CN105541050A - 一种用于资源化处理生活垃圾的水循环系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于资源化处理生活垃圾的水循环系统，属于垃圾处理工艺领域，其包括污水处理站和用于浸泡并利用微生物菌发酵垃圾产生固体有机质和液体有机质的除臭池，污水处理站包括相互连通的用于将污水处理为净水的处理区和在净水中添加微生物菌的添加区，除臭池包括第一进水管和第一出水管，第一进水管与添加区连通，以输送添加了微生物菌的净水至除臭池，第一出水管与处理区连通，以输送除臭池产生的污水至处理区。本发明利用添加了微生物菌的水循环系统对垃圾进行浸泡，使垃圾无臭无害；而且可将垃圾中的有机质及重金属提取出来，便于处理重金属，并回收垃圾中的有机质，减少对环境的污染和资源浪费。

Description

一种用于资源化处理生活垃圾的水循环系统

技术领域

本发明涉及垃圾处理工艺领域，具体而言，涉及一种用于资源化处理生活垃圾的水循环系统。

背景技术

据报道，我国城市垃圾年产量近1.5亿吨，且每年以8％左右的速度递增，有近2/3的城市陷入垃圾围城困境。至今，许多城市的垃圾仍采取在市郊裸露位置堆放处理，无任何防护措施，蚊蝇孽生、老鼠成灾、臭气漫天，大量垃圾污水由地表渗入地下，对大气、土壤、水体环境造成了很大的污染，严重危害人类健康。

为了减少生活垃圾对环境的污染，各地都采取了不同的措施对生活垃圾进行处理。其中一种垃圾处理方法是填埋，这种方法能够有效消纳大量生活垃圾，避免了露天堆放生活垃圾产生的问题，垃圾处理费用低，方法简单。但垃圾填埋处理存在的问题是垃圾填埋场的占地面积大，使用时间长(一般为十年左右)，造价高，而且随着生活垃圾的大量产生，靠近城市的适用填埋场愈来愈少，而开辟远距离填埋场又会大大提高垃圾处理费用，直至城市居民无法承受这样高昂的费用。另外，垃圾直接填埋处理会造成垃圾中可以回收利用的资源被浪费，容易造成地下水资源的二次污染。

另一种垃圾处理方法是焚烧，这种方法是将垃圾置于高温炉中，使其中可燃成分充分氧化，焚烧产生的热量用于发电和供暖。垃圾焚烧处理的优点是对垃圾的减量效果显著(垃圾焚烧后的体积减少90％以上，重量减少80％以上)，对垃圾的处理比较彻底。但垃圾焚烧处理同样存在一些问题：需要利用专门的焚烧设备处理垃圾，同时要求垃圾的热值大于3.35MJ/kg，否则就必须添加助燃剂，处理成本较高；而且，将垃圾直接焚烧会造成垃圾中可以回收利用的资源被浪费，并燃烧释放出有毒气体，会对环境造成污染。

生活垃圾一般可分为四大类：可回收垃圾、厨房垃圾、有害垃圾和其它垃圾。其中，可回收垃圾包括纸类、金属、塑料、玻璃等；厨房垃圾包括剩菜剩饭、骨头、菜根菜叶等食品类废物；有害垃圾包括废电池、废日光灯管、废水银温度计、过期药品等；其他垃圾包括除上述几类垃圾之外的砖瓦陶瓷、渣土、卫生间废纸等难以回收的废弃物。其中，厨房垃圾占有很大比重，而且厨房垃圾含有大量蛋白质等有机物，上述两种垃圾处理方法无法实现对有机物的回收，造成资源浪费。

另外，垃圾堆放或填埋过程中由于发酵和雨水的淋溶、冲刷以及地表水和地下水的浸泡而滤出来的污水称为垃圾渗滤液。垃圾渗滤液中主要的污染成分之一是重金属，重金属对水体和土壤的污染是具有长期积累效应和交互作用。上述两种垃圾处理方法并未对重金属进行处理。

