CN103506376B - 一种生活垃圾精细资源化处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种生活垃圾精细资源化处理方法，其特征在于：它是一个模块化的，可以分级进行资源提炼的生活垃圾资源化系统。它顺次包括预处理、分解分离和资源精炼三个步骤；预处理：破碎生活垃圾然后选出磁性金属，分解分离：疏解垃圾并将其分离为纤维浆液、轻组分和重组分三种分离料；这三种分离料在资源精炼步骤中分别单独提纯，获得清洁、高纯度的再生资源。该方法分选效果十分明显，资源回收效率高。同时，预处理模块和分解分离模块可以建设在同一垃圾中转站，而精炼模块可以共建于郊外的精炼厂，一个精炼厂搭配多个垃圾中转站，运输过程不会污染，构成了城市中模块化的垃圾处理系统。

Description

一种生活垃圾精细资源化处理方法

技术领域

本发明涉及一种具有精细分选特点的垃圾处理方法，该处理方法适用于对生活垃圾的资源化处理。

背景技术

生活垃圾的处理在现今的生活环境中方兴未艾，随着城市化进程的加速，如何妥善、合理可持续地对待生活垃圾，是一个非常迫切的社会服务方向。现有的垃圾处理，比较常见的方法是着重于使垃圾得到消解处理，虽然具备将垃圾中的轻重组分有效分离，但垃圾本身中的资源没有得到充分回收利用。所以垃圾资源化对待成为其新兴的方向。

虽然如此，垃圾资源化仍是一个比较困难的处理方式，生活垃圾中所能回收的组分除了燃料以外，还有许多再生的塑料、纤维、有机肥等等，类别多样，处理方式迥异，往往资源化回收程度差，分选精细度不足；若要精细分选，这必然导致几个很严重的问题诸如：耗水的浮选工艺长、步骤多，垃圾处理场建设困难。

发明内容

针对上述现有垃圾处理方式，包括资源化处理方式资源化回收程度差、浮选工艺步骤多、垃圾处理厂建设困难的问题，本发明提出一种生活垃圾精细资源化处理方法，其技术方案如下：

一种生活垃圾精细资源化处理方法，它包括以下步骤：

1)预处理：在预处理模块中将收集的混合生活垃圾破碎至预处理颗粒大小，然后选出其中的磁性金属，最后得到预处理料进行输出；

2)分解分离：将所述预处理料送至分解分离模块，经分解装置处理后，再经过分离装置得到彼此分离的纤维浆液、轻组分和重组分三种分离料；所述纤维浆液包含纤维、水、有机质和细粒固形物；所述轻组分包含塑料和竹木；所述重组分包含砂石、金属、玻璃；

3)精炼：该步骤包含三项可并行处理的子步骤，分别是：

A.纤维回收：接收所述纤维浆液，用旋流作用排除所述重组分，然后经过至少两次清洗、浓缩和脱水得到含水纤维料，再经干燥后得到纤维原料；该纤维回收步骤排出污水；

B.轻组分回收：接收所述轻组分，对其清洗后脱水、干燥，得到轻精选料，并排出所述纤维浆液和重组分，所述纤维浆液输送至所述纤维回收步骤；所述轻精选料经由塑料分选装置得到各种再生塑料；剩余部分得到竹木类燃料；

C.重组分回收：接收所述重组分，对其进行脱水，脱水得到的水分流入所述纤维回收步骤处理；脱水后先选出其中的非磁性金属，剩下得到包括砂石、玻璃的无机颗粒；此重组分回收步骤排出污水；

其中，所述污水可直接进入市政污水厂。

作为本发明技术方案的优选者，可以在如下方面具有改进：

一较佳实施例中，所述预处理和分解分离步骤集中于同一集散区域处理，例如清洁楼、垃圾转运站等，其特点是与生活垃圾源较近，收集方便；并且所述集散区域具有换气系统和除臭系统；所述精炼步骤位于同一集散区域的精炼模块中。集散区域和精炼模块可以间隔较远。

