CN104690073A - 一种车库式生物干化的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车库式生物干化方法，属于生活垃圾处理领域。将生活垃圾粉碎至粒径≤200mm，堆放在车库内，将其它已进行生物干化车库内产生的热风送至本车库内，帮助本车库内快速建立微生物所需环境，堆体温度达到50-55℃后，对垃圾堆进行强制通风，并对通风量进行氧浓度反馈控制，以充分利用好氧微生物代谢产生的热量蒸发水分，并利用充足的通风流量带出水蒸气，实现垃圾的快速干燥，干化垃圾分选后进行资源化利用，本发明中可连续设置车库式干化仓若干个，每个仓体设置独立的通风、除臭及自控系统。本发明不受天气气候的影响，垃圾处理量大，反应周期短，渗沥液产生量少，生物稳定性好，能耗及成本低，环境污染得到有效控制，能够在线调节工艺参数，实时监测，安全可靠。

Description

一种车库式生物干化的方法

技术领域

本发明属于生活垃圾处理领域，具体涉及一种车库式生物干化方法。

背景技术

我国生活垃圾的特征为含水率高，平均大于55％，个别甚至高达75％。高含水率是生活垃圾有效处理的主要阻碍，高含水率会使生活垃圾填埋场渗沥液产生量显著上升；高含水率降低生活垃圾的低位热值，削减了焚烧能量回收效率；高含水率还使得垃圾中不同组分的相互粘联严重，机械可分选性差，阻碍分选效果的改善，限制了通过分选实现垃圾处理过程优化的可能性。因此，为提高我国生活垃圾资源化利用水平、降低生活垃圾管理成本，迫切需要降低生活垃圾含水率的处理技术。

降低生活垃圾含水率的途径有两种：机械挤压和热蒸发；前者的效果受垃圾颗粒不均匀性的限制，处理后产物的含水率很难降至55％以下，热蒸发则可以达到任何水平的含水率，但通常需要消耗外界的热能，造成资源与成本问题。

为此，近年来国内外提出了生物干化技术方法。垃圾生物干化原理：在通风供氧条件下，垃圾中的微生物利用垃圾自身所含的易降解有机物进行好氧呼吸，满足自身生长繁殖需求的同时并释放出大量能量，这部分能量可以使垃圾堆体内的温度显著升高，一般可达45℃，最高可达80℃以上。同时，微生物活动还能使物料中的束缚水活化，降低其束缚状态，使其更加容易被加热蒸发。物料中的水分在生物能的加热下转化为水蒸气，通过自由扩散和强制对流进入物料中的空隙，被风机鼓入的干燥空气带出堆体，从而实现连续不断的脱水干化。垃圾生物干化主要强调快速去除垃圾中的水分，实现垃圾的脱水干化和减容减量，生物干化产物只需达到部分稳定化和无害化。

尽管如此，现有的生活垃圾生物干化技术处理周期一般超过15d，同时在处理过程中还会释放含臭尾气，形成较严重的二次污染，易引发与设施周边居民的冲突，限制了生物干化技术的应用。

目前，针对垃圾的生物干化方法主要有以下几种方式：

一种方法是将垃圾堆填在装有通风管道的干化仓中进行生物干化，如申请公布号为CN102557764A的专利文献公开了一种垃圾生物干化反应器及垃圾生物干化方法，它通过将垃圾置于密闭空间内，对垃圾进行翻堆、除湿处理，直至干化完成，该方法可以实现规范化操作，有效控制废气废水污染，但垃圾处理量有限，设备投资大、保养要求高，需配套建设污水处理设施，运行维护成本高。

一种方法是将垃圾堆置成条垛式，在堆体中布置通风管道进行生物干化，如申请公布号为CN101899348A的专利公开了一种垃圾快速生物干化的方法，包括：将筛除大块杂物的垃圾与垃圾生物干化产物和破碎秸秆混匀后堆置于槽式堆肥反应器中，再在垃圾表面覆盖捆扎稻草垫，然后采用定时通风方法供给好氧微生物足够氧气，堆体温度达到高温段(大于55℃)后，采用堆体温度反馈通风的方法，以充分利用好氧微生物代谢产生的热量蒸发水分，并利用充足的通风流量带出水蒸气，实现快速的垃圾的干燥。该方法工艺简单、垃圾处理量大，但此种方式易受到工程环境的影响，堆体内反应环境完全依靠微生物自主建立，当所处外界环境、垃圾自身温度较低时，利用外界环境空气使对堆体快速达到高温段速度较慢，干化周期及干化效果将受到一定影响。

