CN107790277B - 一种矿化垃圾流态化分选装置及分选工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种矿化垃圾流态化分选装置，包括第一箱体、送料装置、溢流口、刮板机、第二箱体、带式过滤机、滤液池、碎石收集箱，第一箱体底部与碎石收集箱之间通过管道连接，碎石收集箱出口正下方设有带孔皮带输送机；在第一箱体侧壁中下部设有砂土排出口，砂土排出口通过管道连接有固液分离器；固液分离器、带孔皮带输送机均通过管道与滤液池连接；还包括第一泵，第一泵输入端与滤液池连接、输出端与第一箱体连通。本发明有效地解决含水率较高的矿化垃圾腐殖土难以筛分的问题，在分选装置中实现有机质、碎石和砂土分离，获得价值比较高的有机质，提高碎石和砂土的利用价值。
Description
技术领域
本发明属于垃圾资源化利用领域，具体涉及一种矿化垃圾流态化分选装置及分选工艺。
背景技术
我国城市生活垃圾无害化处理技术目前主要包括填埋、焚烧和其他资源化利用途径，其中又以填埋所占比重最大，2013年统计全国累计矿化垃圾近70亿吨。由于我国城镇化发展速度较快，某些原处于城市周边的填埋场已经进入城市规范范围内，这些填埋场不仅占用大量土地，同时对周边的环境造成污染。
矿化垃圾是指在填埋场中填埋多年，基本达到稳定化，已可进行开采利用的垃圾。目前对于矿化垃圾的处理，主要采用就地封场或搬运转移的方式，就地封场的方式依然不能消除填埋垃圾对地下水及周围空气持续污染；搬运、转移工作量大，而且转移过程造成严重的环境污染。
目前对于矿化垃圾的资源化利用主要通过筛分、磁选、风选等多种方法相结合，以达到分离矿化垃圾中塑料、腐殖土、石块、砖瓦等的目的。但由于矿化垃圾中水分含量较高，筛分过程容易堵塞筛孔，筛分分离效果有限，腐殖土重金属元素超标等原因，矿化垃圾筛分资源化回收技术一直没有得到应用和推广，仅处于实验室研究阶段。
申请号为CN102078837A的中国发明专利文献公开了一种腐殖化垃圾水力分选设备及其分选方法，该设备上部串联有三级水力分选器，下降管串接三级水力分选器，一级水力分选器下有沉渣筒，二级和三级水力分选器分别水力分选器分别连接沉泥斗，沉渣筒连接独立的排渣阀门，沉泥斗连接排泥阀门，排渣阀门和排泥阀门连接固液分离箱，回流管位于水力分选器上部，与循环水箱相通，循环水箱中有水箱中有水流循环泵，循环泵通过管道连接进水阀门。解决传统单一水力分选工艺无法胜任的多尺度不同密度混合物有效分离的难题。但该专利要求处理的垃圾预先过20mm筛，对于某些含水量率较高的矿化垃圾，筛分过程存在筛孔堵塞问题。
申请号CN105149083A的中国发明专利文献公开了一种垃圾水力分选及脱水系统，包括槽体，槽体前段设置分选系统，后段设置第一脱水系统；将垃圾进行分选后，通过第一脱水系统脱去分选出来的可燃物中部分水分，通过第二脱水系统对可燃物压榨，使可燃物水分得到最大程度降低。减少燃烧时的热量损耗。该专利主要用于生活垃圾的筛分，不适合矿化垃圾水力分选。
发明内容
针对现有干法筛分含水率较高的矿化垃圾容易堵塞筛孔，筛分效率低等问题，本发明提供一种矿化垃圾流态化分选装置及分选工艺，用以回收矿化垃圾中的有用的有机质、腐殖土、碎石等。
本发明解决问题的技术方案是：一种矿化垃圾流态化分选装置，包括第一箱体、往第一箱体中输送矿化垃圾的送料装置，所述第一箱体侧壁上部设有溢流口，第一箱体内与溢流口等高位置处设有刮板机，溢流口下方设有第二箱体，第二箱体的出口通过管道连接有带式过滤机，带式过滤机连接有滤液池；
