CN107975806A - 模块组合式废物处理方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种模块组合式废物处理方法，包括如下步骤：(1)分析服务区域内废物产量、种类；(2)根据废物分析结果设计配置模块，包括废物处理模块、焚烧模块和热能利用模块；(3)根据各种类废物产量设计废物处理模块的规模，包括日处理量、年处理量和年运行时间；(4)分拣废物分配到相应的废物处理模块中；(5)将废物处理模块中的焚烧废物分析配伍，输送进入焚烧模块焚烧处理；(6)焚烧产生的热量通过热能利用模块分配再利用。本发明提供的模块组合式废物处理方法，实现无害化、减量化、再利用化，降低废物处理成本，提高可再生资源的利用。

Description

模块组合式废物处理方法及系统

技术领域

本发明涉及废物处理技术领域，特别地，涉及一种模块组合式废物处理方法及系统。

背景技术

随着人口、工业化、城市化、科技化的快速发展，废物已经成为现今这个快速发展时代的时代品，不同的废物给人类的生存环境带来严重的危害，也成为阻碍社会发展和危害人们健康的因素。良好的环境是人类生存及发展的必要条件，也是人们赖以生存的一切。随着人们对于环境保护的意识越来越高，垃圾焚烧、废物处理、节能环保、低碳环保成为人们越来越关注的问题。

目前对于废物处理包括：(1)辐射技术对固体废物的处理，固体废物是指在生产、生活和其他活动中产生的丧失原有利用价值或这虽未丧失利用价值但被抛弃或者放弃的固态、半固态和置于容器中的气态物质。固体废物包括生活垃圾、工业固体废弃物、农业废弃物、医疗废物和交通运输垃圾等。大部分固体废物仍处于低水平综合利用、简单储存或直接排放状态，造成了废金属、废塑料、废玻璃等大量可回收利用资源的浪费和严重的二次污染。电离辐射(如电子束和Y射线)具有较高的能量没能直接或间接地导致分子的电离和激发。固体废物表面吸附的水在收到射线辐照后吸收能量会产生辐射分解，生成初生态.OH、.H等活性很强的自由基，这些自由基能与有机化合物发生反应(自由基化合和自由基转移过程)导致其降解。因此，辐射技术可以应用在废金属、废塑料、废橡胶等等废物上。(2)纳米抗菌材料的应用，将抗菌剂添加到各种材料中支撑抗菌符合材料以求达到抗菌、清洁的目的，是目前的研究热点。纳米抗菌剂按其微生物的作用机理可将其分为两类：一类是光催化半导体材料，例如，纳米氧化锌、纳米二氧化钛等；另一类为抗菌活性金属材料。纳米技术还可以应用于固体废物处理，降解速度更快，很大程度上环节固体废物给环境带来的巨大压力，也可减轻填埋等传统方式所带来的二次污染。(3)废物的再生利用，以日本为例，制定一系列相关法规，并在全国范围内建立“再生循环”的社会体系。在此基础上，对废物进行合理处理，把废物作为资源还给人类重新加以利用，把废物对环境的破坏降到最低限度，从而保护环境、节约资源。(4)医疗垃圾处理，医疗垃圾所面临的形式非常严峻，对其处理方法大致分为：医院自行焚烧、环卫或环保部门部分集中焚烧处理，还有相当一部分中小城市的医疗垃圾与生活垃圾混在一起填埋处理。比较新的工艺采用高温热解，这一方法能很好的解决医疗垃圾的处理问题。

现阶段中国的危险废物种类，共有46大类别600多种危险废物，危废物料的多种化，成分复杂程度，多种的废物统一处理是我国现在面临的巨大问题。对于废物、垃圾的处理上仍没有一种能够独立地实现垃圾资源化、无害化、减量化、再利用化的整体处理系统。而且，对于垃圾、废物成分愈发复杂，有机物、人工合成材料的增多，对于垃圾、废物处理技术的提高，急需将现有的单一销毁向多元化互助配合、共同处理的综合处理转变发展，以改善生态环境、开辟新能源领域、实现垃圾变废为宝、提供更多的可利用资源。

