CN106085545A - 一种分布式环保型有机固废物处理方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种分布式环保型有机固废物处理方法及系统，包括对干的有机固废物和湿的有机固废物的处理，具体包括：将干的有机固废物进行分选、粗粉碎、细粉碎后制成垃圾衍生燃料棒；以及将湿的有机固废物粗粉碎、脱水、烘干、细粉碎后制成垃圾衍生燃料棒；其中，脱出的水进行厌氧发酵，发酵产生的沼气用于沼气发电机组发电，产生的电能用于分选、脱水、烘干、粗粉碎、细粉碎过程中的电能消耗。本发明提供的一种分布式环保型有机固废物处理方法及系统，可以有效利用有机固废物生产可用作炭化物料的垃圾燃料棒，整个生产过程没有“三废”产生，机组的尾气也达到国家排放标准，本发明提供的一种分布式环保型有机固废物处理方法及系统具有广阔的市场应用前景。

Description

一种分布式环保型有机固废物处理方法及系统
技术领域
本发明涉及有机固废物处理技术领域，尤其涉及一种分布式环保型有机固废物处理方法及系统。
背景技术
有机固废物是我们生活食物链中碳资源的重要组成部分，是宝贵的社会资源，对其进行节能环保处理和肥料资源化循环利用，是保护社会生态环境的需要，是保护人类赖以生存的土地的可持续耕作的需要。
据权威部门公布的数据，当前我国每年排放的有机固废物在40亿吨以上，这些有机固废物的主要特征是含有丰富的有机物及其他一些营养元素。
如此大量的有机固废物，如果处理不好将是社会生态环境的主要污染源之一，如果对其进行节能环保的处理和肥料资源化利用，将其转化为优质的有机肥料，可以替代大部分无机化肥的生产和使用，既可消除有机固废物本身的污染，又可减轻因大量施用化肥造成的面污染，同时节省了大量的社会资源，还可以有效保持土壤的肥力，恢复土壤生态环境建设，实现农林业种植的可持续发展。
但是对有机固废物的资源利用必须做到：处理与利用过程中必须减少对土地的占用，适应土地资源日益紧缺的社会发展形势需求；节能环保清洁生产，避免二次环境污染产生；可实现集中土地化、规模化持续发展和生产，实现社会化开发与经营；充分运用好微生物发酵技术，用有机固废物本身的生物质能实现脱水烘干干化，大幅度降低生产成本，实现经济效益；实现产品的标注化和商品化生产与消费，形成良性畅通、可循环的有机固废物消纳渠道。
申请号为CN102875245A的中国发明专利公开了一种有机固废物和糖蜜酒精废液综合利用的方法，该方法把有机固废物经生物发酵，粉碎，加入氮磷钾总量为4-15％的常规化肥、糖蜜酒精废液和表面活性剂的混合物，高度综合利用了各种废弃物。
上述专利提供的的工艺路线的实现需要较高的固定资产投资成本，在现实普及使用会受到一定的限制，在大面积快速推广应用存在一定难度，在短期内难以实现对社会上大量有机固废物的环保处理和资源化利用。
发明内容
针对现有的有机固废物传统处理存在的问题，现提供一种分布式环保型有机固废物处理方法及系统，旨在实现有机固废物的环保处理和资源化利用。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明的第一个方面是提供一种分布式环保型有机固废物处理方法，包括对干的有机固废物和湿的有机固废物的处理，具有这样的特征，包括：
将干的有机固废物进行分选，去除其中的杂质，并回收可回收资源，分选后的干的有机固废物经粗粉碎和细粉碎后制成垃圾衍生燃料棒(RDF)；以及将湿的有机固废物粗粉碎、脱水、烘干和细粉碎后制成RDF；其中，含水率低于70％的湿的有机固废物在脱水前应先粗粉碎，含水率高于70％的湿的有机固废物直接脱水处理，脱水后的湿的有机固废物的含水率为40％-50％；其中，脱出的富含有机物的废水进行厌氧发酵，发酵产生的沼气经生物脱硫后用于沼气发电机组发电，产生的电能用于分选、脱水、烘干、粗粉碎、细粉碎过程中的电能消耗。
其中，采用电渗透藕合技术结合机械挤压过滤技术进行脱水。
其中，沼气发电机组的高温尾气用于烘干湿的有机固废物，将含水率降低到12％左右；烘干产生的蒸发水通过冷凝变成冷凝水，用冷凝水采用重力洗选技术将不分类垃圾中的有机物与建筑垃圾、玻璃和金属分开，洗选后、COD增加后的冷凝水泵入厌氧发酵罐中发酵；沼气发电机组的缸套余热通过水-水交换对厌氧发酵罐进行保温。