一较佳实施例中，所述预处理步骤、分解分离步骤和纤维回收步骤位于同一区域的模块中处理；所述轻组分回收、重组分回收位于同一区域的模块中处理；除此之外还包括一污水回收步骤，该接收上述的污水，除去其悬浮物，再厌氧-缺氧-好氧活性污泥法进行处理，得到包括沼气、有机肥料或燃料，以及中水。在此基础上的另一较佳实施例中，所述污水处理步骤中，进一步深度净化得到的所述中水，得到超纯水产品；所述中水返回系统循环利用。

一较佳实施例中，所述预处理颗粒大小，其粒径不超过0.3M。

一较佳实施例中，将所述分解分离步骤中的预处理料处理成质量浓度15-23％的垃圾浆液，其工作温度在60-80℃；所述分解装置具有10-25分钟的工作周期，所述垃圾浆液按所述工作周期分批次输出至所述分离装置。

一较佳实施例中，所述纤维浆液为8mm以下粒径的固形物。

一较佳实施例中，所述轻组分回收中的塑料分选装置，利用不同塑料反射红外光谱不同的原理进行基于红外光谱的分选处理。

本发明带来的有益效果是：

1.生活垃圾被分离成三项独立的分离料进入单独的模块进行处理，并且，纤维浆液在分解分离模块、轻组分回收模块和重组分回收模块得到总共两级、三次分选而出；而重组分也在分解分离模块、纤维回收模块和轻组分分离模块得到两级、三次分选而出，其分选效果十分明显，资源回收效率高。

2.预处理模块和分解分离模块以及纤维回收模块其结构相对简单，可以建设在同一集散区域，一垃圾中转站，而精炼模块共同位于郊外的精炼厂，一个精炼厂搭配多个垃圾中转站，只要中转垃圾为脱水纤维、轻组分和重组分，运输过程不会污染，构成了城市中模块化的垃圾处理系统。

附图说明

以下结合附图实施例对本发明作进一步说明：

图1是本发明实施例一的示意图；

图2是本发明实施例二的示意图。

具体实施方式

实施例一：

如图1，一种生活垃圾精细资源化处理方法，它的方法过程是：

生活垃圾用集散运输工具，从输入口A5进入预处理模块A，此预处理模块A位于市区的垃圾集散地，其功能是将原始的混合城市垃圾(以下简称“原始垃圾”)破碎，使之成为0.3M粒径以下的预处理颗粒大小，然后用磁选装置将其中的磁性金属4首先选出回收，得到预处理料，然后从A4口输出。

来自输出口A4的预处理料进入分解分离模块B，在其内加入水，先进行高频疏解的分解处理，然后通过分离装置，将预处理料变为三种分离的分离料：含有大量再生纤维、水、有机质和细粒固形物的纤维浆液，从B4口输出；含有大量塑料、竹木的轻组分，从B6口输出；以及含有大量砂石、金属和玻璃等无机成分的重组分从B5口输出；

针对纤维浆液、轻组分和重组分，本发明的方案需要一个精炼的系统来处理。精炼系统包括一个纤维回收模块C，一个轻组分回收模块D和一个重组分回收模块E；其中，纤维回收模块C接收来自B4口的纤维浆液，先再一次排除纤维浆液中残留的重组分，然后经过至少两次清洗、浓缩和脱水的过程得到含水纤维料，再经干燥后得到纤维原料1，从纤维输出口输出；该纤维回收模块C向市政污水系统10排出污水，排除的重组分通过C7口流到重组分回收模块E；。

轻组分回收模块D接收来自B6口的轻组分，立即对其清洗后脱水、干燥，得到轻精选料，并排出残留的纤维浆液和重组分，纤维浆液从D6流到上述的纤维回收模块C，而重组分则流到重组分模块E；此时，轻精选料绝大部分成分就是多种再生塑料和用作燃料的竹木，所以，再生塑料2从D8口输出，而竹木燃料3则从D9口输出。