发明内容

本发明提供了一种模块化废物处理方法及系统，在一定区域内模块化组合式的处理废物，实现无害化、减量化、再利用化，降低废物处理成本，提高可再生资源的利用。

为实现上述目的，本发明提出了一种模块组合式废物处理方法，包括如下步骤：

(1)分析服务区域内废物产量、种类；

(2)根据废物分析结果设计配置模块，包括废物处理模块、焚烧模块和热能利用模块，所述废物处理模块包括污泥废渣处理模块、含酸碱污泥处理模块、含重金属污泥处理模块、高浓度污水处理模块、乳化液处理模块和等离子危废处理模块；

(3)根据各种类废物产量设计废物处理模块的规模，包括日处理量、年处理量和年运行时间；

(4)分拣废物分配到相应的废物处理模块中，使得物料平衡及热平衡；

(5)将废物处理模块中的焚烧废物分析配伍，输送进入焚烧模块焚烧处理；

(6)焚烧产生的热量通过热能利用模块分配再利用。

优选的，所述配置模块还包括废物利用模块，对于经废物处理模块处理后可直接再利用的产物送入到废物利用模块进行资源配置和利用。

优选的，所述配置模块还包括尾气处理模块，包括高温脱硝单元、烟气急冷脱酸单元、炭纤维吸附单元、布袋滤尘单元、湿式洗涤单元、引风机单元和检测单元，用于净化粉尘、酸性气体、NOX、二恶英和重金属污染物。

优选的，所述配置模块还包括灰渣收集运输模块，将废物处理后产生的炉渣、飞灰进行收集、输送，废料经检测达标后做垃圾衍生燃料(RDF)，未达标废料用做建筑材料。

优选的，所述步骤(1)中对废物种类区分包括：纤维类、粘稠类物质、树脂块类、油漆渣类、纸张类、需焚烧处理的剧毒废物、硬质包装物废物、塑料类废物。

优选的，所述步骤(5)中对焚烧废物的分析配伍，包括：

(1)对焚烧废物进行性质检测，分析废物的相容性，检测热值、挥发性、卤素、重金属、酸性污染物含量，检测焚烧废物的可燃性、液体粘度、化学反应性；

(2)根据步骤(1)的检测结果进行计算，确定不同废物的配伍量。

优选的，还包括对待处理废物的化学成分分析，配伍后进入焚烧模块中的废物的化学成分中S含量不超过2.5％、Cl含量不超过2％、F含量不超过1％、P含量不超过0.5％、Br含量不超过0.3％、I含量不超过0.3％。

优选的，所述步骤(4)中还包括对废物的前处理，根据分拣废物的特性采用相应的预处理设备进行预处理。

优选的，包括废物处理模块、焚烧模块和热能利用模块，所述废物处理模块包括污泥废渣处理模块、含酸碱污泥处理模块、含重金属污泥处理模块、高浓度污水处理模块、乳化液处理模块和等离子危废处理模块。

优选的，还包括废物利用模块，对于经废物处理模块处理后可直接再利用的产物送入到废物利用模块进行资源配置和利用。

优选的，尾气处理模块，包括高温脱硝单元、烟气急冷脱酸单元、炭纤维吸附单元、布袋滤尘单元、湿式洗涤单元、引风机单元和检测单元，用于净化粉尘、酸性气体、NOX、二恶英和重金属污染物。

优选的，所述焚烧模块包括焚烧单元和助燃单元，所述焚烧单元包括焚烧炉、二级燃烧室、湿式出渣机和控制系统，用于将焚烧废物焚烧成高温烟气和灰渣，所述助燃单元用于辅助焚烧废物充分燃烧。

优选的，所述热能利用模块通过利用焚烧模块产生的烟气中的余热将管道中的水加热成蒸汽，供焚烧模块和生产设备再利用。

有益效果：

本发明提供的模块化废物处理方法及系统，根据对服务区域内废物情况的分析，来设计配置模块，结合废物的种类、产量分设出包括废物处理模块、焚烧模块和热能利用模块，并根据废物的性质配伍后进行焚烧，焚烧后的热量还能进一步再利用。本发明通过模块化的处理，实现化学当量燃烧，废物燃烧充分彻底，使得处理的废物物料预处理平衡，各种废物都能达到有效的处理利用，配伍后处理实现热平衡、节能、环保、高效、资源再利用。