第一箱体下方设有碎石收集箱，第一箱体底部与碎石收集箱之间通过管道连接，碎石收集箱出口正下方设有带孔皮带输送机；
在第一箱体侧壁中下部设有砂土排出口，砂土排出口通过管道连接有固液分离器；
所述固液分离器、带孔皮带输送机均通过管道与滤液池连接；
还包括可将滤液池中的液体泵入第一箱体内且使液体呈向上涌动的第一泵，所述第一泵输入端与滤液池连接、输出端与第一箱体连通。
上述方案中，溢流口处可设置导流橡胶板，用以更顺畅的将液体导入第二箱体。第二箱体下端可设置为锥形。
进一步的，所述第一箱体底部连接有多个锥筒，锥筒与碎石收集箱之间设有缓冲箱；
每个锥筒出口与缓冲箱顶部通过第一连接管对接，缓冲箱底部与碎石收集箱顶部通过第二连接管对接，且第一连接管和第二连接管一一对应，每一组对应的第一连接管和第二连接管具有相同的中心轴线；
在缓冲箱内对应第一、第二连接管设有多个筒状滤网，每个滤网一端与第一连接管对接、另一端与第二连接管对接；
每个第二连接管上设有阀门，碎石收集箱底部设有阀门；
所述第一泵与缓冲箱连通。
进一步的，还包括第二泵，该第二泵的输入端与滤液池连接、输出端与碎石收集箱连通。
优选的，所述第二箱体顶部设有格栅，在第二箱体上方设有冲洗头，所述第二泵的输出端分叉与冲洗头连通。
进一步的，所述送料装置为螺旋输送机，螺旋输送机出口距离第一箱体底部200～600mm；
所述砂土排出口距离第一箱体底部200～500mm。
相应的，本发明还提供一种应用上述分选装置的矿化垃圾流态化分选工艺，包括如下步骤：
（a）矿化垃圾运送到接近第一箱体底部，第一泵将滤液池中的水抽入第一箱体底部，在向上涌动水流推动作用下，较重的碎石下沉进入碎石收集箱；碎石收集箱碎石和水进入带孔皮带传输机，碎石回收，滤液进入滤液池；
腐殖土中密度在1.8～2.4g/cm3的无机沙土处于流态化半悬浮状态，集中在第一箱体中下部；密度小于1.4g/cm3的有机质，在水流推动作用下上浮至液面，由刮板机推送至溢流口，然后进入第二箱体；
（b）第二箱体中的有机质溶液进入带式过滤机，经工艺水冲洗、固液分离，分离出有机质，得到含水量低于20%的有机质以及滤液；
用工艺水冲洗有机质，去除有机质中可溶重金属离子和颗粒较细重金属沉淀物；滤液进入滤液池；
（c）处于流态化半悬浮无机沙土经砂土排出口进入固液分离器，分离出砂土，滤液进入滤液池。
进一步的，所述第一箱体底部连接有多个锥筒，锥筒与碎石收集箱之间设有缓冲箱；
每个锥筒出口与缓冲箱顶部通过第一连接管对接，缓冲箱底部与碎石收集箱顶部通过第二连接管对接，且第一连接管和第二连接管一一对应，每一组对应的第一连接管和第二连接管具有相同的中心轴线；
在缓冲箱内对应第一、第二连接管设有多个筒状滤网，每个滤网一端与第一连接管对接、另一端与第二连接管对接；
每个第二连接管上设有阀门，碎石收集箱底部设有阀门；
所述第一泵与缓冲箱连通；
步骤（a）中，第一泵输出的液体经由缓冲箱紊流后分别从锥筒向上进入第一箱体底部；
刚开始运行时，关闭第二连接管上的阀门和碎石收集箱底部的阀门，碎石从锥筒中依次经过第一连接管、滤网进入第二连接管堆积，当第二连接管中的碎石堆积部分后，打开第二连接管上的阀门，碎石进入碎石收集箱，然后关闭第二连接管上的阀门；
当碎石收集箱中的碎石堆积后，打开碎石收集箱底部的阀门，碎石进入带孔皮带传输机；碎石排完后，关闭碎石收集箱底部的阀门。
更进一步的，还包括第二泵，该第二泵的输入端与滤液池连接、输出端与碎石收集箱连通；
在碎石从第二连接管进入碎石收集箱之前，通过第二泵往碎石收集箱中抽满水。
优选的，所述第二箱体顶部设有格栅，在第二箱体上方设有冲洗头，所述第二泵的输出端分叉与冲洗头连通；