发明内容

本发明提供了一种用于资源化处理生活垃圾的水循环系统，利用添加了微生物菌的水循环系统对垃圾进行浸泡，使垃圾无臭无害；而且可将垃圾中的有机质及重金属提取出来，便于处理重金属，并回收垃圾中的有机质，减少对环境的污染和资源浪费。

本发明是这样实现的：

一种用于资源化处理生活垃圾的水循环系统，包括污水处理站和用于浸泡并利用微生物菌发酵垃圾产生固体有机质和液体有机质的除臭池，污水处理站包括相互连通的用于将污水处理为净水的处理区和在净水中添加微生物菌的添加区，除臭池包括第一进水管和第一出水管，第一进水管与添加区连通，以输送添加了微生物菌的净水至除臭池，第一出水管与处理区连通，以输送除臭池产生的污水至处理区。

进一步地，上述水循环系统还包括用于收集液体有机质的曝气池，曝气池包括第二进水管和第二出水管，第二进水管与添加区连通，以输送添加了微生物菌的净水至曝气池，第二出水管与处理区连通，以输送曝气池产生的污水至处理区。

进一步地，上述水循环系统还包括用于收集固体有机质的垃圾堆肥区，垃圾堆肥区的上方设置有用于往固体有机质中添加腐熟剂的添加器，垃圾堆肥区的下方设置有用于收集固体有机质发酵产生液体的收集槽，收集槽与处理区连通，以将垃圾堆肥区产生的污水输送至处理区。

进一步地，上述水循环系统还包括对垃圾进行喷淋冲洗的喷淋装置，喷淋装置与添加区连通，以将添加了微生物菌的净水至喷淋装置。

进一步地，上述水循环系统还包括用于收集生活垃圾资源化处理系统中产生的渗滤液的滤液收集装置，生活垃圾资源化处理系统包括用于撕开经过除臭池浸泡发酵的垃圾的垃圾袋的破袋机；用于对经过破袋机暴露出的垃圾进行清洗筛分，并分选出无机物废品和有机质的清洗筛分装置；用于回收分选出的无机物废品中的可回收资源的回收装置，滤液收集装置分别设置于破袋机、清洗筛分装置、回收装置的下方，滤液收集装置与处理区连通，以将生活垃圾资源化处理系统产生的污水输送至处理区。

进一步地，上述喷淋装置包括至少一个与添加区连通的莲蓬头，莲蓬头位于破袋机内。

进一步地，上述喷淋装置包括至少一根与添加区连通的第一管体，第一管体的侧面开设有多个喷水孔，第一管体的多个喷水孔均朝向清洗筛分装置。

进一步地，上述喷淋装置包括一根与添加区连通的第二管体，第二管体的侧面开设有多个喷水孔，除臭池与破袋机之间通过连通槽连接，第二管体平行位于连通槽的上方，且第二管体的多个喷水孔朝向连通槽。

进一步地，上述微生物菌包括假单胞菌、无色杆菌、黄杆菌、硝化细菌、球衣菌、贝日阿托氏菌、发硫菌、地霉中的两种以上细菌。

进一步地，上述第一进水管设置有水泵。

本发明的有益效果是：

本发明用于资源化处理生活垃圾的水循环系统中，除臭池内的液体为添加了微生物菌的净水，用这种含有微生物菌的液体浸泡垃圾，不仅可以清洗垃圾，而且可腐烂发酵的垃圾和垃圾渗滤液快速发酵分解。另外，利用微生物菌还可以处理生活垃圾中的重金属，主要是通过微生物菌对重金属的溶解、转化与固定来实现，使生活垃圾无害化。除臭池的液体清洗完垃圾后，成为含有重金属的污水，污水进入污水处理站中的处理区进行处理，将污水处理为净水，还可将重金属提取出来。净水添加具有生物活性的微生物菌后，又可重新用来清洗生活垃圾，实现水资源的循环使用，可以减少对环境的污染和资源浪费。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本发明实施例提供的用于资源化处理生活垃圾的水循环系统的水循环示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。术语“相连”、“连接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

