CN105728444B - 以三分选为基础的生活垃圾及污泥零排放处理的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了以三分选为基础的生活垃圾及污泥零排放处理的新方法，它涉及生活垃圾及污泥资源化无害化零排放的处理技术领域。将生活垃圾及污泥在多个处理环节经过多道工序分选出：用于生物发酵的生物质，用于热解气化的非生物质和用于绿水泥骨材生产的剩余物质和金属回收物质。生物质处理分系统分离出循环再生使用的淡水、沼气和沼渣；非生物质处理分系统生产出清洁电能用于生产自供或者并网输出；完全无害化的绿水泥生产骨材或称剩余灰粉物质；绿水泥生产分系统生产出新型环保高端建材即绿水泥。用三分法将具有非常复杂成分的生活垃圾及污泥进行有效分类，最终达到生活垃圾及污泥处置的资源化、无害化、零排放的目的。
Description
技术领域
本发明涉及以三分选为基础的生活垃圾及污泥零排放处理的方法，属于生活垃圾及污泥资源化无害化零排放的处理技术领域。
背景技术
随着城镇化的加剧，垃圾及污泥围城已经成为一个不争的事实，如何实现生活垃圾和污泥的资源化、无害化、减量化处置，将生活垃圾和污泥变废为宝，实现城市固体废弃物的资源化循环利用，既是我国现代化城市管理中一个重要课题，也是美丽中国建设中不可逾越的技术和产业难题。目前在生活垃圾和污泥的处理方式和技术中，有卫生填埋、堆肥和焚烧三种方式。这三种方式或二次污染环境、或浪费土地、或消耗大量的能源，随着生活垃圾及污泥处置的资源化、无害化、减量化新要求的提出，由本专利申请人长沙绿铱环保科技有限公司发明并在生产中运用的“一种垃圾渗滤液及生活污水资源化处理的装置”（发明专利证书号第1198037号）已经远远不能满足生产的需要，开发新的生活垃圾及污泥资源化、无害化、减量化处理系统集成方法与工艺势在必行。唯有如此，才能既满足解决垃圾及污泥围城的客观生产需要，又可达到资源化、无害化、减量化的新目标，以克服目前处理方式和技术中存在的或二次污染环境、或浪费土地、或消耗大量能源的缺点。
发明内容
针对上述问题，本发明要解决的技术问题是提供以三分选为基础的生活垃圾及污泥零排放处理的方法。
本发明以三分选为基础的生活垃圾及污泥零排放处理的方法,它的主要过程为：将生活垃圾及污泥在多个处理环节经过多道工序分选出：用于生物发酵的生物质，用于热解气化的非生物质和用于绿水泥骨材生产的剩余物质和金属回收物质。
作为优选，所述的以三分选为基础的生活垃圾及污泥零排放处理的方法的具体工序为：将生活垃圾机械传输至三分选分系统,分选出来的生物质及清洁用水传输至生物质处理分系统并生产气体沼气和沼渣进入有机肥生产车间，非生物质和污泥直接机械传输至非生物质处理分系统并生产再生燃煤RDF及高温过火剩余固体物质，金属固体物回收其他三分选分系统产生的剩余砂砾固体物和有机肥生产车间产生的剩余固体物质和非生物质处理分系统产生的高温过火剩余物质运送至绿水泥生产分系统并生产建筑组件, 所述三分选分系统由机械进料、破袋分散、药剂消毒、一次磁选、二次磁选、粗选有机质、精选有机质、有机质机械碎化并再次分选微小非有机质和除砂砾工序组成，所述粗选有机质由滚筒筛完成，所述精选有机质由圆盘筛完成,所述有机质机械碎化并再次分选微小非有机质与所述除砂砾在生物质分离器和均浆罐中完成。
作为优选，所述的厌氧技术的生物质处理分系统旨在用资源化的工艺分离出：循环再生使用的淡水，用于生活和发电的沼气，用于造林绿化和农业生产需要的有机肥料；所述的热解气化技术的非生物质处理分系统，旨在用无害化、减量化的工艺生产出：清洁电能用于生产自供或者并网输出，完全无害化的绿水泥生产骨材或称剩余灰粉物质；所述的绿水泥生产分系统，旨在用无害化、零排放的工艺生产出：新型环保高端建材绿水泥。
