CN104907152A - 垃圾填埋场土地复用处理系统及处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种垃圾填埋场土地复用处理系统和处理方法，其中，将整个填埋场重新挖掘；破碎大型物体外的所有物质；进入第一组滚筒筛分机分选；筛上物通过风选机分选出的可燃物打包，砖/瓦/石就地填埋；筛下物进入第二组滚筒筛分机；筛下物进行磁选，制成供土壤改造的腐殖土；筛上物传送至第二组风选机分选；得到无害化土地。有益效果是：设备配合剔除大型垃圾物料，通过多级筛分分段处理，在有限时间内快速完成垃圾清理，使土地短时期实现无害化复用的目的。而清理加工出的大量腐植土可用于种植林木，吸附二氧化碳，释放氧气，大气污染及雾霾状况会得到改善；特别是土地资源得到再利用，对保障我国的耕地红线，有不可估量的战略意义。

Description

垃圾填埋场土地复用处理系统及处理方法

技术领域

本发明涉及一种垃圾填埋场的治理系统及方法，特别是涉及一种生活垃圾填埋场土地复用的处理系统和方法。

背景技术

当前国内广泛采用的垃圾处置方法主要有卫生填埋、焚烧、堆肥。我国从20世纪80年代后期就开始建立规范的垃圾填埋场，这些填埋场与最初的堆置场(非正规填埋场)相比有了很大的改进，在设计中针对垃圾渗滤液和填埋气体的污染采取了相应的控制措施；在施工管理方面，实行分区填埋，分层压实，定期覆土等。由于卫生填埋法处理量大、适应性强、一次性处理、没有残余物、管理方便且运行费用合理，因此它已成为我国城市固体废弃物处理的主要手段。按住建部数据，截至2011年，我国有73％的生活垃圾采用填埋处理。

然而，随着中国的城市化进展，过去位于市郊的早期的老填埋场(已封场或即将封场填埋场)以及一些非正规填埋场目前逐步变位于主城区内，同时，现有的卫生填埋场也将逐步随着城市的发展达到设计库容并逐步过渡到市区。

以北京为例，据不完全统计，北京约有近千座非正规垃圾填埋场，占地约2万亩,主要分布在城四区之外的其他14区县，同时，北京目前有16座运营中的卫生填埋场。这些填埋场占地总面积约为5225亩，但是，随着人口的急剧增长，这些填埋场已远远满足不了城市的需求，例如：北京的第一个现代化垃圾卫生填埋场每天都会有超过900吨的垃圾运来进行卫生填埋。从1997年建成到现在，在持续填埋了15年后，北神树再也容纳不了更多的垃圾，封场后的垃圾山差不多相当于两个多景山。北京有8座大型垃圾处理设施处于超负荷运行状态，最高的负荷率达到246％。包括北神树在内，全市共有7座垃圾卫生填埋场将会在2至3年的时间内填满封场。

据此，北京需延续不断的建设新的卫生填埋场来满足城市发展的需要。

但是，填埋场一系列的环境长期风险问题不能忽略。卫生填埋对选址的要求往往较高，一般很难找到各方面条件都满足的场址。同时，填埋也存在着诸多环境问题。生活垃圾中含有大量的有机质，填埋后，有机质的分解(及随垃圾所带来的水分)会产生渗滤液。厌氧发酵过程会产生温室效应甲烷气体。渗滤液具有高浓度、成分复杂的性质，极难处理。垃圾渗滤液中含有多种重金属，特别是其中的有毒金属如果隔离措施不当则会渗入到地下，影响地下水源，产生对周边的二次污染。此外，每吨垃圾填埋约产生40-100kg甲烷气体，单位分子的甲烷气体，温室气体效应是二氧化碳的25倍，据此，发达国家对卫生填埋，强调通过生活垃圾分类回收、资源化处理、分类焚烧减量等多种手段，减少进入卫生填埋场的生活垃圾量，特别是有机质量。

生活在此环境中的人，以大气、水、土壤为媒介，可以将环境中的有害废物直接由呼吸道、消化道或皮肤摄入人体，使人致病。一些人工回填的废弃物被埋藏在地下，其中一些隔离性并不完善，如果在水位上升后与地下水直接接触，将会造成地下水的污染。填埋场也极易造成环境风险事故，如，液体渗漏，沼气爆炸引发多起事故，有毒气体泄露等造成人员财产损失。

填埋周而复始的占用大量可耕用地，这些填埋场对土地资源是一极大的浪费，特别是在平原地区。

针对生活垃圾填埋场的治理问题，目前也有若干公司从事于这方面的尝试，方法包括有把原有垃圾场的垃圾全挖出,经过机器筛选后,部分无害物回填,部分可回收物运回区生活垃圾综合处理厂作资源化处理,部分腐殖土用作林地肥料,利用植物根系的吸收作用使其自然降解，这种方法是行之有效的。