参见图1所示，本实施例提供一种用于资源化处理生活垃圾的水循环系统001，包括污水处理站110和用于浸泡并利用微生物菌发酵垃圾产生固体有机质和液体有机质的除臭池120。污水处理站110包括相互连通的用于将污水处理为净水的处理区111和在净水中添加微生物菌的添加区112。除臭池120包括第一进水管121和第一出水管122，第一进水管121与添加区112连通，以输送添加了微生物菌的净水至除臭池120，第一出水管122与处理区111连通，以输送除臭池120产生的污水至处理区111。第一进水管121设置有水泵，用于将添加区112内添加了微生物菌的净水自动运输至除臭池120。

由于生活垃圾含有大量易腐烂的厨房垃圾，无论垃圾是否使用垃圾袋进行包装，在运输过程中，会有大量垃圾暴露出来，以及渗出大量垃圾渗滤液，从而散发恶臭。除臭池120内的液体为添加了微生物菌的净水，用这种含有微生物菌的液体浸泡垃圾，不仅可以清洗垃圾，而且在微生物菌的作用下，可以使瓜果皮、草木腐殖质、灰土等可腐烂发酵的垃圾和垃圾渗滤液快速发酵分解。经过除臭池120的垃圾不仅可以除去垃圾的异味和恶臭，同时杀灭病害，减少苍蝇、蚊虫的滋生，使垃圾无臭无害，便于生活垃圾资源化处理的进行。由于生活垃圾中含有大量有机质，在除臭池120内浸泡发酵后，便于将固体有机质和液体有机质提取出来。

另外，利用微生物菌可以处理垃圾渗滤液中的重金属，采用微生物菌修复法处理新鲜生活垃圾中的重金属，主要是通过微生物菌对重金属的溶解、转化与固定来实现，细胞壁是金属进入微生物菌胞内的第一屏障，通过静电吸附和官能团(如-COOH、-NH₂、-OH等)络合固定重金属，使重金属无害化，并进入水中。

除臭池120的液体清洗完垃圾后，成为含有重金属的污水，污水进入污水处理站110中的处理区111进行处理，将污水处理为净水，还可将重金属提取出来。净水添加具有生物活性的微生物菌后，又可重新输入除臭池120内用于清洗生活垃圾，实现水资源的循环使用。生活垃圾资源化处理系统002处理生活垃圾时需要大量的水资源，水循环系统001可实现对水的循环利用，可以减少对环境的污染和资源浪费。

本实施例中，水循环系统001还包括用于收集液体有机质的曝气池130和用于收集固体有机质的垃圾堆肥区140。曝气池130包括第二进水管131和第二出水管132，第二进水管131与添加区112连通，以输送添加了微生物菌的净水至曝气池130，第二出水管132与处理区111连通，以输送曝气池130产生的污水至处理区111。垃圾堆肥区140的上方设置有用于往固体有机质中添加腐熟剂的添加器150，垃圾堆肥区140的下方设置有用于收集固体有机质发酵产生液体的收集槽(图未示)，收集槽与处理区111连通，以将垃圾堆肥区140产生的污水输送至处理区111。

曝气池130内的液体为添加了微生物菌的净水，净水例如可以是经由第二进水管131从污水处理站110输送。当曝气池130内收集到一定浓度的液体有机质，并保证曝气池130中有足够的溶解氧后，使微生物菌、液态有机质以及空气充分混合搅拌，为微生物菌提供良好的环境，有利于液体有机质的腐殖转化：在微氧曝气的情况下，利用微生物菌可将蛋白质转化成氨基酸，高分子转化成小分子，有机质转化成腐殖酸，有机酸转化成挥发酸，逐渐将液体有机质腐殖化，经过降温、中和以及好氧发酵之后，转化成含有微生物菌和腐殖质等能被农作物吸收或有利于农作物生长的液态有机肥。液态有机肥通过自流或泵送方式进入成品池，然后不仅可以按需施用到农田，起到增加土壤肥力的作用；也可以经由第二出水管132输送入污水处理站110的处理区111中进行回收处理。