其中，干的有机固废物为农业和林业废弃物、城市绿化树种、废木材、废塑料、医废、废轮胎等，湿的有机固废物为农业和工业深加工产生的有机废渣、不需分类的城市和农村垃圾、餐厨垃圾、人畜粪便、生活和工业污泥等。
上述的分布式环保型有机固废物处理方法，还具有这样的特征，干的有机固废物在制RDF前经过粗粉碎和细粉碎制成细粉料。
上述的分布式环保型有机固废物处理方法，还具有这样的特征，干的有机固废物在粗粉碎和细粉碎后直接制成RDF。
上述的分布式环保型有机固废物处理方法，还具有这样的特征，进一步通过小部分湿有机固废物的热水解以提高厌氧发酵罐中液相物料的数量和COD浓度，进而增加沼气产量。
上述的分布式环保型有机固废物处理方法，还具有这样的特征，厌氧发酵采用微生物自然接种和/或发酵回用料接种发酵。
上述的分布式环保型有机固废物处理方法，还具有这样的特征，上述方法中实行密闭处理和生物除臭处理。
上述的分布式环保型有机固废物处理方法，还具有这样的特征，沼气发电机组的尾气经处理后再排放。
本发明提供的分布式环保型有机固废物处理方法中，发酵获得的副产品可用于制取肥料。
本发明的第二个方面是提供一种使用上述分布式环保型有机固废物处理方法的处理系统，具有这样的特征，包括：
粗粉碎设备，用于粗粉碎经分选后的干的有机固废物以及含水量低于70％的湿的有机固废物；
脱水设备，用于脱出湿的有机固废物中富含有机物的水，脱水设备与粗粉碎设备管道连接；
烘干设备，用于烘干脱出水后的湿的有机固废物，烘干设备与脱水设备管道连接；
细粉碎设备，用于粉碎粗粉碎后的有机固废物以及烘干后的有机固废物，细粉碎设备分别与粗粉碎设备、烘干设备管道连接；
制棒设备，用于将细粉碎后的物料进行制棒，制棒设备与细粉碎设备管道连接；
分选设备，用于对干的有机固废物进行分选，回收可利用资源，分选设备与粗粉碎设备管道连接；
厌氧发酵设备，用于对脱出的富含有机物的废水、不分类垃圾经过重力洗选后的富含有机物的冷凝水进行厌氧发酵，以提供沼气，厌氧发酵设备与脱水设备管道连接；
生物脱硫设备，用于对厌氧发酵产生的沼气进行生物脱硫处理，生物脱硫设备与厌氧发酵设备管道连接；
沼气发电机组，用于利用生物脱硫后的沼气发电，沼气发电机组与生物脱硫设备管道连接；
重力洗选冷凝水池，用于利用重力洗选将不分类垃圾中的有机物与建筑垃圾、玻璃和金属分开，重力洗选冷凝水池分别与烘干设备、厌氧发酵设备管道连接；
其中，沼气发电机组分别与粗粉碎设备、脱水设备、烘干设备、细粉碎设备、制棒设备、分选设备、厌氧发酵设备电连接；
其中，沼气发电机组的高温尾气用于烘干脱水后的湿的有机固废物，将含水率降低到12％左右；烘干产生的蒸发水通过冷凝变成冷凝水，冷凝水用于将不分类垃圾中的有机物与建筑垃圾、玻璃和金属分开的重力洗选冷凝水池中，将洗选后、COD浓度增加的冷凝水泵入厌氧发酵设备中发酵，沼气发电机组的缸套的余热通过水-水交换对厌氧发酵罐进行保温。
上述的处理系统，还具有这样的特征，进一步包括热水解设备，热水解设备与厌氧发酵设备管道连接，以热水解湿的有机固废物、提高厌氧发酵设备中的液相物料数量和COD浓度，进而增加沼气产量，并且，热水解设备与沼气发电机组电连接。
上述的处理系统，还具有这样的特征，粗粉碎设备、细粉碎设备、制棒设备为同一套设备。
本发明提供的处理系统，原则是首先满足湿的有机固废物烘干时的热量需求，然后尽量满足用电要求，可以进一步包括风能和/或太阳能发电设备或接入市电，以保证足够的电力供应。
本发明提供的处理系统，收集有机固废物的范围控制在10-20公里，以节约物流成本。
本发明采用上述技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：
(1)本发明提供的分布式环保型有机固废物处理方法及系统，可以有效利用有机固废物生产可用作炭化物料的垃圾燃料棒，整个生产过程没有“三废”产生，同时，发酵产生的沼渣和沼液用来生产新型肥料。
(2)本发明提供的处理系统中粗粉碎设备、细粉碎和制棒设备共用同一套设备，节约设备投资。
