CN102977968A

CN102977968A - 一种生活垃圾与有机废弃物联合制备垃圾衍生燃料的方法

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Publication number: CN102977968A
Application number: CN2012104894254A
Authority: CN
Inventors: 席北斗; 贾璇; 赵昕宇; 李鸣晓; 祝超伟; 张列宇
Original assignee: Chinese Research Academy of Environmental Sciences
Current assignee: Chinese Research Academy of Environmental Sciences
Priority date: 2012-11-27
Filing date: 2012-11-27
Publication date: 2013-03-20

Abstract

一种生活垃圾与有机废弃物联合制备垃圾衍生燃料的方法，包括以下步骤：1)秸秆类物质干燥后粉碎；2)将粪便与粉碎的秸秆类物质混合后烘干；3)将污泥脱水后进行厌氧消化处理，消毒并改变疏水性物质，制成颗粒；4)生活垃圾依次经一次分选、一次发酵、二次分选、二次发酵后制成生物有机肥；5)秸秆类物质和粪便混合物、污泥颗粒及生活垃圾制成的生物有机肥按重量比2～4∶7～9∶7～9混合均匀，加入固氯剂、固硫剂及粘稠剂制备成垃圾衍生燃料。本发明解决了粪便、秸秆、污泥及生活垃圾长期对环境造成的污染，占用了大量的土地资源及直接燃烧产生的二次污染等问题，而且节约能源，提供燃料，降低成本，具有很大的开发前景和经济效益。

Description

一种生活垃圾与有机废弃物联合制备垃圾衍生燃料的方法

技术领域

本发明属于固体废弃物处理的环保技术领域，具体涉及一种生活垃圾与有机废弃物联合制备复合固体垃圾衍生燃料的方法。

背景技术

随着社会主义新农村建设的推进，村民生活水平提高的同时，带来了村镇环境污染问题和资源浪费。据报道，我国是世界上农村有机废弃物产出量最大的国家，每年大约有40多亿t，其中生活垃圾2.5亿t，畜禽粪便排放量26.1亿t，农作物秸秆7.0亿t，蔬菜废弃物1.5亿t，废弃农膜等塑料2.5万t。其中，我国村镇生活源有机废弃物、人畜粪便、以及村镇服务业带来的有机垃圾量所占份额较大，造成村镇垃圾随意倾倒、粪土乱堆、柴草乱垛等现象，严重影响村容村貌和危害居民身体健康。

据统计，全国现有的污水处理厂污泥年产量在4000万吨以上。由于污泥中含有多种细菌、病毒和寄生物，还含有锌、铅、铜、铬等重金属。随着污水处理的范围和规模不断扩大，大部分污泥处于堆放状态，造成严重的环境污染。污泥处理的工艺主要有土地填埋法、厌氧堆肥法、脱水干化法、焚烧法、海洋投弃法等。对污水处理厂产生的污泥进行无害化处理，实现污泥减量化、无害化和资源化，是亟待解决的重要环境问题。

粪便、秸秆作为燃料已有上千年的历史。粪便燃烧不但没有臭气和烟雾，利用粪便、秸秆作燃料不仅可以解决成本及土地占用的问题，还可以节省能源，减少环保费用支出，增加经济效益，真正实现清洁化生产。

目前，村镇生活垃圾的处理方式主要有填埋法、焚烧法和堆肥法。填埋法操作简单、处理成本较低，是目前生活垃圾处理的主要方式，但该法占地面积大，垃圾减量化程度低，产生的渗滤液和臭气容易对地下水及周边空气造成污染。堆肥法适宜处理有机质含量较高的垃圾，能够实现部分资源的回收利用，但由于生活垃圾堆肥中重金属等有毒有害物质超标，难以用作肥料或土壤改良剂。垃圾焚烧是较古老的处理方法，通过垃圾焚烧可有效实现垃圾“减量化、无害化”，但投资大，运行费用高，焚烧产生的二噁英和重金属等二次污染严重，特别是生活垃圾的组成复杂、含水率高、热值较低，使焚烧过程的能耗进一步提高。为使垃圾完全燃烧，有效遏制二噁英、重金属等二次污染物质的产生，世界各国相继开发了垃圾衍生燃料(RDF)制备技术。

由于我国村镇生活垃圾含水率偏高，并含有较多塑料、沙土、砖石等惰性物料，有机质含量较低，直接制作RDF热值低、易腐烂、稳定性差，难以推广应用。而村镇畜禽粪便、农作物秸秆等弃物有机质含量高、热值高，传统的焚烧法易造成严重的大气环境污染，无法实现能源回收利用。本发明将村镇生活垃圾与污泥、畜禽粪便、秸秆等农业有机废弃物联合生产衍生燃料，既可实现村镇有机固体废物的高值化利用，减少二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等二次污染排放，又可有效解决生活垃圾燃烧热值低、处理设施占地面积大等问题，具有显著的经济效益和环境效益。