垃圾堆肥区140内堆放固体有机质，添加器150用于往固体有机质内添加微生物菌合成的腐熟剂。利用微生物菌对固体有机质进行资源化堆肥处理，借助微生物菌的分解能力，可将固体有机质变成卫生的、无味的腐殖质，得到固态有机肥。采用垃圾堆肥处理后，既解决了垃圾的出路，又可达到再资源化的目的。固体有机质发酵产生的液体通过收集槽进入污水处理站110中进行处理为净水，并添加微生物菌后，可在水循环系统001中循环使用。

曝气池130和垃圾堆肥区140产生的发酵产品(固体有机肥和液态有机肥)含有多种微生物、N、P、K和有机养分，固体有机肥和液态有机肥可卖给生物有机肥加工厂(固态生物有机肥执行Q/HSYHB-2014企业标准，液态生物有机肥执行Q/HSYHB11-2009企业标准)，这些有机肥可用于桉树、桑树的种植。

本实施例中，水循环系统001还包括对垃圾进行喷淋冲洗的喷淋装置160，喷淋装置160与添加区112连通，以将添加了微生物菌的净水至喷淋装置160。在生活垃圾资源化处理系统002处理生活垃圾的过程中，生活垃圾中的可利用资源被分选出来。喷淋装置160的作用是利用污水处理站110处理得到的含有微生物的净水进一步冲洗垃圾，并使其中的有机质发酵分解，便于分选出液态有机质和固态有机质，回收垃圾中的有机质，减少对环境的污染和资源浪费。

本实施例中，生活垃圾资源化处理系统002包括破袋机210，用于将经过除臭池120浸泡发酵的垃圾的垃圾袋撕开，以便袋内的垃圾能够完全暴露并分散开来，方便后续进行清洗筛选；清洗筛分装置220，用于对经过破袋机210暴露出的垃圾进行清洗，并将垃圾中的无机质废品和有机质大致上分开；回收装置230，用于将无机物废品中的可回收资源，主要为塑料、薄膜、泡沫；玻璃；金属；碎砖、渣石这四类，分次分选出来并回收，其中破袋机210和清洗筛分装置220可以为一体式结构，即垃圾进入该结构的前端进行破袋后，立刻进入后端进行清洗、筛分，这种一体式结构不仅占地面积小，而且避免垃圾在两机构之间输送时掉落出来。经过前期处理后，生活垃圾中会携带很多渗滤液，为了避免水资源的浪费，水循环系统001还包括用于收集生活垃圾资源化处理系统002中产生的渗滤液的滤液收集装置(图未示)，滤液收集装置分别设置于破袋机210、清洗筛分装置220、回收装置230的下方，滤液收集装置与处理区111连通，以将生活垃圾资源化处理系统002产生的污水输送至处理区111。滤液收集装置将所有液体收集起来并输送入污水处理站110中进行处理后，进入水循环系统001，实现水资源的循环利用。

具体的，喷淋装置160包括至少一个与添加区112连通的莲蓬头(图未示)，莲蓬头位于破袋机210内。通过莲蓬头对破袋机210内的垃圾进行冲洗，可以缩短垃圾发酵的时间，并且及时带走垃圾渗滤液。

喷淋装置160包括至少一根与添加区112连通的第一管体(图未示)，第一管体的侧面开设有多个喷水孔，第一管体的多个喷水孔均朝向清洗筛分装置220。通过第一管体对清洗筛分装置220中的垃圾喷淋肥水，可以缩短垃圾发酵的时间，并且及时带走垃圾渗滤液。

喷淋装置160包括一根与添加区112连通的第二管体(图未示)，第二管体的侧面开设有多个喷水孔，除臭池120与破袋机210之间通过连通槽连接，第二管体平行位于连通槽的上方，且第二管体的多个喷水孔朝向连通槽。通过第二管体，可以使除臭池120内的垃圾自动冲入破袋机210内，而且可缩短垃圾发酵的时间。