本发明提供的分布式环保型有机固废物处理方法及系统具有广阔的市场应用前景。
附图说明
图1为本发明的实施例中提供的分布式有机固废物处理系统的结构示意图。
附图中：粗粉碎设备1；脱水设备2；烘干设备3；细粉碎设备4；制棒设备5；分选设备6；厌氧发酵设备7；生物脱硫设备8；沼气发电机组9；热水解设备10；重力洗选冷凝水池11。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明进行详细和具体的介绍，以使更好的理解本发明，但是下述实施例并不限制本发明范围。
图1为本发明的实施例中提供的分布式环保型有机固废物处理系统的结构示意图。如图1所示，本发明的实施例中提供的分布式环保型有机固废物处理系统，包括：
粗粉碎设备1，用于粗粉碎经分选后的干的有机固废物以及含水量低于70％的湿的有机固废物；
脱水设备2，用于脱出湿的有机固废物中富含有机物的水，脱水设备2与粗粉碎设备1管道连接；
烘干设备3，用于烘干脱出水后的湿的有机固废物，烘干设备3与脱水设备2管道连接；
细粉碎设备4，用于粉碎粗粉碎后的有机固废物以及烘干后的有机固废物，细粉碎设备4分别与粗粉碎设备1、烘干设备3管道连接；
制棒设备5，用于将细粉碎后的物料制成垃圾衍生燃料棒，制棒设备5与细粉碎设备4管道连接；
分选设备6，用于对干的有机固废物进行分选，回收可利用资源，分选设备6与粗粉碎设备1管道连接；
厌氧发酵设备7，用于对脱出的富含有机物的废水、不分类垃圾经过重力洗选后的富含有机物的冷凝水进行厌氧发酵，以提供沼气，厌氧发酵设备7分别与脱水设备2管道连接；
生物脱硫设备8，用于对厌氧发酵产生的沼气进行生物脱硫处理，生物脱硫设备8与厌氧发酵设备7管道连接；
沼气发电机组9，用于利用生物脱硫处理后的沼气发电，沼气发电机组9与生物脱硫设备8管道连接；
热水解设备10，用于热水解湿的有机固废物，以提高厌氧发酵设备7中的液相物料数量和COD浓度，进而增加沼气产量，热水解设备10与厌氧发酵设备7管道连接；
重力洗选冷凝水池11，用于将不分类垃圾中的有机物与建筑垃圾、玻璃和金属分开，重力洗选冷凝水池11分别与烘干设备3、厌氧发酵设备7管道连接；
其中，沼气发电机组9分别与粗粉碎设备1、脱水设备2、烘干设备3、细粉碎设备4、制棒设备5、分选设备6、厌氧发酵设备7、生物脱硫设备8、热水解设备10电连接；
其中，沼气发电机组9的高温尾气用于烘干脱水后的湿的有机固废物，将含水率降低到12％左右；烘干产生的蒸发水通过冷凝变成冷凝水，冷凝水用于将不分类垃圾中的有机物与建筑垃圾、玻璃和金属分开的重力洗选冷凝水池11中，将洗选后、COD浓度增加的冷凝水泵入厌氧发酵设备7中发酵，沼气发电机组9的缸套的余热通过水-水交换对厌氧发酵设备7进行保温。
其中，粗粉碎设备1、细粉碎设备4以及制棒设备5为同一套设备，以节约成本。
本发明的实施例中提供的分布式环保型有机固废物处理方法为：以分选设备6对干的有机固废物物进行分选处理，回收可回收废弃物，分选处理后的干的有机固废物物经粗粉碎设备1和细粉碎设备4粉碎后由制棒设备5制成RDF；以粗粉碎设备1处理含水率低于70％的湿的有机固废物，粉碎后的物料以脱水设备2脱水，含水率高于70％的湿的有机固废物直接以脱水设备2脱水，脱水后的有机固废物经烘干设备3烘干、细粉碎设备4粉碎后由制棒设备5制成RDF，脱水设备2脱出的水由厌氧发酵设备7发酵，同时以热水解设备10热水解湿的有机固废物，以增加厌氧发酵设备7中的液相物料数量和COD浓度，厌氧发酵设备7中发酵产生的沼气经生物脱硫设备8处理后用于沼气发电机组9中发电，产生的电能用于粗粉碎设备1、脱水设备2、烘干设备3、细粉碎设备4、制棒设备5、分选设备6、厌氧发酵设备7、热水解设备10中的电能消耗；沼气发电机组7产生的高温尾气通入烘干设备3中用以烘干，烘干产生的蒸发水通过冷凝变成冷凝水，冷凝水通入重力洗选冷凝水池11中，以将不分类垃圾中的有机物与建筑垃圾、玻璃和金属分开，洗选后、COD浓度增加的冷凝水泵入厌氧发酵设备7中发酵。
以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种分布式环保型有机固废物处理方法，包括对干的有机固废物和湿的有机固废物的处理，其特征在于，包括：