重组分回收模块E接收所有的重组分，包括从分解分离模块B中B5口、从纤维回收模块C中C7口、以及轻组分回收模块D中的D7口得到者。全部的重组分首先进行脱水，脱水得到的水又流入纤维回收模块C中处理；脱水完毕后，先从E5口选出其中的非磁性金属5，最后剩下得到包括砂石、玻璃的无机颗粒9从E6口输出，至此，上述的纤维浆液、轻组分和重组分处理完毕，重组分回收模块E会排除污水，也直接进入市政污水系统，因为此污水含碳量较高，适合补充市政污水厂需要的碳源。

可见，生活垃圾被分离成三项独立的分离料进入单独的模块进行处理，并且，纤维浆液在分解分离模块B、轻组分回收模块D和重组分回收模块E得到总共两级、三次分选而出；而重组分也在分解分离模块B、纤维回收模块C和轻组分分离模块得到两级、三次分选而出，其分选效果十分明显，资源回收效率高。

其中，预处理模块A、分解分离模块B以及纤维回收模块C较之其他精炼的模块而言，其结构相对简单，可以建设在同一集散区域，一垃圾中转站20，而精炼模块共同位于郊外的精炼厂30，一个精炼厂30搭配多个垃圾中转站20，只要中转垃圾为分解分离的脱水纤维、轻组分和重组分，运输过程不会污染，、构成城市中模块化的垃圾处理系统。

实施例二：

如图2，本发明实施例二的示意图，本实施例的预处理模块A的输入口A5接收运输而来的生活垃圾，然后进入一个接收槽1整合暂存，再进入破碎机A2，此破碎机A2使生活垃圾粒径小于0.3M，再经过一个金属分选机A3，将其中能被磁化的金属尽数选出，得到预处理料，从A4口输出；其中，预处理模块A内增设一个换气系统G1和除臭系统G2，因为大部分的空气污染都在该模块中产生，所以，将换气系统G1和除臭系统G2可以最优化地设置在此处，一方面避免空气污染，另一方面节省了其他后续空气处理系统的费用和复杂度。

预处理料通过A4口输出到分解分离模块B，首先经过分解装置B2，采用高频疏解的原理将预处理料分解成不同的物理组分：首先使预处理料处理成质量浓度15-23％的垃圾浆液，其工作温度在70℃；再流入分离装置B3，其中分解装置具有15-20分钟的工作周期，垃圾浆液按此工作周期分批次输出至分离装置B3，使垃圾浆液的杀菌、分解手续得到完全。

经过了分离装置B3，垃圾浆液就得到彼此分离的纤维浆液、轻组分和重组分三种分离料；分别从B4口、B5口和B6口输出。

纤维回收模块C属于精炼模块，其接收的纤维浆液为8mm以下粒径的固形物，此纤维浆液来自分离装置B3、轻组分回收模块D和重组分回收模块E；先被抽入缓冲浆罐C2，被泵入旋流装置C3，将其中的细小砂石、粘土等无机颗粒去除，这些去除物流入重组分回收模块E，而纤维浆液进入C3进行多次清洗、浓缩和脱水，得到含水为45％左右的纤维，并经过干燥器C5、收集装置C6即可从C9口得到纯度较高的再生纤维1。

轻组分回收模块D接收来自B2口的轻组分，在清洗器D1中清洗，在脱水器D2中脱水，再在轻组分干燥器D3中干燥，最后经由塑料分选装置D4进行精选。此时的轻组分仅含有各种成分的塑料和竹木材料，所以，利用不同塑料反射红外光谱不同的原理进行基于红外光谱的分选处理，最终可以得到再生塑料进入成型机D5，从D8即可得到多种成分的再生塑料2，其余部分则就是竹木燃料3，从D9口输出。此模块中，清洗得到的纤维与水回流到纤维处理模块C，而得到的砂石等颗粒仍旧输送到重组分回收模块E。