步骤（a）中，由刮板机推送至溢流口的有机质，经格栅拦截大块杂质后进入第二箱体，被拦截在格栅上的大块杂质经过冲洗头冲洗，冲洗掉附着在大块杂质表面的有机质。
优选的，从锥筒向上进入第一箱体底部的流动液体的流速度为0.05～0.2m/s。
本发明的显著效果是：
1.有效地解决含水率较高的矿化垃圾腐殖土难以筛分的问题。
2.根据矿化垃圾中腐殖土的有机组分和无机组分、碎石密度差异，在分选装置中实现有机质、碎石和砂土分离，获得价值比较高的有机质，提高碎石和砂土的利用价值。
3.采用滤液冲洗拦截的碎塑料，工艺水冲洗有机质，干净的塑料可直接用于制造RDF燃料，有机质中可溶重金属离子和粒径细小的重金属沉淀物被冲走，有机质能够满足农业用途。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1为本发明分选装置结构示意图。
图2为分选装置侧视图
图3为分选装置俯视图
图中：1—螺旋输送机，2—带式过滤机，3—滤液池，4—第一泵，5—第二泵，6—带孔皮带传输机，7—固液分离器，8—锥筒，9—缓冲箱，10—滤网，11-第一箱体，12—碎石收集箱，13—砂土排出口，14—刮板机，15—溢流口，16—格栅，17—第二箱体,18—第一连接管,19—第二连接管，20—冲洗头。
具体实施方式
如图1～3所示，一种矿化垃圾流态化分选装置，包括第一箱体11、往第一箱体11中输送矿化垃圾的送料装置。所述送料装置为螺旋输送机1，螺旋输送机1出口距离第一箱体11底部200～600mm。
所述第一箱体11侧壁上部设有溢流口15，第一箱体11内与溢流口15等高位置处设有刮板机14。溢流口15下方设有第二箱体17。第二箱体17的出口通过管道连接有带式过滤机2。带式过滤机2连接有滤液池3。
所述第一箱体11底部连接有多个锥筒8，第一箱体11下方设有碎石收集箱12。锥筒8与碎石收集箱12之间设有缓冲箱9。每个锥筒8出口与缓冲箱9顶部通过第一连接管18对接，缓冲箱9底部与碎石收集箱12顶部通过第二连接管19对接，且第一连接管18和第二连接管19一一对应，每一组对应的第一连接管18和第二连接管19具有相同的中心轴线。在缓冲箱9内对应第一、第二连接管设有多个筒状滤网10，每个滤网10一端与第一连接管18对接、另一端与第二连接管19对接。每个第二连接管19上设有阀门，碎石收集箱12底部设有阀门。
碎石收集箱12出口正下方设有带孔皮带输送机6。
在第一箱体11侧壁中下部设有砂土排出口13，砂土排出口13通过管道连接有固液分离器7。所述砂土排出口13距离第一箱体底部200～500mm。
所述固液分离器7、带孔皮带输送机6均通过管道与滤液池3连接。
还包括可将滤液池3中的液体泵入第一箱体11内且使液体呈向上涌动流体的第一泵4，所述第一泵4输入端与滤液池3连接、输出端与缓冲箱9连通。
还包括第二泵5，该第二泵5的输入端与滤液池3连接、输出端与碎石收集箱12连通。
所述第二箱体17顶部设有格栅16，在第二箱体17上方设有冲洗头20，所述第二泵5的输出端分叉与冲洗头20连通。
一种应用上述分选装置的矿化垃圾流态化分选工艺，包括如下步骤：
（a）矿化垃圾运送到接近第一箱体11底部，第一泵4输出的液体经由缓冲箱9紊流后分别从锥筒8向上进入第一箱体11底部，向上涌动，控制流动液体的流速度为0.05～0.2m/s。
刚开始运行时，关闭第二连接管19上的阀门和碎石收集箱12底部的阀门，通过第二泵5往碎石收集箱12中抽满水。碎石从锥筒8中依次经过第一连接管18、滤网进入第二连接管19堆积，当第二连接管19中的碎石堆积部分后，打开第二连接管19上的阀门，碎石进入碎石收集箱12，然后关闭第二连接管19上的阀门。