作为优选，所述的生物质处理分系统由厌氧发酵单元、脱水单元、贮气单元、污水处理单元工序组成，所述脱水单元产生的沼渣进入有机肥生产车间，所述贮气单元与发电或RDF回用相连，所述污水处理单元与三分选分系统循环用水，所述污水处理单元产生的固体剩余物质进入绿水泥生产分系统，发电系统连接的锅炉热量由厌氧发酵单元回用。
作为优选，所述的非生物质处理系统由一次挤压机、二次挤压机、弹松、加温、传输干燥床、流化干燥床、一次风选、二次风选、热解气化预然、一燃、二燃、三燃、制备成型、干馏碳化装袋、喷雾吸收、活性炭吸收、布袋除尘工序组成，所述一次挤压和所述二次挤压分选出来的生物质浆液与所述传输干燥床和所述流化干燥床分选出来的生物质与所述一次风选和所述二次风选分选出来的生物质与生物质处理分系统相连，所述一次风选和所述二次风选分选出来的固体砂砾与绿水泥生产分系统相连。
作为优选，所述的绿水泥生产分系统由骨材调配、纳米基材加注、现场施工或装模成型工序组成，所述骨材调配由三分选分系统与非生物质处理系统与有机肥生产车间所产生的固体剩余物质并加入合理配比的石屑石粉等匹配材料为佳。
作为优选,所述的沼气可以用于回流增加RDF燃煤的燃値也可发电并网输送，所述RDF燃煤可发电并网输送也可固体成品出售，所述生物质处理系统二次三分选产生的细微非生物质加入非生物质处理分系统，所述非生物质处理系统三次三分选由挤压产生的生物质浆液加入生物质处理分系统，所述三分选分系统与所述生物质处理分系统与有机肥生产车间形成循环用水。
本发明的有益效果：用非常简洁的三分法即生物质、非生物质及用于绿水泥（GREENCRETE）骨材生产的剩余物质和金属回收物质，将具有非常复杂成分的生活垃圾及污泥进行有效分类，并将处理过程中复杂的系统集成技术用简洁的主线予以提炼，最终达到生活垃圾及污泥处置的资源化、无害化、零排放。其中，与垃圾及污泥单一焚烧减量处置技术相比较，资源化率提升到百分之百；与垃圾及污泥焚烧发电处置技术相比较，有害气体排放例如致癌元凶物资二噁英为国际允许排放量的百分之一；与防渗漏填埋处置技术相比较，其垃圾渗漏液的排放减量百分之百。
附图说明
为了易于说明，本发明由下述的具体实施及附图作以详细描述。
图1为本发明的整体设计结构示意图；
图2为本发明的三分选分解设计布局图；
图3为本发明的厌氧发酵工艺分解设计布局图；
图4为本发明的热解气化分解设计布局图；
图5为本发明的绿水泥（GREENCRETE）生产分解设计布局图。
具体实施方式
如图1-5所示，本具体实施方式采用以下技术方案：它的主要过程为：将生活垃圾及污泥在多个处理环节经过多道工序分选出：用于生物发酵的生物质，用于热解气化的非生物质和用于绿水泥骨材生产的剩余物质和金属回收物质。
作为优选，所述的以三分选为基础的生活垃圾及污泥零排放处理的方法的具体工序为：所述的将生活垃圾1机械传输至三分选分系统2,分选出来的生物质及清洁用水3传输至生物质处理分系统4并生产气体沼气5和沼渣6进入有机肥生产车间7，非生物质8和污泥9直接机械传输至非生物质处理分系统10并生产再生燃煤RDF11及高温过火剩余固体物质12，金属固体物13回收其他三分选分系统2产生的剩余砂砾固体物14和有机肥生产车间7产生的剩余固体物质15和非生物质处理分系统10产生的高温过火剩余物质12运送至绿水泥生产分系统16并生产建筑组件17, 所述三分选分系统2由机械进料18、破袋分散19、药剂消毒20、一次磁选21、二次磁选22、粗选有机质23、精选有机质24、有机质机械碎化并再次分选微小非有机质25和除砂砾26工序组成，所述粗选有机质23由滚筒筛完成，所述精选有机质24由圆盘筛完成,所述有机质机械碎化并再次分选微小非有机质25与所述除砂砾26在生物质分离器和均浆罐中完成。