(1)将干的有机固废物进行分选，去除其中的杂质，并回收可回收资源，分选后的干的有机固废物经粗粉碎和细粉碎后制成垃圾衍生燃料棒；以及
(2)将湿的有机固废物粗粉碎、脱水、烘干、细粉碎后制成垃圾衍生燃料棒；
其中，含水率低于70％的所述湿的有机固废物在脱水前应先粗粉碎，含水率高于70％的所述湿的有机固废物直接脱水处理，脱水后的湿的有机固废物的含水率为40％-50％；
其中，脱出的水进行厌氧发酵，发酵产生的沼气经过生物脱硫后用于沼气发电机组发电，产生的电能用于粗粉碎、细粉碎、脱水、烘干、分选过程中的电能消耗；
其中，所述沼气发电机组的高温尾气用于烘干脱水后的湿的有机固废物，将含水率降低到12％左右；烘干产生的蒸发水通过冷凝变成冷凝水，所述冷凝水用于将不分类垃圾中的有机物与建筑垃圾、玻璃和金属分开的重力洗选技术中，将洗选后、COD浓度增加的冷凝水泵入厌氧发酵罐中发酵，所述沼气发电机组的缸套的余热通过水-水交换对所述厌氧发酵罐进行保温。
2.根据权利要求1所述的分布式环保型有机固废物处理方法，其特征在于，所述干的有机固废物经粗粉碎和细粉碎处理后制成细粉料。
3.根据权利要求2所述的分布式环保型有机固废物处理方法，其特征在于，所述干的有机固废物在细粉碎后直接制成所述垃圾衍生燃料棒。
4.根据权利要求1所述的分布式环保型有机固废物处理方法，其特征在于，进一步通过所述湿的有机固废物的热水解提高所述厌氧发酵罐中液相物料的数量和COD浓度，进而增加沼气产量。
5.根据权利要求1所述的分布式环保型有机固废物处理方法，其特征在于，所述厌氧发酵采用微生物自然接种和/或发酵回用料接种发酵。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的分布式环保型有机固废物处理方法，其特征在于，所述处理方法中实行密闭处理和生物除臭处理。
7.根据权利要求6所述的分布式环保型有机固废物处理方法，其特征在于，所述沼气发电机组的尾气经处理后再排放。
8.一种使用权利要求1-7中任意一项所述的分布式环保型有机固废物处理方法的处理系统，其特征在于，包括：
粗粉碎设备，用于粗粉碎经分选后的干的有机固废物以及含水量低于70％的湿的有机固废物；
脱水设备，用于脱出湿的有机固废物中富含有机物的水，所述脱水设备与所述粗粉碎设备管道连接；
烘干设备，用于烘干脱出水后的湿的有机固废物，所述烘干设备与所述脱水设备管道连接；
细粉碎设备，用于粉碎粗粉碎后的干的有机固废物以及烘干后的湿的有机固废物，所述细粉碎设备分别与所述粗粉碎设备、所述烘干设备管道连接；
制棒设备，用于将细粉碎后的物料制成垃圾衍生燃料棒，所述制棒设备与所述细粉碎设备管道连接；
分选设备，用于对干的有机固废物进行分选，回收可利用资源，所述分选设备与所述粗粉碎设备管道连接；
厌氧发酵设备，用于对脱出的富含有机物的废水、不分类垃圾经过重力洗选后的富含有机物的冷凝水进行厌氧发酵，以提供沼气，所述厌氧发酵设备与所述脱水设备管道连接；
生物脱硫设备，用于对厌氧发酵产生的沼气进行生物脱硫处理，所述生物脱硫设备与所述厌氧发酵设备管道连接；
沼气发电机组，用于利用生物脱硫后的沼气发电，所述沼气发电机组与所述生物脱硫设备管道连接；
重力洗选冷凝水池，用于利用重力洗选将不分类垃圾中的有机物与建筑垃圾、玻璃和金属分开，所述重力洗选冷凝水池分别与所述烘干设备、所述厌氧发酵设备管道连接；
其中，所述沼气发电机组分别与所述粗粉碎设备、所述脱水设备、所述烘干设备、所述细粉碎设备、所述制棒设备、所述分选设备、所述厌氧发酵设备、所述生物脱硫设备电连接。
9.根据权利要求8所述的处理系统，其特征在于，进一步包括热水解设备，所述热水解设备与所述厌氧发酵设备管道连接，以热水解湿的有机固废物、提高所述厌氧发酵设备中的液相物料数量和COD浓度，进而增加沼气产量，并且，所述热水解设备与所述沼气发电机组电连接。
10.根据权利要求8所述的处理系统，其特征在于，所述粗粉碎设备、所述细粉碎设备以及所述制棒设备为同一套设备。
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