CN105834201A - 生活垃圾生物干化脱水方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种生活垃圾生物干化脱水方法及系统，其中，脱水系统包括：生物干化装置、通风设备和冷凝设备。其中，生物干化装置用于在通风的条件下，对垃圾中的有机物进行生物分解；通风设备与所述生物干化脱水装置连通，用于为所述生物干化脱水装置提供反应所需氧气，有机物生物分解过程中产生的热能对生物干化装置中的垃圾进行烘干脱水；冷凝设备与干化脱水装置连通，用于将干化产生的附带有害杂质的气体冷凝成近似渗沥液的液体，部分回喷干化脱水装置以用于调节生物干化脱水系统湿度。本发明提高垃圾热值，降低后续处理过程中的碳排放以及二次污染，同时降低后续处理运行成本，实现生活垃圾的减量化、无害化处理和资源化利用。

Description

生活垃圾生物干化脱水方法及系统

技术领域

本发明涉及环境保护领域，尤其涉及一种生活垃圾生物干化脱水方法及系统。

背景技术

随着我国城市化的快速发展，城市的垃圾量越来越大，这种巨大的增长态势对社会、经济和生态产生了巨大的影响。近两年，各地方相继出现了垃圾围城的现象，垃圾处理问题已成为各级政府必须面对和亟待解决的重要难题。

当前，我国生活垃圾处理主要有三种方式。

1、填埋：填埋是我国目前生活垃圾处理最主要的方式，但这种方式有非常大的弊端，一是占用大量土地资源；二是严重污染环境和地下水及土壤，且不可逆转；三是填埋气体无序排放，恶臭难闻，严重影响了周边居民健康，四是无法根本处理好垃圾，经常由于城市的扩展而无奈地进行垃圾搬家。

2、堆肥：我国部分地区利用生活垃圾进行堆肥，但由于堆肥技术的限制和人们对堆肥生产的认识淡薄，对由于垃圾产生肥料抱有偏见，故以堆肥方式进行垃圾处理的方式在中国并没有得到大量开展。

3、垃圾焚烧发电：近几年来，随着国家鼓励垃圾无害化处理及垃圾焚烧发电优惠政策的陆续出台，垃圾焚烧发电在国内开始快速发展。但是，由于国内生活垃圾高含水率、低热值的特点，全量焚烧会会导致燃烧不稳定，燃烧温度较低时产生有害气体，进而产生二次污染。此外，垃圾焚烧也有规模效应，小规模的垃圾焚烧资源化效率低，不仅是对资源的一种浪费，还会增加单位投资成本，从而导致运行费用增加。

由于我国生活垃圾高含水率、高有机质含量、低热值的特点，直接填埋或者堆肥会产生大量的渗沥液和温室气体，污染物无序排放将导致二次污染；而直接焚烧由于生活垃圾特点，会导致燃烧不充分，系统效率低，污染物排放有时超标。可见，将垃圾通过生物脱水系统，降低垃圾中的含水率，降低有机质含量，提高干化脱水产物热值，有助于后续处理工艺。

发明内容

鉴于此，本发明旨在提出一种生活垃圾生物干化脱水方法及系统，提高垃圾热值，降低后续处理过程中的碳排放以及二次污染，同时降低后续处理运行成本，实现生活垃圾的减量化、无害化和资源化效果。

第一方面，本发明提供里了一种生活垃圾生物干化脱水系统，包括：生物干化装置、通风设备、冷凝装置、回喷装置、废气净化装置和污水处理设施。其中，生物干化装置用于在通风的条件下，对垃圾中的有机物进行好氧生物分解，伴随产生有害气体；同时，利用好氧生物分解过程中产生的热能对该生物干化装置内的有机物进行烘干脱水；通风设备与所述生物干化装置连通，用于为所述生物干化脱水装置提供反应所需空气，该部分空气的一部分为经冷凝装置排出的废气，另外一部分为新鲜空气；冷凝装置用于接收来自于所述生物干化装置的有害气体；其中，所述有害气体中的水分附带一部分有害杂质被冷凝成近似渗沥液的液体并暂时存储在一个缓冲容器中，用于该生物干化脱水系统的湿度调节，部分废气经通风设备循环回生物干化装置，部分废气经废气净化装置处理后达标排放；回喷装置用于将冷凝装置所产生的近似渗沥液的液体回喷至生物干化装置进行湿度调节；废气净化装置用于将去除所述近似渗沥液的液体后的一部分废气进行包括除尘和除臭的处理后，达标排放；污水处理设施用于将缓冲容器中回喷剩余的废水进行处理后，达标排放，达标排放。