作为优选，所述的厌氧技术的生物质处理分系统4旨在用资源化的工艺分离出：循环再生使用的淡水，用于生活和发电的沼气5，用于造林绿化和农业生产需要的有机肥料；所述的热解气化技术的非生物质处理分系统10，旨在用无害化、减量化的工艺生产出：清洁电能用于生产自供或者并网输出，完全无害化的绿水泥生产骨材或称剩余灰粉物质；所述的绿水泥生产分系统16，旨在用无害化、零排放的工艺生产出：新型环保高端建材绿水泥。
作为优选,所述的生物质处理分系统4由厌氧发酵单元27、脱水单元28、贮气单元29、污水处理单元30工序组成，所述脱水单元28产生的沼渣进入有机肥生产车间7，所述贮气单元29与发电或RDF11回用相连，所述污水处理单元30与三分选分系统2循环用水，所述污水处理单元30产生的固体剩余物质进入绿水泥生产分系统16，发电系统连接的锅炉热量由厌氧发酵单元27回用。
作为优选,所述的非生物质处理系统10由一次挤压机31、二次挤压机32、弹松33、加温34、传输干燥床35、流化干燥床36、一次风选37、二次风选38、热解气化预然39、一燃40、二燃41、三燃42、制备成型43、干馏碳化装袋44、喷雾吸收45、活性炭吸收46、布袋除尘47工序组成，所述一次挤压31和所述二次挤压32分选出来的生物质浆液与所述传输干燥床35和所述流化干燥床36分选出来的生物质与所述一次风选37和所述二次风选38分选出来的生物质与生物质处理分系统4相连，所述一次风选37和所述二次风选38分选出来的固体砂砾与绿水泥生产分系统16相连。
作为优选,所述的绿水泥生产分系统16由骨材调配48、纳米基材49加注、现场施工50或装模成型51工序组成，所述骨材调配48由三分选分系统2与非生物质处理系统10与有机肥生产车间7所产生的固体剩余物质并加入合理配比的石屑石粉52等匹配材料为佳。
作为优选，所述沼气5可以用于回流增加RDF11的燃值也可发电并网输送，所述RDF燃煤11可发电并网输送也可固体成品出售，所述生物质处理系统4二次三分选产生的细微非生物质加入非生物质处理分系统10，所述非生物质处理系统10三次三分选由挤压产生的生物质浆液加入生物质处理分系统4，所述三分选分系统2与所述生物质处理分系统4与有机肥生产车间7形成循环用水。
本具体实施方式在使用时，根据生活垃圾和污泥的总量、投资规模和业主要求，各个分系统既可以一次性总体集成使用，也可以只集成几个必备的分体统组合使用。但是三分选分系统与热解气化分系统一般建议同时使用，以提高生活垃圾及污泥处理的资源化效率，因为三分选系统的提出是针对成分复杂的生活垃圾及污泥的便捷、高效处置方案，除在三分选分系统中有几个环节进行三分选将生物质、非生物质及其他剩余物质和金属固体区分开来之外，对没有能在三分选分系统中分选出来的生物质（主要是超大果蔬等生物质）利用压榨的工艺再次进行三分选，即三分选分系统分选出来的非生物质等生活垃圾经沥水后进入一级挤压机的预压仓开始一次挤压，经预压后进入主压仓，再次启动一级挤压机开始二次挤压操作，连续挤压2至5分钟后，至第三次挤压操作时已有大量果蔬等剩余生物质粥状物排出作为生物质进入厌氧发酵分系统，其约3%左右的残渣也划归为非生物质通过热解气化分系统继续处置。各个系统中还可以根据需要设计一些更小的处理系统，例如可在热解气化分系统中经过风选出来的塑料制品与三分选分体统分选出来的塑料制品制成再生塑料颗粒。有机肥生产车间根据量产并考虑到其经济产能决定是否设置和合适配套。绿水泥（GREENCRETE）生产分系统不需要急于配套上马，生活垃圾及污泥处理后可用于绿水泥（GREENCRETE）生产用骨材的都是没有再次污染的可填埋、存放的少量物质，大部分情况下与其他产业剩余物质结合使用，例如与石材工业园区的石屑石粉等结合使用，其规模效应更佳。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (5)