本实施例中，微生物菌包括假单胞菌、无色杆菌、黄杆菌、硝化细菌、球衣菌、贝日阿托氏菌、发硫菌、地霉中的两种以上细菌。以上微生物菌的分解能力强，发酵速度快，因此对生活垃圾中的有机质发酵效果好。而且，这种微生物菌是一种高效的芽孢杆菌菌株，通过其细胞壁表面存在的一层很厚的网状的肽聚糖结构，形成强大的吸附重金属能力，可将垃圾渗滤液中的重金属提取出来。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于资源化处理生活垃圾的水循环系统，其特征在于，包括污水处理站和用于浸泡并利用微生物菌发酵垃圾产生固体有机质和液体有机质的除臭池，所述污水处理站包括相互连通的用于将污水处理为净水的处理区和在所述净水中添加微生物菌的添加区，所述除臭池包括第一进水管和第一出水管，所述第一进水管与所述添加区连通，以输送添加了所述微生物菌的所述净水至所述除臭池，所述第一出水管与所述处理区连通，以输送所述除臭池产生的污水至所述处理区。

2.根据权利要求1所述的用于资源化处理生活垃圾的水循环系统，其特征在于，所述水循环系统还包括用于收集所述液体有机质的曝气池，所述曝气池包括第二进水管和第二出水管，所述第二进水管与所述添加区连通，以输送添加了所述微生物菌的所述净水至所述曝气池，所述第二出水管与所述处理区连通，以输送所述曝气池产生的污水至所述处理区。

3.根据权利要求1所述的用于资源化处理生活垃圾的水循环系统，其特征在于，所述水循环系统还包括用于收集所述固体有机质的垃圾堆肥区，所述垃圾堆肥区的上方设置有用于往所述固体有机质中添加腐熟剂的添加器，所述垃圾堆肥区的下方设置有用于收集所述固体有机质发酵产生液体的收集槽，所述收集槽与所述处理区连通，以将所述垃圾堆肥区产生的污水输送至所述处理区。

4.根据权利要求1所述的用于资源化处理生活垃圾的水循环系统，其特征在于，所述水循环系统还包括对垃圾进行喷淋冲洗的喷淋装置，所述喷淋装置与所述添加区连通，以将添加了所述微生物菌的所述净水至所述喷淋装置。

5.根据权利要求4所述的用于资源化处理生活垃圾的水循环系统，其特征在于，所述水循环系统还包括用于收集生活垃圾资源化处理系统中产生的渗滤液的滤液收集装置，所述生活垃圾资源化处理系统包括用于撕开经过所述除臭池浸泡发酵的所述垃圾的垃圾袋的破袋机；用于对经过所述破袋机暴露出的所述垃圾进行清洗筛分，并分选出无机物废品和有机质的清洗筛分装置；用于回收分选出的所述无机物废品中的可回收资源的回收装置，所述滤液收集装置分别设置于所述破袋机、所述清洗筛分装置、所述回收装置的下方，所述滤液收集装置与所述处理区连通，以将所述生活垃圾资源化处理系统产生的污水输送至所述处理区。

6.根据权利要求5所述的用于资源化处理生活垃圾的水循环系统，其特征在于，所述喷淋装置包括至少一个与所述添加区连通的莲蓬头，所述莲蓬头位于所述破袋机内。

7.根据权利要求5所述的用于资源化处理生活垃圾的水循环系统，其特征在于，所述喷淋装置包括至少一根与所述添加区连通的第一管体，所述第一管体的侧面开设有多个喷水孔，所述第一管体的所述多个喷水孔均朝向所述清洗筛分装置。

8.根据权利要求5所述的用于资源化处理生活垃圾的水循环系统，其特征在于，所述喷淋装置包括一根与所述添加区连通的第二管体，所述第二管体的侧面开设有多个喷水孔，所述除臭池与所述破袋机之间通过连通槽连接，所述第二管体平行位于所述连通槽的上方，且所述第二管体的所述多个喷水孔朝向所述连通槽。

9.根据权利要求1所述的用于资源化处理生活垃圾的水循环系统，其特征在于，所述微生物菌包括假单胞菌、无色杆菌、黄杆菌、硝化细菌、球衣菌、贝日阿托氏菌、发硫菌、地霉中的两种以上细菌。

10.根据权利要求1所述的用于资源化处理生活垃圾的水循环系统，其特征在于，所述第一进水管设置有水泵。