然而，上述尝试存在有两个不可忽略的问题：1)到目前为止，这种处理模式仅限在小型的、小规模的日处理吨位。不能真正达到填埋场复用的主要目的。例如，对于一座占地100亩，平均填埋深度为5米的填埋场，若日处理50吨，需15年才能处理完毕。这种长期的运营，是无法解决填埋场复用的目的；2)由于城市化的迅猛发展，城市(特别是一线城市)市区建设及人口均急剧扩张，现有的填埋场，或以封场的填埋场均位于人口密集的地区，如果一个地区进行长达15年的填埋场复用处理，将产生由于长期运营过程对周边环境的长期影响和长期扰民的严重问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种是针对城市土地价值较高的生活垃圾填埋场或非正规填埋场进行治理，最终达到填埋场的土地复用的目的。

本发明所采用的技术方案是：一种垃圾填埋场土地复用处理系统，包括，巨型挖掘机和配套的小型挖掘机、大型粉碎机、布料器、第一组滚筒筛分机、第一组风选机、第二组滚筒筛分机、第二组风选机；大型粉碎机粉碎的后端依序安装有布料器、第一组滚筒筛分机和第一组风选机；所述第一组滚筒筛分机的后端还依序安装有第二组滚筒筛分机和第二组风选机。

所述大型粉碎机粉碎的物料最大直径小于250MM，第一组滚筒筛分机的孔径为150MM，第二组滚筒筛分机出料的孔径为20MM。

在所述大型粉碎机与布料器之间，第一组滚筒筛分机与第一组风选机之间，第一组滚筒筛分机与第二组滚筒筛分机之间，第二组滚筒筛分机与第二组风选机之间均安装有皮带传送装置。

还包括有一台冗余滚筒筛分机，所述冗余滚筒筛分机与第二组滚筒筛分机并列设置。

一种对权利要求所述的垃圾填埋场土地复用的处理方法，包括以下步骤，

A.将整个填埋场重新挖掘，巨型挖掘机和配套的小型挖掘机分离出大型物体，钢筋混凝土、大型纺织块和大型带状物；

B.破碎机破碎所有大型物体外的所有物质；

C.形成当日处理量的料堆；

D.料堆的料传送至布料器布料，进入第一组滚筒筛分机分选；

E.筛上物传送至第一组风选机分选，其中，风选机分选出的可燃物打包，砖/瓦/石就地填埋；

F.对步骤D的筛下物进入第二组滚筒筛分机；

G.对第二组滚筒筛分机<20mm的筛下物进行磁选，制成供土壤改造的腐殖土；

H.第二组滚筒筛分机>20mm的筛上物传送至第二组风选机分选；

I.得到无害化土地。

对所述步骤A分离出的大型物体为钢筋混凝土、大型纺织块和大型带状物；

所述步骤H经第二组风选机处理后，其中，风选设备筛下物，配以磁选、其他可回收物分选等工序处理后，成为粒度在20mm以上，150mm以下的碎石/砖/瓦及玻璃碎混合物，可用于就地回填；风选设备筛上物，配以建材人工分选、可回收物分选后，打包成为可供垃圾焚烧厂用的可燃物。

本发明的有益效果是：大型挖掘机和小型挖掘机的配合剔除大型垃圾物料，并通过多级筛分分段处理的设备和方法，在有限的时间内快速完成垃圾清理，使土地短时期即可实现无害化复用的目的。而清理加工出的大量腐植土可用于种植林木，从而吸附二氧化碳，释放氧气，大气污染及雾霾状况污染会得到改善；特别是土地资源得到再利用，对保障我国的耕地红线，有不可估量的战略意义。

附图说明

图1是填埋场复用处理系统框图；

图2是实施例1垃圾填埋基础数据和垃圾组分所匹配的物料平衡图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：

本发明填埋场土地复用是将整个填埋场重新挖掘、清理、处理，可回收物回收，有机质加以无害化处理作为荒漠治理绿化用土，可燃物打包后送就近的垃圾焚烧发电厂，无害无机建材就地利用、填埋。清理后的土地重新开发利用。

如图1所示，本发明一种垃圾填埋场土地复用处理系统，包括，巨型挖掘机和配套的小型挖掘机、大型粉碎机、布料器、第一组滚筒筛分机、第一组风选机、第二组滚筒筛分机、第二组风选机；大型粉碎机粉碎的后端依序安装有布料器、第一组滚筒筛分机和第一组风选机；所述第一组滚筒筛分机的后端还依序安装有第二组滚筒筛分机和第二组风选机。大型粉碎机粉碎的物料最大直径小于250MM，第一组滚筒筛分机的直径为150MM，第二组滚筒筛分机的直径为20MM。在所述大型粉碎机与布料器之间，第一组滚筒筛分机与第一组风选机之间，第一组滚筒筛分机与第二组滚筒筛分机之间，第二组滚筒筛分机与第二组风选机之间均安装有皮带传送装置。

