程度高，占地面积小。优化了人工分拣工序和设备的使用步骤，降低设备能耗，减少工人劳动量。

具体实施方式

以下描述应用本发明的方法进行城市生活垃圾综合处理的一个实施方案，通过对此实施方案的详细描述，将使本发明的有益效果更加显而易见。此实施方案的作用仅是举例说明，而不具有限制意义。

应用本发明的方法处理的城市生活垃圾为混合收集的袋装和散落的城市生活垃圾，包含渣土、塑料、木竹、纸类、陶瓷、金属、玻璃、纺织物以及水果和厨余等有机废弃物。

1. 一种城市生活垃圾综合处理方法，城市生活垃圾统一收集后，运入处理厂，经汽车衡称重后，首先被倒入在密闭结构的垃圾集料仓中，垃圾集料仓底部设有垃圾渗滤液收集槽，将垃圾渗滤液收集起来后送往厌氧消化系统，和后续程序的浆化液以及动物粪便混匀后进行厌氧消化处理。

 2. 将垃圾集料仓中存储的城市生活垃圾通过传输装置输送至破袋机中进行破袋处理。垃圾在输送过程中，首先经过人工预分拣除去其中坚硬的体积≥500mm *500mm *500mm的垃圾如桌椅等，以免这些垃圾对后续工艺处理设备的损害。其余垃圾散落分布于传输装置上运送至破袋机进行破袋。破袋机中装有多把破袋刀，可将垃圾袋高效划破，垃圾袋随着破袋刀的旋转被划破。在破袋机的出口处，破损的垃圾袋及垃圾散落在输送机的皮带上继续向滚筒筛分机传送。

3．在传输装置的传输带上方0.4米处装有磁选设备，磁选设备自动将垃圾中的磁性金属吸附，送到金属存放箱中进行回收。

4. 传输装置将经磁选筛除金属后的垃圾运至滚筒筛分机中,按照粒径大小进行筛分。滚筒筛分机的长度和筛板上筛孔的直径可以根据处理垃圾的实际情况进行设置。本实施例中的筛板采用两段式筛孔，前后两段筛板上的筛孔直径不同，前段的筛孔直径小，后段的筛孔直径大。在本发明的实施例中，前段的筛孔直径设定为 16-18mm,后段的筛孔直径为60-68mm。在滚筒筛分机下方安装有集料槽。通过滚筒筛分机筛分的垃圾按照物料大小的不同被分为三部分：

通过滚筒筛分机的前段粒径小的筛孔落到集料槽前端的筛下物多为渣土，收集后进行卫生填埋；

滚筒筛分机的后段粒径较大筛孔筛下的垃圾落入集料槽后端，这部分筛下物重量比90%以上多为水果、厨余等有机垃圾，以及一些小玻璃瓶、陶瓷片和小块塑料等杂物；

存留于滚筒筛上的为粒径大于60-68mm 的垃圾。

5.滚筒筛集料槽后端筛孔筛下的粒径大的筛下物送入一次人工分拣工序进行人工分拣。将其中的小玻璃瓶、陶瓷碎片等不能生物降解的物质挑选出来，剩余的有机垃圾如水果、厨余垃圾等送至浆化设备。一次人工分拣的分选地点设置在集料槽后端输送到浆化设备的输送皮带上，经过人工分选后，送至浆化设备的水果和厨余等有机垃圾的重量比上升到90%以上。

6．存留于滚筒筛分机上的为粒径大于60-68mm 的垃圾通过传输装置送至风选设备进行风选。在风选设备中，垃圾按照重力的不同进行分选。通过风选设备，将滚筒筛分机输送过来的垃圾中的塑料、纸张等轻飘物料风选出，打包压缩后作为资源回收，风选后余下的重物料落于分拣皮带上，进入二次人工分拣工序。

7.二次人工分拣将经风选后的重物料中的玻璃瓶、织物、易拉罐等非磁性金属以及风选中残留的浸湿塑料和纸类等可回收垃圾进一步分拣出来回收，提高垃圾资源化率。二次人工分拣后，剩余的垃圾基本为不可回收和处理的无机物，收集后与步骤4中集料槽前端的筛下物一同进行卫生填埋。