附图说明

图1为本发明实施例1的流程示意图；

图2为本发明实施例1的服务废物模块配置示意图。

具体实施方式

本发明提供的模块组合式废物处理方法，包括如下步骤：

(1)分析服务区域内废物产量、种类，对服务区域内废物种类分为纤维类、粘稠类物质、树脂块类、油漆渣类、纸张类、需焚烧处理的剧毒废物、硬质包装物废物、塑料类废物，根据工业结构不同任意组合，对于可组合在一起处理的废物种类组合配置；(2)根据废物分析结果设计配置模块，包括废物处理模块、焚烧模块、热能利用模块、废物利用模块，尾气处理模块、灰渣收集运输模块，所述废物处理模块包括污泥废渣处理模块、含酸碱污泥处理模块、含重金属污泥处理模块、高浓度污水处理模块、乳化液处理模块和等离子危废处理模块；

(3)根据各种类废物产量设计废物处理模块的规模，包括日处理量、年处理量和年运行时间，本发明根据该服务区域危废物的产量分析，设计建设焚烧规模可达60000吨/年，日处理量可达200吨，全年按300天计算处理量即60000吨，年运行时间为7200小时；

(4)分拣废物分配到相应的废物处理模块中，对于尺寸较大不能直接进入焚烧模块的废物先进性破碎处理；

(5)将废物处理模块中的焚烧废物分析配伍，对焚烧废物进行性质检测，分析废物的相容性，检测热值、挥发性、卤素、重金属、酸性污染物含量，检测焚烧废物的可燃性、液体粘度、化学反应性，根据检测结果再进行计算，确定不同废物的配伍量后输送进入焚烧模块焚烧处理；所述焚烧模块包括焚烧单元和助燃单元，所述焚烧单元包括焚烧炉、二级燃烧室、湿式出渣机和控制系统，用于将焚烧废物焚烧成高温烟气和灰渣，所述助燃单元用于辅助焚烧废物充分燃烧；

(6)焚烧产生的热量通过热能利用模块分配再利用。

其中，步骤(5)中还包括对待处理废物的化学成分分析配伍，配伍后进入焚烧模块中的废物的化学成分中S含量不超过2.5％、Cl含量不超过2％、F含量不超过1％、P含量不超过0.5％、Br含量不超过0.3％、I含量不超过0.3％。

其中，废物配伍还需要考虑到以下内容：

a、废物的相容性

两种及以上危险废物混合应防治发生以下情况：产生大量或高压、产生火焰、发生爆炸产生易燃气体、产生有毒气体、剧烈的聚合反映以及有毒物质的溶解；除废物之间的相容性外，还应保证废物所盛放容器之间的相容性。

b、热值的稳定性

配伍应使危险废物的热值尽可能介于一定的范围以减少辅助燃料的使用量，危险废物的热值不仅影响焚烧炉辅助燃料的用量，还会影响焚烧炉的处理能力、热值太低，需要启动辅助燃料系统以使废物燃烧完全，造成运行费用增加；热值太高，使焚烧炉炉温难以控制，造成炉内部件损坏甚至需要惰性物质(过量空气、水等)限制炉温，同时使处理能力下降，或停产因此危险废物的热值需要控制在一个适当的范围内，保证系统运行的经济可靠。

c、控制酸性污染物的含量

控制酸性污染物含量以保证焚烧模块正常运行和尾气达标排放，卤化有机物不仅影响废物的热值，也影响废物燃烧后的酸性气体含量和烟气处理系统的运行，控制不合理还易造成氯气的产生，其腐蚀性更大。

d、控制重金属

控制重金属含量保证焚烧系统正常运行和尾气达标排放，在本公司处理的废物中有农药等剧毒性较高废物，这些危险废物是有机重金属类物质，应控制整体数量均匀入焚烧炉。

e、严谨放射性、爆炸性及特殊限制性废物入炉

对于放射性、爆炸性废物不适合采用本发明焚烧模块焚烧处理。

本实施例中，所述废物利用模块对于经废物处理模块处理后可直接再利用的产物送入到废物利用模块进行资源配置和利用。

本实施例中，所述尾气处理模块包括高温脱硝单元、烟气急冷脱酸单元、炭纤维吸附单元、布袋滤尘单元、湿式洗涤单元、引风机单元和检测单元，用于净化粉尘、酸性气体、NOX、二恶英和重金属污染物。