重组分回收模块E接收所有的重组分，经E1脱水后，即在金属回收装置E2中将非磁芯金属5从E5口选出；剩余的无机颗粒9过混合器E3后，从E6口输出。

在本实施例中，所有精炼模块包括纤维回收模块C、轻组分回收模块D和重组分回收模块E的污水进行了统一的处理：利用一个污水处理模块F收集上述所有的污水，经过过滤装置F1除去悬浮物，然后进入F2厌氧发酵产生沼气产品11；沼渣进入F6脱水成有机肥料；产沼后的废水通过F3缺氧、F4好氧过程进一步去除COD和BOD；在F5去除污泥，污泥进入F6与沼渣一道脱水后成为有机肥料6(或燃料)；污水成为达标中水7返回系统利用或进一步经过净化器F7深度净化成超纯水8产品。此方案对生活垃圾处理的系统性强，对污水处理比较集中，污染小。

可见，本实施例的模块组成清晰，步骤简洁，适用于市区模块化垃圾处理厂的建设，其污水循环利用效率高，耗水的浮选工艺步骤少。

以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。

Claims (7)

1.一种生活垃圾精细资源化处理方法，其特征在于：它包括以下步骤：

1)预处理：在一预处理模块中将收集的混合的生活垃圾破碎至预处理颗粒大小，然后选出其中的磁性金属，最后得到预处理料进行输出；

2)分解分离：将所述预处理料送至分解分离模块，经分解装置处理后，再经过分离装置得到彼此分离的纤维浆液、轻组分和重组分三种分离料；所述纤维浆液包含纤维、水、有机质和细粒固形物；所述轻组分包含塑料和竹木；所述重组分包含砂石、金属、玻璃；其中：所述分解分离步骤将预处理料处理成质量浓度15-23％的垃圾浆液，其工作温度在60-80℃；所述分解装置具有10-25分钟的工作周期，所述垃圾浆液按所述工作周期分批次输出至所述分离装置；

3)精炼：该步骤包含三项可并行处理的子步骤，分别是：

A.纤维回收：接收所述纤维浆液，用旋流作用排除纤维浆液中残留的重组分，然后经过至少两次清洗、浓缩和脱水的过程得到含水纤维料，再经干燥后得到纤维原料；该纤维回收步骤排出污水；

B.轻组分回收：接收所述轻组分，对其清洗后脱水、干燥，得到轻精选料，并排出轻组分中残留的纤维浆液和重组分，纤维浆液输送至所述纤维回收步骤；所述轻精选料经由塑料分选装置得到各类单一成分的再生塑料；剩余部分得到竹木类燃料；

C.重组分回收：接收所有的重组分，对其进行脱水，脱水得到的水分流入所述纤维回收步骤处理；脱水后先选出其中的非磁性金属，剩下得到包括砂石、玻璃的无机颗粒；此重组分回收步骤排出污水。

2.根据权利要求1所述一种生活垃圾精细资源化处理方法，其特征在于：所述预处理和分解分离步骤集中于同一集散区域处理，并且所述集散区域具有换气系统和除臭系统；所述精炼步骤位于同一集散区域的精炼模块中。

3.根据权利要求1所述一种生活垃圾精细资源化处理方法，其特征在于：所述预处理步骤、分解分离步骤和纤维回收步骤位于同一区域的模块中处理；所述轻组分回收、重组分回收位于同一区域的模块中处理；除此之外还包括一污水回收步骤，接收所有的污水，除去其悬浮物，再通过厌氧-缺氧-好氧活性污泥法进行处理，得到包括沼气、有机肥料以及中水，或得到包括沼气、燃料以及中水。

4.根据权利要求1所述一种生活垃圾精细资源化处理方法，其特征在于：所述步骤1的预处理颗粒的粒径不超过0.3M。

5.根据权利要求1所述一种生活垃圾精细资源化处理方法，其特征在于：所述纤维浆液中细粒固形物的粒径为8mm以下。

6.根据权利要求1所述一种生活垃圾精细资源化处理方法，其特征在于：所述轻组分回收中的塑料分选装置利用不同塑料反射红外光谱不同的原理进行基于红外光谱的分选处理。

7.根据权利要求3所述一种生活垃圾精细资源化处理方法，其特征在于：所述污水处理步骤中，污水成为达标中水返回系统利用或进一步深度净化成超纯水产品。