一种对权利要求所述的垃圾填埋场土地复用的处理方法，包括以下步骤，

A.将整个填埋场重新挖掘，巨型挖掘机和配套的小型挖掘机分离出大型物体；分离出的大型物体为钢筋混凝土、大型纺织块和大型带状物；

B.破碎机破碎所有大型物体外的所有物质；

C.当日处理量的料堆；

D.传送至布料器布料，进入第一组滚筒筛分机分选；

E.筛上物传送至第一组风选机分选，其中，可燃物打包，砖/瓦/石就地填埋；

F.对步骤D的筛下物进入第二组滚筒筛分机；

G.对第二组滚筒筛分机的筛下物进行磁选，制成供土壤改造的腐殖土；

H.对第二组滚筒筛分机的筛上物传送至第二组风选机分选；其中，风选设备筛下物，配以磁选、其他可回收物分选等工序处理后，成为粒度在20mm以上，150mm以下的碎石/砖/瓦及玻璃碎混合物，可用于就地回填；风选设备筛上物，配以建材人工分选、可回收物分选后，打包成为可供垃圾焚烧厂用的可燃物。

I.得到无害化土地。

实施例1，如图1和图2所示，本发明填埋场土地复用需要将运营所需的垃圾临时堆场、垃圾筛分系统布置在垃圾场内清理出的一块平整地块上。在靠近垃圾场平整地块建垃圾倒装场地，在场内修整临时道路，运营过程的产物通过临时道路外运。挖掘作业将以推土机与挖掘机配套。初期，工作平台周边100m范围内可用推土机由上至下、由高至低分层将垃圾处置料沿斜面推运至倒挖掘机工作点。初步估算，靠近分选系统的区域约三分之一的垃圾即处置量均可由推土机完成。中间区域及较远距离的生活垃圾需采用挖掘机开挖、破碎后，再通过可移式皮带输送机输送至分选系统。

在挖掘点，采用巨型挖掘机与小型挖掘机配套，首先将机械设备处理相对困难的一些物质从生活垃圾中分开。这些物质包括：大型的钢筋混凝土块及石块，大型的纺织物，不易剪切的带状物，等，并分类处理。之后，生活垃圾用铲车送入专门针对填埋场生活垃圾的剪切设计的大型设备全部粉碎，粉碎后的物料最大直径控制在不超过250mm，粉碎后的物料直接形成分选系统当日处理量的料堆。

料堆生活垃圾经过皮带传输及布料器布料，布料至第一组筛分孔径为150mm的滚筒筛分机分选。通过滚筒孔径的控制，第一组滚筒筛分机分选出的筛上物(>150mm)，主要成分为较大的物料，该物料送入风选机分选，风选分类为砖/瓦/石以及可燃物(包括纺织物，塑料，未降解完毕的木质物料等)两类物料。其中，可燃物打包后送垃圾焚烧厂处理，砖/瓦/石等可就地回填用。

第一组滚筒筛分机选用两台滚筒内径为2.5米，滚筒长度为12米的滚筒筛分机，因筛分孔径为150mm,在滚筒的材质、厚度上加以考虑后，这两台设备即可达到每小时处理150吨，每天运营20小时，连续运营200天的目的。其筛下物(<150mm)，由传输带传输至第二组筛分孔径为20mm的滚筒筛分机分选，筛下物(<20mm)经过磁选等辅助工序后，制成粒度小于20mm以下的供土壤改造的腐殖土(营养土)。

第二组滚筒筛分机选用滚筒内径为2.5米，滚筒长度为14米，筛分孔径为20mm的第二组滚筒筛分机，第二组滚筒筛分机可达到每小时(150-26)＝124吨处理能力的目的，但是，因其筛分孔径为20mm，为排除大修、维护带来的中断连续运营的问题，需在设备的布局上添加冗余设备，该设备与第二组滚筒筛分机并列设置。其分选后的筛上物(>20mm)，配以按此阶段物料特性设计的第二台风选设备分选。风选设备筛下物，配以磁选、其他可回收物分选等工序处理后，成为粒度在20mm以上，150mm以下的碎石/砖/瓦及玻璃碎混合物，可用于就地回填。风选设备筛上物，配以建材(少量)人工分选、可回收物分选后，打包成为可供垃圾焚烧厂用的可燃物。