本实施例中，所述灰渣收集运输模块用于将废物处理后产生的炉渣、飞灰进行收集、输送、填埋。

进一步，本实施例所述步骤(4)中还包括对废物的前处理，根据分拣废物的特性采用相应的预处理设备进行预处理。

所述前处理包括设置危废仓储和转运单元，通过暂存库作为危废仓储，对废物的预处理具体如下：

a、针对不易采用破碎机处理的纤维类、黏稠类等少量废物设计小型热解处理设备进行处理，热源采用二级燃烧室的热风，热解后可燃气体进入焚烧炉焚烧，热解后残渣冷却后进入破碎单元。

b、树脂块类、油漆渣类、纸张类、需焚烧处理的剧毒废物，装袋或压缩成小于50cm×35cm×35cm的成型物，经悬挂链输送系统进入焚烧炉。

c、针对桶类等硬质包装废物和橡胶类废物，可采用剪切式破碎机处理，破碎粒径小于50mm。

d、其他废物物料应先经过筛分，筛下物粒径为小于50mm，筛上物镜磁选除铁后，硬质块类废物与热解渣混合，选用锤石破碎机处理至粒径小于50mm。

e、塑料类废物应设计粗犷的造粒设备，热源采用二级燃烧室的热风加热导热油，导热油以相对恒定的温度加热溶化塑料，经漏筛造粒水冷后入仓暂存，作为热源调节用物料。

f、破碎后的筛下物料进入储仓的储量可存储一周用量，储仓内物料经板式喂料称计量后输送入焚烧炉，作为调节热量的塑料粒可在物料入炉前适量加入。

g、物料入炉前考虑PH调整，设计一个满足一周用量的石灰粉储仓，石灰粉计量后输送至入炉计量板喂称上。

h、可燃废液类废物经分级过滤、乳化混合后，热值调整至5000大卡以上，泵送至入炉前的油箱内暂存，废油箱应考虑液位、计量、安全储存等问题。

暂存库及前处理的物料转运，均以输送设备实现场内物料的转运、暂存和入炉。

实施例1

本实施例提供一种模块组合式废物处理方法，如图1和图2所示，包括如下步骤：

(1)分析服务区域内废物产量、种类，本实施例服务区域处理废物包括46类危险废物(依据环保部2016年8月1日颁布的条例)，处理斯德哥尔摩公约中的12类高危废物；

(2)根据废物分析结果设计配置六个处理模块，配置12条危废处理线，六个处理模块包括废物处理模块、焚烧模块、热能利用模块、废物利用模块，尾气处理模块、灰渣收集运输模块，所述废物处理模块包括工业处理区和生活垃圾处理区，所述工业处理区配置污泥废渣处理生产线、酸碱污泥处理生产线、重金属污泥处理生产线、高浓度废水处理生产线、重金属废水处理生产线和等离子体生产线，所述生活垃圾区配置生活垃圾处理区一、生活垃圾处理区二、生活垃圾预留区、医疗垃圾处理区、医疗垃圾预留区、保密文件处理区；

(3)根据各种类废物产量设计废物处理模块的规模，包括日处理量、年处理量和年运行时间，本实施例中服务区域占地面积220亩，长480米，宽300米，焚烧规模可达60000吨/年，日处理量达200吨，全年按300天计算处理量即60000吨，年运行时间为7200小时；

(4)分拣废物分配到相应的废物处理模块中，对于尺寸较大不能直接进入焚烧模块的废物先进性破碎处理；

(5)将废物处理模块中的焚烧废物分析配伍，对焚烧废物进行性质检测，分析废物的相容性，检测热值、挥发性、卤素、重金属、酸性污染物含量，检测焚烧废物的可燃性、液体粘度、化学反应性，根据检测结果再进行计算，确定不同废物的配伍量后输送进入焚烧模块焚烧处理；所述焚烧模块包括焚烧单元和助燃单元，所述焚烧单元包括焚烧炉、二级燃烧室、湿式出渣机和控制系统，用于将焚烧废物焚烧成高温烟气和灰渣，所述助燃单元用于辅助焚烧废物充分燃烧；