另一种方法是采用垃圾堆置成条垛式，在堆体中布置通风管道进行生物干化，如申请公布号为CN 103480628A的专利公开了一种垃圾快速生物干化的方法，包括：将垃圾堆放在场地上，然后在垃圾堆上覆盖分子筛选膜，对垃圾堆进行强制通风，至干化完成。该种处理方式工艺简单，垃圾处理量较大，臭气能够在一定程度上得到有效控制，但此种处理方式，投资成本相对较高，运行操作技术要求较高，尤其在覆膜及揭膜阶段需注意，防止该过程中，膜的破坏，影响实际操作效果及废气对周边环境的二次污染。

上述方法均存在废气收集难度大、干化周期比较长，废气对周边环境的二次污染等问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种车库式的生物干化的方法。

设置若干个车库作为生物干化仓，将垃圾堆放在车库内进行干化，每个车库式干化仓内堆放100-300吨左右的生活垃圾；将其它已进行生物干化的车库式干化仓内产生的热风送至本车库内，帮助本车库内快速建立微生物所需环境，随后对垃圾堆进行强制通风，并对通风量进行氧浓度反馈控制，至第20天干化完成。

具体包括以下步骤：

(1)垃圾堆体堆放：将第一天收集到的生活垃圾进行初步破碎，粒径≤200mm，通过装载机或自动布料机送至第一个车库式干化仓内堆放，堆放高度为1.5-2.5m，在堆内不同位置放置三个氧浓度-温度一体探头，完成垃圾堆体堆放；第二天收集到的生活垃圾经破碎后进入第二个车库式干化仓中，进行上述同样步骤的处理程序，直到最后一个车库式干化仓经过上述步骤并封库；其中每个车库式干化仓中的生活垃圾的处理量为100-300吨；

(2)垃圾生物干化：将其它已开始生物干化的车库式干化仓内收集的热风并配有新鲜空气送至装填新鲜垃圾的车库式干化仓中，通风流量为垃圾堆体每立方米每分钟0.05～0.2m³，首先进行连续通风，通风时间为24h，使堆体温度达到50-55℃后进行间歇通风，氧浓度传感器的测量氧浓度算术平均值≤14％风机开始通风，氧浓度传感器的测量氧浓度算术平均值≥18％停止通风，直至生物干化完成；

(3)干化垃圾处理：经干化的垃圾进行滚筒筛分及磁选处理，其中筛下物作为营养土使用，筛上物通过进一步破碎，可用于生产垃圾衍生燃料。

所述的车库式干化仓可容纳一天的生活垃圾，每个车库式干化仓设置独立的通风、除臭及自控系统，其中车库式干化仓底部布置通风管道，底部四周设置渗透液收集管道；顶部设置气体收集管道。

所述的垃圾生物干化过程中产生的气体经气体收集管道收集后，除湿器除湿处理，一部分回至装填新鲜垃圾的车库式干化仓，另一部分气体经通风系统送至除臭系统进行除臭处理后排放，具体通风比例根据实际堆体升温效果调整。

本发明生物干化周期为20天，在新鲜垃圾放入车库式干化仓时，通过引入除湿后的其它已干化车库内气体收集系统补集热空气，可迅速提高刚入仓新鲜垃圾的温度，促使微生物种群迅速建立，加快垃圾生物干化进程。其中前7-10天垃圾堆体温度迅速升高并维持在较高的水平，堆体温度维持在55℃-65℃，在此期间，在垃圾干化过程中不可避免会出现少量渗沥液，如不进行处理会污染环境，而将渗沥液收集后单独处理，则会提高相应成本，因为渗沥液内富含各种有机物，本发明在干化过程中，将渗沥液回灌到垃圾堆，一方面可以利用堆体内的微生物降解处理渗沥液，另一方面可以促进微生物在堆体内的活动，微生物可使垃圾内的有机物迅速降解，水分通过高温热量蒸发和通风流量两种方式将水分脱除，提高干化速率。

本发明的有益效果：每个车库式干化仓中生活垃圾的最大处理量可达到300吨，且堆体高度可达2.5m，采取静态堆肥方式，因此，解决了传统生物干化方法因设置翻抛机造成单仓宽度、堆体高度设置有限制等问题，提高了生活垃圾生物干化仓单仓处理量和利用率，稳定性好，能耗及成本低，环境污染得到有效控制，能够在线调节工艺参数，实时监测，安全可靠。

具体实施方式

本发明提供了一种车库式的生物干化方法。

本实施方式中共设置车库式干化仓21个，每个仓体设置独立的通风、除臭及自控系统。

车库式干化仓底部布置通风管道，通风管道采取不均匀布置方式，靠近风机一侧通风管道上通风孔布置间距较大，远离风机一侧通风管道上通风孔布置间距较小，以保证均匀布气；底部四周设置渗沥液收集管道，将干化初期因重力作用产生的渗沥液进行统一收集，并定期回灌至堆体内，实现渗沥液零排放。