此方案下的物料平衡

物料平衡需通过目标填埋场的实际取样组分分析来计算，但我们可以通过中国生活垃圾的基本特性来设定并给出计算。

首先，表1是一假设的占地100亩的目标填埋场的基础数据，表2是目标填埋场的生活垃圾组分的设定，该设定是参照了中国目前各地生活垃圾的组分分布情况而选用的中间值。

表1.假设的占地100亩的目标填埋场的基础数据

表2.目标填埋场的生活垃圾组分的设定，

根据上面两组数据，图2是根据我们设备的处理特性计算出的与本发明工艺流程相匹配的物料平衡图。

根据这物料平衡可以看出，只要能保障设备的处理能力及连续运营的能力，在200个处理日内，一座占地100亩的填埋场，是可以采用该方案处理完毕的。

对于设备要求及布局

首先，该工艺方案能成功的关键点是前端的破碎设备，该设备需保障：在采用巨型挖掘机与小型挖掘机配套，将机械设备处理相对困难的大型的钢筋混凝土块及石块，大型的纺织物，不易剪切的带状物物质从生活垃圾中分开后，破碎设备能将剩余的生活垃圾一次性的送入专门针对填埋场生活垃圾的剪切而设计的大型设备全部粉碎，设备需保障无论生活垃圾中含有金属、塑料、橡胶还是大块的木质，都可以轻松粉碎，摧枯拉朽，横扫一切至指定的250mm。

值得指出的是，国内许多从事与该行业的企业，因无上述特殊设计、制造的、既能在日处理规模(370吨/时)、又能在材质及设计上可以保障无论是金属、塑料、橡胶还是大块的木质都可以轻松破碎的设备，故提出的工艺方案为先将挖掘出的生活垃圾全部、直接输送至滚筒筛分机，筛分出来的大块的塑料、橡胶、木质再输送至大件破碎机(以减少每小时需粉碎的吨位数)，若我们将其设备处理能力及保障设备连续运营的能力做一物料平衡分析，就会发现这是不可行的。

Claims (6)

1.一种垃圾填埋场土地复用处理系统，其特征在于、包括，巨型挖掘机和配套的小型挖掘机、大型粉碎机、布料器、第一组滚筒筛分机、第一组风选机、第二组滚筒筛分机、第二组风选机；大型粉碎机粉碎的后端依序安装有布料器、第一组滚筒筛分机和第一组风选机；所述第一组滚筒筛分机的后端还依序安装有第二组滚筒筛分机和第二组风选机。

2.根据权利要求1所述的垃圾填埋场土地复用处理系统，其特征在于，所述大型粉碎机粉碎的物料最大直径小于250MM，第一组滚筒筛分机的孔径为150MM，第二组滚筒筛分机出料的孔径为20MM。

3.根据权利要求1所述的垃圾填埋场土地复用处理系统，其特征在于，在所述大型粉碎机与布料器之间，第一组滚筒筛分机与第一组风选机之间，第一组滚筒筛分机与第二组滚筒筛分机之间，第二组滚筒筛分机与第二组风选机之间均安装有皮带传送装置。

4.根据权利要求1所述的垃圾填埋场土地复用处理系统，其特征在于，还包括有一台冗余滚筒筛分机，所述冗余滚筒筛分机与第二组滚筒筛分机并列设置。

5.一种对权利要求所述的垃圾填埋场土地复用的处理方法，其特征在于，包括以下步骤，

A.将整个填埋场重新挖掘，巨型挖掘机和配套的小型挖掘机分离出大型物体，钢筋混凝土、大型纺织块和大型带状物；

B.破碎机破碎所有大型物体外的所有物质；

C.形成当日处理量的料堆；

D.料堆的料传送至布料器布料，进入第一组滚筒筛分机分选；

E.筛上物传送至第一组风选机分选，其中，风选机分选出的可燃物打包，砖/瓦/石就地填埋；

F.对步骤D的筛下物进入第二组滚筒筛分机；

G.对第二组滚筒筛分机<20mm的筛下物进行磁选，制成供土壤改造的腐殖土；

H.第二组滚筒筛分机>20mm的筛上物传送至第二组风选机分选；

I.得到无害化土地。

6.根据权利要求5所述的垃圾填埋场土地复用的处理方法，其特征在于，对所述步骤A分离出的大型物体为钢筋混凝土、大型纺织块和大型带状物；

所述步骤H经第二组风选机处理后，其中，风选设备筛下物，配以磁选、其他可回收物分选等工序处理后，成为粒度在20mm以上，150mm以下的碎石/砖/瓦及玻璃碎混合物，可用于就地回填；风选设备筛上物，配以建材人工分选、可回收物分选后，打包成为可供垃圾焚烧厂用的可燃物。