当碎石收集箱12中的碎石堆积后，打开碎石收集箱12底部的阀门，碎石进入带孔皮带传输机6；碎石排完后，关闭碎石收集箱12底部的阀门。
碎石收集箱12碎石和水进入带孔皮带传输机6，碎石回收，滤液进入滤液池3。
腐殖土中密度在1.8～2.4g/cm3的无机沙土处于流态化半悬浮状态，集中在第一箱体中下部；密度小于1.4g/cm3的有机质，在水流推动作用下上浮至液面，由刮板机14推送至溢流口15，然后进入第二箱体17。由刮板机14推送至溢流口15的有机质，经格栅16拦截大块杂质后进入第二箱体17，被拦截在格栅16上的大块杂质经过冲洗头20冲洗，冲洗掉附着在大块杂质表面的有机质。
（b）第二箱体17中的有机质溶液进入带式过滤机2，经工艺水冲洗、固液分离，分离出有机质，得到含水量低于20%的有机质以及滤液；
用工艺水冲洗有机质，去除有机质中可溶重金属离子和颗粒较细重金属沉淀物；滤液进入滤液池3；
（c）处于流态化半悬浮无机沙土经砂土排出口13进入固液分离器7，分离出砂土，滤液进入滤液池3。
Claims (9)
1.一种矿化垃圾流态化分选装置，包括第一箱体（11）、往第一箱体（11）中输送矿化垃圾的送料装置，其特征在于：所述第一箱体（11）侧壁上部设有溢流口（15），第一箱体（11）内与溢流口（15）等高位置处设有刮板机（14），溢流口（15）下方设有第二箱体（17），第二箱体（17）的出口通过管道连接有带式过滤机（2），带式过滤机（2）连接有滤液池（3）；
第一箱体（11）下方设有碎石收集箱（12），第一箱体（11）底部与碎石收集箱（12）之间通过管道连接，碎石收集箱（12）出口正下方设有带孔皮带输送机（6）；
在第一箱体（11）侧壁中下部设有砂土排出口（13），砂土排出口（13）通过管道连接有固液分离器（7）；
所述固液分离器（7）、带孔皮带输送机（6）均通过管道与滤液池（3）连接；
还包括可将滤液池（3）中的液体泵入第一箱体（11）内且使液体呈向上涌动的第一泵（4），所述第一泵（4）输入端与滤液池（3）连接、输出端与第一箱体（11）连通；所述第一箱体（11）底部连接有多个锥筒（8），锥筒（8）与碎石收集箱（12）之间设有缓冲箱（9）；
每个锥筒（8）出口与缓冲箱（9）顶部通过第一连接管（18）对接，缓冲箱（9）底部与碎石收集箱（12）顶部通过第二连接管（19）对接，且第一连接管（18）和第二连接管（19）一一对应，每一组对应的第一连接管（18）和第二连接管（19）具有相同的中心轴线；
在缓冲箱（9）内对应第一、第二连接管设有多个筒状滤网（10），每个滤网（10）一端与第一连接管（18）对接、另一端与第二连接管（19）对接；
每个第二连接管（19）上设有阀门，碎石收集箱（12）底部设有阀门；
所述第一泵（4）与缓冲箱（9）连通；所述第一泵（4）输出的液体经由缓冲箱（9）紊流后分别从锥筒（8）向上进入第一箱体（11）底部。
2.根据权利要求1所述的矿化垃圾流态化分选装置，其特征在于：还包括第二泵（5），该第二泵（5）的输入端与滤液池（3）连接、输出端与碎石收集箱（12）连通。
3.根据权利要求2所述的矿化垃圾流态化分选装置，其特征在于：所述第二箱体（17）顶部设有格栅（16），在第二箱体（17）上方设有冲洗头（20），所述第二泵（5）的输出端分叉与冲洗头（20）连通。
4.根据权利要求1所述的矿化垃圾流态化分选装置，其特征在于：所述送料装置为螺旋输送机（1），螺旋输送机（1）出口距离第一箱体（11）底部200～600mm；