进一步地，上述生活垃圾生物干化脱水系统还包括缓存装置，设置于所述生物干化装置前，用于在对混合垃圾中的有机物进行生物分解前，对垃圾进行暂存、匀质以及沥水。

进一步地，上述生活垃圾生物干化脱水系统还包括破碎装置，设置于所述缓冲装置之前，用于在对垃圾进行暂存、匀质以及沥水前，对原生垃圾进行破碎。

进一步地，上述生活垃圾生物干化脱水系统还包括分选装置，用于在对原生垃圾进行破碎前，对垃圾按照类型进行分选。

进一步地，上述生活垃圾生物干化脱水系统还包括干化出料装置，用于接收来自所述生物干化装置的干化垃圾，并送入焚烧炉焚烧或作为燃料送入水泥窑焚烧处理。

第二方面，本发明还公开了一种生活垃圾生物干化脱水方法，包括如下步骤：

步骤S1，在通风的条件下，对垃圾中的有机物进行好氧生物分解，伴随产生有害气体，同时，利用有机物生物分解过程中产生的热能，对垃圾进行烘干脱水；

步骤S2，将所述有害气体中的水分及所附带的一部分有害杂质冷凝成近似渗沥液的液体并暂时存储在一个缓冲容器中，用于该生物干化脱水系统的湿度调节；

步骤S3，将去除所述近似渗沥液的液体后的有害气体中的部分废气再次循环至生物干化装置中，和所补充的环境空气共同为干化脱水提供氧气；

步骤S4，将去除所述近似渗沥液的液体后的有害气体中的另一部分废气进行包括除尘和除臭的处理后，达标排放；将缓冲容器中回喷剩余的废水进行处理后，达标排放。

进一步地，上述生活垃圾生物干化脱水方法中，所述步骤S1前还包括，对垃圾进行暂存、匀质以及沥水。

进一步地，上述生活垃圾生物干化脱水方法中，在对垃圾进行暂存、匀质以及沥水前还包括对原生垃圾进行破碎。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

第一、生活垃圾经过生物干化脱水处理，通过自身反应放出的热量烘干水分，实现干燥功能；可以大大降低后续处理成本，实现“以废治废，综合利用”的效果。

第二、进行生物干化脱水处理后，产物以易燃组分为主，且含水率低，灰分含量少，可作为高品质垃圾衍生燃料送入焚烧厂或作为燃料送入水泥窑焚烧处理。

第三、生物干化脱水处理可作为生活垃圾焚烧处理的前端处理环节，能够有效降低含水率，提高入炉垃圾热值，能够保证焚烧工况稳定，二次污染控制效果好于垃圾直接焚烧。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1是本发明生活垃圾生物干化脱水系统实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开，而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

本发明通过生物处理降低垃圾中的含水率，提高垃圾热值，降低后续处理过程中的碳排放以及二次污染，同时降低后续处理运行成本，实现生活垃圾的减量化、无害化处理和资源化利用。

参照图1，图1为本发明生活垃圾生物干化脱水系统实施例的结构示意图。本实施例生活垃圾生物干化脱水系统包括：破碎装置、生物干化装置、通风设备、冷凝装置、回喷装置、废气净化装置和污水处理设施。

破碎装置出料口与缓存装置连接，缓存装置与生物干化装置连接，生物干化装置出气口经通风装置与冷凝装置进气口连接，冷凝装置与回喷装置连接，回喷装置出口与生物干化装置连接，回喷装置出口与污水处理设施连接，冷凝装置出气口与废气净化系统连接，冷凝装置出气口经通风装置与生物干化脱水系统进气口连接。

其中，生物干化装置用于在通风好氧的条件下，对垃圾中的有机物进行生物分解，伴随产生有害气体；同时，利用生物分解过程中产生的热能对该生物干化装置内的有机物进行烘干脱水。通风设备与所述生物干化装置连通，用于为所述生物干化脱水装置提供反应所需空气。冷凝装置用于接收来自于所述生物干化装置的有害气体；其中，所述有害气体中的水分及所附带一部分有害杂质被冷凝成近似渗沥液的液体并暂时存储在一个缓冲容器中，由回喷装置回喷至生物干化装置用于生物干化脱水系统的湿度调节。废气净化装置用于将去除所述近似渗沥液的液体后的有害气体中的另一部分废气进行包括除尘和除臭的处理后，达标排放。污水处理设施用于将回喷剩余的污水进行处理，达标排放。