车库式干化仓顶部设置气体收集管道，每个仓体内独立设置气体收集风机，风机流量为12000m³/h，保证仓体内呈微负压状态，保证干化通风过程中产生的的气体有效吸收，防止其外溢扩散对周边环境产生影响，经收集后的气体，经除湿器除湿处理后，一部分回用至刚刚装入新鲜垃圾的车库式干化仓内，实现含有余热气体的回收利用，使新鲜垃圾堆体温度快速提升，缩短堆体升温时间，进而提高干化效果，另一部分气体经过通风系统送至除臭系统进行除臭处理后排放。

车库式干化仓生物干化的操作步骤如下：

第一步：将第一天混合收集的300吨生活垃圾破碎处理，使其粒径≤200mm，随后通过装载机送至第一个车库式干化仓内，堆体密度为400kg/m³，堆体高度为2.5m，占地面积400m²，风机参数为9000m³/h，通风量设置为垃圾堆体每立方米每分钟0.2m³，在堆体内0.6m，1.2m和1.8m的位置分别设置3个氧浓度探头和温度探头；第二天收集到的300吨生活垃圾经破碎后进入第二个车库中，进行上述同样步骤的处理程序，直到第21个车库经过上述步骤并封库。

第二步：垃圾干化过程第1天采用连续通风方式，将已进行生物干化的车库式干化仓内的热风集中收集、除湿后约40％的风量作为热源并配有一定量新鲜空气送至装填新鲜垃圾的车库式干化仓内，堆体温度迅速达到50-55℃，后19天采用氧控方式进行反馈控制，当三个氧浓度传感器的测量氧浓度算术平均值≤14％风机开始通风，当三个氧浓度传感器的测量氧浓度算术平均值≥18％停止通风。该工艺条件可根据实际需求及垃圾属性适当调整，氧控通风反馈控制系统采用PLC系统，设置手动与自动两种模式，可实现风机与氧浓度连锁控制，也可实现风机的手动控制。

第三步：干化后垃圾通过装载机送至干化出料系统，随后送至分选区进行磁选和筛分处理，其中筛下物作为营养土使用，筛上物作为水泥窑辅助燃料使用。

至第20天停止通风，生物干化已经完成，此时生活垃圾产量为171吨，其中筛上物153吨，筛下物17吨，铁制品2吨，生活垃圾减重量43％以上，生活垃圾热值提高1.5倍以上。

实验结果表明：本方法中车库式干化仓内可容纳一天生活垃圾处理量，垃圾堆满整个车库式干化仓内，堆体堆高为2.5m，此种方法与条垛式堆放相比，可大大提高仓利用率，进而减少占地面积。

如上所述，对本发明的实施例进行了详细地说明，但是只要实质上没有脱离本发明的发明点及效果可以有很多的变形，这对本领域的技术人员来说是显而易见的。因此，这样的变形例也全部包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种车库式生物干化的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)垃圾堆体堆放：将第一天收集到的生活垃圾进行初步破碎，粒径≤200mm，通过装载机或自动布料机送至第一个车库式干化仓内堆放，堆放高度为1.5-2.5m，在堆内不同位置放置三个氧浓度-温度一体探头，完成垃圾堆体堆放；第二天收集到的生活垃圾经破碎后进入第二个车库式干化仓中，进行上述同样步骤的处理程序，直到最后一个车库式干化仓经过上述步骤并封库；其中每个车库式干化仓中的生活垃圾的处理量为100-300吨；

(2)垃圾生物干化：将其它已开始生物干化的车库式干化仓内收集的热风并配有新鲜空气送至装填新鲜垃圾的车库式干化仓中，通风流量为垃圾堆体每立方米每分钟0.05～0.2m³，首先进行连续通风，通风时间为24h，使堆体温度达到50-55℃后进行间歇通风，氧浓度传感器的测量氧浓度算术平均值≤14％风机开始通风，氧浓度传感器的测量氧浓度算术平均值≥18％停止通风，直至第20天生物干化完成；

(3)干化垃圾处理：完成干化的垃圾进行滚筒筛分及磁选处理，其中筛下物作为营养土，筛上物通过进一步破碎，用于生产垃圾衍生燃料。

2.根据权利要求1所述的一种车库式生物干化的方法，其特征在于，所述的车库式干化仓中均设置通风、除臭及自控系统，其中仓体底部布置通风管道，底部四周设置渗透液收集管道，顶部设置气体收集管道。

3.根据权利要求1所述的一种车库式生物干化的方法，其特征在于，所述的垃圾生物干化过程中产生的渗沥液回灌堆体内。

4.根据权利要求1所述的一种车库式生物干化的方法，其特征在于，所述的垃圾干化过程中产生的气体经气体收集管道收集，除湿器除湿处理后，其中一部分风量回至装填新鲜垃圾的车库式干化仓，具体通风量根据实际堆体升温效果调整，剩余风量经通风系统送至除臭系统进行除臭处理后排放。