8.将上述步骤5一次人工分拣工序后的有机垃圾送至浆化设备。浆化设备包括粉碎机和浆化机。有机垃圾首先通过粉碎机粉碎成粒径为等于或小于15mm的粉碎物，再进入浆化机进行浆化，浆化后的浆化液中的固体颗粒粒径小于5mm。

9. 浆化后的浆化液和步骤1垃圾集料仓下部收集的垃圾渗滤液共同送厌氧消化系统进行厌氧消化生产沼气。厌氧消化系统包括厌氧进料罐和厌氧消化设备。浆化设备处理后的浆化液与垃圾集料仓收集的垃圾渗滤液在厌氧进料罐中混合，为提高厌氧处理效果，根据浆化液和垃圾渗滤液中的总固体含量，添加不同比例的动物粪便进行混合，使总固体的重量比达到8%—18%。通常，浆化液和垃圾渗滤液混合物与动物粪便的重量比为1：0.2-0.4。在本实施例中，浆化液与渗滤液混合物同人的粪便的混合比例为1：0.2，最终厌氧进料罐中的总固体的重量比达到10%左右。厌氧进料罐中的混合物被输送至厌氧消化设备中，在35±2℃的温度条件下进行厌氧消化处理，水力停留时间为8-18天，在本实施例中，水力停留时间为12天。厌氧处理过程中产生的沼气是一种清洁能源，收集储存于沼气储袋中，用于生产系统的供热或送至食堂烧水做饭。厌氧处理后的液体与污泥通过固液分离装置进行分离。

10.经过厌氧处理及固液分离后的液体送至污水处理系统进行后续的无害化处理，达标后排放。污泥进入好氧堆肥工序进行堆肥处理，污泥含水率重量百分比约为70%。

11．污泥在好氧堆肥池中进行堆肥处理。好氧堆肥池为长方形，池体上端安装有翻倒机。为了使污泥满足堆肥所需的含水率要求，需要向污泥中加入粉碎的作物秸秆等有机干物料作为堆肥辅料来调整污泥的含水率，调整后污泥的含水率重量比为55-65%。在堆肥过程中，由于微生物的作用，堆体会产生反应热，堆体温度自主升高，堆肥过程中需要维持堆体温度在55-65℃保持7天以上，以保证杀死堆肥中的病原菌和虫卵。堆肥过程中，通过机械设备如翻倒机对堆体不定时进行翻倒作业，保证物料均匀发酵和维持堆体温度。在堆肥池的底部，安装有通风系统，利用通风系统对堆体进行通风供氧，提供堆肥发酵过程中微生物所需的氧气。堆肥腐熟完全后，可作为有机肥销售。在本发明的实施例中，堆体在55-65℃保持了8天。堆肥后的物料中含水率重量比低于20%，有机质高于30%，总养分大于4%，蛔虫卵死亡率大于95%，符合NY 525—2002《有机肥》的标准要求，包装后作为有机肥销售。

12. 本发明的工艺还包括臭气处理步骤，由于垃圾具有产生恶臭气体的特性，各工艺步骤中涉及的设备上均设有集气口，垃圾处理过程中产生的恶臭气体收集后进入臭气处理系统进行处理，防止恶臭气体外溢。经处理，生物除臭达标后通过排气筒排放。

在本发明中，各装置均为现有技术，如厌氧消化设备、臭气处理系统、磁选设备、滚筒筛分机、浆化设备、风选设备等等。本发明是将现有的设备和装置经过巧妙的组合设计达到综合处理城市生活垃圾的实用效果。

Claims (5)

1.一种城市生活垃圾综合处理方法，包括以下步骤：

（1）城市生活垃圾统一收集后，运入处理厂，经汽车衡称重后，首先被倒入在密闭结构的垃圾集料仓中，垃圾集料仓底部设有垃圾渗滤液收集槽，将垃圾渗滤液收集起来后送往后续程序的厌氧消化系统；