进场生活垃圾包含木材、纸张、纺织物、塑料等高热值可燃物，有机垃圾，另外还有金属、石料、沙子、玻璃等。原生垃圾由垃圾运输车经地磅称重后进入卸料车间，被卸入垃圾储坑中，储坑内设有除臭及送新风装置，车间内始终保持微负压状态，以防卸料时尘土臭气的外溢。

当垃圾卸载完毕，抓斗将垃圾移至破碎装置初步破碎，在这里混和垃圾将被破碎以便于之后的处理，经破碎后，碎片粒径不超过200毫米。

经破碎后的混和垃圾被送至缓存装置，暂存、匀质以及沥水。缓存装置具有如下作用：

第一、起到工艺缓存的作用；同时能够将不同来源的垃圾进行混合，起到匀质的作用；

第二、能够起到部分沥水的效果，特别是进厂垃圾含水率教高(70％左右)时，方便后续处理。

之后在由抓斗(例如，贝形抓斗)送入生物干化装置中进行生物处理。在一个实施例中，该脱水仓由金属封盖完全密封，隔绝环境空气以防止臭气扩散。在计算机的控制下对混和垃圾中的有机物进行生物分解，以达到分解有机垃圾和脱水的目的。在此过程中设备通过通风系统提供反应所需的氧气，在有机垃圾分解的过程中会散发大量热能，并生成湿度很大的高污染气体。部分热能被用于对仓内垃圾进行烘干脱水处理，而高温、高湿的有害气体则由通风系统排出生物干化装置，进入冷凝设备。

生物干燥处理过程将持续6-9天，之后生物干化装置中混和垃圾的总量将减少大约30％，剩余的部分将是干燥的、稳定的物质。

生物干化装置中的高温、高湿的有害气体被通风系统导入冷凝装置，其中的水分及所附带的一部分有害杂质被冷凝成近似渗沥液的液体并暂时存储在一个缓冲容器中，可用于调节生物干化脱水系统湿度调节，回喷剩余的废水进入污水处理设施处理达标后排放。部分冷凝废气通过通风系统再次循环至生物干化装置中，和所补充的环境空气共同为干化脱水反应过程提供氧气，部分不凝废气继续运送至废气净化装置，通过除尘除臭后其处理后达标排放。

本实施例有如下优点：

第一、通过生物好氧分解过程中产生的热量达到干化脱水的处理效果，降低有机质含量和含水率，提高垃圾热值，提高后续垃圾焚烧过程中的燃烧稳定性，降低后续处理过程中的碳排放以及二次污染，同时降低后续处理运行成本。换句话说，生活垃圾经过生物干化脱水处理，通过自身反应放出的热量烘干水分，实现干燥功能，实现“以废治废，综合利用”的效果；

第二、进行生物干化脱水处理后，产物以易燃组分为主，且含水率低，灰分含量少，可作为高品质垃圾衍生燃料送入焚烧厂或其他设施。

另一方面，本发明还提供了一种生活垃圾生物干化脱水方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1，在通风的条件下，对垃圾中的有机物进行生物分解，伴随产生有害气体，同时，利用有机物生物分解过程中产生的热能，对垃圾进行烘干脱水；

步骤S2，将有害气体中的水分及所附带的一部分有害杂质冷凝成近似渗沥液的液体并暂时存储在一个缓冲容器中，用于该生物干化脱水系统的湿度调节；

步骤S3，将去除近似渗沥液的液体后的有害气体中的部分废气再次循环至生物干化装置中，和所补充的环境空气共同为干化脱水提供氧气；

步骤S4，将去除近似渗沥液的液体后的有害气体中的另一部分废气进行包括除尘和除臭的处理后，达标排放。回喷剩余的废水进入污水处理设施处理达标后排放。

进一步地，还可以在步骤S1前还包括对垃圾进行暂存、匀质以及沥水。该步骤可以起到如下作用：

第一、起到工艺缓存的作用；同时能够将不同来源的垃圾进行混合，起到匀质的作用；

第二、能够起到部分沥水的效果，特别是进厂垃圾含水率教高(70％左右)时，方便后续处理。

优选地，在对垃圾进行暂存、匀质以及沥水前还包括：对原生垃圾进行破碎。也就是说，当垃圾卸载完毕，抓斗将垃圾移至破碎装置初步破碎，在这里混和垃圾将被破碎以便于之后的处理，经破碎后，碎片粒径不超过200毫米。