所述砂土排出口（13）距离第一箱体底部200～500mm。
5.一种应用权利要求1所述分选装置的矿化垃圾流态化分选工艺，其特征在于包括如下步骤：
（a）矿化垃圾运送到接近第一箱体（11）底部，第一泵（4）将滤液池（3）中的水抽入第一箱体（11）底部，在向上涌动水流推动作用下，较重的碎石下沉进入碎石收集箱（12）；碎石收集箱（12）碎石和水进入带孔皮带传输机（6），碎石回收，滤液进入滤液池（3）；
腐殖土中密度在1.8～2.4g/cm3的无机沙土处于流态化半悬浮状态，集中在第一箱体中下部；密度小于1.4g/cm3的有机质，在水流推动作用下上浮至液面，由刮板机（14）推送至溢流口（15），然后进入第二箱体（17）；
（b）第二箱体（17）中的有机质溶液进入带式过滤机（2），经工艺水冲洗、固液分离，分离出有机质，得到含水量低于20%的有机质以及滤液；
用工艺水冲洗有机质，去除有机质中可溶重金属离子和颗粒较细重金属沉淀物；滤液进入滤液池（3）；
（c）处于流态化半悬浮无机沙土经砂土排出口（13）进入固液分离器（7），分离出砂土，滤液进入滤液池（3）。
6.根据权利要求5所述的矿化垃圾流态化分选工艺，其特征在于：所述第一箱体（11）底部连接有多个锥筒（8），锥筒（8）与碎石收集箱（12）之间设有缓冲箱（9）；
每个锥筒（8）出口与缓冲箱（9）顶部通过第一连接管（18）对接，缓冲箱（9）底部与碎石收集箱（12）顶部通过第二连接管（19）对接，且第一连接管（18）和第二连接管（19）一一对应，每一组对应的第一连接管（18）和第二连接管（19）具有相同的中心轴线；
在缓冲箱（9）内对应第一、第二连接管设有多个筒状滤网（10），每个滤网（10）一端与第一连接管（18）对接、另一端与第二连接管（19）对接；
每个第二连接管（19）上设有阀门，碎石收集箱（12）底部设有阀门；
所述第一泵（4）与缓冲箱（9）连通；
步骤（a）中，第一泵（4）输出的液体经由缓冲箱（9）紊流后分别从锥筒（8）向上进入第一箱体（11）底部；
刚开始运行时，关闭第二连接管（19）上的阀门和碎石收集箱（12）底部的阀门，碎石从锥筒（8）中依次经过第一连接管（18）、滤网进入第二连接管（19）堆积，当第二连接管（19）中的碎石堆积部分后，打开第二连接管（19）上的阀门，碎石进入碎石收集箱（12），然后关闭第二连接管（19）上的阀门；
当碎石收集箱（12）中的碎石堆积后，打开碎石收集箱（12）底部的阀门，碎石进入带孔皮带传输机（6）；碎石排完后，关闭碎石收集箱（12）底部的阀门。
7.根据权利要求6所述的矿化垃圾流态化分选工艺，其特征在于：还包括第二泵（5），该第二泵（5）的输入端与滤液池（3）连接、输出端与碎石收集箱（12）连通；
在碎石从第二连接管（19）进入碎石收集箱（12）之前，通过第二泵（5）往碎石收集箱（12）中抽满水。
8.根据权利要求7所述的矿化垃圾流态化分选工艺，其特征在于：所述第二箱体（17）顶部设有格栅（16），在第二箱体（17）上方设有冲洗头（20），所述第二泵（5）的输出端分叉与冲洗头连通；
步骤（a）中，由刮板机（14）推送至溢流口（15）的有机质，经格栅（16）拦截大块杂质后进入第二箱体（17），被拦截在格栅（16）上的大块杂质经过冲洗头（20）冲洗，冲洗掉附着在大块杂质表面的有机质。
9.根据权利要求6所述的矿化垃圾流态化分选工艺，其特征在于：从锥筒（8）向上进入第一箱体（11）底部的流动液体的流速度为0.05～0.2m/s。
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