发明内容

本发明的目的在于提供一种生活垃圾与有机废弃物联合制备垃圾衍生燃料的方法，以实现村镇生活垃圾、污泥、畜禽粪便及秸秆等农业废弃物的综合处理和高值化利用，有效减少二次污染排放的目的。

为实现上述目的，本发明提供的生活垃圾与有机废弃物联合制备垃圾衍生燃料的方法，包括以下步骤：

1)秸秆类物质干燥后粉碎；

2)将粪便与粉碎的秸秆类物质混合后烘干；

3)将污泥脱水后进行厌氧消化处理，消毒并改变疏水性物质，制成颗粒；

4)生活垃圾依次经一次分选、一次发酵、二次分选、二次发酵后制成生物有机肥；

5)秸秆类物质和粪便混合物、污泥颗粒及生活垃圾制成的生物有机肥按重量比2～4∶7～9∶7～9混合均匀，加入固氯剂、固硫剂及粘稠剂制备成垃圾衍生燃料。

所述的方法，其中，污泥脱水是通过转筒离心机机械脱水，消毒是掺入石灰石及氨基磺酸，制成的颗粒粒径为4～6mm。

所述的方法，其中，秸秆类物质粉碎后的长度为2～4mm。

所述的方法，其中，粪便为猪粪、鸡粪、牛粪、鸭粪和马粪的一种或几种，粪便晾晒后与秸秆类物质混合，其重量比为1∶1～1∶10。

所述的方法，其中，生活垃圾的一次分选是选出大块物料、石头、塑料、玻璃、金属和砖块，并得到一次筛上物和一次筛下物。

所述的方法，其中，生活垃圾的一次发酵是将一次分选后的筛下物经过打包进行一次发酵，一次发酵的温度为40～60℃。

所述的方法，其中，生活垃圾的二次分选是将一次发酵的产物分选出砖块、玻璃、塑料、瓶盖和打火机后并得到二次筛下物。

所述的方法，其中，生活垃圾的二次发酵是将二次筛下物进行二次发酵，二次发酵的温度为40～60℃。

所述的方法，其中，防腐剂为含钙化合物，粘合剂为聚苯乙烯，固氯剂为石灰石，其添加量按重量计算，分别为垃圾总量的2％～4％、7％～10％、3％～5％。

本发明具有的优点和积极效果是：

(1)将粪便、秸秆、生活垃圾、污泥制造成复合燃料，节约能源，有效解决了单一燃烧造成的二次污染严重、占地面积大、资源化程度低等问题；

(2)在粪便中添加秸秆类农业废弃物，不仅可以降低粪便的含水量，而且还可以提高热值；在污泥处理中，离心机使污泥中的固液分离，处理量大，占地少，操作简单，自动化程度高，可不投入化学调理剂。

(3)在污泥的杀菌除臭处理中，氨基璜酸反应过程中产生氨气，可起到杀菌效果，该工艺杀菌彻底，并且高PH使大部分金属离子沉淀，降低可溶性，也去除了污泥中的臭气，操作简单。

(4)对生活垃圾进行分选及堆肥处理后再燃烧，不仅可以有效抑制二恶英的产生，减少二次污染，而且还可以提高热值，分选过程中可将有用资源再次回收利用。

(5)加入添加剂如氧化钙、固氯剂，可降低二氧化硫及二恶英等有毒气体的排放；

(6)将分散的固体废弃物制成RDF，比直接燃烧更稳定，而且成型处理便于运输和储藏；

综上所述，本发明解决了粪便、秸秆等有机废弃物、污泥及生活垃圾长期对环境造成的污染，占用了大量的土地资源及直接燃烧产生的二次污染等问题，而且节约能源，提供燃料，降低成本，具有很大的开发前景和经济效益。

附图说明：

图1为本发明工艺流程图。

具体实施方式

本发明提出的村镇生活垃圾与有机废弃物联合生产RDF的方法如图1所示：

秸秆机械粉碎后与畜禽粪便混合烘干(优选的重量比为1∶1～10∶1)；污泥机械脱水后经厌氧消化处理，添加石灰石制成颗粒；生活垃圾经机械分选和生物发酵处理后制成生物有机肥；最后将农作物秸秆和畜禽粪便混合产品、污泥颗粒及生活垃圾堆肥产物按照重量比为2～4∶7～9∶7～9混合均匀，加入固氯剂、固硫剂及粘稠剂制备成RDF。