1.以三分选为基础的生活垃圾及污泥零排放处理的方法，其特征在于：它的主要过程为：将生活垃圾及污泥在多个处理环节经过多道工序分选出：用于生物发酵的生物质，用于热解气化的非生物质和用于绿水泥骨材生产的剩余物质和金属回收物质；它的具体工序为：将生活垃圾机械传输至三分选分系统,分选出来的生物质连同清洁用水传输至生物质处理分系统并生产气体沼气和沼渣，沼渣进入有机肥生产车间，非生物质和污泥直接机械传输至非生物质处理分系统并生产再生燃煤RDF及高温过火剩余固体物质，金属固体物回收，其他三分选分系统产生的剩余砂砾固体物、有机肥生产车间产生的剩余固体物质和非生物质处理分系统产生的高温过火剩余物质一同运送至绿水泥生产分系统并生产建筑组件, 所述三分选分系统由机械进料、破袋分散、药剂消毒、一次磁选、二次磁选、粗选有机质、精选有机质、有机质机械碎化并再次分选微小非有机质和除砂砾工序组成，所述粗选有机质由滚筒筛完成，所述精选有机质由圆盘筛完成,所述有机质机械碎化并再次分选微小非有机质与所述除砂砾在生物质分离器和均浆罐中完成，所述的非生物质处理分系统由一次挤压、二次挤压、弹松、加温、传输干燥、流化干燥、一次风选、二次风选、热解气化预燃、一燃、二燃、三燃、制备成型、干馏碳化装袋、喷雾吸收、活性炭吸收和布袋除尘工序组成，所述一次挤压和所述二次挤压分选出来的生物质浆液与所述传输干燥和所述流化干燥分选出来的生物质与所述一次风选和所述二次风选分选出来的生物质加入生物质处理分系统，所述一次风选和所述二次风选分选出来的固体砂砾加入绿水泥生产分系统。
2.按照权利要求1所述的以三分选为基础的生活垃圾及污泥零排放处理的方法，其特征在于：所述的生物质处理分系统旨在用资源化的工艺分离出：循环再生使用的淡水，用于生活和发电的沼气，用于造林绿化和农业生产需要的有机肥料；所述的非生物质处理分系统，旨在用无害化、减量化的工艺生产出：清洁电能用于生产自供或者并网输出，完全无害化的绿水泥生产骨材或剩余灰粉物质；所述的绿水泥生产分系统，旨在用无害化、零排放的工艺生产出：建材绿水泥。
3.按照权利要求1或2所述的以三分选为基础的生活垃圾及污泥零排放处理的方法，其特征在于：所述的生物质处理分系统由厌氧发酵单元、脱水单元、贮气单元和污水处理单元组成，所述脱水单元产生的沼渣进入有机肥生产车间，所述贮气单元与发电系统或再生燃煤RDF发电系统回用相连，所述污水处理单元与三分选分系统循环用水，所述污水处理单元产生的固体剩余物质进入绿水泥生产分系统，发电系统连接的锅炉的热量由厌氧发酵单元回用。
4.按照权利要求1或2所述的以三分选为基础的生活垃圾及污泥零排放处理的方法，其特征在于：所述的绿水泥生产分系统由骨材调配、纳米基材加注、现场施工或装模成型工序组成，所述骨材调配由三分选分系统与非生物质处理分系统与有机肥生产车间所产生的固体剩余物质并加入合理配比的石屑石粉匹配材料。
5.按照权利要求1所述的以三分选为基础的生活垃圾及污泥零排放处理的方法，其特征在于：所述沼气可以用于回流增加再生燃煤RDF的燃値或发电并网输送，所述再生燃煤RDF可发电并网输送或制成固体成品出售，所述生物质处理分系统产生的微小非有机质加入非生物质处理分系统，所述非生物质处理分系统由挤压产生的生物质浆液加入生物质处理分系统，所述三分选分系统与所述生物质处理分系统与有机肥生产车间形成循环用水。
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