本实施例具有如下优点：

第一、生活垃圾经过生物干化脱水处理，通过自身反应放出的热量烘干水分，实现干燥功能；可以大大降低后续处理成本，实现“以废治废，综合利用”的效果。

第二、进行生物干化脱水处理后，产物以易燃组分为主，且含水率低，灰分含量少，可作为高品质垃圾衍生燃料送入焚烧厂或其他设施。

第三、生物干化脱水处理可作为生活垃圾焚烧处理的前段处理环节，能够有效降低含水率，提高入炉垃圾热值，能够保证焚烧工况稳定，二次污染控制效果好于垃圾直接焚烧。

当然，在一个优选实施例中，根据需要，可增加分选环节，把垃圾最终分类成铁质金属、非铁质金属、玻璃、石块、干燥可燃物、水及可燃污泥、建筑材料，基本做到100％的资源回收利用。

本发明中，将垃圾按其物理组份，通过生物脱水系统，降低垃圾中的含水率，把剩余的可燃物质作为能源加以利用。采用生物干化脱水作为焚烧处理的前端处理手段，产生的高热值低排放量的干燥可燃物可以作为垃圾衍生燃料送入焚烧厂，提高入炉生活垃圾热值，保证燃烧过程稳定，降低二次污染风险。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种生活垃圾生物干化脱水系统，其特征在于，包括：

生物干化装置，用于在通风的条件下，对垃圾中的有机物进行好氧生物分解，伴随产生有害气体；同时，利用好氧生物分解过程中产生的热能对该生物干化装置内的有机物进行烘干脱水；

通风设备，与所述生物干化装置连通，用于为所述生物干化脱水装置提供反应所需空气，该部分空气的一部分为经冷凝装置排出的废气，另外一部分为新鲜空气；

冷凝装置，用于接收来自于所述生物干化装置的有害气体；其中，所述有害气体中的水分附带一部分有害杂质被冷凝成近似渗沥液的液体并暂时存储在一个缓冲容器中，用于该生物干化脱水系统的湿度调节，部分废气经通风设备循环回生物干化装置，部分废气经废气净化装置处理后达标排放；

回喷装置，用于将冷凝装置所产生的近似渗沥液的液体回喷至生物干化装置进行湿度调节；

废气净化装置，用于将去除所述近似渗沥液的液体后的一部分废气进行包括除尘和除臭的处理后，达标排放；

污水处理设施，用于将缓冲容器中回喷剩余的废水进行处理后，达标排放，达标排放。

2.根据权利要求1所述的生活垃圾生物干化脱水系统，其特征在于，还包括：

缓存装置，设置于所述生物干化装置前，用于在对混合垃圾中的有机物进行生物分解前，对垃圾进行暂存、匀质以及沥水。

3.根据权利要求2所述的生活垃圾生物干化脱水系统，其特征在于，还包括，

破碎装置，设置于所述缓冲装置之前，用于在对垃圾进行暂存、匀质以及沥水前，对原生垃圾进行破碎。

4.根据权利要求3所述的生活垃圾生物干化脱水系统，其特征在于，还包括：

分选装置，用于在对原生垃圾进行破碎前，对垃圾按照类型进行分选。

5.根据权利要求4所述的生活垃圾生物干化脱水系统，其特征在于，还包括，

干化出料装置，用于接收来自所述生物干化装置的干化垃圾，并送入焚烧炉焚烧或作为燃料送入水泥窑焚烧处理。

6.一种生活垃圾生物干化脱水方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1，在通风的条件下，对垃圾中的有机物进行好氧生物分解，伴随产生有害气体，同时，利用有机物生物分解过程中产生的热能，对垃圾进行烘干脱水；

步骤S2，将所述有害气体中的水分及所附带的一部分有害杂质冷凝成近似渗沥液的液体并暂时存储在一个缓冲容器中，用于该生物干化脱水系统的湿度调节；

步骤S3，将去除所述近似渗沥液的液体后的有害气体中的部分废气再次循环至生物干化装置中，和所补充的环境空气共同为干化脱水提供氧气；

步骤S4，将去除所述近似渗沥液的液体后的有害气体中的另一部分废气进行包括除尘和除臭的处理后，达标排放；将缓冲容器中回喷剩余的废水进行处理后，达标排放。

7.根据权利要求6所述的生活垃圾生物干化脱水方法，其特征在于，所述步骤S1前还包括，

对垃圾进行暂存、匀质以及沥水。

8.根据权利要求7所述的生活垃圾生物干化脱水方法，其特征在于，在对垃圾进行暂存、匀质以及沥水前还包括：

对原生垃圾进行破碎。