所述的方法，其中，生活垃圾机械分选和生物发酵处理包括一次分选、一次发酵、二次分选、二次发酵。

一次分选：村镇生活垃圾选出大块物料、石头、塑料、玻璃、金属、砖块，并得到一次筛上物和一次筛下物。

一次发酵：一次分选后的筛下物打包送入一次发酵，一次发酵时间为7～15天，温度为40～60℃。

二次分选：将一次发酵的产物选出砖块、玻璃、塑料、瓶盖、打火机，得到二次筛下物。

二次发酵：二次筛下物经过传送带运到发酵仓进行二次发酵，时间为15～25天，温度为40～60℃，生物发酵处理后得到生物有机肥产品。

本发明的方法中所采用的滚筒、磁选、弹跳机等分选装置均为公知装置。

所述的方法，其中，污泥通过转筒离心机机械脱水后进行厌氧消化处理，掺入石灰石及氨基磺酸，消毒杀菌，并改变疏水性物质，制成颗粒，污泥颗粒粒径为4～6mm。

所述的方法，其中，秸秆类农业废弃物经热风干燥后，用粉碎机粉碎成段，秸杆类农业废弃物碎段长度为2～4mm。

所述的方法，其中，畜禽粪便为猪粪、鸡粪、牛粪、鸭粪、马粪，粪便晾晒6～24h后与农作物秸秆混合，其比例为1∶1～1∶10。

所述的方法，其中，RDF成型处理，将前处理后的畜禽粪便与农作物秸秆复合有机废弃物、干燥的污泥颗粒和生活垃圾发酵产品按照重量比：2～4∶7～9∶7～9混合均匀，并添加防腐剂、粘合剂、固氯剂，进入成型机挤压成型，获得固态废弃物衍生燃料。

所述的方法，其中，防腐剂为含钙化合物；粘合剂为聚苯乙烯；固氯剂为石灰石，其添加量分别为垃圾总量的2％～4％、7％～10％、3％～5％。

下面结合图1和实施例对本发明做更详细地说明。

将秸秆经过旋刀破碎后，热风烘干，脱除粒径大于5mm的物料；将粪便晒干后与秸秆混合，经机械脱水，送入干燥机中干燥；对于污泥采用机械脱水中的转筒离心机。污泥的杀菌除臭处理：加入石灰和氨基璜酸，石灰投量为污泥量的10％～15％，氨基璜酸的投量为石灰投量的1％。污泥厌氧消化稳定：污泥含有大量有害成分，在处置之前要将之转化成惰性成分，因此需要多种微生物来分解，最终目的将物质转化为无菌产物，最常用的是厌氧消化方法，可将厌氧消化分为两步：第一步，由兼性厌氧菌和厌氧菌组成的产酸菌通过水解作用溶解有机固体。第二步，有严格厌氧菌组成的甲烷菌将其产物转化为甲烷。污泥消化后，污泥中的有机物能被去除并能进一步的减少污泥的体积；村镇生活垃圾的处理要经过一次分选、一次发酵、二次分选、二次发酵而成，其中，村镇生活垃圾通过传送带输送到人工选台、滚筒筛、三项磁选、磁选、弹跳机，可选出大块物料、石头、塑料、玻璃、金属、砖块，并得到一次筛上物和一次筛下物；一次分选后的筛下物经过打包机打包送入一次发酵，一次发酵时间为7～15天，温度为40～60℃，将一次发酵的产物通过传送带经过滚筒筛、人工选台及筛选装置选出砖块、玻璃、塑料、瓶盖、打火机，并得到二次筛下物，二次筛下物经过传送带运到发酵仓进行二次发酵，时间为15～25天，温度为40～60℃；最终将预处理后所获得的粪便及秸秆等农业废弃物的混合物，再与预处理的干燥污泥颗粒及获得的生活垃圾二次堆肥产物按照重量比为2∶7∶9混合均匀，并添加防腐剂、固氯剂和粘合剂进入成型机挤压成型，获得固态废弃物衍生燃料。

Claims

1.一种生活垃圾与有机废弃物联合制备垃圾衍生燃料的方法，包括以下步骤：

1)秸秆类物质干燥后粉碎；

2)将粪便与粉碎的秸秆类物质混合后烘干；

2.根据权利要求1所述的方法，其中，污泥脱水是通过转筒离心机机械脱水，消毒是掺入石灰石及氨基磺酸，制成的颗粒粒径为4～6mm。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，秸秆类物质粉碎后的长度为2～4mm。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，粪便为猪粪、鸡粪、牛粪、鸭粪和马粪的一种或几种，粪便晾晒后与秸秆类物质混合，其重量比为1∶1～1∶10。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，生活垃圾的一次分选是选出大块物料、石头、塑料、玻璃、金属和砖块，并得到一次筛上物和一次筛下物。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，生活垃圾的一次发酵是将一次分选后的筛下物经过打包进行一次发酵，一次发酵的温度为40～60℃。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，生活垃圾的二次分选是将一次发酵的产物分选出砖块、玻璃、塑料、瓶盖和打火机后并得到二次筛下物。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，生活垃圾的二次发酵是将二次筛下物进行二次发酵，二次发酵的温度为40～60℃。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，防腐剂为含钙化合物，粘合剂为聚苯乙烯，固氯剂为石灰石，其添加量按重量计算，分别为垃圾总量的2％～4％、7％～10％、3％～5％。