(6)焚烧产生的热量通过热能利用模块分配再利用。

其中，步骤(5)中还包括对待处理废物的化学成分分析配伍，配伍后进入焚烧模块中的废物的化学成分中S含量不超过2.5％、Cl含量不超过2％、F含量不超过1％、P含量不超过0.5％、Br含量不超过0.3％、I含量不超过0.3％。

实施例2

本实施例提供一种模块组合式废物处理系统，包括废物处理模块、焚烧模块和热能利用模块，所述废物处理模块包括污泥废渣处理模块、含酸碱污泥处理模块、含重金属污泥处理模块、高浓度污水处理模块、乳化液处理模块和等离子危废处理模块。还包括废物利用模块，对于经废物处理模块处理后可直接再利用的产物送入到废物利用模块进行资源配置和利用。还包括尾气处理模块，所述尾气处理模块包括高温脱硝单元、烟气急冷脱酸单元、炭纤维吸附单元、布袋滤尘单元、湿式洗涤单元、引风机单元和检测单元，用于净化粉尘、酸性气体、NOX、二恶英和重金属污染物。可在城市等区域内模块式布局，包括生活、工业危废、医疗、应急等处理模块，节省运力，且环保节能。

其中，所述焚烧模块包括焚烧单元和助燃单元，所述焚烧单元包括焚烧炉、二级燃烧室、湿式出渣机和控制系统，用于将焚烧废物焚烧成高温烟气和灰渣，所述助燃单元用于辅助焚烧废物充分燃烧。

废物在焚烧炉炉辊连续运行中，物料在炉内不停的翻动、输送、干燥、分解和气化。焚烧炉的燃烧温度约为800～900℃，经过大约60min的高温焚烧，物料被彻底焚烧成高温烟气和灰渣。残渣自炉尾落入渣斗，由水封出渣机连续排出。燃烧产生的烟气从炉尾进入二级燃烧室再次升温燃烧，燃烧温度约在1100～1250℃，烟气在二级燃烧室的停留时间在2秒以上，确保进入焚烧系统的危险废物充分彻底的燃烧完全。为保障应急事故的发生时整个系统的安全，在二级燃烧室顶部还设置了紧急排放门，当引风机出现故障或布袋除尘器进口温度过高时，二级燃烧室顶部的紧急排放口会自动打开。

焚烧模块采用天然气启动，正常操作时耗气量主要取决于废物的热值，为保证焚烧炉的稳定运行，需要加入柴油作辅助燃料或者可燃废液。

其中，所述热能利用模块通过利用焚烧模块产生的烟气中的余热将管道中的水加热成蒸汽，供焚烧模块和生产设备再利用。热能利用模块利用烟气中的余热产生蒸汽，蒸汽除系统自用外，还可根据需要减压后供生产使用，以及将产生的蒸汽接入工业园区内，供园区的的企业使用。北方冬季还可用于供暖。还可用于洗浴中心等场所供能。

优选的，本发明中所述的焚烧炉为小型炉，可以实现整体浇铸，随用随启，具有抗热震的效果，这样可以达到工业的规范化。而同行的大型炉则达不到这种效果。还可采用层燃悬浮焚烧炉，随用随启，日产日清。

进一步，对于服务区内的药厂设计规划到本发明的模块组合式废物处理系统中，了解每个药厂的生产热能、余热、回收及剩余热能，周边药厂的厂能，耗能数据，在相邻布局上会更科学、规范、精准使用余热。中药制剂下游废物如大豆蛋白，经过温度处理还可以作为生产原料。

本发明模块组合式废物处理系统及处理方法，通过模块化的运作对废物的处理量大，配伍合理，实现热平衡、节能、环保、高效、资源再利用。

进一步，本发明还设置预留生产线，作为应急生产使用，实现应急功能。以上对本发明实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (13)

1.一种模块组合式废物处理方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)分析服务区域内废物产量、种类；