（2） 将垃圾集料仓中存储的城市生活垃圾通过传输装置输送至破袋机中进行破袋处理，垃圾在输送过程中，首先经过人工预分拣除去其中坚硬的体积大的垃圾，其余垃圾散落分布于传输装置上运送至破袋机进行破袋，在破袋机的出口处，破损的垃圾袋及垃圾散落在输送机的皮带上继续向滚筒筛分机传送；

（3）在传输装置的传输带上方装有磁选设备，磁选设备自动将垃圾中的磁性金属吸附，送到金属存放箱中进行回收；

（4）传输装置将经磁选筛除金属后的垃圾运至滚筒筛分机中,按照粒径大小进行筛分；滚筒筛分机的筛板上的筛孔直径不同；在滚筒筛分机下方安装有集料槽；通过滚筒筛分机筛分的垃圾按照物料大小的不同被分为三部分：

通过滚筒筛分机筛板的孔径小的筛孔落到集料槽的筛下物多为渣土，收集后进行卫生填埋；

滚筒筛分机筛板的孔径较大的筛孔筛下的垃圾落入集料槽的筛下物多为包括水果、厨余的有机垃圾，以及一些包括小玻璃瓶、陶瓷片和小块塑料的杂物；

存留于滚筒筛上的为粒径大的垃圾；

（5）滚筒筛集料槽后端筛孔筛下的粒径大的筛下物送入一次人工分拣工序进行人工分拣，将其中包括小玻璃瓶、陶瓷碎片的不能生物降解的杂物挑选出来，剩余的包括水果、厨余的有机垃圾送至浆化设备；一次人工分拣的分选地点设置在集料槽后端输送到浆化设备的输送皮带上；

（6）存留于滚筒筛分机上的粒径大的垃圾通过传输装置送至风选设备进行风选；通过风选设备，将滚筒筛分机输送过来的垃圾中包括塑料、纸张的轻飘物料风选出，打包压缩后作为资源回收，风选后余下的重物料落于分拣皮带上，进入二次人工分拣工序；

（7）二次人工分拣将经风选后的重物料中的玻璃瓶、织物、包括易拉罐的非磁性金属以及风选中残留的包括浸湿塑料和纸类的可回收垃圾进一步分拣出来回收；二次人工分拣后剩余的垃圾收集后与步骤4中孔径小的筛孔筛下的筛下物一同进行卫生填埋；

（8）将上述步骤5一次人工分拣工序后的有机垃圾送至浆化设备，浆化设备包括粉碎机和浆化机，有机垃圾首先通过粉碎机粉碎，再进入浆化机进行浆化；

（9）浆化后的浆化液和步骤1垃圾集料仓下部收集的垃圾渗滤液共同送厌氧消化系统进行厌氧消化生产沼气，厌氧处理后的液体与污泥通过固液分离装置进行分离；

（10）经过厌氧处理及固液分离后的液体送至污水处理系统进行后续的无害化处理，污泥进入好氧堆肥工序进行堆肥处理；

（11）污泥在好氧堆肥池中进行堆肥处理，为了使污泥满足堆肥所需的含水率要求，向污泥中加入包括粉碎的作物秸秆的有机干物料作为堆肥辅料来调整污泥的含水率，进行好氧堆肥，堆肥过程中，通过机械设备翻倒机对堆体进行翻倒作业，保证物料均匀发酵和维持堆体温度；在堆肥池的底部，安装有通风系统；堆肥腐熟完全后，作为有机肥销售；

（12）本发明的工艺还包括臭气处理步骤，由于垃圾具有产生恶臭气体的特性，各工艺步骤中涉及的设备上均设有集气口，垃圾处理过程中产生的恶臭气体收集后进入臭气处理系统进行处理，生物除臭达标后通过排气筒排放。

2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（2）中人工预分拣除去其中坚硬的、体积≥500mm *500mm *500mm的垃圾。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（4）中,筛板采用两段式筛孔，前后两段筛板上的筛孔直径不同，前段的筛孔直径小，后段的筛孔直径大。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：前段的筛孔直径设定为 16-18mm，后段的筛孔直径为60-68mm。

5. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（8）中, 有机垃圾首先通过粉碎机粉碎成粒径等于或小于15mm的粉碎物，再进入浆化机进行浆化，浆化后的浆化液中的固体颗粒粒径小于5mm。