(2)根据废物分析结果设计配置模块，包括废物处理模块、焚烧模块和热能利用模块，所述废物处理模块包括污泥废渣处理模块、含酸碱污泥处理模块、含重金属污泥处理模块、高浓度污水处理模块、乳化液处理模块和等离子危废处理模块；

(3)根据各种类废物产量设计废物处理模块的规模，包括日处理量、年处理量和年运行时间；

(4)分拣废物分配到相应的废物处理模块中，使得物料平衡及热平衡；

(5)将废物处理模块中的焚烧废物分析配伍，输送进入焚烧模块焚烧处理；

(6)焚烧产生的热量通过热能利用模块分配再利用。

2.根据权利要求1所述的模块组合式废物处理方法，其特征在于，所述配置模块还包括废物利用模块，对于经废物处理模块处理后可直接再利用的产物送入到废物利用模块进行资源配置和利用。

3.根据权利要求1所述的模块组合式废物处理方法，其特征在于，所述配置模块还包括尾气处理模块，包括高温脱硝单元、烟气急冷脱酸单元、炭纤维吸附单元、布袋滤尘单元、湿式洗涤单元、引风机单元和检测单元，用于净化粉尘、酸性气体、NOX、二恶英和重金属污染物。

4.根据权利要求1所述的模块组合式废物处理方法，其特征在于，所述配置模块还包括灰渣收集运输模块，将废物处理后产生的炉渣、飞灰进行收集、输送，废料经检测达标后做垃圾衍生燃料(RDF)，未达标废料用做建筑材料。

5.根据权利要求1所述的模块组合式废物处理方法，其特征在于，所述步骤(1)中对废物种类区分包括：纤维类、粘稠类物质、树脂块类、油漆渣类、纸张类、需焚烧处理的剧毒废物、硬质包装物废物、塑料类废物。

6.根据权利要求1所述的模块组合式废物处理方法，其特征在于，所述步骤(5)中对焚烧废物的分析配伍，包括：

(1)对焚烧废物进行性质检测，分析废物的相容性，检测热值、挥发性、卤素、重金属、酸性污染物含量，检测焚烧废物的可燃性、液体粘度、化学反应性；

(2)根据步骤(1)的检测结果进行计算，确定不同废物的配伍量。

7.根据权利要求6述的模块组合式废物处理方法，其特征在于，还包括对待处理废物的化学成分分析，配伍后进入焚烧模块中的废物的化学成分中S含量不超过2.5％、Cl含量不超过2％、F含量不超过1％、P含量不超过0.5％、Br含量不超过0.3％、I含量不超过0.3％。

8.根据权利要求1所述的模块组合式废物处理方法，其特征在于，所述步骤(4)中还包括对废物的前处理，根据分拣废物的特性采用相应的预处理设备进行预处理。

9.一种模块组合式废物处理系统，其特征在于，包括废物处理模块、焚烧模块和热能利用模块，所述废物处理模块包括污泥废渣处理模块、含酸碱污泥处理模块、含重金属污泥处理模块、高浓度污水处理模块、乳化液处理模块和等离子危废处理模块。

10.根据权利要求9所述的模块组合式废物处理系统，其特征在于，还包括废物利用模块，对于经废物处理模块处理后可直接再利用的产物送入到废物利用模块进行资源配置和利用。

11.根据权利要求9所述的模块组合式废物处理系统，其特征在于，尾气处理模块，包括高温脱硝单元、烟气急冷脱酸单元、炭纤维吸附单元、布袋滤尘单元、湿式洗涤单元、引风机单元和检测单元，用于净化粉尘、酸性气体、NOX、二恶英和重金属污染物。

12.根据权利要求9所述的模块组合式废物处理系统，其特征在于，所述焚烧模块包括焚烧单元和助燃单元，所述焚烧单元包括焚烧炉、二级燃烧室、湿式出渣机和控制系统，用于将焚烧废物焚烧成高温烟气和灰渣，所述助燃单元用于辅助焚烧废物充分燃烧。

13.根据权利要求9所述的模块组合式废物处理系统，其特征在于，所述热能利用模块通过利用焚烧模块产生的烟气中的余热将管道中的水加热成蒸汽，供焚烧模块和生产设备再利用。